【正文】 （surface water）是降水在地表徑流和匯集后形成的水體，包括江河水、湖泊水。水庫水等。地面水以降水為主要補充來源，此外與地下水也有相互補充關系。地面水的水量和水質(zhì)受流經(jīng)地區(qū)地質(zhì)狀況、氣候、人為活動等因素的影響較大。地面水水質(zhì)一般較軟，含鹽量較少。由于河水流經(jīng)地表，能將大量泥沙及地表污染物沖刷攜帶至水中，故其渾濁度較大，細菌含量較高，且因其暴露于大氣，流速快，故水中溶解氧含量也較高。3．地下水（groundwater）是由于降水和地表水經(jīng)土壤地層滲透到地面以下而形成。地層是由透水性不同的粘土、砂石、巖石等構成。透水層是由顆粒較大的砂、礫石組成，能滲水與存水；不透水層則由顆粒細小致密的粘上層和巖石層構成。地下水可分為淺層地下水、深層地下水和泉水。淺層地下水是指潛藏在地表下第一個不透水層上的地下水，是我國廣大農(nóng)村最常用的水源，水質(zhì)物理性狀較好，細菌數(shù)較地面水少，但在流經(jīng)地層和滲透過程中，可溶解土壤中各種礦物鹽類使水質(zhì)硬度增加，水中溶解氧因被土壤中生物化學過程消耗而減少。深層地下水是指在第一個不透水層以下的地下水，其水質(zhì)透明無色，水溫恒定，細菌數(shù)很少，但鹽類含量高，硬度大。由于深層地下水水質(zhì)較好，水量較穩(wěn)定，常被用作城鎮(zhèn)或企業(yè)的集中式供水水源。泉水是地下水通過地表縫隙自行涌出的地下水。淺層地下水由于地層的自然塌陷或被溪谷截斷而使含水層露出，水自行外流即為潛水泉；深層地下水由不透水層或巖石的天然裂隙中涌出，稱自流泉。兩者的水質(zhì)、水量的特點分別與淺層和深層地下水相似。水質(zhì)的性狀和評價指標（一）物理性狀指標根據(jù)天然水的物理性狀指標的測定結果，可判斷水質(zhì)的感官性狀好壞，也可以說明水質(zhì)是否受到污染。1．水溫2．色3．臭和味臭和味有時不易截然分開。潔凈水無臭氣和異味。天然水中臭和味的主要來源有：①水生動植物或微生物的繁殖和衰亡；②有機物的腐敗分解；③溶解的氣體如硫化氫等；④溶解的礦物鹽或混入的泥土。4．渾濁度水渾濁度是指懸浮于水中的膠體顆粒產(chǎn)生的散射現(xiàn)象，表示水中懸浮物和膠體物對光線透過時的阻礙程度。渾濁度主要取決于膠體顆粒的種類、大小、形狀和折射指數(shù)，而與水中懸浮物含量的關系較小。渾濁度的標準單位是以1L水中含有相當于1mg標準硅藻土形成的渾濁狀況，作為1個渾濁度單位，簡稱1度。（二）化學性狀指標1． pH值天然水的pH值一般在7．2～8．5之間。2．總固體是指水樣在一定溫度下緩慢蒸發(fā)至干后的殘留物總量，包括水中的溶解性固體和懸浮性固體。由有機物、無機物和各種生物體組成。溶解性固體是水樣經(jīng)過濾后，再將濾液蒸干所得的殘留物，其含量主要取決于溶于水中的礦物性鹽類和溶解性有機物的多少。懸浮性固體是水中不能通過濾器的固體物干重。水中總固體經(jīng)燒灼后，其中的有機物被全部氧化分解而揮發(fā)，剩下的為礦物質(zhì)。燒灼的后的損失量大致可說明水中有機物的含量。3．硬度硬度指溶于水中鈣、鎂鹽類的總含量，以CaCO3（mg／L）表示。碳酸鹽硬度鈣、鎂的重碳酸鹽和碳酸鹽；非碳酸鹽硬度鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物等。暫時硬度水經(jīng)煮沸后能去除的那部分硬度。水煮沸時，水中重碳酸鹽分解形成碳酸鹽而沉淀，由于鈣、鎂的碳酸鹽并非完全沉淀，暫時硬度往往小于碳酸鹽硬度。永久硬度指水煮沸后不能去除的硬度。4．含氮化合物包括有機氮、蛋白氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。有機氮是有機含氮化合物的總稱。蛋白氮是指已經(jīng)分解成較簡單的有機氮。有機氮、蛋白氮主要來源于動植物，如動物糞便、植物腐敗、藻類和原生動物等。當水中有機氮和蛋白氮顯著增高時，說明水體新近受到明顯的有機性污染。氨氮是天然水被人畜糞便等含氮有機物污染后，在有氧條件下經(jīng)微生物分解形成的中間產(chǎn)物。