环境地球化学中科院水体地球化学

水 体 地 球 化 学 环 境 污 染 与 防 治 水 是 人 类 生 产 与 生 活 不 可 缺 少 的环 境 要 素 ， 是 一 种 宝 贵 的 资 源 。 但 随着 世 界 人 口 的 增 加 ， 工 农 业 生 产 的 迅猛 发 展 ， 生 活 和 生 产 用 水 与 日 俱 增 ，进 入 到 水 体 中 的 工 业 废 水 、 生 活 污 水等 大 大 增 加 ， 造 成 了 对 水 体 的 污 染 ，从 而 影 响 ， 甚 至 危 及 人 类 的 生 存 与 发展 。 第 一 节 水 体 污 染 物 与 水 体 污 染 源 水 体 是 指 河 流 、 湖 泊 、 池 塘 、 水 库 、沼 泽 、 海 洋 以 及 地 下 水 等 水 的 聚 集 体 。在 环 境 学 中 ， 水 体 不 仅 包 括 水 本 身 ， 还包 括 了 水 中 的 悬 浮 物 、 溶 解 物 质 、 胶 体物 质 、 底 质 (泥 )和 水 生 生 物 等 。 1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中为“水污染”下了明确的定义，即水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。 含义：所谓水体污染是指排入水体的污染物含量超过了水体的自净能力，使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象。 水 污 染 的 分 类水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。根据污染的水体可分为：海水污染、地表水污染、地下水污染 自 然 污 染 源 是 自 然 界 本 身 的 地 球 化 学 异 常 所 释放 的 物 质 给 水 体 造 成 的 污 染 ， 如 高 矿 化 度 的 地下 水 对 河 水 的 污 染 ， 矿 床 周 围 的 矿 化 水 对 河 水的 污 染 等 。 这 种 污 染 源 具 有 持 久 性 和 长 期 作 用的 特 点 ， 一 般 多 发 生 在 有 限 的 区 域 内 。 当 前 造 成 水 体 污 染 危 害 严 重 的 是 由 于 人 类 活 动产 生 的 污 染 物 给 水 体 造 成 的 污 染 。 水 体 污 染 的严 重 后 果 不 仅 在 于 危 及 人 类 身 体 健 康 ， 同 时 也对 工 农 业 生 产 造 成 危 害 。 化 学 性 污 染 ： 污 染 杂 质 为 化 学 物 品 而 造 成 的水 体 污 染 。 化 学 性 污 染 根 据 具 体 污 染 杂 质 可 分为 6类 ： 无 机 污 染 物 质 、 无 机 有 毒 物 质 、 有 机有 毒 物 质 、 需 氧 污 染 物 质 、 植 物 营 养 物 质 、 油类 污 染 物 质 。 物 理 性 污 染 包 括 ： 悬 浮 物 质 污 染 、 热 污 染 和 放射 性 污 染 。 生 物 性 污 染 ： 生 活 污 水 ， 特 别 是 医 院 污 水 和 某些 工 业 废 水 污 染 水 体 后 ， 往 往 可 以 带 入 一 些 病原 微 生 物 。 防 止 病 原 微 生 物 对 水 体 的 污 染 也 是保 护 环 境 ， 保 障 人 体 健 康 的 一 大 课 题 。 一 、 水 体 污 染 物 种 类1 耗 氧 污 染 物 (需 氧 污 染 物 ) 生 活 污 水 和 某 些 工 业 废 水 (如 食 品 加 工 、 造 纸 等 )中 ， 含 有 碳 水 化 合 物 、 蛋 白 质 、 油 脂 、 木 质 素 、脂 肪 等 有 机 化 合 物 ， 这 些 物 质 以 悬 浮 或 溶 解 状态 存 在 于 污 水 中 ， 可 在 微 生 物 作 用 下 分 解 为 简单 的 无 机 物 质 。 在 其 分 解 过 程 中 ， 需 要 消 耗 水体 中 的 大 量 溶 解 氧 。 亚 硫 酸 盐 、 亚 硝 酸 盐 和 硫化 物 等 无 机 还 原 性 物 质 排 入 水 体 同 样 也 要 消 耗氧 ， 这 些 物 质 被 称 为 耗 氧 污 染 物 。 耗 氧 污 染 物排 入 水 体 主 要 是 使 水 中 的 溶 解 氧 减 少 ， 影 响 鱼类 和 其 它 水 生 生 物 的 生 长 。 当 水 中 溶 解 氧 耗 尽后 ， 有 机 质 将 发 生 厌 氧 分 解 ， 产 生 硫 化 氢 、 氨和 硫 醇 等 难 闻 气 味 ， 使 水 质 进 一 步 恶 化 。 溶 解 氧 (DO)是 水 质 的 重 要 参 数 之 一 ， 也 是 鱼 类等 水 生 生 物 生 存 的 必 要 条 件 。 水 中 DO含 量 变 化很 大 ， 主 要 影 响 因 素 有 ： 再 充 气 过 程 、 光 合 作用 、 呼 吸 作 用 和 有 机 废 物 的 氧 化 作 用 。 当 DO含量 与 水 中 氧 的 溶 解 差 距 越 大 时 ， 氧 从 空 气 进 入水 体 的 量 也 越 多 。 水 中 植 物 的 光 合 作 用 在 白 昼进 行 并 产 生 氧 ， 也 会 使 水 中 的 DO增 加 。 水 生 物的 呼 吸 作 用 是 全 天 不 分 昼 夜 的 连 续 进 行 ， 并 不断 地 从 水 中 耗 用 氧 而 使 DO减 少 。 