【正文】 水污染與控制 ? 概述 ? 水的功能 ? 在自然界不論是生活、生產(chǎn)活動或生態(tài)環(huán)境都離不開水。人體一旦失去體內(nèi)水分 10%，生理功能將嚴重紊亂；失去水分的 20%，人很快就會死亡。人每天至少需要2— ，一般需要 5L水。 ? 工業(yè)對水的需求量更大，除了用于冷卻、加工、沸蒸和傳送外，水還用于空調(diào)和清洗。農(nóng)業(yè)用水在全球用水中所占比例最大，約占 73%。 ? 為 了保護環(huán)境，維持生態(tài)平衡，必須保持江河湖庫一定的水量，以滿足魚類和水生生物的生長，沖洗農(nóng)田鹽份入海，保持水體自凈能力和旅游等的需要。 水還是自然界中最好的溶劑 ， 天然物質(zhì)和人工生成的物質(zhì)大多數(shù)可溶解在水中 。 天然水從本質(zhì)上看 ， 應屬于未受人類排污影響的各種天然水體中的水 。 因為人類活動的擴展 ， 這種水目前在日益減少 。 天然水的化學組成及其特點是在長期的物質(zhì)循環(huán) 、 短期的水循環(huán)以及各種生物循環(huán)中形成的 ， 它與大氣圈 、 巖石圈 、 土壤圈以及生物圈相互接觸時進行頻繁的化學與物理反應 ， 同時進行物質(zhì)與能量的交換 。 因此 ， 水的化學組成經(jīng)常在變化 。 水資源概念及分布 ? 一、水體 ? 地球表面的江、河、湖、海、沼澤、冰川以及地下水統(tǒng)稱水體。 ? 水體中不僅包括水（ H2O），也包括懸浮物、溶解性物質(zhì)、水生生物和底泥等。 ? 二、水資源 ? 逐年可以得到更替 、 在較長時間內(nèi)可以保持動態(tài)平衡的水量 ， 常稱為 “ 水資源 ” 。 ? 廣義上的水資源 ， 指地球水圈中各個環(huán)節(jié)和各種形態(tài)的水都稱為水資源 ， 因為它們之間是密切相關的 ， 對人類沒有直接的使用價值 。 ? 狹義上的水資源 ， 指直接可供人們經(jīng)常取用的水 ， 即在陸地上由大氣降水補給的各種地表水 、 淺層地下水 。 三、水資源分布 地球上儲存的水是極其豐富的，天然水總量大約為 億立方千米，而淡水只占只占總水量的 %。人類可直接利用的僅占總儲量的 % 。 近二十年來，世界用水量幾乎以 4%左右的速度遞增。我國人均水量居世界第 88位，只有 2022多立方米 。潛在的缺水危機十分嚴峻。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的報告顯示，水荒可能會類似于現(xiàn)在的石油危機一樣，成為 21世紀人類面臨的最嚴重的自然資源難題。 見后圖及表 ? ? 一 、 水的性質(zhì) ? 由于水分子中含有氫鍵 ， 因此水具有一些獨特的性質(zhì)： ? （ 一 ） 水的介電常數(shù)比其他任何液體都高 ， 這使得大多數(shù)離子性物質(zhì)易溶于水中 。 在生命體的新陳代謝過程中 ，起了營養(yǎng)物質(zhì)和廢棄物質(zhì)的基本輸送介質(zhì)作用 。 （二） 水具有很高的熱容性，達 K，環(huán)境中天然水體對于其臨近區(qū)域的氣溫具有緩沖和穩(wěn)定的重要作用； （三） 水的汽化熱也明顯高于其他任何物質(zhì)。不僅同樣具有穩(wěn)定水體周圍地理環(huán)境溫度的功效，對于調(diào)節(jié)環(huán)境氣溫有明顯的作用； （ 四 ） 水在 277 K時密度最大，當水溫降到 273 K時就會結(jié)冰。由于水的密度不及下層水體，冰只能停留在表層水上，浮冰下面的水仍保持液體狀態(tài)。這種特殊的密度 — 溫度關系對于防止水體的完全凍結(jié)、保護水生生物的生存條件有致關重要的意義。 ? 二 、 水體溶解的主要氣體 ? 溶解與水中的氣體以氧氣和二氧化碳意義較大 ， 這影響水生生物的生存和繁殖以及水中物質(zhì)的溶解 、 化合等化學性質(zhì)和生物化學行為 。 水中溶解的氧氣，一般在 0— 14mg/L之間 若水中氧氣過飽和時氧氣就會從水中逸出。 河水與湖水中的二氧化碳含量一般均在 20— 30mg/L以下，地下水中含量較高，海水最低 。 若水中二氧化碳過飽和時二氧化碳也會從水中逸出。 天然水中有時含有少量的硫化氫，由于硫化氫易于氧化，空氣中的硫化氫分壓很低，水中的硫化氫易于逸出 。 ? 三 、 水中溶解的主要礦物質(zhì) ? 硅： 水中硅的來源于礦物的風化。硅的 產(chǎn)物是一種多核的硅酸鹽。 硅酸鹽是水生生物所必須的養(yǎng)分。 ? 鋁： 水中的鋁來自含鋁礦物質(zhì)。其化學形態(tài)取決于 pH值。 pH＜ 4時常以 Al（ H2O） 62+水合態(tài)存在； pH=生成 Al（ OH）（ H2O） 62+ ， pH＞ 10時鋁可呈 Al（ OH） 4。 鎂： 鎂是形成水硬度的主要成分之一。