水環(huán)境與污染課件

水環(huán)境與污染第一節(jié)水圈第一節(jié)水圈一、水圈與水環(huán)境（一）水圈水是地球上分布最廣和最重要的物質(zhì)，是參與生命的形成和地表物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化的重要因素。水也是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的自然資源。地球上的水以汽態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形式存在于空中、地表與地下，成為大氣水、海水、陸地水(包括河水、湖水、沼澤水、冰雪水、土壤水、地下水)，以及存在于生物體內(nèi)的生物水，這些水不停運(yùn)動(dòng)和相互聯(lián)系著構(gòu)成水圈。地球上水的總儲(chǔ)量約為1.38×109km3，其中海洋占97.41％，覆蓋了地球表面積的71％。淡水僅占地球總水量的2.59％，而其中又大約有70％以上屬固態(tài)水——冰，儲(chǔ)存在極地和高山上。只有不到30%的淡水存在于地下、湖泊、土壤、河流、大氣等之中(見圖)。全球水分布由此可見，水圈是指地球上被水和冰雪所占有或覆蓋而構(gòu)成的圈層?？紤]到大氣水分與地下水，水圈的上限可為對(duì)流層頂，下限為深層地下水所及的深度。地球上的水循環(huán)是形成水圈的動(dòng)力。在地球上只有在水循環(huán)的作用下，才能把各個(gè)特征不同的水體聯(lián)系起來(lái)形成水圈。水圈的水與大氣圈、生物圈、巖石圈、土壤圈之間有極密切的關(guān)系，并形成各種方式的水交換。（二）水環(huán)境

1．水體的概念

在自然界中水的積聚體稱為水體，是地表水圈的重要組成部分。具體地講，它是指以相對(duì)穩(wěn)定的陸地為邊界的天然水域，包括有一定流速的溝渠、江河和相對(duì)靜止的塘堰、湖泊、水庫(kù)、沼澤，以及受潮汐影響的三角洲與海洋。水體是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，其中包括水、水中的懸浮物、溶解物、底質(zhì)和水生生物等。水體類型可劃分為海洋水體(包括海、洋)和陸地水體(如河流、湖泊等)。水體也可以其流動(dòng)性劃分為流水水體和靜水水體，前者如河流，后者如湖泊、沼澤。從廣義上理解，水體也可以包括地下水體。2．水環(huán)境《環(huán)境科學(xué)大辭典》的解釋是：“水環(huán)境是地球上分布的各種水體以及與其密切相連的諸環(huán)境要素如河床、海岸、植被、土壤等?！彼莫?dú)特函義是：“水環(huán)境是構(gòu)成環(huán)境的基本要素之一，是人類賴以生存和發(fā)展的重要場(chǎng)所，也是受人類干擾和破壞最嚴(yán)重的地區(qū)?！?/p>