12 6 12 6 12 子夜 早晨 中午 傍晚 子夜溶解氧含量 呼 吸 作 用 (全 日 进 行 、 使 DO减 少 )光 合 作 用 (白 昼 进行 、 使 DO增 加 )再 充 气 作 用 (使 DO增 加 ， 但 午 后 不 久因 超 过 了 溶 解 度 而发 生 逆 转 ， 又 使 水中 DO下 降 ) 水中DO随呼吸、光合和再充气作用而变化的情况 耗 氧 物 质 的 氧 化 作 用 是 影 响 水 中 DO的 一 项 主 要因 素 ， 当 这 些 物 质 排 入 水 体 中 时 ， 由 于 微 生 物的 分 解 作 用 使 水 中 的 DO值 降 低 ， 同 时 污 染 物 的量 也 减 少 ； 而 另 一 方 面 ， DO含 量 也 越 来 越 低 于氧 在 水 中 的 溶 解 度 ， 发 生 再 充 氧 过 程 ， 空 气 中的 氧 进 入 水 体 ， 当 这 两 种 相 反 的 作 用 达 到 平 衡时 ， DO不 再 下 降 。 此 后 由 于 污 染 物 的 量 越 来 越少 ， 充 氧 速 率 大 于 耗 氧 速 率 ， DO反 而 上 升 ， 直至 恢 复 正 常 。 下 图 为 水 中 的 氧 垂 曲 线 (OSB)， 它说 明 了 耗 氧 有 机 污 染 物 的 自 净 化 过 程 。 废物加入点废物加入点下游的距离 为 有 机 废 物 的 氧 化 作用 和 DO含 量 的 关 系 。 当水 体 污 染 程 度 较 低 时 ，好 氧 性 细 菌 使 有 机 废 物发 生 分 解 而 逐 渐 消 失 ，因 此 DO减 少 到 一 定 含 量后 而 不 再 下 降 。 但 如 污染 比 较 严 重 ， 超 过 水 体自 净 化 的 能 力 ， 则 水 中DO耗 尽 ， 从 而 发 生 厌 氧性 细 菌 的 分 解 作 用 ， 同时 水 面 常 会 出 现 粘 稠 的絮 状 物 使 与 空 气 隔 开 ，妨 碍 再 充 氧 过 程 的 进 行 。此 时 水 中 DO不 足 ， 可 能会 引 起 鱼 类 等 水 生 生 物的 死 亡 。溶解氧溶解氧耗氧量 剩余溶解氧有机废物含量 ( 低污染水体)下 游 污水排放口溶解氧不足耗氧量 有机废物含量 (高污染水体)下 游污水排放口水 体 中 有 机 废 物 与 溶 解 氧 含 量 的 关 系 2 植 物 营 养 物 植 物 营 养 物 主 要 是 指 氮 、 磷 、 钾 以 及 硫 及 其 化 合物 ， 它 们 是 植 物 生 长 发 育 所 需 要 的 养 料 ， 但 过 多的 营 养 物 质 进 入 水 体 ， 将 恶 化 水 体 质 量 ， 影 响 鱼类 的 生 长 和 危 害 人 体 健 康 。 水 体 中 的 营 养 物 主 要 来 自 三 种 途 径 ： 化 肥 为 了 增 加 农 业 生 产 ， 大 量 地 施 用 化 肥 是一 项 有 效 的 措 施 ， 但 施 入 农 田 的 化 肥 只 有 一 部 分被 农 作 物 吸 收 ， 其 余 的 化 肥 均 随 农 田 排 水 和 地 表径 流 带 至 地 下 水 和 地 表 水 中 。 工 业 废 水 和 生 活 污 水 来 自 生 活 污 水 的 粪 便 和含 磷 洗 涤 剂 及 工 业 废 水 的 磷 是 污 水 中 磷 的 又 一 主要 来 源 。 由 于 雨 、 雪 对 大 气 的 洗 淋 和 对 磷 灰 石 、 硝石 、 鸟 粪 层 的 冲 刷 ， 也 使 一 定 量 的 植 物 营 养 物质 进 入 水 体 。 水 体 中 营 养 物 质 含 量 增 加 ， 将 导 致 水 生 生 物 ，主 要 是 各 种 藻 类 大 量 繁 殖 。 藻 类 过 度 旺 盛 的 生长 繁 殖 将 造 成 水 中 的 溶 解 氧 急 剧 变 化 ， 使 水 体处 于 严 重 缺 氧 ， 而 造 成 鱼 类 大 量 死 亡 。 硝 酸 盐超 过 一 定 量 时 也 有 毒 性 ， 亚 硝 酸 盐 能 在 人 体 内与 仲 胺 合 成 亚 硝 胺 ， 有 使 人 得 癌 、 致 畸 和 影 响遗 传 等 危 险 。 3 重 金 属 这 里 的 重 金 属 主 要 是 指 汞 、 镉 、 铅 、 铬 ， 以 及类 金 属 砷 及 其 化 合 物 ， 也 包 括 具 有 毒 性 的 锌 、铜 、 钴 、 镍 、 锡 等 。 重 金 属 以 汞 毒 性 最 大 ， 镉次 之 ， 铅 、 铬 、 砷 也 有 相 当 的 毒 性 ， 被 人 们 称为 “ 五 毒 ” 。 重 金 属 污 染 物 最 重 要 的 特 性 是 ： 在 水 体 中 不 易被 微 生 物 降 解 ， 而 由 于 价 态 的 变 化 ， 常 发 生 各种 化 学 反 应 ， 以 及 分 散 和 富 集 的 过 程 。 它 们 进入 人 体 的 主 要 危 害 是 抑 制 酶 的 活 性 ， 破 坏 人 体酶 的 正 常 活 动 。 尤 以 汞 、 镉 和 铅 的 危 害 最 大 。 采 矿 和 冶 炼 是 向 环 境 中 释 放 重 金 属 的 最 主 要 污染 源 ， 此 外 不 少 工 业 部 门 也 通 过 “ 三 废 ” 向 环境 中 排 放 重 金 属 。 4 酚 和 氰 类 化 合 物 水 体 中 的 酚 主 要 来 源 于 焦 化 、 冶 金 、 炼 油 、塑 料 、 农 药 及 绝 缘 材 料 等 工 业 废 水 的 排 放 。另 外 ， 粪 便 和 含 氮 有 机 物 的 分 解 过 程 也 会 生产 少 量 酚 类 化 合 物 。 因 此 ， 酚 是 当 前 水 体 污染 中 极 为 普 遍 的 一 种 污 染 物 质 ， 在 被 污 染 的地 面 水 体 中 几 乎 都 可 以 检 出 酚 ， 城 市 地 下 水酚 的 污 染 也 较 普 遍 。 酚 类 具 有 较 高 毒 性 ， 它们 主 要 是 破 坏 细 胞 原 浆 ， 低 浓 度 酚 使 蛋 白 质变 质 ， 高 浓 度 酚 使 蛋 白 质 沉 淀 ， 对 各 种 细 胞有 直 接 损 害 ； 对 皮 肤 和 粘 膜 有 强 烈 的 腐 蚀 作用 。 长 期 饮 用 受 酚 污 染 的 水 ， 可 引 起 头 昏 、出 疹 、 骚 痒 、 贫 血 和 各 种 神 经 系 统 症 状 。 