主题：【分享】水质监测技术知识基础问答

2.什么是水体的自净和水体污染water pollution ？
水在自然界中不断徨，从而不断面更替和获得自身净化。表1列出了各种水体的更替期。水体中的污染物质经扩散、稀释、沉淀、氧化还原、分解等物理化学过程及微生物的分解、水生生物的吸收等作用后，浓度自然，就这就是水体的自净作用。这一过程还包括水中的一氧碳、硫化氢等气体向大气释放和空气中的氧、二氧化碳溶解于水的过程。水的自净与气象、水文、地质条件如降雨量、径流量、潮汐、水体更替周期有关。
水体自净过程的特征     废水和污染物进入水体后，即开始自净过程，自净机制包括物理自净、化学和物理化学净生物和生化自净。该过程由弱到强，直到趋于恒定。自净过程的主要特征：1）污染物浓度逐渐下降；2）一些有毒污染物可经各种物理、化学和生物作用，转变为低毒或无毒物质；3）重金属污染物以溶解态被吸附或转变为不容性化合物，沉淀后进入底泥；4）部分复杂有机物被微生物利用和分解，变成二氧化碳和水；5）不稳定污染物转变成稳定的化合物；6）自净过程初期，水中溶解氧含量急剧下降，到达最低点后又缓慢上升，逐渐恢复至正常水平；7）随着自净过程及有毒物质浓度或数量的下降，生物种类和个体数量逐渐随之回升，最终趋于正常的生物分布。
Water Pollution ：Presence in water of harmful and objectionable material - obtained from sewers, industrial wastes and rainwater run-off - in sufficient concentrations to make it unfit for use.
        排入水体的污染物质一旦超过了水体的自净能力，使水体恶化，达到了影响水体原有用途的程度，这时可以说，水被污染了。
 表1 地球各种水体的循环更替期
水体类型    循环更替期    水体类型    循环更替期   
海洋    2500年    湖泊    17年   
深层地下水    1400年    沼泽    5年   
极地冰川    9700年    土壤水    1年   
永久积雪高山冰川    1600年    河川水    16天   
永冻带底冰    10000年    大气水    8天   
生物水    几小时    　    　   
水体中主要污染物及其来源
水全污染物可分为四大类：
1、无机无毒物：酸、碱、一般无机盐、氮、磷等植物营养物质；
2、无机有毒物：重金属、砷、氰化物、氟化物等；
3、有机无毒物：碳水化合物、脂肪、蛋白质等；
4、有机有毒物：苯酚、多环芳烃、PCB、有机氯农药等。 有机物污染的特征是耗氧，有毒物的污染特征表现为生物毒性。 1)水体化学污染物 　
①需氧污染物
    地表水的溶解氧含量，一般不低于4毫克、升，清洁的淡水中溶解如本书附录所示。国外一些地区依溶解氧、生化需氧量等指标的不同，将河流水质进行分类，如表2所示。     水体中所含的碳氢化合物、脂肪、蛋白质等有机化合物中水中微生物等作用下，最终分解为二氧化碳、水等简单的无机物，同时消耗大量的氧；而水体中的亚硫酸盐、硫化物、亚铁盐和氨类等还原性物质，在发生化学氧化时，也要消耗水中的溶解氧。这些物质就统称为需氧污染。水中溶解氧的下降，势必影响鱼类及其他水生生物的正常生活，水质恶化。一般来说，大多数鱼类要求生活在溶解氧在4毫克/升以上的水中(如河鳟为3～12毫克/升，鲤鱼为6～8毫克/升，青、草、鲢、鳙鱼为5毫克/升以上)。当溶解氧<1毫克/升时，大部分鱼类窒息死亡。溶解氧消失时，水中嫌气细菌毓起来，有机物分解放出甲烷和硫化氢，水体更发臭了。 需氧污染物主要来自城乡生活污水和造纸、食品、印染、制革、焦化、石油化工等工业废水。 表2 河流分类
分类    BOD5(毫克/升)    氨氮(毫克/升)    悬浮固体(毫克/升)   
很清洁    <1    0.04    4   
清 洁    ～2    0.24    15   
尚清洁    ～3    0.67    15   
可 疑    ～5    2.5    21   
劣    >10    6.7    35   
②重金属
重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是：(1)除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀 作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；(3)重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。 (4)在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性(一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升)；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋－甲基汞)；可被 生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。 ③一般有机物
    a油类 油类已成为水体，特别是海洋污染的主要物质。石油进入水体，除了〖挥发一部分外，在水面形成油膜(低分子烃类可溶于水)，由于风浪 作用，又可生成乳化油(其油滴平均直径约0.5～25微米)。油能粘住鱼卵和鱼，降低孵化率并使鱼畸形、死亡。如海水中含油100毫克/升，可使95%的美洲大海虾幼体于24小时内死亡(LD50为1毫克/升)；含油0.01毫克/升可使鱼虾贝类有石油臭味。油类还会附海兽和鱼类的呼吸器官，使其窒息而死。总之，油类会降低水生生物的品质和数量，影响水资源的。     b 酚类 属于可被天然分解的有机物。其分解速度取决于其结构(单元酚分解较二元酚、三元酚易)、初始浓度、微生物条件、温度、曝气条件等因素，酚类生物分解最适宜的水温是15～25℃。     c 氰化物 天然水体对氰化物有较强的自净作用。我国各地有氰电镀废水含氰经常为30～35毫克/升；某些焦化厂粗苯和纯苯分离水含氰1～96毫克/升；化肥厂煤气洗气水含氰180毫克/升。 ④ 酸碱及一般无机盐类     酸主要来自矿坑废水、工厂酸洗水、硫酸厂、粘胶纤维、酸法造纸等，酸雨也是某些地区水体酸化的主要来源。碱主要来自造纸、化纤、炼油等工业。酸碱污染不仅可腐蚀船舶和水上构筑物，改变水生生物的生活条件，还可大大增加水的硬度(生成无机盐类)，影响水的用途，增加工业用水处理费用等。 ⑤ 植物营养物     植物营养物主要指氮、磷化合物。主要业源是化肥、农业废弃物、生活污水和造纸制革、印染、食品、洗毛等工业废水。如，城市居民每人每天排放污水中的氮约50克。美国生活污水中50～75%的磷是洗涤剂产生的(一般洗衣粉中含有10～35%的三聚磷酸钠Na5P3O10)。     植物营养物污染主要表现为水体富营养化。水体营养化程度与磷、氮含量关，磷的作用大于氮。一般业说，总磷和无机氮分别超过20毫克/米3，300毫克/米3，就可以认为水体处于富营养化。有人建议，氮和磷的最大允许浓度分别为10和300毫克/米3。
⑥其它化学污染物

