病原體污染物
生活污水、畜禽飼養(yǎng)場污水以及制革、洗毛、屠宰業(yè)和醫(yī)院等排出的廢水，常含有各種病原體，如病毒、病菌、寄生蟲。水體受到病原體的污染會傳播疾病，如血吸蟲病、霍亂、傷寒、痢疾、病毒性肝炎等。歷史上流行的瘟疫，有的就是水媒型傳染病。如1848年和1854年英國兩次霍亂流行，死亡萬余人；1892年德國漢堡霍亂流行，死亡750余人，均是水污染引起的。污水處理受病原體污染后的水體，微生物激增，其中許多是致病菌、病蟲卵和病毒，它們往往與其他細(xì)菌和大腸桿菌共存，所以通常規(guī)定用細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌指數(shù)及菌值數(shù)為病原體污染的直接指標(biāo)。病原體污染的特點(diǎn)是：⑴數(shù)量大；⑵分布廣；⑶存活時間較長；⑷繁殖速度快；⑸易產(chǎn)生抗藥性，很難絕滅；⑹傳統(tǒng)的二級生化污水處理及加氯消毒后，某些病原微生物、病毒仍能大量存活。常見的混凝、沉淀、過濾、消毒處理能夠去除水中99%以上病毒，如出水濁度大于0.5度時，仍會伴隨病毒的穿透。病原體污染物可通過多種途徑進(jìn)入水體，一旦條件適合，就會引起人體疾病。
耗氧污染物
在生活污水、食品加工和造紙等工業(yè)廢水中，含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、木質(zhì)素等有機(jī)物質(zhì)。污水中的魚這些物質(zhì)以懸浮或溶解狀態(tài)存在于污水中，可通過微生物的生物化學(xué)作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣，因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少，影響魚類和其他水生生物的生長。水中溶解氧耗盡后，有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味，使水質(zhì)進(jìn)一步惡化。水體中有機(jī)物成分非常復(fù)雜，耗氧有機(jī)物濃度常用單位體積水中耗氧物質(zhì)生化分解過程中所消耗的氧量表示，即以生化需氧量(BOD）表示。一般用20℃時，五天生化需氧量(BOD5）表示。
植物營養(yǎng)物
植物營養(yǎng)物主要指氮、磷等能刺激藻類及水草生長、干擾水質(zhì)凈化，使BOD5升高的物質(zhì)。水體中營養(yǎng)物質(zhì)過量所造成的"富營養(yǎng)化"對于湖泊及流動緩慢的水體所造成的危害已成為水源保護(hù)的嚴(yán)重問題。
富營養(yǎng)化（eutrophication）是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。在自然條件下，湖泊也會從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，沉積物不斷增多，先變?yōu)檎訚?，后變?yōu)殛懙?。這種自然過程非常緩慢，常需幾千年甚至上萬年。而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象，可以在短期內(nèi)出現(xiàn)。
植物營養(yǎng)物質(zhì)的來源廣、數(shù)量大，有生活污水（有機(jī)質(zhì)、洗滌劑）、農(nóng)業(yè)（化肥、農(nóng)家肥）、工業(yè)廢水、垃圾等。每人每天帶進(jìn)污水中的氮約50g。生活污水中的磷主要來源于洗滌廢水，而施入農(nóng)田的化肥有50%～80%流入江河、湖海和地下水體中。天然水體中磷和氮（特別是磷）的含量在一定程度上是浮游生物生長的控制因素。當(dāng)大量氮、磷植物營養(yǎng)物質(zhì)排入水體后，促使某些生物（如藻類）急劇繁殖生長，生長周期變短。藻類及其他浮游生物死亡后被需氧生物分解，不斷消耗水中的溶解氧，或被厭氧微生物所分解，不斷產(chǎn)生硫化氫等氣體，使水質(zhì)惡化，造成魚類和其他水生生物的大量死亡。藻類及其它浮游生物殘?bào)w在腐爛過程中，又把生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)釋放到水中，供新的一代藻類等生物利用。因此，水體富營養(yǎng)化后，即使切斷外界營養(yǎng)物質(zhì)的來源，也很難自凈和恢復(fù)到正常水平。水體富養(yǎng)化嚴(yán)重時，湖泊可被某些繁生植物及其殘骸淤塞，成為沼澤甚至干地。局部海區(qū)可變成"死海"，或出現(xiàn)"赤潮"現(xiàn)象。