水環(huán)境可根據(jù)其范圍的大小分為區(qū)域水環(huán)境（如流域水環(huán)境、城市水環(huán)境等）、全球水環(huán)境。對(duì)某個(gè)特定的地區(qū)而言，該區(qū)域內(nèi)的各種水體如湖泊、水庫(kù)、河流和地下水等，應(yīng)視為該水環(huán)境的重要組成部分，因此，水環(huán)境又可分為地表水環(huán)境和地下水環(huán)境。地表水環(huán)境包括河流、湖泊、水庫(kù)、池塘、沼澤等；地下水環(huán)境包括泉水、淺層地下水和深層地下水等。當(dāng)前，水環(huán)境污染已成為世界上重要的環(huán)境問(wèn)題之一。所以對(duì)水環(huán)境進(jìn)行合理利用和保護(hù)，是環(huán)境保護(hù)和研究的主要內(nèi)容。二、水循環(huán)與水量平衡（一）水循環(huán)地球上各種形態(tài)的水，在太陽(yáng)輻射和地心引力作用下，不斷地運(yùn)動(dòng)循環(huán)、往復(fù)交替（見圖）。水循環(huán)示意圖地球表面的水在太陽(yáng)輻射能和地心引力的相互作用下，水分不斷地蒸發(fā)和蒸騰，并汽化為水蒸氣，上升到空中形成云，又在大氣環(huán)流的作用下傳播到各處，遇到適當(dāng)?shù)臈l件時(shí)即成為雨或雪而降落到海洋和陸地。這些降落下來(lái)的水分，一部分滲入地下，成為土壤水或地下水；一部分經(jīng)植物吸收后再經(jīng)枝葉蒸騰進(jìn)入大氣層；一部分可直接從地面蒸發(fā)而發(fā)散；一部分可能順地表徑流匯入江、河、湖泊流入海洋，再經(jīng)過(guò)水面蒸發(fā)進(jìn)入大氣圈。這種過(guò)程循環(huán)往復(fù)、永無(wú)止境，稱做自然界的水分循環(huán)。水循環(huán)是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它將地球上各種水體連接起來(lái)構(gòu)成水圈，使得各種水體能夠長(zhǎng)期存在，并在循環(huán)過(guò)程中滲入大氣圈、巖石圈和生物圈，將它們聯(lián)系起來(lái)形成相互制約的有機(jī)整體。水循環(huán)的存在使水能周而復(fù)始的被重復(fù)利用，成為再生性資源。水循環(huán)的強(qiáng)弱直接影響到一個(gè)地區(qū)水資源開發(fā)利用的程度，進(jìn)而影響到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。（二）水量平衡通過(guò)水的循環(huán)，包括蒸發(fā)、降水、滲透及徑流，地球上的水不斷循環(huán)往復(fù)，在全球范圍內(nèi)蒸發(fā)與降水的總量是平衡的。三、地表水體（一）海洋（二）河流：在陸地表面上接納、匯集和輸送水流的通道稱為河槽，河槽與在其中流動(dòng)的水流統(tǒng)稱為河流。河流是地球上水分循環(huán)的重要路徑，是與人類關(guān)系最密切的一種天然水體。流域：是河流的集水區(qū)域，即由分水線所包圍的區(qū)域。分隔兩個(gè)相鄰流域的山嶺或河間高地叫分水嶺。分水嶺上最高點(diǎn)的連線叫分水線，是流域的邊界線。分水線所包圍的面積稱為流域面積或集水面積。（三）湖泊