氰 类 化 合 物 主 要 来 自 化 学 、 电 镀 、 煤 气 、焦 化 、 化 纤 、 塑 料 、 农 药 高 炉 等 工 业 污水 的 排 放 ， 无 机 氰 化 物 主 要 有 氢 氰 酸 和氰 酸 盐 (如 氰 化 钾 、 氰 化 钠 、 亚 铁 氰 化 钠等 )。 有 机 氰 化 物 称 为 腈 ， 是 化 工 产 品 的原 料 ， 如 乙 腈 (CH3CN)是 制 造 药 物 和 香 料的 原 料 ， 丙 烯 腈 (C2H3CN)是 制 造 合 成 纤 维的 基 本 原 料 ， 少 量 腈 化 物 在 水 中 能 分 解生 成 氰 离 子 (CN-)和 氰 化 氢 (HCN)， 因 而与 无 机 氰 化 物 毒 性 一 样 强 。 大 多 数 氰 的 衍 生 物 毒 性 更 强 ， 因 为 它们 在 肌 体 内 产 生 氰 化 氢 ， 使 细 胞 呼 吸受 到 麻 痹 ， 引 起 窒 息 和 死 亡 。 但 氰 化物 不 是 累 积 性 毒 物 ， 且 人 体 对 它 有 一定 的 代 谢 作 用 ， 在 一 定 的 剂 量 范 围 内是 不 会 中 毒 的 。水 体 对 氰 化 物 有 较 强 的 自 净 作 用 ， 天然 水 体 中 氰 化 物 的 净 化 过 程 主 要 有 两个 途 径 ： 一 个 是 挥 发 排 出 ， 另 一 过 程是 氧 化 分 解 。 5.石 油 石 油 污 染 主 要 发 生 在 河 口 和 近 海 水 ， 近 年 来 这 种污 染 十 分 突 出 。 石 油 进 入 水 体 后 ， 不 仅 影 响 水 生 生 物 的 生 长 ， 降低 水 体 环 境 的 使 用 价 值 ， 还 可 能 影 响 局 部 地 区 的水 文 气 象 条 件 和 降 低 水 体 的 自 净 能 力 。 石 油 飘 浮 水 面 ， 迅 速 扩 散 成 油 膜 ， 阻 碍 水 面 从 空气 中 摄 取 氧 气 ， 抑 制 水 中 浮 游 植 物 的 光 合 作 用 ，造 成 水 体 溶 解 氧 减 少 。 油 膜 还 容 易 阻 塞 鱼 的 鳃 部 ，使 鱼 呼 吸 困 难 ， 甚 至 引 起 窒 息 死 亡 。 飘 浮 在 水 面的 油 层 由 于 水 流 和 风 的 影 响 ， 可 扩 散 很 远 ， 河口 和 沿 海 海 岸 油 污 染 的 结 果 ， 使 海 滩 变 坏 ， 风 景区 破 坏 ， 鸟 类 生 活 受 到 危 害 。 石 油 及 其 制 品 都 含有 多 种 致 癌 作 用 的 稠 环 芳 香 烃 ， 它 们 可 通 过 水 生生 物 的 富 集 最 后 进 入 人 体 ， 对 人 体 健 康 造 成 危 害 。 石 油 进 入 海 洋 ， 会 阻 止 海 水 蒸 发 ， 影 响 大 气 和海 洋 的 热 交 换 ， 改 变 海 面 的 反 射 率 和 减 少 进 入海 洋 表 层 的 日 光 辐 射 ， 对 局 部 地 区 的 水 文 气 象条 件 可 能 产 生 一 定 的 影 响 。 大 面 积 的 油 膜 长 期 存 在 ， 将 减 少 进 入 海 水 中 的溶 解 氧 含 量 ， 从 而 降 低 海 洋 的 自 净 能 力 。 海 洋 石 油 污 染 的 最 大 危 害 是 对 海 洋 生 物 的 影 响 。 海 洋 石 油 污 染 短 时 期 内 对 成 鱼 危 害 并 不 明 显 ，但 石 油 对 水 域 的 慢 性 污 染 还 会 使 渔 业 受 到 较 大的 危 害 。 同 时 ， 海 洋 石 油 污 染 还 能 使 鱼 虾 类 产生 石 油 臭 味 ， 降 低 海 产 品 的 食 用 价 值 。 6.农 药 农 药 的 使 用 不 仅 增 产 粮 食 和 其 它 农 作 物 产量 ， 同 时 也 大 大 减 少 了 病 原 菌 的 污 染 。 但是 ， 随 着 农 药 的 使 用 ， 又 会 造 成 环 境 污 染 。这 是 因 为 有 些 农 药 在 自 然 界 和 生 物 体 内 比较 稳 定 ， 不 易 分 解 ， 许 多 农 药 水 溶 性 差 ，脂 溶 性 强 。 例 如 DDT在 水 中 溶 解 度 仅 为0.002mg/L， 而 在 脂 肪 中 溶 解 度 为 100g/kg，两 者 相 差 5000万 倍 ， 这 样 使 农 药 很 容 易 在生 物 体 的 脂 肪 内 累 积 起 来 ， 通 过 食 物 链 构成 对 人 体 的 危 害 。 农 药 是 引 起 水 体 污 染 的 主 要 物 质 ， 农 药 的 种类 很 多 ， 大 致 可 分 为 杀 虫 剂 、 杀 菌 剂 、 除 草剂 、 植 物 生 长 促 进 剂 、 落 果 防 止 剂 等 。 而 按成 分 又 可 分 为 ： 含 铜 、 硫 、 汞 、 卤 素 、 氮 、砷 、 磷 化 合 物 以 及 植 物 生 长 激 素 。 目 前 使 用的 农 药 几 乎 都 是 人 工 合 成 化 合 物 ， 在 自 然 界是 不 存 在 的 ， 其 地 球 化 学 行 为 和 在 自 然 界 的变 化 还 不 清 楚 。 但 因 大 多 数 农 药 的 脂 溶 性 强 ，即 使 是 微 量 的 ， 对 生 物 体 也 有 影 响 ， 因 此 ，农 药 污 染 饮 用 水 后 ， 对 人 体 的 危 害 是 非 常 大的 。 农 药 被 食 物 摄 取 后 往 往 会 发 生 富 集 ， 这是 农 药 污 染 的 重 要 特 征 。 7.酸 碱 及 无 机 盐 类污 染 水 体 中 的 酸 主 要 来 自 矿 山 排 水 及 冶金 、 金 属 加 工 的 酸 洗 工 序 、 硫 酸 和 酸 法造 纸 等 工 厂 排 出 的 含 酸 废 水 等 许 多 工 业废 水 、 雨 水 淋 洗 含 二 氧 化 硫 等 的 空 气 后(即 酸 雨 )流 入 水 体 也 是 造 成 酸 污 染 的 因素 之 一 。