天然水的组成与水体污染物的类型及主要成分

天然水的组成与水体污染物的类型及主要成分

一、天然水的组成和性质

水是世界上分布最广的资源之一，也是人类与生物体赖以生存和发展必不可缺少的物质，但世界上可供人类利用的水资源很少，仅占地球水资源的0.64%。尽管如此，由于人类活动还使大量污染物排入水体，造成水体污染、水质下降，因此水资源的保护就显得更加重要。天然水是海洋、江河、湖泊、沼泽、冰雪等地表水与地下水的总称。天然水在循环过程中不断与环境中的各种物质接触，并能或多或少溶解它们，因此天然水是一种成分复杂的溶液。

天然水体的组成：天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质（包括悬浮物、颗粒物、水体生物等）。可溶性物质的成分十分复杂，主要是在岩石的风化过程中，经水溶解迁移的地壳矿物质。天然水中的主要离子组成：K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的95%～99%。水中这些离子的分离，常用来作为表征水体主要化学特性指标。如表1所示。

（1）淡水的化学成分

淡水的化学成分受诸多因素的影响，一般有以下特点：

①离子强度较低（一般为10^-2～10^-3mol/L）；

②pH值的变化范围比较大，一般为7±3；

③淡水中主要的离子有Na⁺、Mg2⁺、Ca²⁺、K⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、HCO₃^-，它们的含量易变；

④河流和湖泊中的悬浮物含量变化大。

（2）海水的化学成分

海水的化学成分有以下特点：

①海水具有较高的离子强度（约0.7mol/L）；

②公海中盐浓度的范围变动不大，一般保持在32‰～37.5‰之间；

③海水的pH值变化不大，整个pH值的范围为7.5～8.3，大多数处于7.8～8.2；

④海水中的主要离子有Na⁺、Mg2⁺、Ca²⁺、K⁺、Sr²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、F^-，它们的含量比较恒定；

⑤颗粒物的浓度比较恒定，有机碳颗粒物通常占全部颗粒物的30%～50%。

二、水体中的污染物

水体是水、溶解氧、悬浮物、底泥和水生生物的总称，其含义与水生生态系统含义相当，即水生生物群落同其非生物环境的整体。从本质上说，水污染就是指水质的恶化。由于人类活动或自然因素的原因，使水的感观状况（即色、嗅、味、浊度）、物理化学性质、化学成分、生物组成以及底质等发生异常变化，这种现象就是水污染。严重的水污染，极大地超过了水体的自净能力，短期内很难恢复水体原有的状态。水体的正常功能遭到严重破坏后，将给环境质量、资源质量、生物质量、人体质量及人类经济发展造成严重的危害和损失。

水污染的发生过程与污染源、污染物、受纳水体性质及其相互作用有关。向水体排放或释放污染物的来源和场所，称之“水体污染源”。

水体污染有两类：自然污染和人为污染。自然污染主要是自然原因造成，如特殊地质条件使某些地区有某种化学元素大量富集，天然植物在腐烂过程中产生某种毒物，以及降水淋洗大气和地面后换带各种物质流入水体，都会影响当地水质。人为污染是人类生产和生活活动产生的废(污)水、废渣等排入水体造成的，水体污染主要是这一类。

按水体类型，人体污染可分为江河污染、湖泊污染、海洋污染和地下水污染4种类型。按人类活动的不同方式，水体污染可分为水体工业污染、水体农业污染、水体生活污染和水体交通污染等。水体工业污染是由工业生产过程中的设备、装置和工厂排出的废水所引起的，它是水体污染最重要和危害更大的一种。水体农业污染是由农业生产过程中农田和各种农业设施所引起的。农业污水主要包括农药、化肥、牲畜业的污水。大城市中有少数“污染大户”企业迁至农村，致使废水成分复杂化，这种情况已经引起人们极大的关注。水体生活污染是由人类消费活动产生的污染物引起的，城市和人口密集的居住区产生的生活污水是其主要来源。生活污水主要来自城镇居民的生活用水，其中大部分是洗涤用水。生活污水中主要成分是无毒的无机物、需氧有机物、洗涤剂和病原微生物。随着人口的快速增长和城市化进程加快，生活污水对人体的影响亦随之增加。

按污染物及其形成污染的性质可将水体污染分为化学性污染、物理性污染和生物性污染等，这是最常见的分类方法。 常见的化学性污染有酸碱污染、重金属污染、耗氧有机物污染、植物营养物污染、有机毒物污染、氰化物污染等。常见物理性污染有悬浮物污染、热污染、放射性污染等。而生物性污染主要是病原体污染。在实际水体中上述各类污染物往往同时并存，互有联系。

水体污染物的种类繁多，成分复杂，分类方法亦很多。20世纪60年代美国学者曾把水中污染物大体划分为8类：①耗氧污染物（一些能够较快被微生物降解成为二氧化碳和水的有机物）；②致病污染物（一些可使人类和动物惠病的病原微生物与细菌）；③合成有机物；④植物营养物；⑤无机物及矿物质；⑥由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物；⑦放射性物质；⑧热污染。这些污染物进入水体后通常以可溶态或悬浮态存在，其在水体中的迁移转化及生物可利用性均直接与污染物存在形态相关。

目前，水体污染物大多以化学品污染物进行划分，大致可分为四大类型：无机无毒物，无机有毒物，有机无毒物和有机有毒物。

无机无毒污染物包括酸、碱，一般无机盐类以及氮、磷等植物营养物质。

无机有毒污染物指各类重金属，诸如汞、镉、铅、铬以及砷化物、氰花物、氟化物，放射性物质等。在环境化学领域中，所谓重金属污染物主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等具有明显生物毒性的重金属元素，其他一般重金属不在此列。

有机无毒污染物主要是指比较容易降解的有机物，如碳水化合物、脂肪、蛋白质等。

有机有毒污染物包括苯酚、多环芳烃和各种人工合成的具有积累性的难降解有机化合物，如多氯联苯、有机农药等。

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