水中氨氮增高時，表示新近可能有人畜糞便污染。亞硝酸鹽氮是水中氨在有氧條件下經(jīng)亞硝酸菌作用形成的，是氨硝化過程的中間產(chǎn)物。亞硝酸鹽含量高，該水中有機物的無機化過程尚未完成，污染危害仍然存在。硝酸鹽氮是含氮有機物氧化分解的最終產(chǎn)物。如水體中硝酸鹽氮含量高，而氨氮、亞硝酸鹽氮含量不高，表示該水體過去曾受有機物污染，現(xiàn)己完成自凈過程。若氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮均增高，提示該水體過去和新近均有污染，或過去受污染，目前自凈正在進行。氨的硝化過程是指含氮有機物在有氧條件下經(jīng)微生物作用分解成氨，再經(jīng)亞硝酸菌作用生成亞硝酸鹽，后者再經(jīng)硝酸菌作用生成硝酸鹽的過程。人們可根據(jù)水體中氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮含量變化的意義進行綜合分析、判斷水質(zhì)的污染狀況。5．溶解氧（dissolvedoxygen，DO）指溶解在水中的氧含量。其含量與空氣中的氧分壓，水溫有關。溶解氧含量可作為評價水體受有機性污染及其自凈程度的間接指標。水中溶解氧小于3～4mg/L時，魚類就難以生存。6．化學耗氧量（chemica1 oxygen demand，COD）指在一定條件下，用強氧化劑如高錳酸鉀或重鉻酸鉀等氧化水中有機物所消耗氧的量。它是測定水體中有機物含量的間接指標，代表水體中可被氧化的有機物和還原性無機物的總量。化學耗氧量的測定方法簡便快速，但不能反映有機污染物的化學穩(wěn)定性及其在水中降解的實際情況，因為有機物的降解主要靠水中微生物的作用。7．生化需氧量（biochemica1 oxygen demand，BOD）指水中有機物在有氧條件下被需氧微生物分解時消耗的溶解氧量。水中有機物愈多，生化需氧量愈高。5日生化需氧量（BOD520）20℃培養(yǎng)5日后，1L水中減少的溶解氧量。8．氯化物9．硫酸鹽10．總有機碳和總需氧量總有機碳（tota1 organic carbon，TOC）是指水中全部有機物的含碳量，它只能相對表示水中有機物的含量，單位為mg／L，是評價水體有機需氧污染程度的綜合性指標之一，但不能說明有機污染的性質(zhì)?？傂柩趿浚╰ota1 oxygen demand，TOD）指一升水中還原物質(zhì)（有機物和無機物）在一定條件下氧化時所消耗氧的毫升數(shù)，是評定水體被污染程度的一個重要指標。TOC和TOD的檢測有可能取代生化需氧量的測定方法，實現(xiàn)對其測定的快速自動化。11．有害物質(zhì)主要指水體中重金屬和難分解的有機物，如汞、鎘、砷、鉻、鉛、酚、氰化物、有機氯和多氯聯(lián)苯等。（三）微生物學性狀指標1．細菌總數(shù)指1ml水在普通瓊脂培養(yǎng)基中經(jīng)37℃培養(yǎng)24h后生長的細菌菌落數(shù)。它可以反映水體受生物性污染的程度。細菌總數(shù)只能作為水被生物性污染的參考指標。2．總大腸菌群是指一群需氧及兼性厭氧的在37℃生長時能使乳糖發(fā)酵、在24h內(nèi)產(chǎn)酸產(chǎn)氣的革蘭氏陰性無芽胞桿菌。大腸菌群細菌不是單一的某一種屬細菌，而是性狀相似的一群細菌。由于糞便中存在大量的大腸菌群細菌，因此這種細菌可作為糞便污染水體的指示菌。目前利用提高培養(yǎng)溫度的方法來區(qū)別不同來源的大腸菌群細菌:糞大腸菌群即培養(yǎng)于44．5士0．2℃的溫水浴內(nèi)能生長繁殖使乳糖發(fā)酵而產(chǎn)酸產(chǎn)氣的大腸菌群細菌，來自人及溫血動物糞便內(nèi)的大腸菌群主要屬糞大腸菌群，總大腸菌群培養(yǎng)于37℃生長繁殖發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的大腸菌群細菌。既包括存在于人及動物糞便的大腸菌群，也包括存在于其他環(huán)境中的大腸菌群。