3.什么是水体一次污染和二次污染  ？ 
一次污染物又称“原生污染物”，是由污染源直接排放进入环境的，其物理和化学性状未发生变化的污染物质。环境污染主要是由一次污染物造成的，其来源清楚，可以采取措施加以控制。二次污染物也称“次生污染物”，是一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应，所形成的物化特征与一次污染物不同的新污染物，通常比一次污染物对环境和人体的危害更为严重，如水体中无机汞化合物通过微生物作用可转变为更有毒的甲基汞化合物，进入人体易被吸收，不易降解，排泄很慢，容易在脑中积累；大气中的二氧化硫和水蒸汽可氧化为硫酸，进而生成硫酸雾，其刺激作用比二氧化硫强10倍。

4.什么是点污染源、线污染源和面污染源？

点污染源

    是指集中由排污口排入水体的污染源。它又分为固定的点污染源（如工厂、矿山、医院、居民点、废渣堆等）和移动的点污染源（如轮船、汽车、飞机、火车等）。造成水体点污染源主要有以下几种工业：食品工业、造纸工业、化学工业、金属制品工业、钢铁工业、皮革工业、染色工业等。点污染源排放污水的方式主要有4种：直接排污水进入水体；经下水道与城市生活污水混合后排入水体；用排污渠将污水送至附近水体；渗井排入。