1、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的定義：富營(yíng)養(yǎng)化是指水體在外界條件的影響下，由于營(yíng)養(yǎng)鹽類不斷積聚，引起水體內(nèi)部物理、化學(xué)性狀不斷改變，水生生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生相應(yīng)的演替。并由生物生產(chǎn)力低的狀態(tài)逐步向生物生產(chǎn)力高的狀態(tài)過(guò)渡的現(xiàn)象。湖泊富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程的初始階段，湖體中營(yíng)養(yǎng)鹽比較少。溶解氧豐富，生物生產(chǎn)力水平低。湖泊呈現(xiàn)貧營(yíng)養(yǎng)型特征。隨著時(shí)間的推移，自外部進(jìn)入湖中的營(yíng)養(yǎng)鹽類逐漸積聚，湖水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增多，湖泊生物生產(chǎn)能力提高，生物量增加。水中溶解氧含量下降，水色發(fā)暗，透明度降低，水生生物種群組成逐步由適合富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)下的種群所代替，湖泊相應(yīng)由貧營(yíng)養(yǎng)型發(fā)展為中營(yíng)養(yǎng)型，進(jìn)而演變?yōu)楦粻I(yíng)養(yǎng)型。富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象發(fā)展到—定階段，表現(xiàn)為浮游藻類的異常增殖。以藍(lán)綠藻類為主的水藻泛浮水面，嚴(yán)重時(shí)形成“水花“或“湖靛”。在迎風(fēng)湖岸或湖灣處，糜集水面的藻類可成糊狀薄膜，湖面呈暗綠色，透明度極低，可散發(fā)出腥臭味。而且還會(huì)分泌出大量藻類毒素，抑制魚類和其它生物的生長(zhǎng)，對(duì)人畜造成危害，并嚴(yán)重污染環(huán)境。自本世紀(jì)50年代以來(lái)，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象已成為世界范圍內(nèi)重要的水環(huán)境污染問(wèn)題。2、影響富營(yíng)養(yǎng)化的主要因子(1)營(yíng)養(yǎng)因子是指浮游生物等生長(zhǎng)所必須的各種營(yíng)養(yǎng)鹽類。據(jù)測(cè)定，每增殖1g藻類，大約消耗0.009g磷、0.063g氮、0.07g氫、0.358g碳、0.496g氧以及Mn、Fe、Cu、Mo等各種微量元素。藻類的生長(zhǎng)會(huì)因湖水中某種元素不足而受到抑制，該規(guī)律稱為最低量定律，這種元素稱為限制性元素。在上述元素中，C、H、O三種元素來(lái)源廣泛，因此，湖水中N、P的含量與補(bǔ)給量成為影響藻類繁殖的主要限制性因子。據(jù)計(jì)算，每1gN可增殖10.8g藻類，每1gP可增殖78克藻類。由此可見，水體中N、P含量直接決定藻類的繁殖速度，因而影響到湖泊富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程。其中P是最主要的限制性因子。（2）環(huán)境因子湖水中營(yíng)養(yǎng)元素的來(lái)源與環(huán)境有密切關(guān)系。通常位于山區(qū)的湖泊，其N、P的補(bǔ)給有限，所以常處于貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；位于平原上的湖泊，由于水中營(yíng)養(yǎng)元素補(bǔ)給豐富，所以常處于中營(yíng)養(yǎng)型或富營(yíng)養(yǎng)型狀態(tài)。在城市或工業(yè)區(qū)附近的湖泊，由于城市生活污水和工業(yè)廢水中常含有大量的N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以致加快了湖泊富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程。3、富營(yíng)養(yǎng)化的類型及判別標(biāo)準(zhǔn)由于影響富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的因素很復(fù)雜，在不同的生態(tài)環(huán)境條件下，水體之間富營(yíng)養(yǎng)化的程度存在很大差別。同一水體在不同階段也可能相差十分懸殊。為了研究富營(yíng)養(yǎng)化演替規(guī)律，一般將富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象分為貧營(yíng)養(yǎng)型、中營(yíng)養(yǎng)型及富營(yíng)養(yǎng)型三種基本類型。其間又可細(xì)分出幾個(gè)亞型，如特貧營(yíng)養(yǎng)型、貧一中營(yíng)養(yǎng)型、中一富營(yíng)養(yǎng)型等。富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象涉及面廣，因而難以制定出為化學(xué)、生態(tài)學(xué)、地學(xué)、環(huán)境學(xué)都能接受的統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn)。一般是選取與富營(yíng)養(yǎng)化關(guān)系密切的參數(shù)。如湖水透明度和水色，水中N、P負(fù)荷，DO、COD、BOD以及藻類種群、生物量或葉綠素a的含量等作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，制定判別標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)分不同類型。DO（dissolvedoxygen）：溶解氧濃度√

COD（chemicaloxygendemand）BOD（biochemicaloxygendemand）具體做法上有的側(cè)重N、P營(yíng)養(yǎng)因子；有的側(cè)重藻類種群構(gòu)成與葉綠素等生物學(xué)指標(biāo)；有的選擇透明度及化學(xué)性狀指標(biāo)。多數(shù)采用3—5種以上的參數(shù)進(jìn)行綜合分析。四、地下水

埋藏在土壤、巖石空隙中各種不同形式的水統(tǒng)稱為地下水。地下水是地球上水循環(huán)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，它與大氣水、地面水相互聯(lián)系，也是水資源的重要組成部分。（一）地下水垂向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)的基本模式如前所述，地下水流系統(tǒng)的空間上的立體性，是地下水與地表水之間存在的主要差異之一。而地下水垂向的層次結(jié)構(gòu)，則是地下水空間立體性的具體表征。典型水文地質(zhì)條件下，地下水垂向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)的基本模式。自地表面起至地下某一深度出現(xiàn)不透水基巖為止，可區(qū)分為包氣帶和飽和水帶兩大部分。

其中包氣帶又可進(jìn)一步區(qū)分為土壤水帶、中間過(guò)渡帶及毛細(xì)水帶等3個(gè)亞帶；飽和水帶則可區(qū)分為潛水帶和承壓水帶兩個(gè)亞帶。從貯水形式來(lái)看，與包氣帶相對(duì)應(yīng)的是存在結(jié)合水（包括吸濕水和薄膜水）和毛管水；與飽和水帶相對(duì)應(yīng)的是重力水（包括潛水和承壓水）。在地面以下，根據(jù)土壤、巖石含水量是否飽和可分為兩個(gè)帶：即地下水面以上的包氣帶及地下水面以下的飽水帶。飽水帶：重力水在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，聚積于不透水層上，使這一帶巖石的所有空隙都充滿水分，故這一帶巖石稱飽水帶。主要是重力水。包氣帶：飽水帶以上的土壤巖石空隙，除存在吸著水、薄膜水、毛管水外，大部分空隙充滿空氣，所以稱包氣帶。它是大氣水、地面水與地下重力水相互轉(zhuǎn)化的過(guò)渡帶。地下水按埋藏條件可分為：上層滯水、潛水、承壓水

