低咸水100-1000mgL 半咸水1000-17000mg; 海水 >17000mg/L。 5.硫酸盐和硫化物 由于亚硫酸盐具有强还原性,容易被氧气氧化为硫酸盐,故自然界中存在量很小。水体 中存在的硫化物和它的氧化物—一硫酸盐主要有两个来源:①地质上的原因和天然生物过程 的结果;②冶金、石化、制革、造纸和煤气产物进入水体 硫化物在水中的存在形式有硫化氡、硫氢化物和硫化物,随着pH值增加它们所占比重 依次增加。硫化物能够与重金属反应,生成不溶于水的黑色沉淀 污水中的SO7在缺氧条件下的转化为: 缺氧(反巯化菌) s2-+H H<6,5 排水管道内,释放出的H2S与管顶内壁附着的水珠接触,在噬硫细菌的作用下形成硫 酸,反应式如下 H2S+H2O+O2·H2SO 婉化物所产生的危害为:①强烈地影响人的感观;②硫化氢对人和鱼类都有很大的毒 性,并且H2S的存在是水体缺氧的直接原因;③由硫化物形成的硫酸对管壁具有强烈的腐 蚀作用。 6.无机有毒物质 氰(CN)在水中的存在形式有氰离子、氰化氢、与多种金属离子化合而成的配合物以 及有机氰化物(称为腈,如丙烯腈C2H3CN)。氰的毒性很大,但是没有积累性,其中游离 状态的氰离子毒性最强,配合物的毒性相对较弱。氰化物的对人致死量为005-012g。 天然水中通常不含氰,但在电镀、金属冶炼、照明工业、城市煤气、焦化、塑料、机械 制造工业中含量较大,因此这些行业的工业污水要特别重视氰的污染。 7.金属及其化合物 金属离高子是水中普遍存在、危害较大的污染物质。生活污水中的金属离子主要来源子人 类排泄物;丁业废水中的重金属主要来源于冶金、电镀、陶瓷、玻璃、氯碱、电池、制革 造纸、塑料、颜料等工业所产生的污水。金属可分为两类。一类是有剧金属,如汞、镉、 铅、铬、钡以及类金属砷、硒等。它们多为重金属,毒性较强,有些不仅有毒而且有致癌 致畸作用。其中汞、铬、镉、铅、砷及其化合物被称为五毒。另一类是毒性较小的金属,如 铁、锰、铜、锌、钛等。它们是人体所必需的元素,对人体的危害较小。 (1)汞(Hg) 汞是常温下惟一的液态金属、很容易挥发。电解苛性钠工业、氛乙烯工业和其他使用电 极的工厂都产生大量的含汞工业污水。汞的存在形式主要有无机汞[HgCl2, HgIH Hg(O2,HgC,Hg2,Hg(HS)2,Hg2-]和有机汞(甲基汞)。 无机汞的危害是它与生物体蛋白质的硫基结合后抑制其活性,从而使细胞的正常代谢功 能发生障碍。有机汞的毒性大大超过无机汞,它造成的典型危害是在水俣病中表现出来的对 神经中枢的影响 (2)铜(Cd) 水体中的镉来源于岩石和土壤溶出水,以及锌矿和黑铬矿开采排出的矿山废水和电镀工 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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厂和合金工厂的污水排放。水屮的镉主要造成慢性影响。根据鱼的试验结果来看,镉不仅在 体内积累,而且还能使骨骼中的钙溶解下来,造成骨骼变形。镉对人和温血动物的毒性 更大。 (3)铅(Pb) 涂料、电池、农药等工业大量使用铅造成了铅污染,一些化工厂排放的污水中也含有 铅,此外汽车尾气中也含有铅,当它排放到大气中后,相当一部分还会进入水体。人体从水 域中摄取铅而造成的影响以铅在骨骼中积累而引起慢性变形为主,此外还有贫血和肌肉麻 痹等。 4)铬(Cr) 体中铬的主要来源除了从岩石和土壤溶出之外,还有电镀厂、皮革厂、印染厂、胶片 厂、化学分析实验室等排出的废水。铬在水中的存在形式为C￥+,Cr3',C2G等。