线污染源

    是指呈线状分布的污染源。如输油管道、污水沟道以及公路、铁路、航线等线状污染源。线污染源所形成的危害大大低于点污染源，但一旦形成污染源，其后果也是极其可怕的。

面污染源

    指在一个大面积范围排放污染物的污染物。如喷洒在农田里的农药、化肥等污染物，经雨水冲刷随地表径流进入水体，从而形成水体污染。

5.什么是化学性污染 ？
污染杂质为化学物品而造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6类：

（1）无机污染物质：污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类。酸碱污染使水体的pH值发生变化，妨碍水体自净作用，还会腐蚀船舶和水下建筑物，影响渔业。
（2）无机有毒物质：污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质，主要有汞、镉、铅、砷等元素。
（3）有机有毒物质：污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。它们大多是人工合成的物质，化学性质很稳定，很难被生物所分解。
（4）需氧污染物质：生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气，故称之为需氧污染物质。
（5）植物营养物质：主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质，以及农田排水中残余的氮和磷。
（6）油类污染物质：主要指石油对水体的污染，尤其海洋采油和油轮事故污染最甚。

6.什么是水体富养化及其危害？
天然水体中由于过量营养物质（主要是指氮、磷等）的排入，引起各种水生生物、植物异常繁殖和生长，这种现象称作水体富营养化。 这些过量营养物质主要来自于农田施肥、农业废弃物、城市生活污水和某些工业废水。 污水中的氮分为有机氮和无机氮两类，前者是含氮化合物，如蛋白质、多肽、氨基酸和尿素等，后者则指氨氮、亚硝酸态氮，它们中大部分直接来自污水，但也有一部分是有机氮经微生物分解转化作用而形成的。 城市生活污水中含有丰富的氮、磷，如人体排泄含有一定数量的氮，使用含磷洗涤剂，含有大量的磷等。另外如磷灰石、硝石、鸟粪层的开采、化肥的大量使用，也是氮、磷等营养物质进入水体的来源。 一般来说，总磷和无机氮分别为20毫克/立方米和300毫克/立方米，就可以认为水体已处于富营养化的状态。富营养化问题的关键，不是水中营养物的浓度，而是连续不断地流入水体中的营养盐的负荷量，因此不能完全根据水中营养盐浓度来判定水体富营养化程度。水体中营养物的极限负荷量有两种表示方法： 单位体积负荷量：克/（立方米。年） 单位面积负荷量：克/（平方米。年） 据研究，如进入水体中的磷大部分以生物代谢的方式流入时，则贫营养湖与富营养湖之间的临界负荷量是：总磷为0.2～0.5克/（平方米。年），总氮为5～10克/（平方米。年）。总之，对发生富营养化作用来说，磷的作用远远大于氮的作用，磷的含量不很高时就可以引起富营养化。 在自然界物质的正常循环中，湖泊会由贫营养湖发展为富营养湖，进一步又发展为沼泽地和干地，但这一历程需要很长的时间，在自然条件下需几万年甚至几十万年。但由于水体污染而造成的富营养化将大大促进这一过程。如果氮、磷等植物营养物质大量而连续地进入湖泊、水库及海湾等缓流水体，将促进各种水生生物的活性，刺激它们异常繁殖（主要是藻类），这样就带来一系列严重后果： （1）藻类在水体中占据的空间越来越大，使鱼类活动的空间越来越小；衰死藻类将沉积塘底。 （2）藻类种类逐渐减少，并由以硅藻和绿藻为主转为以蓝藻为主，而蓝藻有不少种有胶质膜，不适于作鱼饵料，而其中有一些种属是有毒的。 （3）藻类过度生长繁殖，将造成水中溶解氧的急剧变化，藻类的呼吸作用和死亡的藻类的分解作用消耗大量的氧，有可能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态，严重影响鱼类的生存。

7.水体的物理污染主要有哪些类型？
  物理性污染是指污水排入水体后,改变水体的物理特性,使水体浑浊度增高,悬浮物增加,出现多种颜色,水面漂浮泡沫,油膜等.衡量指标主要有浑浊度,色度,悬浮物等.