上層滯水是存在于包氣帶中局部隔水層之上的重力水。上層滯水的分布范圍不廣，補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)基本上一致，主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水和地下水，主要耗損方式是蒸發(fā)和滲透。上層滯水接近地表，受氣候、水文影響較大，故水量不大而季節(jié)變化強(qiáng)烈。承壓水是指充滿于兩個(gè)穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的地下水。

按儲(chǔ)存空隙的種類可分為：孔隙水、裂隙水、巖溶水所謂含水層是指貯存有地下水，并在自然狀態(tài)或人為條件下，能夠流出地下水來(lái)的巖體。由于這類含水的巖體大多呈層狀、故名含水層，如砂層、砂礫石層等。亦有的含水巖體呈帶狀、脈狀甚至是塊狀等復(fù)雜狀態(tài)分布，對(duì)于這樣的含水巖體可稱為含水帶、含水體或稱為含水巖組。對(duì)于那些雖然含水，但幾乎不透水或透水能力很弱的巖體，稱為隔水層，如質(zhì)地致密的火成巖、變質(zhì)巖，以及孔隙細(xì)小的頁(yè)巖和粘土層均可成為良好的隔水層。實(shí)際上，含水層與隔水層之間并無(wú)一條截然的界線，它們的劃分是相對(duì)的，并在一定的條件下可以互相轉(zhuǎn)化。如飽含結(jié)合水的粘土層，在尋常條件下，不能透水與給水，成為良好的隔水層；但在較大的水頭作用下，由于部分結(jié)合水發(fā)生運(yùn)動(dòng)，粘土層就可以由隔水層轉(zhuǎn)化為含水層。（三）潛水（1）特征潛水是埋藏在地表以下，第一個(gè)穩(wěn)定隔水層之上，具有自由表面的重力水。潛水的自由表面叫潛水面（潛水面：包氣帶和飽水帶之間的界限，就是潛水面）；其絕對(duì)標(biāo)高稱為潛水位；潛水位至地面的距離叫潛水埋藏深度；自潛水面向下到隔水層頂板之間的距離稱為含水層的厚度；潛水埋藏淺，較易開發(fā)，被人們廣泛應(yīng)用。一般民用井多挖到潛水含水層。潛水面之上，一般均無(wú)穩(wěn)定的隔水層，因之大氣降水或地表水可通過(guò)包氣帶直接補(bǔ)給潛水，所以潛水易受污染。潛水一般埋藏在第四紀(jì)疏性沉積物的孔隙中，其埋藏深度及含水層厚度各處不一，相差很大。山區(qū)潛水埋藏較深，含水層厚度差異大。平原區(qū)潛水埋藏淺，一般僅數(shù)米，含水層厚度差異較小。同一地區(qū)，潛水埋藏深度及含水層厚度也因時(shí)而異，在多雨季節(jié)，含水層厚度增大，埋藏深度亦??；干旱季節(jié)則相反。潛水受當(dāng)?shù)貧夂蜃兓挠绊戄^大。在干旱、半干旱地區(qū)，潛水埋藏深度小時(shí)，潛水蒸發(fā)可導(dǎo)致土壤鹽漬化，在地形低平地區(qū)，潛水位高時(shí)，可引起土壤沼澤化。（2）潛水的動(dòng)態(tài)潛水的動(dòng)態(tài)是指潛水位、水量、水溫和水質(zhì)等隨時(shí)間的變化。它反映潛水水量與熱量的補(bǔ)給與消耗的平衡關(guān)系。當(dāng)水量補(bǔ)給大于消耗時(shí)，潛水的儲(chǔ)量增加，水位上升；當(dāng)消耗量大于補(bǔ)給量時(shí)，潛水的儲(chǔ)量減少，水位相應(yīng)下降。在我國(guó)，一般夏季半年高溫多雨，補(bǔ)給量大于排泄量，潛水儲(chǔ)量增加，水位上升，水溫升高，礦化度稍有降低。冬季半年低溫少雨，補(bǔ)給量小于排泄量，潛水儲(chǔ)量減少，水位下降，水溫降低。潛水位最低的季節(jié)，—般均出現(xiàn)在雨季之前，此時(shí)氣溫回升，蒸發(fā)增大，補(bǔ)給減少，礦化度稍有增加。另一類則是人類為了有效地保護(hù)和改善地下水資源，改善水質(zhì)，控制地下漏斗以及地面沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，而采取的一種有計(jì)劃、有目的的人工回灌。在我國(guó)水資源供需矛盾比較突出的一些北方省區(qū)，以及過(guò)量開采地下水的大中城市，也開展了這方面的工作。如河北省的南宮“地下水庫(kù)”回灌工程，設(shè)計(jì)總蓄水量達(dá)4.8億米3，可調(diào)蓄水量達(dá)1億米3以上。上海市采用人工回灌方法，控制由于過(guò)量開采深層地下水而引起的地面沉降，取得了舉世矚目的成就。第二節(jié)水體污染一、天然水質(zhì)背景值天然水從本質(zhì)上看，應(yīng)屬于未受人類排污影響的各種天然水體中的水。這種水目前的范圍在日益減少，只有在河流的源頭、荒涼地區(qū)的湖泊、深層地下水、遠(yuǎn)離陸地的大洋等處，才可能取得代表或近似代表天然水質(zhì)的天然水。盡管如此，我們?nèi)钥梢詮倪@樣的天然水中，發(fā)現(xiàn)和得到一些有用的規(guī)律和現(xiàn)象。