其中 六价铬的毒性最大,它具有很强的氧化作用,可以在酸性条件下被有机物还原为三价铬。不 过铬的危害主要是来自大气粉尘雨非水体 (5)砷(As) 天然水中的砷是从各种矿物中溶解出来之后进人地下水和地表水的。污水中的砷化物主 要来自化工、有色冶金、焦化、火力发电、造纸、制药和制革等工业污水 砷的存在形式有无机砷(As3',As'和砷酸盐)和有机伸(甲基砷)。砷具有积累性, 慢性毒性较强,能够缓慢导致牙齿黑斑和组织坏死等,还会因积累而致癌。 (6)硒(Sc 硒的污染源除米自含硒的土壤外,还有电子工艺等废水和废气通过大气进入水体。自然 界的河水中硒含量为0.2g,海水中为0.458几。 硒化物对人和温血动物有毒,它的毒性表现与砷的毒性相似。人们认为它是造成牙齿腐 蚀的原因,同时也具有致癌性。此外,硒还可以通过食物链起作用,通过植物体积累起来, 然后对家畜产生影响。所以,一般情况下,不宜将含硒废水用于灌溉 二、有机物及其指标 1.油类 油类包括动、植物油和矿物油,其成分主要是碳、氢和氧,生活污水中的油类来源于人 类排泄物和餐饮业的洗涤水。工业废水中的油主要来自炼油厂、石化工业和机械加工工 业等。 油类在水体中的存在形式有四种:漂浮油(油粒直径大于100m),分散性油(油粒直 径10~100m),乳化油(油粒直径小于10m),溶解油(直径小于5m的油珠)。因为油 具有这四种形态,且往往是四种形态并存,所以它的污染也是水体整体环境的污染,造成的 危害也是多方面的 ①油类进入水体后,在水面形成油膜阻止大气复氧,妨碍浮游生物的光合作用。 ②大量乳化油和溶解油进人水体,在被微生物分解时要消耗水中的溶解氧.导致水体 呈现缺氧状态,问时,水中的二氧化碳浓度增高,使水体的pH值降到正常值以下,从而导 致鱼和其他水生生物死亡。 ③石油污染水伓后,可使食用水生生物带有强烈的异味(油臭),失去食用(饮用)价 值。同时,石油及其制品含有高沸点多环芳烃类致癌物,通过食物链会危害人类的健康。 ④以污泥状沉淀物沉积于水底时,使底栖生物窒息。 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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⑤油关物质进入土壤后,油膜阻止大气中的氧进入土壤,影响土壤屮的生物生长,最 终引起土壤结构破坏。 ⑥含油废水排入城市下水道,进入城市污水厂,会黏附于处理设施和微生物表面,影 响处理厂的运行效果 石油产品对水生生物的致死浓度见表13。 袁1-3石油产品对水生生物的致死浓度/(mg) 牛物种类 溶解性烃类分散荆2·燃料油或煤油原油汽油柴油废油 海洋植物群 <100 鳍鱼 91204-4201700 幼体和卵 0.1-1.01-42 0 浮游甲壳动物 00 5~50 15~50 底柄甲壳动物 0.56 腹足类 10-10050-500 双壳类 30~40 其他底栖尢脊动物 淡水鳍鱼 5.6·-4924 103-15×100.3 40~180100~4000 淡水植物群 2010 哺乳动物和鸟类 大多数致死(或亚致死)作用是由物理覆盖作用和黏结作用所致,或由于摄取烃类所导致 2.酚类化合物 酚类化合物是水体中最常见的污染物之一。自然界常见的酚类化合物不下2000余种 通常依据芳香烃上的羟基多少,将其分为一元酚、二元酚与多元酚,根据能否随水蒸气一起 挥发,可以将其分为挥发性酚与不挥发性酚。不挥发性酚中的间苯二酚、邻苯三酚等多元 酚,属于对微生物有毒害或抑制作用的难生物降解有机物。苯酚本身只有一个羟基,是典型 的酚类,常被用作该类化合物的代表性化合物。 