矿 山 排 水 中 的 酸 由 硫 化 矿 物 的 氧 化 作 用而 产 生 。 水 体 中 的 碱 主 要 来 源 于 碱 法 造纸 、 人 造 纤 维 、 制 碱 、 制 革 以 及 炼 油 等工 业 废 水 。 天然水体对排入的酸、碱有较强的净化能力，它们可以和水体固相中的各种矿物相互作用，如酸和长石反应： 2(Na,K )AlSi3O8+4H2SO4 (Na,K ) 2SO4 +Al2 (SO4) 3+6SiO2+4H2O酸与粘土矿物和其它硅酸盐也能起类似的反应，如酸与石灰石的反应是： (Ca,Mg)CO 3+ H2SO4 (Ca,Mg)SO4 + H2O + CO 2碱与硅石和游离碳酸的反应，如： 2(Na,K )OH+SiO 2 (Na,K ) SiO2+ H2O 8.放 射 性 物 质 人 工 放 射 性 污 染 主 要 来 源 于 天 然 铀 矿 开采 和 选 矿 、 精 炼 矿 的 废 水 ； 原 子 能 工 业和 反 应 堆 的 废 水 、 核 武 器 制 造 和 核 试 验的 污 染 ； 放 射 性 同 位 素 应 用 产 生 的 废 水对 水 体 的 污 染 ； 各 种 放 射 性 废 物 堆 放 泄漏 均 可 进 入 水 体 造 成 污 染 ； 放 射 性 废 水经 浓 缩 后 ， 将 含 放 射 性 物 质 的 废 物 用 水泥 、 沥 青 等 固 化 ， 装 入 容 器 ， 投 入 海 中 ，由 于 容 器 破 损 ， 放 射 性 污 染 物 泄 漏 造 成对 水 体 的 污 染 等 。 污 染 水 体 最 危 险 的 放 射 性 物 质 是 90Sr、137Cs、 131I、 60Co等 。 这 些 物 质 半 衰 期长 ， 化 学 性 质 与 组 成 人 体 的 主 要 元 素 钙 、钾 相 似 ， 进 入 人 体 后 ， 在 一 定 的 部 位 积累 ， 增 加 对 人 体 的 放 射 性 辐 射 ( 、 、 )， 引 起 贫 血 、 白 血 球 增 生 、 遗 传 性变 异 、 癌 症 等 各 种 放 射 性 病 症 ， 严 重 者可 产 生 生 命 危 险 。 水 体 放 射 性 污 染 可 影响 水 生 生 物 ， 灌 溉 的 农 作 物 也 受 到 放 射性 污 染 ， 最 终 通 过 食 物 链 进 入 人 体 。 9.病 原 微 生 物 病 原 微 生 物 可 分 三 大 类 ： 1) 病 菌 可 以 引 起 疾 病 的 细 菌 ， 如 大 肠 杆 菌 、绿 脓 杆 菌 等 。 2) 病 毒 一 般 没 有 细 胞 结 构 ， 但 有 遗 传 、 变 异 、共 生 、 干 扰 等 生 命 现 象 的 微 生 物 、 如 麻 疹 、 流 行性 感 冒 、 传 染 性 肝 炎 病 毒 等 。 3) 寄 生 虫 动 物 寄 生 虫 的 总 称 ， 如 疟 原 虫 、 血吸 虫 、 蛔 虫 等 (其 中 许 多 不 是 微 生 物 )。 含 病 原 微 生 物 的 污 水 中 均 含 有 耗 氧 有 机 物 ， 因 为耗 氧 有 机 物 能 提 供 病 原 微 生 物 生 存 所 需 要 的 营 养 。因 此 在 处 理 病 原 微 生 物 的 污 染 时 ， 必 须 先 处 理 耗氧 有 机 物 ， 然 后 考 虑 其 它 措 施 。 10 热 污 染 由 工 矿 企 业 向 水 体 排 放 高 温 废 水 就 构成 了 热 污 染 ， 热 电 厂 等 冷 却 水 是 热 污 染的 主 要 来 源 。 这 种 废 水 直 接 排 入 天 然 水体 ， 可 引 起 水 温 升 高 ， 水 中 化 学 反 应 、生 化 反 应 的 速 度 加 快 ， 造 成 水 中 溶 解 氧减 少 ， 还 会 使 水 中 某 些 毒 物 的 毒 性 (氰化 钾 、 重 金 属 离 子 等 )增 高 。 水 温 升 高对 鱼 类 的 影 响 最 大 ， 可 引 起 鱼 类 的 种 群改 变 与 死 亡 。 例 如 ， 鳟 鱼 的 繁 殖 温 度 在14 以 下 ， 一 般 水 生 生 物 生 存 的 上 限温 度 是 33 35 。 二 、 水 体 污 染 源水 体 污 染 源 是 指 造 成 水 体 污 染 的 污 染 物的 发 生 源 。 通 常 是 指 向 水 体 排 入 污 染 物或 对 水 体 产 生 有 害 影 响 的 场 所 、 设 备 和装 置 。 按 污 染 物 的 来 源 可 分 为 天 然 污 染源 和 人 为 污 染 源 两 类 。水 体 天 然 污 染 源 是 指 自 然 界 向 水 体 释 放有 害 物 质 或 造 成 有 害 影 响 的 场 所 。 如 岩石 或 矿 物 的 风 化 和 水 解 、 火 山 爆 发 、 水流 冲 蚀 地 表 、 大 气 降 尘 的 降 水 淋 洗 、 生物 （ 主 要 是 绿 色 植 物 ） 在 地 球 化 学 循 环中 释 放 物 质 都 属 于 天 然 污 染 物 的 来 源 。 水 体 的 人 为 污 染 源 是 指 由 人 类 活 动 形 成 的污 染 源 ， 是 环 境 保 护 研 究 和 水 污 染 防 治 的主 要 对 象 。 人 类 活 动 造 成 水 体 污 染 的 污 染源 主 要 有 三 大 类 ：1 工 业 污 染 源在 人 类 活 动 造 成 的 水 体 污 染 中 ， 工 业 引 起的 水 体 污 染 最 严 重 ， 最 复 杂 ， 问 题 也 最 多 。工 业 生 产 除 用 各 种 原 材 料 加 工 生 产 产 品 的过 程 中 排 出 生 产 废 料 、 残 渣 以 及 部 分 原 料 、产 品 、 半 成 品 和 副 产 品 等 污 染 水 体 外 ， 发电 厂 和 其 它 工 厂 的 冷 却 水 排 出 的 能 量 也 造成 水 体 污 染 。 