水是自然界中最好的溶液，天然物質(zhì)和人工生成的物質(zhì)大多數(shù)可溶解在水中。因此可以認(rèn)為，自然界并不存在由H2O組成的“純水”。在任何天然水中，都含有各類溶解物和懸浮物，并且隨著地域的不同，各種水體中天然水含有的物質(zhì)種類不同，濃度各異。但它卻代表著天然水的水質(zhì)狀況，故稱其為天然水質(zhì)背景值，或水環(huán)境背景值。從水循環(huán)來(lái)看，天然水是在其循環(huán)過(guò)程中改變了其成分與性質(zhì)的。在太陽(yáng)輻射的熱力作用下，由海洋水面蒸發(fā)的水蒸氣，雖近純水，但它在空中再凝結(jié)成雨滴時(shí)，則需有凝結(jié)核。在大氣層中可做凝結(jié)核的物質(zhì)有海鹽微粒、土壤的鹽分、火山噴出物和大氣放電產(chǎn)生的NO和NO2等。因此，從雨水開始天然水中已含有各種化學(xué)成分，如Cl-、SO42-、CO3-、HCO3-、NO3-、Ca2+、Mg2+、NH4+、I、Br等。雨水補(bǔ)給到各水體中，其化學(xué)成分會(huì)進(jìn)一步增多。下表列出了天然水中含有的各種物質(zhì)：受到人類活動(dòng)影響的水體，其水中所含的物質(zhì)種類、數(shù)量、結(jié)構(gòu)均會(huì)與天然水質(zhì)有所不同。以天然水中所含的物質(zhì)作為背景值，可以判斷人類活動(dòng)對(duì)水體的影響程度，以便及時(shí)采取措施，提高水體水質(zhì)，使之朝著有益于人類的方向發(fā)展。二、水體污染與水體污染源（一）水體污染的概念當(dāng)前對(duì)水體污染的概念有幾種，一種意見是水體受人類活動(dòng)或自然因素的影響，使水的感官性狀、物理化學(xué)性能、化學(xué)成分、生物組成以及底質(zhì)情況等方面產(chǎn)生了惡化，稱為“水污染”。第二種意見是：排入水體的工業(yè)廢水、生活污水及農(nóng)業(yè)徑流等的污染物質(zhì)，超過(guò)了該水體的自凈能力，引起的水質(zhì)惡化稱為“水污染”。第三種意見是：污染物質(zhì)大量進(jìn)入水體，使水體原有的用途遭到破壞謂之水污染。以上幾種意見各有長(zhǎng)處，但都不夠全面或不夠確切。從天然水的性質(zhì)可知，各種水體中的水均為一種成分復(fù)雜的溶液，其中含有各類溶解物質(zhì)，而并非純的H2O。因此，對(duì)水污染的定義，不能僅從其含有什么物質(zhì)及其含量來(lái)界定。其次，我們研究水污染的目的是為了保護(hù)水源，以便更好地利用水資源，因此，水污染定義又必須與水的使用價(jià)值聯(lián)系起來(lái)。這樣，水體污染可以定義為：“污染物進(jìn)入河流、海洋、湖泊或地下水等水體后，使水體的水質(zhì)和水體沉積物的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價(jià)值和使用功能的現(xiàn)象。”這樣就同我們的用水要求聯(lián)系起來(lái)了，也使我們保護(hù)水體有一定的目的，即不使其失去使用價(jià)值。（二）水體污染源1、水體污染源的含義和分類水體污染源是指造成水體污染的污染物的發(fā)生源。通常是指向水體排入污染物或?qū)λw產(chǎn)生有害影響的場(chǎng)所、設(shè)備和裝置。按污染物的來(lái)源可分為天然污染源和人為污染源兩大類。水體天然污染源是指自然界自行向水體排放有害物質(zhì)或造成有害影響的場(chǎng)所。諸如巖石和礦物的風(fēng)化和水解、火山噴發(fā)、水流沖蝕地表、大氣降塵的降水淋洗、生物(主要是綠色植物)在地球化學(xué)循環(huán)中釋放物質(zhì)都屬于天然污染物的來(lái)源。例如，在含有螢石、氟磷灰石等礦區(qū)，可能引起地下水或地表水中氟含量增高，造成水體的氟污染。長(zhǎng)期飲用此種水可能出現(xiàn)氟中毒。水體人為污染源是指由人類活動(dòng)形成的污染源，是環(huán)境保護(hù)研究和水污染防治的主要對(duì)象。人為污染源體系很復(fù)雜，按人類活動(dòng)方式可分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、生活等污染源；按排放污染物種類不同，可分為有機(jī)、無(wú)機(jī)、熱放射性、重金屬、病源體等污染源，以及同時(shí)排放多種污染物的混合污染源；按排放污染物空間分布方式，可以分為點(diǎn)源和非點(diǎn)源。水污染點(diǎn)源是指以點(diǎn)狀形式排放而使水體造成污染的發(fā)生源。一般工業(yè)污染源和生活污染源產(chǎn)生的工業(yè)廢水和城市生活污水，經(jīng)城市污水處理廠或經(jīng)管渠輸送到水體排放口，作為重要污染點(diǎn)源向水體排放。這種點(diǎn)源含污染物多，成分復(fù)雜，其變化規(guī)律依據(jù)工業(yè)廢水和生活污水的排放規(guī)律，即有季節(jié)性和隨機(jī)性。