常用氮、磷含量，生產(chǎn)率（O2）及葉綠素-α作為水體富營養(yǎng)化程度的指標(biāo)。表3-7是用總磷、無機(jī)氮劃分水體富養(yǎng)化程度的指標(biāo)。防治富營養(yǎng)化，必須控制進(jìn)入水體的氮、磷含量。
有毒污染物
有毒污染物指的是進(jìn)入生物體后累積到一定數(shù)量能使體液和組織發(fā)生生化和生理功能的變化，引起暫時或持久的病理狀態(tài)，甚至危及生命的物質(zhì)。如重金屬和難分解的有機(jī)污染物等。污染物的毒性與攝入機(jī)體內(nèi)的數(shù)量有密切關(guān)系。同一污染物的毒性也與它的存在形態(tài)有密切關(guān)系。價(jià)態(tài)或形態(tài)不同，其毒性可以有很大的差異。如Cr（Ⅵ）的毒性比Cr（Ⅲ）大；As（Ⅲ）的毒性比As（Ⅴ）大；甲基汞的毒性比無機(jī)汞大得多。另外污染物的毒性還與若干綜合效應(yīng)有密切關(guān)系。從傳統(tǒng)毒理學(xué)來看，有毒污染物對生物的綜合效應(yīng)有三種：⑴相加作用，即兩種以上毒物共存時，其總效果大致是各成分效果之和。⑵協(xié)同作用，即兩種以上毒物共存時，一種成分能促進(jìn)另一種成分毒性急劇增加。如銅、鋅共存時，其毒性為它們單獨(dú)存在時的8倍。⑶拮抗作用，兩種以上的毒物共存時，其毒性可以抵消一部分或大部分。如鋅可以抑制鎘的毒性；又如在一定條件下硒對汞能產(chǎn)生拮抗作用?？傊?，除考慮有毒污染物的含量外，還須考慮它的存在形態(tài)和綜合效應(yīng)，這樣才能全面深入地了解污染物對水質(zhì)及人體健康的影響。
污水有毒污染物主要有以下幾類：⑴重金屬。如汞、鎘、鉻、鉛、釩、鈷、鋇等，其中汞、鎘、鉛危害較大；砷、硒和鈹?shù)亩拘砸草^大。重金屬在自然界中一般不易消失，它們能通過食物鏈而被富集；這類物質(zhì)除直接作用于人體引起疾病外，某些金屬還可能促進(jìn)慢性病的發(fā)展。⑵無機(jī)陰離子，主要是NO2-、F-、CN-離子。NO2-是致癌物質(zhì)。劇毒物質(zhì)氰化物主要來自工業(yè)廢水排放。⑶有機(jī)農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯。世界上有機(jī)農(nóng)藥大約6000種，常用的大約有200多種。農(nóng)藥噴在農(nóng)田中，經(jīng)淋溶等作用進(jìn)入水體，產(chǎn)生污染作用。有機(jī)農(nóng)藥可分為有機(jī)磷農(nóng)藥和有機(jī)氯農(nóng)藥。有機(jī)磷農(nóng)藥的毒性雖大，但一般容易降解，積累性不強(qiáng)，因而對生態(tài)系統(tǒng)的影響不明顯；而絕大多數(shù)的有機(jī)氯農(nóng)藥，毒性大，幾乎不降解，積累性甚高，對生態(tài)系統(tǒng)有顯著影響。多氯聯(lián)苯（PCB）是聯(lián)苯分子中一部分氫或全部氫被氯取代后所形成的各種異構(gòu)體混合物的總稱。
多氯聯(lián)苯劇毒，脂溶性大，易被生物吸收，化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，難以和酸、堿、氧化劑等作用，有高度耐熱性，在1000～1400℃高溫下才能完全分解，因而在水體和生物中很難降解。⑷致癌物質(zhì)。致癌物質(zhì)大體分三類：稠環(huán)芳香烴（PAHs），如3，4-苯并芘等；雜環(huán)化合物，如黃曲霉素等；芳香胺類，如甲、乙苯胺，聯(lián)苯胺等。⑸一般有機(jī)物質(zhì)。如酚類化合物就有2000多種，最簡單的是苯酚，均為高毒性物質(zhì)；腈類化合物也有毒性，其中丙烯腈的環(huán)境影響最為注目。
石油類污染物
石油污染是水體污染的重要類型之一，特別在河口、近海水域更為突出。排入海洋的石油估計(jì)每年高黃河干流石油污染嚴(yán)重?cái)?shù)百萬噸至上千萬噸，約占世界石油總產(chǎn)量的千分之五。石油污染物主要來自工業(yè)排放，清洗石油運(yùn)輸船只的船艙、機(jī)件及發(fā)生意外事故、海上采油等均可造成石油污染。而油船事故屬于爆炸性的集中污染源，危害是毀滅性的。