酚类化合物可经皮肤、黏膜的接触,呼吸道吸入和经口服进入消化道而引起中毒;它对 鱼类的毒性作用是初期呈刺激反应,使鱼兴奋,继而抑制、麻痹,进而死亡;酚类对水生生 物和一些农作物的生理功能有影响;酚类会刺激入的嗅觉神经,产生感观上的不悦。 3.碳水化合物 污水中的碳水化合物包括糖、纤维素、淀粉和木质素等。它们都属于可降解的有机物, 对微生物无毒无害。碳水化合物可以看做水体富营养化的指标之一 4.有机酸、碱 有机酸工业污水中含有短链脂肪酸、甲酸、乙酸和乳酸。人造橡胶、合成树脂等工业污 水含有有机碱包括吡啶及其同系物。它们都可以被微生物降解,但对其有毒害和抑制作用。 5.表面活性剂 表面活性剂是合成洗涤剂的主要成分,是水质污染的特殊项目之一。生活用水和工业用 水使用洗涤剂后,产生了大量含有表面活性剂的污水。表面活性剂有两类。①烷基苯磺酸钠 盐,俗称硬性洗涤剂(ABS),含磷并产生大量气泡。因为ABS难以生物降解,所以现已停 止使用。②烷基芳香磺酸盐,俗称软性洗涤剂(LAS),泡沫大大减少,可生物降解。 高浓度的ABS会对水生生物的行为和发育以及微生物的活动产生影响。在水中,表面 活性剂会降低水的表面张力,有时产生很大的泡沫,影响水体美观。此外,表面活性剂中含 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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有的磷是导致水体富营养化的主要元素之 6.聚氯联苯 聚氯联苯(PCB)是联苯的氢被氯置换出来的化合物的总称。氯原子数可由1个到10 个,理论上有210种同系物,实际上工业中应用最普遍的是含有4个氯原子和5个氯原子的 化合物。污水中的聚氯联苯来源于电器、涂料、机械和食品等工业和各种废弃物。 20世纪70年代初期,人们发现聚氯联苯是对人类和生态系统有很大危害的污染物,日 本米糠油事件后,它引起了人们的关注。聚氯联苯对许多水生生物有急性和慢性毒性作用 它可以损伤人的皮肤,破坏酶的活性,并可能影响遗传因子。一般认为,通过食物链进入人 体是人摄人聚氯联苯的惟一途径。另外对水生生物试验表明,几乎所有的水生生物都有很高 的PCL富集因子。这里PCB宮集因子是指经过饵料和水生生物自身两级宫集后,水生生物 自身PCB的浓度与水生生物所在水体中PCB浓度之比。表14为水生生物在不同时间段里 对PCB的富集因子。 表14水生生物在不同时向段里对PCB的富集因子 水牛作物 PCB含氯质量分数/% 高粜因子 敕口鱼 2.3×103 (0.7-2)×105 蓝鳞鳃太阳鱼 斑鲚鱼 (0.6~1.5)×105 牡 监蟹 3~3444 天 20天 小长臂虾 (1.1~3.2)×10 花螨鱼 8大 (2.5~8.1)×103 7.有机农药 有机农药分为有机氯农药和有机磷农药两大类。有机氯农约如DD、大六六等毒性很 大且难以生物降解,而且可以在生物体中宫集,因此在国际上引起了广泛抨击,相继被限制 或禁止使用,我国于20世纪70年代起禁止使用。有机磷农药与之相比,较易生物降解,也 存在非生物降解过程,它也叮以在生物体内富集。有机磷农药屮,敌百虫、乐果、敌敌畏、 甲基对硫磷、马拉酸磷等,毒性大,属于难生物降解有机物,并对生物有毒害和抑制作用。 几乎任何一种农药都可以引起人的急性中毒,因此世界上一致的观点是农药不能出现在 水中。 三、有机物污染指标 这里的有机物污染指标是用氧化有机物过程中所消耗的氧量来评价有机物的总量。它对 种类繁多的有机物总体进行定量分析.是一个综合性指标。 