工 业 污 染 源 主 要 分 为 下 述 几个 方 面 ： 工 业 废 水 在 工 业 生 产 过 程 中 排 出 的废 水 、 污 水 、 废 液 等 统 称 工 业 废 水 。 废水 主 要 是 指 工 业 用 冷 却 水 ； 污 水 是 指 与产 品 直 接 接 触 受 污 染 较 严 重 的 排 水 ； 废液 是 指 在 生 产 工 艺 中 流 出 的 废 液 。A 冶 金 工 业 所 产 生 的 废 水 主 要 有 冷 却 水 、洗 涤 水 和 冲 洗 水 等 。 冷 却 水 含 有 油 、 铁的 氧 化 物 ， 悬 浮 物 等 ； 洗 涤 水 含 有 酚 、氰 、 硫 化 氰 酸 盐 、 硫 化 物 、 钾 盐 、 焦 油 、悬 浮 物 、 氧 化 铁 、 石 灰 、 氟 化 物 、 硫 酸等 ； 冲 洗 水 中 含 有 酸 、 碱 、 油 脂 、 悬 浮物 和 锌 、 锡 、 镍 、 铬 等 。 B 矿 山 工 业 所 产 生 的 废 水 主 要 是 开 采 矿山 和 选 矿 废 水 ， 主 要 含 有 各 种 矿 物 质 悬浮 物 和 有 关 金 属 溶 解 离 子 。 在 有 色 冶 金工 业 所 排 出 的 废 水 中 ， 多 含 有 汞 、 砷 、锡 、 铬 等 元 素 ， 是 水 体 中 重 金 属 污 染 物质 的 来 源 。 硫 化 矿 床 的 矿 水 中 含 有 硫 酸即 酸 性 矿 水 ， 有 较 大 的 污 染 性 。 选 矿 或 洗 煤 的 废 水 即 尾 矿 水 ， 除 含 有 大量 的 悬 浮 矿 物 粉 末 或 金 属 离 子 外 ， 还 含有 各 类 浮 选 剂 。 此 外 ， 有 色 冶 金 遗 留 的大 量 矿 渣 ， 经 雨 水 冲 洗 ， 流 入 地 表 和 地下 水 中 成 为 水 体 中 的 污 染 物 质 。 C 在 炼 焦 厂 和 城 市 煤 气 厂 等 的 炼 焦 与 煤气 发 生 过 程 中 也 有 含 大 量 的 酚 、 氨 、 硫化 物 、 氰 化 物 、 焦 油 、 吡 啶 等 废 水 排 出 ，有 多 方 面 的 污 染 。D 轻 工 业 所 加 工 的 原 料 多 为 农 副 产 品 ，因 此 工 业 废 水 主 要 含 有 机 质 ， 有 时 还 常含 有 大 量 的 悬 浮 物 质 、 硫 化 物 和 重 金 属(如 汞 、 镉 、 砷 等 )。 如 皮 毛 加 工 和 制 革废 水 中 含 有 大 量 的 单 宁 酸 和 铬 盐 ， 有 很高 的 耗 氧 性 ， 是 污 染 性 很 强 的 工 业 废 水之 一 。 E 化 学 工 业 的 产 品 很 多 ， 因 此 化 学 工 业废 水 的 成 分 也 很 复 杂 ， 在 废 水 中 常 含 有多 种 有 害 、 有 毒 、 甚 至 剧 毒 物 质 ， 如 氰 、酚 、 砷 、 汞 等 。 有 的 物 质 难 以 降 解 ， 但却 能 通 过 食 物 链 在 生 物 体 内 富 集 ， 造 成危 害 ， 如 DDT、 多 氯 联 苯 等 。 此 外 ， 化 工废 水 中 有 的 具 有 较 强 的 酸 度 ， 有 的 则 显较 强 的 碱 性 ， PH值 不 稳 定 ， 这 些 废 水 对水 体 的 生 态 环 境 ， 水 体 中 的 建 筑 设 施 和农 作 物 都 有 危 害 ， 一 些 废 水 中 含 氮 、 磷均 很 高 ， 易 造 成 水 体 富 营 养 化 。 F在 电 力 工 业 中 ， 电 厂 冷 却 水 则 是 热 污 染 源 。 G在 石 油 工 业 中 ， 废 水 的 排 放 包 括 石 油 开 采 废水 、 炼 油 废 水 和 石 油 化 工 废 水 等 。 油 田 开 采 出 的 废 水 中 含 有 大 量 溶 解 盐 类 ， 其 具体 成 分 与 含 油 地 层 地 质 条 件 有 关 。 炼 油 厂 排 出 的 废 水 主 要 是 含 油 废 水 、 含 硫 废 水和 含 碱 废 水 。 均 含 有 一 定 量 的 酚 、 丙 酮 、 芳 烃等 ； 石 油 化 工 废 水 成 分 复 杂 ， 其 总 的 特 点 是 ： 悬 浮物 少 ， 溶 解 性 或 乳 浊 性 有 机 物 多 ， 常 含 有 油 分和 有 毒 物 质 ， 有 时 含 有 硫 化 物 和 酚 等 杂 质 。 H造 纸 工 业 在 生 产 过 程 中 ， 最 后 排 出 的 造纸 黑 液 中 ， 含 有 木 质 素 糖 类 、 纤 维 素 、 挥发 有 机 酸 等 。 黑 液 有 臭 味 ， 污 染 性 很 强 。I 纺 织 工 业 排 出 的 废 水 主 要 是 原 料 蒸 煮 、漂 洗 、 漂 白 、 上 浆 等 过 程 产 生 的 含 天 然 杂质 、 脂 以 及 淀 粉 等 有 机 物 的 废 水 。 印 染 废水 是 洗 染 、 印 花 、 上 浆 等 多 道 工 序 中 产 生的 ， 含 有 大 量 染 料 、 助 染 药 剂 、 淀 粉 、 纤维 素 、 木 质 素 、 洗 涤 剂 等 有 机 物 ， 以 及 碱 、硫 化 物 、 各 种 盐 类 等 无 机 物 ， 污 染 性 很 强 。 J 食 品 工 业 所 排 出 的 废 水 中 都 含 有 机 物 ，具 有 强 的 耗 氧 性 ， 且 有 大 量 悬 浮 物 随 废水 排 出 。 动 物 性 食 品 加 工 排 出 的 废 水 要比 植 物 性 食 品 加 工 废 水 具 有 高 得 多 的 污染 性 。 其 中 含 有 动 物 排 泄 物 、 血 液 、 皮毛 、 油 脂 ， 并 可 能 含 有 病 菌 ， 耗 氧 量 也很 高 ， 有 时 有 含 氮 有 机 物 ， 对 水 体 污 染较 强 。 