河水中鎂的典型濃度為 107mol/L，海水為 。 鈉和鉀： 低水平的鈉對人體無直接危害，鉀是植物的基本營養(yǎng)物質(zhì)。 錳：在含氧的水體中，錳常以二氧化錳的形式出現(xiàn)。 二價錳在城市自來水中，二氧化錳是一項控制較嚴的水質(zhì)指標，的生物毒性低， ? 氮： 含氮化學物質(zhì)在水化學中占有重要地位。 無機氮的主要化學品種分別是 NO3和 NH+4。 ? 磷； 天然水中磷的來源包括含磷礦物、磷肥徑流以及洗滌劑廢水的污染。 ? 硫： 礦物、酸性礦水、酸雨等是天然水中硫的來源。 ? 淡水中，重要的陽離子為鈣、鎂離子：海水中大量的陽離子是鈉離子。淡水中溶解的鹽為海水的兩千分之一 。 四、水資源危機 ? 水資源危機 — 當一個地區(qū)的需水量大于水資源的供水能力時的缺水現(xiàn)象，也稱“水荒”。主要表現(xiàn)在： ? ①淡水資源短缺 — 從 18世紀到 19世紀，人類提取的淡水資源量增加了 35倍，比人口增長速度高 2倍。 ? ②淡水污染 — 淡水污染主要有：生活廢水、工業(yè)廢水和含有農(nóng)業(yè)污染物的地面徑流等。 ? ③爭奪淡水資源 — 在許多干旱和半干旱地區(qū)，淡水成為決定經(jīng)濟發(fā)展的重要限制因素。 ? ④海洋污染 — 海洋污染的主要來源有：城市廢水和農(nóng)業(yè)徑流、空氣污染、船舶、傾倒垃圾等。 水體污染及其來源 ? 一、水體污染 — 排入水體的污染物在數(shù)量上超過該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量，從而導致水的物理、化學及微生物性質(zhì)發(fā)生變化，使水體固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能受到破壞。 ? 造成水體污染的原因為自然和人為污染兩個方面，環(huán)境學上說的水體污染，專指人為的污染。 ? 引入水環(huán)境的污染物中較常見的有四類，即持久性污染物、非持久性污染物、酸和堿（以 pH值表征）、熱（以溫度表征）。 ? 持久性污染物是指在地面水中不能或很難由于物理、化學、生物作用而分解、沉淀或揮發(fā)的污染物 。 ? 非持久性污染物是指在地面水中由于物理、化學、生物作用而逐漸減少的污染物 。 二、水體污染源 — 向水體排放或釋放污染物的來源或場所，稱為水體污染源。迄今為止，尚無最佳的或統(tǒng)一的分類方法。本書按產(chǎn)生污染物行業(yè)性質(zhì)分類：可分為工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、交通運輸污染源和生活污水污染源等數(shù)種。 而常用的分類一般來講 也指這種分類。 ? （一）工業(yè)廢水： 工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢水?？煞譃樯a(chǎn)污水和生產(chǎn)廢水。工業(yè)污染往往是點污染源。 ? 工業(yè)廢水的主要特點 （ 1）懸浮物含量高，可達100— 3000mg/L；（ 2）生化需氧量（ BOD）大，可達200— 5000mg/L；（ 3）酸堿度變化大， pH值的變化在5— 11，甚至低至 2高至 13。（ 4）溫度高，可高達 40℃ ，造成熱污染；（ 5）因常含低沸點的揮發(fā)性液體，易燃；（ 6）具有多種多樣的有毒有害成分；（ 7）排放量大，污染范圍廣，方式復雜；（ 8）污染物種類繁多，濃度被動幅度大；（ 9）恢復比較困難。 （三）農(nóng)業(yè)廢水： 是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水。往往是非點污染源。 農(nóng)業(yè)污水的主要特點： （ 1）它具有三個不確定性，即在不確定的時間內(nèi)，通過不確定的途徑，排放不確定數(shù)量的污染物；（ 2）用水量大，并且是非重復用水；（ 3）含有機質(zhì)、 植物營養(yǎng)素及病原微生物高；（ 4）含較高的化肥和農(nóng)藥。 ? 農(nóng)業(yè)污水主要來源： （ 1）農(nóng)作物栽培中的噴灑農(nóng)藥和施用化肥；（ 2）牲畜飼養(yǎng)的集中化；（ 3）食品加工。 （四）交通運輸污染源： 是交通運輸過程中直接或間接產(chǎn)生的廢水。 交通運輸污染源的特點： 多發(fā)生在城市或人口密集區(qū)及各類人類活動的水域。 交通運輸污染源的來源： 各類交通運輸工具。 三、水體污染物 ? 造成水體的水質(zhì)質(zhì)量惡化的各種物質(zhì)和能量都可以叫做水體污染物。 ? （一） 固體污染物 — 在水中有三種存在形態(tài)：溶解態(tài)（顆粒直徑小于 1nm） 、膠體態(tài) （直徑介于 1— 20