    （1）悬浮物质污染：悬浮物质是指水中含有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污水、垃圾和采矿、 采石、建筑、食品加工、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的。悬浮物质影响水体外观，妨碍水中植物的 光合作用，减少氧气的溶入，对水生生物不利。
　　（2）热污染：来自各种工业过程的冷却水，若不采取措施，直接排入水体，可能引起水温升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象，从而危及鱼类和水生生物的生长。
　　（3）放射性污染：由于原子能工业的发展，放射性矿藏的开采，核试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究 等领域的应用，使放射性废水、废物显著增加，造成一定的放 射性污染。

8.水体的生物性污染主要有哪些类型？
污染水体的微生物种类很多，其中有病毒、细菌、寄生虫等。病毒主要包括有脊髓灰质炎病毒、柯萨基病毒及人肠细胞病变孤儿病毒，还有腺病毒、呼肠孤病毒和肝炎病毒等。这些病毒一般存在于病人肠道，通过粪便污染水体，然后砸危害人体。细菌是污染水体的主要污染物，它包括肠道细菌（大肠菌群、结核杆菌等）和病原菌（沙门氏菌、霍乱孤菌、结核菌等），这些细菌可导致人体患各种急性传染病，如伤寒、霍乱等疾病以及肠道疾病。寄生虫主要包括溶组织阿米巴、麦地那线虫、兰泊氏贾弟虫、血吸虫以及肠道的钩虫、蛔虫、鞭虫、姜片虫、蛲虫、猪条绦虫、牛肉绦虫、短膜壳绦虫、细粒棘状绦虫等，它们通过动物或病人的粪便污染水体，再通过污染的水体、土壤等途径传播至人体。

9.水体中颗粒状污染物有什么危害？
水体中的颗粒状污染物一般处于三种状态：部分密度小于水的悬浮物浮于水面，在水面形成浮渣；部分密度大于水的沉于水底，称为可沉固体；另一部分由于相对密度接近于水，就在水中呈悬浮状态，称悬浮物。悬浮物的主要危害有：降低光的穿透能力，减少了水的光合作用并妨碍水体的自净作用；对鱼类产生危害，可能堵塞鱼鳃，导致鱼的死亡；水中的悬浮物又可能是各种污染物的载体，它可能吸附一部分水中的污染物并随水流动迁移。

10.水作中酸、碱、无机盐类污染物质有哪些危害？
（1）酸、碱等污染物质可使水体的PH值发生变化，破坏自然缓冲作用，抑制微生物生长，妨碍水体自净。如长期遭受酸、碱污染．会导致水质恶化和土壤酸化，危害渔业生产。（2）酸、碱污染物还可以大大增加水中的一般无机盐类和水的硬度。水中无机盐的存在能增加水的渗透压，对淡水生物和植物生长不利；水体的硬度增加对地下水有显著影响，可使工业用水的水处理费用提高。如水的硬度增加，锅炉能源消耗大，水垢传热系数是金属的l／50。当水垢厚度为1～5毫米时，锅炉耗煤量将增加2％～20％。

11.水污染是怎样危害人体健康的？
  水质污染通过两条途径进入人体,一是污染物直接从饮用水进行人体,二是间接通过食物链在食物中富集再转入人体内,并在人体内累积形成危害.
水污染对人体健康的影响，主要有以下几个方面：　　（1）引起急性和慢性中毒。水体受化学有素物质污染后，通过饮水和食物链便可造成中毒，如甲基汞中毒（水俣病）、镉中毒（骨痛病）、砷中毒、铬中毒、农药中毒、多氯联苯中毒等。这是水污染对人体健康危害的主要方面。　　（2）致癌作用。某些有致癌作用的化学物质，如砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并（a）芘和其它多环芳烃等污染水体后，可在水中悬浮物、底泥和水生生物内蓄积。长期饮用这类水质或食用这类生物就可能诱发癌症。　　（3）发生以水为媒介的传染病。生活污水以及制革、屠宰、医院等废水污染水体，常可引起细菌性肠道传染病和某些寄生虫病，如伤寒、痢疾、霍乱、肠炎、传染性肝炎和血吸虫病等。　　（4）间接影响。水受污染后，常可引起水的感官性状恶化，发生异臭、异味、异色、呈现泡沫和油膜等，抑制水体天然自净能力，影响水的利用与卫生状况。