固 体 废 物 和 废 气 工 厂 除 了 排 出 的 废 水 直接 进 入 水 体 引 起 污 染 外 ， 固 体 废 物 和 废 气 也 会污 染 水 体 ， 如 加 工 过 的 残 渣 和 废 料 直 接 投 弃 到河 流 中 ， 或 者 将 它 们 在 厂 区 露 天 堆 放 被 雨 水 淋溶 冲 刷 ， 一 部 分 物 质 进 入 河 流 ， 尤 其 是 食 品 工业 等 有 机 残 渣 多 的 工 厂 ， 这 种 情 况 更 为 严 重 。 从 工 厂 烟 囱 排 放 的 含 有 毒 有 害 成 分 和 粉 尘 废 气降 落 和 被 雨 水 冲 刷 也 会 进 入 水 体 ， 特 别 是 微 量有 毒 成 分 ， 虽 然 量 小 ， 但 危 害 很 大 。 此 外 ， 工 厂 的 突 发 事 故 ， 如 设 备 的 损 坏 、 原 材料 的 泄 漏 、 大 量 吸 取 地 下 水 引 起 水 位 下 降 ， 使沿 海 地 区 的 地 下 水 盐 水 化 等 都 会 引 起 水 体 污 染 。 2 农 业 污 染 源 农 业 污 染 是 指 由 农 业 生 产 而 产 生 的 水 体 污 染 。农 业 引 起 的 水 体 污 染 主 要 有 两 个 方 面 ： 间 接 原 因 耕 作 或 开 荒 使 土 地 表 面 疏 松 ，在 土 壤 和 地 形 还 未 稳 定 时 降 雨 ， 则 大 量 泥 沙 流入 水 体 ， 增 加 水 中 的 悬 浮 物 ， 水 的 浊 度 增 加 。同 时 有 机 成 分 溶 出 ， 也 进 入 水 体 引 起 污 染 。 农 业 用 水 量 比 工 业 用 水 量 大 ， 从 河 流 中 大 量 取水 ， 使 河 流 下 游 水 量 减 少 ， 水 质 恶 化 。 河 流 上游 剩 余 水 量 的 减 少 ， 同 样 也 会 引 起 水 质 恶 化 。 直 接 原 因 主 要 是 指 农 业 退 水 。 农 作 物 栽 培 、牲 畜 饲 养 、 食 品 加 工 等 过 程 中 排 出 的 污 水 和 液态 废 物 称 为 农 业 退 水 。 近 年 来 ， 农 药 和 化 肥 的 使 用 量 日 益 增 多 ， 而 喷洒 农 药 和 施 用 化 肥 ， 一 般 只 有 少 量 (10-20%)附着 或 施 用 于 农 作 物 上 ， 其 余 绝 大 部 分 残 留 在 土壤 和 飘 浮 在 空 气 中 ， 通 过 降 雨 、 沉 降 和 径 流 的冲 刷 而 进 入 地 表 水 或 地 下 水 ， 造 成 污 染 。 农 药 是 农 业 生 产 污 染 水 体 的 主 要 方 面 ， 而 滥 施化 肥 也 是 水 体 遭 受 污 染 的 一 个 主 要 因 素 ， 它 易使 水 体 产 生 富 营 养 化 。 农 业 污 水 中 含 有 各 种 微 生 物 、 悬 浮 物 、 化 肥 、农 药 、 不 溶 解 固 体 和 盐 分 等 生 物 和 化 学 污 染 物质 。 农 业 退 水 是 造 成 水 体 污 染 的 面 源 ， 它 覆 盖面 广 、 分 散 ， 并 通 过 各 种 渠 道 影 响 地 面 水 体 。 3 城 市 污 染 源 随 着 城 市 人 口 的 增 加 ， 城 市 生 活 污 水 、 垃 圾 和废 气 已 成 为 引 起 水 体 污 染 的 另 一 重 要 污 染 源 。城 市 污 染 源 对 水 体 的 污 染 主 要 是 生 活 污 水 ， 它是 人 们 日 常 生 活 中 产 生 的 各 种 污 水 的 混 合 液 ，其 中 包 括 厨 房 、 浴 室 、 厕 所 等 排 出 的 污 水 和 污物 。 其 来 源 除 家 庭 生 活 污 水 外 ， 还 包 括 各 种 集体 单 位 和 公 用 事 业 等 排 出 的 污 水 。 一 般 的 城 市污 水 是 指 排 入 城 市 污 水 管 网 的 各 种 污 水 的 总 称 ，有 生 活 污 水 、 也 有 一 定 量 的 工 业 废 水 。 此 外 还有 直 接 投 弃 到 水 体 中 的 生 活 垃 圾 和 垃 圾 堆 厂 的浸 出 液 。 汽 车 和 其 它 交 通 工 具 排 气 中 污 染 物 的降 落 和 降 雨 夹 带 也 会 污 染 水 体 。 生 活 污 水 中 的 污 染 物 ， 按 其 形 态 可 分 为 ： 不 溶 物 质 这 部 分 约 占 污 染 物 的 40 ， 它 们 或沉 积 到 水 底 ， 或 悬 浮 在 水 中 。 胶 态 物 质 约占 污 染 物 总 量 的 10 。 溶 解 质 约 占 污 染 物总 量 的 50 。 这 些 物 质 多 为 无 毒 ， 为 含 无 机 盐类 的 氯 化 物 、 硫 酸 盐 、 磷 酸 和 钠 、 钾 、 钙 、 镁等 重 碳 酸 盐 。 有 机 物 质 有 纤 维 素 、 淀 粉 、 糖 类 、脂 肪 、 蛋 白 质 和 尿 素 等 。 其 中 含 氮 、 磷 和 硫 较高 。 此 外 ， 还 含 有 各 种 微 量 金 属 和 各 种 洗 涤 剂 、微 生 物 等 ， 其 中 一 些 病 原 体 ， 如 病 菌 、 病 毒 、寄 生 虫 等 ， 都 对 人 的 健 康 有 较 大 危 害 。 一 般 家庭 污 水 相 当 混 浊 ， 其 中 有 机 物 约 占 60%， PH值多 大 于 7， BOD 5为 100 700mg/L。 第 二 节 水 体 中 污 染 物 的 迁 移 和 转 化污 染 物 进 入 水 体 后 会 发 生 一 系 列 的 变 化 ，通 过 各 种 变 化 ， 污 染 物 向 以 下 几 个 方 向转 化 ： (1) 分 散 在 水 体 中 ， 逐 渐 稀 释 ；(2) 分 解 和 转 化 为 其 它 物 质 ； (3) 沉 淀在 底 泥 中 ； (4) 消 耗 水 中 的 溶 解 氧 ， 使水 质 恶 化 ； (5) 富 营 养 化 。 污 染 物 不 同 ，迁 移 转 化 的 方 式 也 不 相 同 。 