有机物污染指标主要有以下几个 生物化学需氧量,简称生化需氧量( Biochemical Oxygen Demand,简写为BOD) 化学需氧量( Chemical Oxygen Demand,简写为COD); 总有机碳量( Total Organic Carbon,简写为TOC); 总需氧量( Total Oxygen Demand,简写为TOD)。 1.生物化学需氧量 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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天然水体中,如果流入有机物,则以这些有机物为营养的好氧微生物便会繁殖起来。此 时,由于徽生物呼吸作用而消耗水中的氧。生化需氧量就是利用微生物所消耗的氧量来表示 微生物氧化分解的有机物量。 生化需氧量是指在水温20℃的条件下,由于微生物(主要是细菌)的生命活动,将有 机物氧化为无机物所消耗的溶解氧量 可生物降解有机物在有氧条件下的降解,分为两个阶段。第一阶段是碳氧化阶段,在异 养菌的作用下含碳有机物被氧化为二氧化碳和水,含氮有机物被氧化为NH,所消耗氧量 用O2表示。同时合成新细胞(异养型)。第二阶段是硝化阶段,NH3在自养菌(亚硝化菌) 的作用下被氧化为NO2和水,所消耗氧量为O2,NO2再在自养菌(硝化菌)的作用下被 氧化为N(3,所消耗氧量为Oa,与此间时合成新细胞(自养型)。合成的新细胞在养料缺 乏的条件下,进行着自身氧化的新陈代谢过程,产生二氧化碳、水与氨气,并放出能量与氧 化残渣,这个过程叫内源呼吸,所消耗的氧量用O表示。 第一阶段生化需氧量(又称总碳化需 氧量、总生化需氧量、完全生化需氧量) 为O与O之和,用BOD表示。第二阶 段生化需氧量(又称硝化需氧量、氮氧化 需氧量)等于O2与O4之和,用硝化BOD 或NOD表示。两阶段生化需氧量曲线如 图1-2所示。 通常用BD3表示水样在5d内的耗氧 量。选择5d的理由大致可分为如下几类 时间 是水中含有各种有机物,而且这些有机 图1-2两阶段生化需氧量曲线 物的氧化分解速度各不相同,因此作为水 月一总碳氧化需氧量曲线;b氮氯化需氧量曲线 质指标,只有规定在一定时间内消耗的氧 量才能比较;二是在欧美(尤其是英国) 等地区河流中,有机物流到海洋中约需5d,所以认为求出5d内河流的自净作用所需氧量是 比较方便的和符合实际的;三是虽然20d以后的生化反应过程速度已趋平缓,可以用BOD20 作为BOD但是在工程上,20d的测定时间太长,而BOD2约占总碳化需氧量(BOD)的 70%~80%,因此作为水质指标,采用BOD3较为适宜。 由于硝化菌世代时间较长,一般在碳氧化阶段开始后5-7d甚至10d才能繁殖出一定数 量的硝化茵,所以氮氧化阶段,硝化需氧量不会对BOD产生影响。图13是生活污水和部 分工业污水的BOD值。 2,总需氧量 总需氧量是指有机物的主要元素C、H、O、N、S等被氧化所需要的氧量。 TOD的测定原理是将一定数量的水样,注入含氧量已知的氧气流中,再通过以铂钢为 触媒的燃烧管,在900℃高温下燃烧,使水样中含有的有机物被燃烧氧化,消耗掉氧气流的 氧,剩余的氧量用电极测定并自动记录。氧气流原有含额量减去剩余含氧量即等于总需氧 量,演定时间仅几分钟。 3.化学需氧量 化学需氧量是指在酸性条件下,用强氧化剂(重铬酸钾或高锰酸钾)将水中的有机物和 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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