水體的污染源和污染物水體污染是指人類活動排放的污染物進入水體，其數(shù)量超過了水體的自凈能力，使水和水體底質(zhì)的理化特性和水環(huán)境中的生物特性、組成等發(fā)生改變，從而影響水的使用價值，造成水質(zhì)惡化，乃至危害人體健康或破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象。（一）水體污染的主要來源1．工業(yè)廢水 2．生活污水是指人們?nèi)粘Ｉ畹南礈鞆U水和糞尿污水等。生活污水中含有大量有機物如纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等及微生物包括腸道病原菌、病毒、寄生蟲卵等。污水中還含有大量無機物質(zhì)如氯化物，硫酸鹽、磷酸鹽、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽等。近年來由于大量使用含磷洗滌劑，使污水中磷含量顯著增加，為水生植物提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)。水體受含磷、氮等的污水污染是造成湖泊水質(zhì)惡化的主要原因之一。3．農(nóng)業(yè)污水指農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)排出的污水及降水或灌溉水流過農(nóng)田或經(jīng)農(nóng)田滲漏排出的水。農(nóng)業(yè)污水主要含有氮、磷、鉀等化肥、農(nóng)藥、糞尿等有機物及人畜腸道病原體等。天然水體中的有機物質(zhì)、植物營養(yǎng)素、農(nóng)藥等主要來源于農(nóng)業(yè)污水。4．其他（二）水體污染物通過各種途徑進入水體的污染物種類繁多，性質(zhì)各異，一般分為物理性、化學性和生物性污染物。水體的污染、自凈和轉(zhuǎn)歸（一）各種水體的污染特點1．河流河流的污染程度取決于河流的徑污比（徑流量與排人河流中污水量的比值），河流的徑污比大，稀釋能力強，河流受污染的可能性和污染程度較小。河流污染范圍不限于污染發(fā)生區(qū)，還可殃及下游地區(qū)，甚至可影響到海洋。 2．湖泊、水庫湖泊、水庫以水面寬闊、流速緩慢、沉淀作用強，稀釋混合能力較差，水交換緩慢為顯著特點。由于湖泊、水庫的上述特點，污染物進入后不易被湖水稀釋混合而易沉入湖底，難于通過湖流的搬運作用經(jīng)出湖口河道向下游輸送。因此，湖泊的相對封閉性使污染物質(zhì)易于沉積。湖泊的緩流水面使水的復氧作用降低，從而使湖水對有機物質(zhì)的自凈能力減弱。水體富營養(yǎng)化（eutrophication）當湖泊、水庫水接納過多含磷、氮的污水時，水中磷、氮等營養(yǎng)元素過多，使藻類等浮游生物大量繁殖，可形成水體富營養(yǎng)化。此時，由于占優(yōu)勢的浮游生物的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)紅色、綠色、藍色、棕色、乳白色等，這種情況出現(xiàn)在湖泊時稱水華，發(fā)生在海灣時叫赤潮。藻類繁殖迅速、生長周期短，死亡后通過細菌分解，不斷消耗水中溶解氧使水質(zhì)惡化，危及魚類及其他水生物的生存。藻類及其他生物殘體在腐爛過程中，又把生物所需的磷、氮等營養(yǎng)物質(zhì)釋放到水中，供新一代藻類利用。3．地下水一旦地下水受到明顯污染，即使查明了污染原因并消除了污染來源，地下水水質(zhì)仍需較長時間才能恢復。這是因為被地層阻留的污染物還會不斷釋放到地下水中，且地下水流動極其緩慢、溶解氧含量低，微生物含量較少，自凈能力較差。4．海洋海洋的污染源多而復雜。各種各樣的工業(yè)廢水和生活污水通過江河水注入海洋，其中污染物很難再轉(zhuǎn)移出去，不易分解的污染物便在海洋中積累起來，或者被海洋生物富集，形成海洋的持續(xù)性污染，危害較為嚴重。海洋污染的另一特點是污染范圍大。近海海域的赤潮大面積發(fā)生也已受到人們密切關注。（三）水體污染的自凈及其機制1．水體污染的自凈作用水體自凈（selfpurification）是指水體受污染后，污染物在水體的物理、化學和生物學作用下，使污染成分不斷稀釋、擴散、分解破壞或沉入水底，水中污染物濃度逐漸降低，水質(zhì)最終又恢復到污染前的狀況。