石油是烷烴、烯烴和芳香烴的混合物，進(jìn)入水體后的危害是多方面的。如在水上形成油膜，能阻礙水體復(fù)氧作用，油類粘附在魚鰓上，可使魚窒息；粘附在藻類、浮游生物上，可使它們死亡。油類會抑制水鳥產(chǎn)卵和孵化，嚴(yán)重時使鳥類大量死亡。石油污染還能使水產(chǎn)品質(zhì)量降低。
放射性污染物
放射性污染是放射性物質(zhì)進(jìn)入水體后造成的。放射性污染物主要來源于核動力工廠排出的冷卻水，向海洋投棄的放射性廢物，核爆炸降落到水體的散落物，核動力船舶事故泄漏的核燃料；開采、提煉和使用放射性物質(zhì)時，如果處理不當(dāng)，也會造成放射性污染。水體中的放射性污染物可以附著在生物體表面，也可以進(jìn)入生物體蓄積起來，還可通過食物鏈對人產(chǎn)生內(nèi)照射。
水中主要的天然放射性元素有40K、238U、286Ra、210Po、14C、氚等。在世界任何海區(qū)幾乎都能測出90Sr、137Cs。
無機(jī)污染物
各種酸、堿、鹽等無機(jī)物進(jìn)入水體（酸、堿中和生成鹽，它們與水體中某些礦物相互作用產(chǎn)生某些鹽類），使淡水資源的礦化度提高，影響各種用水水質(zhì)。鹽污染主要來自生活污水和工礦廢水以及某些工業(yè)廢渣。另外，由于酸雨規(guī)模日益擴(kuò)大，造成土壤酸化、地下水礦化度增高。
水體中無機(jī)鹽增加能提高水的滲透壓，對淡水生物、植物生長產(chǎn)生不良影響。在鹽堿化地區(qū)，地面水、地下水中的鹽將對土壤質(zhì)量產(chǎn)生更大影響。
熱污染
熱污染是一種能量污染，它是工礦企業(yè)向水體排放高溫廢水造成的。一些熱電廠及各種工業(yè)過程中的冷卻水，若不采取措施，直接排放到水體中，均可使水溫升高，水中化學(xué)反應(yīng)、生化反應(yīng)的速度隨之加快，使某些有毒物質(zhì)（如氰化物、重金屬離子等）的毒性提高，溶解氧減少，影響魚類的生存和繁殖，加速某些細(xì)菌的繁殖，助長水草叢生，厭氣發(fā)酵，惡臭。
魚類生長都有一個最佳的水溫區(qū)間。水溫過高或過低都不適合魚類生長，甚至?xí)?dǎo)致死亡。不同魚類對水溫的適應(yīng)性也是不同的。如熱帶魚適于15～32℃，溫帶魚適于10～22℃，寒帶魚適于2～10℃的范圍。又如鱒魚雖在24℃的水中生活，但其繁殖溫度則要低于14℃。一般水生生物能夠生活的水溫上限是33～35℃。
除了上述八類污染物以外，洗滌劑等表面活性劑對水環(huán)境的主要危害在于使水產(chǎn)生泡沫，阻止了空氣與水接觸而降低溶解氧，同時由于有機(jī)物的生化降解耗用水中溶解氧而導(dǎo)致水體缺氧。高濃度表面活性劑對微生物有明顯毒性。京航大運(yùn)河北段遭污染水體污染的例子很多，如京杭大運(yùn)河（杭州段）兩岸有許多工廠，每天均有大量廢水排入運(yùn)河，使水體中固體懸浮物、有機(jī)物、重金屬（Zn,Cd,Pb,Cu等）及酚、氰化物等含量大大超過地面水標(biāo)準(zhǔn)，有的超過幾十倍，使水體處于厭氧的還原狀態(tài)，烏黑發(fā)臭，魚蝦絕跡，不能用于生活、農(nóng)業(yè)等用水；水體自凈能力差，若不治理，并控制污染源，水體污染還會進(jìn)一步擴(kuò)大。
水環(huán)境中的污染物，總體上可劃分為無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。在水環(huán)境化學(xué)中較為重要的，研究得較多的污染物是重金屬和有機(jī)物。中國水污染化學(xué)研究始于70年代，從重金屬、耗氧有機(jī)物、DDT、六六六等農(nóng)藥污染開始，研究的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向有機(jī)污染物，特別是難降解有機(jī)物，因其在環(huán)境中的存留期長，容易沿食物鏈（網(wǎng)）傳遞積累（富集），威脅生物生長和人體健康，因而日益受到人們重視。本章著重介紹重金屬和有機(jī)污染物在水體中遷移轉(zhuǎn)化的環(huán)境化學(xué)行為。
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