一 、 水 体 的 自 净 作 用 当 水 体 中 排 入 污 染 物 后 ， 通 过 一 系 列 的 物 理 、化 学 和 生 物 变 化 ， 水 中 污 染 物 的 浓 度 逐 渐 会 降低 ， 这 种 过 程 称 为 水 体 的 自 净 作 用 。 水 体 的 自净 作 用 往 往 需 要 一 定 的 时 间 ， 一 定 范 围 的 水 域以 及 适 当 的 水 文 条 件 。 另 一 方 面 ， 还 决 定 于 污染 物 的 性 质 、 浓 度 以 及 排 放 方 式 等 。 按 作 用 方式 ， 水 体 的 自 净 过 程 可 分 为 物 理 自 净 、 化 学 自净 和 生 物 自 净 三 个 方 面 。 物 理 自 净 是 指 污 染 物 进 入 水 体 后 ， 只 改 变其 物 理 性 状 、 空 间 位 置 ， 而 不 改 变 其 化 学 性 质 、不 参 与 其 生 物 作 用 。 物 理 自 净 作 用 主 要 包 括 水体 中 所 发 生 的 混 合 、 稀 释 、 扩 散 、 挥 发 、 沉 淀等 过 程 ， 物 理 自 净 作 用 的 强 弱 取 决 于 水 体 的 物理 条 件 如 温 度 、 流 速 、 流 量 等 ， 以 及 污 染 物 自 身 的 物 理 性 质 如 密 度 、 形 态 、 粒 度 等 。 物 理自 净 对 海 洋 和 容 量 大 的 河 段 等 水 体 的 自 净 起 着重 要 作 用 。 化 学 自 净 是 指 污 染 物 在 水 体 中 以 简 单 或 复 杂的 离 子 或 分 子 状 态 迁 移 ， 并 发 生 了 化 学 性 质 或形 态 、 价 态 上 的 转 化 ， 使 水 质 亦 发 生 了 化 学 性质 上 的 变 化 ， 但 未 参 与 生 物 作 用 。 化 学 自 净 过程 包 括 酸 碱 中 和 、 氧 化 还 原 、 分 解 化 合 、吸 附 解 吸 、 胶 溶 凝 聚 等 过 程 ， 这 些 过 程 能改 变 污 染 物 在 水 体 中 的 迁 移 能 力 和 毒 性 大 小 ，亦 能 改 变 水 环 境 化 学 反 应 条 件 。 影 响 化 学 自 净的 环 境 条 件 有 酸 碱 度 、 氧 化 还 原 电 位 、 温 度 、化 学 组 分 等 ， 污 染 物 自 身 的 形 态 和 化 学 性 质 对化 学 自 净 也 有 很 大 影 响 。 生 物 自 净 是 指 水 体 中 的 污 染 物 经 生 物吸 收 、 降 解 作 用 而 发 生 消 失 或 浓 度 降 低的 过 程 。 如 污 染 物 的 生 物 分 解 、 生 物 转化 和 生 物 富 集 等 作 用 。 水 体 生 物 自 净 作用 也 被 称 为 狭 义 的 自 净 作 用 。 主 要 指 悬浮 和 溶 解 于 水 体 中 的 有 机 污 染 物 在 微 生物 作 用 下 ， 发 生 氧 化 分 解 的 过 程 。 在 水体 自 净 中 ， 生 物 化 学 过 程 占 主 要 地 位 。生 物 自 净 与 生 物 的 种 类 、 环 境 的 水 热 条件 和 供 氧 状 况 等 因 素 有 关 。 二 、 天 然 有 机 物 的 降 解 进 入 水 体 的 天 然 有 机 化 合 物 ， 如 糖 类 、 纤 维 素 、脂 肪 、 蛋 白 质 等 ， 是 通 过 化 学 氧 化 、 光 化 学 氧化 和 生 物 化 学 氧 化 等 作 用 来 实 现 其 降 解 过 程 的 。 1 碳 水 化 合 物 在 水 中 的 降 解 碳 水 化 合 物 在 水 中 的 降 解 ， 很 大 程 度 上 依 靠 细菌 等 微 生 物 的 作 用 。 碳 水 化 合 物 向 细 菌 等 微 生物 提 供 能 量 ， 细 菌 在 利 用 这 些 能 量 时 ， 通 过 释放 酶 ， 促 使 有 机 物 的 分 解 ， 将 它 们 分 解 成 简 单的 可 以 直 接 利 用 的 物 质 再 加 以 利 用 。 细 菌 等 微生 物 的 这 种 活 动 就 造 成 了 有 机 物 的 降 解 。 除 了 微 生 物 的 生 化 作 用 以 外 ， 氧 化 反 应 也 是 降解 有 机 物 的 重 要 方 式 。 碳 水 化 合 物 主 要 为 单 糖 、 双 糖 、 多 糖 三 种 形 式 。多 糖 溶 于 水 ， 是 细 菌 等 微 生 物 体 的 能 量 来 源 和合 成 细 胞 组 织 的 材 料 。 多 糖 和 双 糖 则 需 要 在 细菌 释 放 的 酶 的 作 用 下 逐 步 水 解 成 单 糖 。 单 糖 被 细 胞 所 利 用 有 两 种 形 式 ： 一 是 在 有 氧 条件 下 ， 单 糖 首 先 转 化 为 丙 酮 酸 而 最 终 氧 化 为 二氧 化 碳 和 水 ； 二 是 在 无 氧 条 件 下 ， 单 糖 首 先 转化 为 丙 酮 酸 ， 最 终 分 解 为 还 原 性 气 体 。 2 脂 类 降 解 脂 肪 和 油 类 比 碳 水 化 合 物 难 降 解 。 在 有 乳 化 剂的 条 件 下 ， 使 之 乳 化 分 解 ， 将 有 利 于 发 生 降 解 。 脂 肪 的 降 解 首 先 在 细 胞 外 发 生 水 解 ， 生 成 甘 油和 相 应 的 各 种 脂 肪 酸 。 3 蛋 白 质 的 降 解 蛋 白 质 是 由 多 种 氨 基 酸 分 子 组 成 的 复 杂 有 机 化合 物 。 组 成 蛋 白 质 的 氨 基 酸 在 结 构 上 有 一 个 共同 特 点 ， 即 都 有 一 个 氨 基 ( NH2)结 合 在 羧 基( COOH)相 邻 的 碳 原 子 上 。 蛋 白 质 是 由 许 多 氨基 酸 按 一 定 顺 序 首 尾 相 连 所 形 成 的 。 一 个 氨 基酸 的 氨 基 和 另 一 个 氨 基 酸 的 羧 基 脱 去 一 分 子 的水 形 成 肽 键 ( HN CO )而 结 合 。 