有機物的自凈過程一般可分為三個階段：第一階段是易被氧化的有機物進行的化學氧化分解，本階段在污染物進入水體后數(shù)小時即可完成。第二階段是有機物在水中微生物作用下的生物化學氧化分解，本階段持續(xù)時間的長短與水溫、有機物濃度、微生物種類和數(shù)量等有關，一般要延續(xù)數(shù)日。通常用BOD5這一指標用以表示能被生物化學氧化的有機物的質(zhì)量。第三階段是含氮有機物的硝化過程，這個階段最慢，一般要延續(xù)一個月左右。2．水體自凈過程的特征污染物進入水體后就開始了自凈過程，該過程由弱到強，直至水質(zhì)逐漸恢復到正常狀態(tài)。3．水體自凈的機制水體自凈的機制包括稀釋、混合、吸附沉淀等物理作用，氧化還原、分解化合等化學作用，以及生物分解、生物轉(zhuǎn)化和生物富集等生物學作用。各種作用可相互影響，同時發(fā)生并交互進行。一般而言，自凈的初始階段以物理和化學作用為主，后期則以生物學作用為主。氧垂曲線有機物進行生物凈化的過程中，復氧與耗氧同時進行，水中溶解氧含量即為耗氧與復氧兩過程相互作用的結果。因此，可以把溶解氧作為水體自凈的一個指標。在水體有機物污染過程中，溶解氧變化可用氧垂曲線表示。氧垂曲線上的Cp點為溶解氧的最低點，在此點之前，耗氧作用大于復氧作用，水中溶解氧逐漸降低，水質(zhì)逐漸惡化；Cp點以后，復氧作用大于耗氧作用，溶解氧逐漸恢復，水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)。若Cp點溶解氧含量大于地面水衛(wèi)生標準規(guī)定的數(shù)值（4mg／L），表明廢水中耗氧有機物的排放未超過水體的自凈能力；若排入的有機物過多，超過河流的自凈能力，則Cp點低于衛(wèi)生標準規(guī)定的最低溶解氧含量，甚至在排放點下游的某一河段會出現(xiàn)無氧狀態(tài)，此時水中厭氧菌對有機物進行厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫。甲烷等，水質(zhì)嚴重惡化、變黑發(fā)臭。污水中的微生物進入水體后，由于陽光紫外線照射，水生生物間的拮抗作用，噬菌體的噬菌作用，以及不適宜的環(huán)境條件等因素的影響而逐漸死亡，病原微生物死亡更快。寄生蟲卵進入水體后，除血吸蟲卵、肺吸蟲卵、姜片蟲卵等能在水中孵化外，其他蟲卵大多沉入水底，逐漸死亡。（四）水體污染物的轉(zhuǎn)歸污染物在水體中的轉(zhuǎn)歸是指污染物在水環(huán)境中的空間位移和形態(tài)改變。前者表現(xiàn)為量的變化，后者則是質(zhì)的轉(zhuǎn)化。這兩種變化之間通常存在相互聯(lián)系。1．污染物的遷移是指污染物從某一地點轉(zhuǎn)移到另一地點，從一種介質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種介質(zhì)的過程。污染物的生物富集作用（bioenrichment）是指某些生物不斷從環(huán)境中攝取濃度極低的金屬元素或難分解的化合物在體內(nèi)聚集起來，使該物質(zhì)在生物體內(nèi)達到相當高甚至引起其他生物（或人）中毒的濃度。水生生物往往通過生物蓄積、生物濃縮和生物放大作用使某一元素或難分解的化合物大大高于水相中的濃度。2．污染物的轉(zhuǎn)化主要指污染物在水體中所發(fā)生的物理、化學、光化學和生物學作用。通過此等作用，污染物改變了原有的形態(tài)或分子結構，以致改變了污染物固有化學性質(zhì)、毒性及生態(tài)學效應。水體污染的危害（一）生物性污染的危害水體受生物性致病因子污染后，居民常通過飲用、接觸等途徑引起介水傳染病的暴發(fā)流行，對人體健康造成危害。最常見的疾病包括霍亂、傷寒、痢疾、肝炎等腸道傳染病及血吸蟲病、賈第蟲病等寄生蟲病。在富營養(yǎng)化水體中藻類大量繁殖聚集成團塊，漂浮于水面，影響水的感觀性狀，在用作自來水水源時常常堵塞水廠的濾池，并使水質(zhì)出