水污染非點(diǎn)源，在我國(guó)多稱為水污染面源，是以面積形式分布和排放污染物而造成水體污染的發(fā)生源。坡面徑流帶來(lái)的污染物和農(nóng)田灌溉水是水體污染的重要來(lái)源。目前造成湖泊等水體的富營(yíng)養(yǎng)化，主要是由面源帶來(lái)的大量氮、磷等所造成。2、幾種水體污染源的特點(diǎn)（1）生活污染源是指由人類消費(fèi)活動(dòng)產(chǎn)生的污水，城市和人口密集的居住區(qū)是主要的生活污染源。人們生活中產(chǎn)生的污水，包括由廚房、浴室、廁所等場(chǎng)所排出的污水和污物。生活污水中的污染物，按其形態(tài)可分為：①不溶物質(zhì)，這部分約占污染物總量的40%，它們或沉積到水底，或懸浮在水中。②膠態(tài)物質(zhì)，約占污染物總量的10%。③溶解質(zhì)，約占污染物總量的50%。這些物質(zhì)多為無(wú)毒的含無(wú)機(jī)鹽類氯化物、硫酸鹽、磷酸和鈉、鉀、鈣、鎂等重碳酸鹽。有機(jī)物質(zhì)有纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)和尿素等。此外，還含有各種微量金屬（如Zn、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb等）和各種洗滌劑、多種微生物。一般家庭生活污水相當(dāng)渾濁，其中有機(jī)物約占60%，pH值多大于7，BOD5為100-700mg/L。（2）工業(yè)污染源工業(yè)污水是目前造成水體污染的主要來(lái)源和環(huán)境保護(hù)的主要防治對(duì)象。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢水、污水、廢液等統(tǒng)稱工業(yè)廢水。廢水主要指工業(yè)用冷卻水；污水是指與產(chǎn)品直接接觸、受污染較嚴(yán)重的排水；廢液是指在生產(chǎn)工藝中流出的廢液。工業(yè)廢水由于受產(chǎn)品、原料、藥劑、工藝流程、設(shè)備構(gòu)造、操作條件等多種因素的綜合影響，所含的污染物質(zhì)成分極為復(fù)雜，而且，在不同時(shí)間里水質(zhì)也會(huì)有很大差異。工業(yè)污染源如按工業(yè)的行業(yè)來(lái)分，則有冶金工業(yè)廢水、電鍍廢水、造紙廢水、無(wú)機(jī)化工廢水、有機(jī)合成化工廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、石油煉制廢水、石油化工廢水、化學(xué)肥料廢水、制藥廢水、炸藥廢水、紡織印染廢水、染料廢水、制革廢水、農(nóng)藥廢水、制糖廢水、食品加工廢水、電站廢水等。各類廢水都有其獨(dú)特的特點(diǎn)。（3）農(nóng)業(yè)污染源是指由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而產(chǎn)生的水污染源，如降水所形成的徑流和滲流把土壤中的氮、磷和農(nóng)藥帶入水體；由牧場(chǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)、農(nóng)副產(chǎn)品加工廠的有機(jī)廢物排入水體，它們都可使水體水質(zhì)惡化，造成河流、水庫(kù)、湖泊等水體污染甚至富營(yíng)養(yǎng)化。農(nóng)業(yè)污染源的特點(diǎn)是：面廣、分散、難于治理。三、水體污染物造成水體的水質(zhì)、底質(zhì)、生物質(zhì)等的質(zhì)量惡化或形成水體污染的各種物質(zhì)或能量均可能成為水體污染物。從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，可以認(rèn)為任何物質(zhì)若以不恰當(dāng)?shù)臄?shù)量、濃度、速率、排放方式排入水體，均可造成水體污染，因而就可能成為水體污染物。所以水體污染物包括的范圍非常廣泛。另一方面，在自然物質(zhì)和人工合成物質(zhì)中，都有一些對(duì)人體或生物體有毒、有害的物質(zhì)，如Hg、Cr、As、Cd和酚、氰化物等，均為已確認(rèn)的水體污染物。從環(huán)境保護(hù)的角度，根據(jù)污染物的物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)及其污染特性，可將水體污染物分為以下幾種類型。（一）無(wú)機(jī)無(wú)毒物質(zhì)無(wú)機(jī)無(wú)毒物質(zhì)主要指排入水體中的酸、堿及一般的無(wú)機(jī)鹽類。酸主要來(lái)源于礦山排水及許多工業(yè)廢水，如化肥、農(nóng)藥、粘膠纖維、酸法造紙等工業(yè)的廢水。堿性廢水主要來(lái)自堿法造紙、化學(xué)纖維制造、制堿、制革等工業(yè)的廢水。酸性廢水和堿性廢水可相互中和產(chǎn)生各種鹽類；酸性、堿性廢水亦可與地表物質(zhì)相互作用，也生成無(wú)機(jī)鹽類。所以，酸性或堿性污水造成的水體污染必然伴隨著無(wú)機(jī)鹽的污染。酸性和堿性廢水的污染，破壞了水體的自然緩沖作用，抑制著細(xì)菌及微生物的生長(zhǎng)，妨礙著水體自凈，腐蝕著管道、水工建筑物和船舶。同時(shí)，還因其改變了水體的pH值，增加了水中的一般無(wú)機(jī)鹽類和水的硬度等。（二）無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)√

這類物質(zhì)具有強(qiáng)烈的生物毒性，它們排入天然水體，常會(huì)影響水中生物，并可通過(guò)食物鏈危害人體健康。這類污染物都具有明顯的累積性，可使污染影響持久和擴(kuò)大。最典型的無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)是重金屬，但也包括As、Se等非金屬元素，它們都有程度不同的毒性。密度在5g/cm3以上的金屬統(tǒng)稱為重金屬，從環(huán)境污染方面所說(shuō)的重金屬，主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬，也指具有一定毒性的一般重金屬如鋅、銅、鈷、鎳、錫等。目前最引起人們注意的是汞、鎘、鉻等。重金屬隨廢水排出時(shí)，即使?jié)舛群苄?，也可能造成危害。由重金屬造成的環(huán)境污染稱為重金屬污染。重金屬污染的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾方面：√（1）水體中的某些重金屬可在微生物作用下轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的金屬化合物，如汞的甲基化作用就是其中典型例子；（2）生物從環(huán)境中攝取重金屬可以經(jīng)過(guò)食物鏈的生物放大作用，在較高級(jí)生物體內(nèi)成千萬(wàn)倍地富集起來(lái)，然后通過(guò)食物進(jìn)入人體，在人體的某些器官中積蓄起來(lái)造成慢性中毒，危害人體健康；（3）在天然水體中只要有微量重金屬即可產(chǎn)生毒性效應(yīng)，一般重金屬產(chǎn)生毒性的范圍大約在1—10mg/L之間，毒性較強(qiáng)的金屬如汞、鎘等，產(chǎn)生毒性的質(zhì)量濃度范圍在0.0l—0.001mg/L之間。重金屬的污染有時(shí)會(huì)造成很大的危害。例如，日本發(fā)生的水俁?。ü廴荆┖凸峭床。ㄦk污染）等公害病，都是由重金屬污染引起的。1．汞[Hg（Ⅱ

）]汞的毒性很強(qiáng)，而有機(jī)汞化合物的毒性又超過(guò)無(wú)機(jī)汞。無(wú)機(jī)汞化合物如HgCl2、HgO等不易溶解，因而不易進(jìn)入生物組織；有機(jī)汞化合物如烷基汞（CH3Hg一、C2H5Hg一）、苯基汞（C6H5Hg一）等，有很強(qiáng)的脂溶性，易進(jìn)入生物組織，并有很高的蓄積作用。無(wú)機(jī)汞在水體中易沉積于底層沉積物中，在微生物作用下可轉(zhuǎn)化為有機(jī)汞而進(jìn)入生物體內(nèi)，再通過(guò)食物鏈作用逐漸濃集，最后影響到人體。汞在無(wú)脊椎動(dòng)物體中的富集可達(dá)10萬(wàn)倍，日本的水俁病就是人長(zhǎng)期吃富集甲基汞的魚而造成的。2、鎘[Cd（Ⅱ

）]鎘的化合物毒性很大，蓄積性也很強(qiáng)，動(dòng)物吸收的鎘很少能排出體外。受鎘污染的河水用作灌溉農(nóng)田，可引起土壤鎘污染，進(jìn)而污染農(nóng)作物，最后影響到人體。日本的痛痛病就是吃了被含鎘污水生產(chǎn)的稻米所致。鎘進(jìn)入人體后，主要貯存在肝、腎組織中不易排出。鎘的慢性毒性主要使腎臟吸收能力不全，降低機(jī)體免疫能力及導(dǎo)致骨質(zhì)疏松、軟化，如骨痛病所出現(xiàn)的骨萎縮、變形、骨折等。3、鉻[Cr（Ⅵ

）]無(wú)機(jī)化合物有二價(jià)、三價(jià)、六價(jià)三種，六價(jià)鉻化合物毒性最大。六價(jià)鉻具強(qiáng)氧化性，對(duì)皮膚、粘膜有強(qiáng)烈腐蝕性。在慢性影響上，六價(jià)鉻有致畸、致突變與致癌等作用。4、砷（As）砷是傳統(tǒng)的劇毒物，As2O3即砒霜，對(duì)人體有很大毒性。長(zhǎng)期飲用含砷的水會(huì)慢性中毒，主要表現(xiàn)是神經(jīng)衰弱、腹痛、嘔吐、肝痛、肝大等消化系統(tǒng)障礙。并常伴有皮膚癌、肝癌、腎癌、肺癌等發(fā)病率增高現(xiàn)象。

5、氰化物無(wú)機(jī)氰化物主要來(lái)源于游離的氫氰酸（HCN），CN-在酸性溶液中就可生成HCN而揮發(fā)出來(lái)。各種氰化物分離出CN-及HCN的難易程度不同，因而毒性也不相同。氰的毒性主要表現(xiàn)在破壞血液，影響運(yùn)送氧和氫的機(jī)能而致死亡。（三）有機(jī)無(wú)毒物有機(jī)無(wú)毒物主要指耗氧有機(jī)物。天然水中的有機(jī)物一般是水中生物生命活動(dòng)產(chