天然水的性质(1)碳酸平衡CO2在水中形成酸,可与岩石中的碱性物质发生反应,并可通过沉淀反应变为沉积物而从水中除去。(2)天然水中的碱度和酸度碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质,亦即能接受质子H+的物质总量。组成水中碱度的物质可以归纳为三类:①强碱,如NaOH、Ca(OH)2等,在溶液中全部电离生成OH-离子;②弱碱,如NH3.C6H5NH2等,在水中部分发生反应生成OH-离子;③强碱弱酸盐,如各种碳酸盐、重碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸盐等,它们水解时生成OH-或者直接接受质H+。弱碱及强碱弱酸盐在中和过程中不断继续产生OH-离子,直到全部中和完毕。和碱相反,酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质,亦即放出H+或经过水解能产生H+的物质的总量。组成水中酸度的物质也可归纳为三类:①强酸,如HCl、H2SO4.HN03等;②弱酸,如CO2.H2CO3.H2S、蛋白质以及各种有机酸类;③强酸弱碱盐,如FeCl3.Al2(SO4)3等。(3)天然水体的缓冲能力天然水体的pH值一般在6—9之间,而且对某一水体,其pH几乎保持不变,这表明天然水体具有一定的缓冲能力,是一个缓冲体系。一般认为,各种碳酸化合物是控制水体pH值的主要因素,并使水体具有缓冲作用。

水体中主要污染物的来源和危害

(1)无机无毒物质

无机无毒物质主要指排入水体中的酸、碱及一般的无机盐类。

(2)无机有毒物质

这类物质具有强烈的生物毒性,它们排入天然水体,常会影响水中生物,并可通过食物链危害人体健康。这类污染物都具有明显的累积性,可使污染影响持久和扩大。

根据物质的性质,此类污染物可分为两类:重金属如Pb、Hg、Cd、Cr等与非金属的无机毒性物质如氰化物、砷、硒等。

(3)有机无毒物质

有机无毒物主要指需氧有机物。

有机污染物排入河流后,主要引起两个方面的影响,一是生态效应,一是溶解氧效应。

①生态效应:指水生生物在种类和数量上的变化。一般将生物分为自养性生物和异养性生物两大类。

②指水体中溶解的分子态氧数量的变化。水体中的溶解氧主要来自水体和大气界面上的气体交换。大气中的氧进入水体,水中藻类的光合作用所排出的氧补充体内的氧,这些构成了水体的复氧过程。同时,水体中还经常发生氧化作用,消耗溶解氧,特别是有机物降解时,会消耗大量的溶解氧,这就是耗氧过程。

因此,水体中同时存在着耗氧和复氧两个过程,水体中溶解氧的含量是这两个过程共同作用的结果。正常水体中的溶解氧应达到当时温度下饱和浓度。该温度下实际的溶解氧浓度与饱和浓度的差值称为缺氧量,也称氧亏。若在河流某点连续排入固定量的有机污染物,在稳定流动状态下沿河道不同距离测定水中的溶解氧浓度,则可得到一条溶解氧变化曲线,也就是缺氧量变化曲线,又称为氧下垂曲线。

图中曲线A为累积耗氧曲线,B为累积复氧曲线,C为氧下垂曲线。Cp是溶解氧最低点,称为临界点。Cp点以前,耗氧作用超过复氧作用,溶解氧逐渐下降,是水质恶化过程。CF点以后,耗氧量己低于复氧量,溶解氧含量逐渐提高,水质逐渐好转,直至完全恢复。若临界点Cp的溶解氧大于4—5mg/L,表明排入的有机耗氧物未超过水体自净能力。若Cp点溶解氧小于4—5mg几,此水体己不适于水生生物生存,排入污染物量超过了自净能力,水体受到了较重污染。若Cp点溶解氧等于零,表示此时水体达到无氧状态,出现厌氧分解,水质腐化发臭。按照上述净化过程,可划分为清洁区、水质恶化区和恢复区。对于某一区段,可根据其生物种类及数量和溶解氧浓度作指标,判断其水体污染状况。

(4)有机有毒物

这一类物质多属于人上合成的有机物质,这些有机物往往含量低,毒性大,异构体多毒性大小差别悬殊。

常见的有农药、酚类化合物、多环芳烃(PAH)、多氯联苯(PCB)、表面活性剂等。