第二节 人类活动对水体水质的影响
水是人类生活和生产活动中不可缺少的物质,又是一种不可替代的宝贵资源。随着人们生活条件的改善和提高,所需水量不断增加;随着国民经济的发展,许多工、农业生产都需要增大供水量。水资源的丰欠,将直接影响人们的生活和工、农业生产的增长速度。当今世界已有不少国家严重缺水,这种现象还在继续发展。与水资源紧缺的同时,世界许多地区水资源受到严重污染,水质恶化。
人类直接或间接地把物质和能量引入水体的生产或生活活动,诸如矿山的开采、工业生产排放的废水和废渣;农田喷洒大量的化肥和农药,一部分随地表径流进入水体;动力工业和其它行业的高温冷却排水;城镇居民的生活污水等。这些都可以引起江河、湖泊、海洋和地下水等水体的水质、底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,使水体水质变坏,降低了水体的使用价值,这种现象称为水体污染。引起天然水体水质恶化的物质,也称之为污染物质。
本节重点阐述人类活动对水质的影响,并就水循环过程中的水体自净规律和水环境容量问题,来论述水量与水质对水资源相互影响的辩证关系。
一、影响水体水质的物质来源
造成天然水体水质恶化的原因是多方面的,其主要物质来源有以下几方面。
(一)大气降水
使大气恶化的物质主要来自矿物燃料的燃烧和工业生产。前者燃烧时产生二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物和烟尘等;后者随所用原料而异,在生产过程中,随不同环节而排放出不同的有害、有毒气体和固体物质(粉尘),常见的有氟化物和各种金属及其化合物;农药在使用中,也会飞散进入大气中。这些物质在阳光和催化剂作用下,还会互相作用,发生各种光化学反应,生成新的有害物质。
使大气恶化物质种类很多,成分复杂,有水溶性成分和不溶性成分,无机物和有机物等。它们可以自然降落或在降水过程中,溶解于水和被水挟带至地面水体中,造成水体水质恶化。如世界上许多湖泊酸化,致使水生生态系统遭到破坏,就是由于大气中二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物等酸性污染物质溶于水中,生成酸性降水造成的。当今,“酸雨”已成为世界重要公害之一。
(二)农田排水
工厂生产了大量的农药、化肥,专供农业、林业使用。这些物质被施用后,除被生物吸收、挥发、分解之外,大部分残留在农田的土壤和水中,然后随农田排水和地表径流进入水体,造成危害。农田排水实际上是非点源(面源)污染。天然水体中的有机物、植物营养物(如氮、磷等)、农药等,主要来源于农田排水。
(三)城市生活污水
随着人口在城市和工业区的集中,城市生活污水已成为引起水体恶化的重要污染源。生活污水是人们日常生活中产生的各种污水的混合液,其中包括厨房、盥洗室、浴室等排出的污水和厕所排出的粪便污水等。其来源除家庭生活污水外,还有各种集体单位和公用事业等排出的污水。生活污水尽管杂质很多,但其总量只占0.1—1%,其余都是水分,杂质的浓度与用水量多少有关。悬浮杂质有泥沙、矿物废料和各种有机物(包括人及牲畜的排泄物、食物和蔬菜残渣等),以及胶体和高分子物质(包括淀粉、糖、纤维素、脂肪、蛋白质、油类、肥皂、洗涤剂等);溶解物质则有各种含氮化合物、磷酸盐、硫酸盐、氯化物、尿素和其它有机物分解产物,产生臭味的有硫化物以及特殊的粪臭素。此外,还有大量的各种微生物,如细菌、病毒、原生动物以至病原菌等。生活污水一般呈弱碱性,pH约为7.2—7.8。由此构成的生活污水外观就是一种浑浊、黄绿以至黑色,带有腐臭气的液体。
(四)工业废水
各种工业企业在生产过程中排出的生产废水、生产污水、生产废液等统称为工业废水。它所含的杂质包括生产废料、残渣以及部分原料、产品、半成品、副产品等,成分极其复杂,含量变化也很大,不同生产条件,甚至不同时间的水质也有很大不同。每种工业废水都有多种杂质和若干项指标的综合体系,构成复杂的水质系统。