蛋 白 质 的 降 解 首 先 包 括 着 肽 键 的 断 开 和 羟 基 、氨 基 的 脱 除 ， 然 后 是 逐 步 的 氧 化 。 蛋 白 质 分 子 量 很 大 不 能 直 接 进 入 细 胞 ， 所 以 细菌 利 用 蛋 白 质 的 第 一 步 ， 也 是 先 在 细 胞 体 外 发生 水 解 。 有 细 胞 分 泌 的 各 种 水 解 酶 起 催 化 作 用 ，蛋 白 质 在 水 解 反 应 中 断 开 肽 键 ， 分 裂 成 较 小 分子 量 的 各 部 分 。 氨 基 酸 在 细 胞 体 内 的 分 解 ， 可 以 在 有 氧 和 无 氧条 件 下 进 行 ， 其 反 应 式 有 多 种 。 在 有 氧 条 件 下 ，完 全 氧 化 为 二 氧 化 碳 和 水 ， 在 无 氧 条 件 下 就 要产 生 发 酵 过 程 ， 脱 氨 基 的 结 果 生 成 氨 ， 这 种 过程 称 为 蛋 白 质 的 氨 化 作 用 。 NH3在 水 中 和 水 化合 生 成 NH4OH， 提 高 了 水 的 PH值 。 蛋 白 质 在 水 体 中 的 逐 级 转 化 过 程 一 般 要 持 续 若干 时 日 ， 最 后 才 能 转 化 为 硝 酸 态 氮 。 从 以 上 反应 过 程 来 看 ， 蛋 白 质 (有 机 氮 ) NH3 N NO2 N NO3 N 可 作 为 需 氧 污 染 物 自 净 过程 的 判 别 标 志 。 碳 水 化 合 物 、 脂 肪 和 蛋 白 质 在 降 解 后 期 都 生 成简 单 的 有 机 酸 类 物 质 。 在 无 氧 条 件 下 进 行 甲 烷发 酵 ， 但 此 发 酵 过 程 要 在 适 宜 的 条 件 下 进 行 。 总 之 ， 碳 水 化 合 物 、 脂 肪 、 蛋 白 质 等 有机 物 降 解 的 共 同 规 律 是 ： 首 先 在 细 胞 体外 发 生 水 解 ， 然 后 在 细 胞 内 部 继 续 水 解和 氧 化 。 降 解 的 后 期 产 物 都 是 生 成 各 种有 机 酸 。 在 有 氧 条 件 下 ， 这 些 有 机 酸 可以 彻 底 氧 化 ， 其 最 终 产 物 为 CO2、 H2O、 及NO3-等 ； 在 缺 氧 条 件 下 ， 进 行 反 硝 化 、 酸性 发 酵 等 过 程 ， 其 最 终 产 物 除 CO2和 H2O外 ，还 有 NH3、 有 机 酸 、 醇 等 。 三 、 碳 氢 化 合 物 的 降 解 石 油 是 水 体 中 分 布 广 、 危 害 较 大 的 污 染 物 。 石油 中 含 有 烷 烃 、 烯 烃 和 芳 香 烃 等 。 石 油 进 入 水体 后 ， 就 浮 于 水 面 ， 在 水 面 扩 散 、 漂 流 。 其 中一 部 分 挥 发 在 大 气 中 ， 另 一 部 分 则 随 海 浪 激 荡形 成 乳 化 油 滴 。 这 些 油 滴 附 着 在 水 体 中 的 颗 粒物 或 水 生 生 物 上 下 沉 或 扩 散 ， 逐 步 扩 展 污 染 范围 。 烃 类 在 水 中 的 变 化 主 要 有 两 个 ： 一 种 是 在光 照 下 氧 化 ， 这 种 方 式 作 用 缓 慢 ； 另 一 种 是 依靠 微 生 物 降 解 。 通 过 微 生 物 的 作 用 将 其 转 化 为酸 类 、 醇 类 以 及 其 它 较 易 分 解 的 化 合 物 ， 然 后再 进 一 步 降 解 。 四 、 重 金 属 的 迁 移 转 化 1 重 金 属 在 水 体 中 的 转 化 方 式 重 金 属 在 水 体 中 的 转 化 是 通 过 一 系 列 化 学 反 应来 实 现 的 。 这 些 反 应 有 水 解 、 络 合 、 氧 化 还 原以 及 胶 体 化 学 效 应 等 。 在 这 些 反 应 中 ， 重 金 属发 生 着 形 态 和 价 态 的 变 化 。 水 解 、 络 合 和 沉 淀 反 应 重 金 属 离 子 往 往 与一 定 数 目 的 水 分 子 络 合 在 一 起 ， 形 成 以 水 分 子为 配 位 体 的 络 离 子 ， 如 Cu(H2O)2+4、 Fe(H2O)3+6等 。 此 外 ， 水 体 中 总 是 有 各 种 阴 离 子 ， 如 HO-、Cl-、 HCO- 3、 SO42-等 ,它 们 会 取 代 水 分 子 ， 成 为金 属 离 子 的 配 位 体 。 在 这 些 阴 离 子 中 氢 氧 根 离子 有 较 强 的 置 换 性 ， 而 水 中 经 常 有 一 定 浓 度 的氢 氧 根 ， 这 给 此 种 置 换 提 供 了 较 大 的 机 会 。 Fe(H2O)3+6+OH- Fe(OH)(H2O)2+5+H2O 这 种 生 成 羟 基 络 合 物 的 反 应 就 是 水 解 反 应 。 水解 反 应 是 逐 级 进 行 的 。 在 适 宜 的 PH值 条 件 下 ，可 以 生 成 金 属 氢 氧 化 物 沉 淀 ， 如 Fe(OH) 3、Cr(OH) 3、 Cd(OH) 2等 。 在 水 溶 液 中 ， 高 价 金 属 离 子 如 Fe3+、 Al3+、 Cr3+都 趋 向 于 强 烈 水 解 ， 而 2价 离 子 如 Cu2+、 Pb2+、Zn2+、 Hg2+、 Ni2+等 ， 在 天 然 水 体 PH值 范 围 内 可发 生 不 同 程 度 的 水 解 反 应 。 重 金 属 氢 氧 化 物 的 沉 淀 直 接 受 溶 液 PH值 的 控 制 ，在 合 适 的 PH值 范 围 内 形 成 沉 淀 物 ， 在 不 同 水 质的 条 件 下 ， 重 金 属 还 可 以 生 成 碳 酸 盐 、 硫 化 物等 沉 淀 。 胶 体 化 学 反 应 在 水 体 中 ， 以 胶 体 状 态 存 在的 物 质 种 类 很 多 ， 它 们 都 可 以 产 生 各 种 胶 体 化学 效 应 。 影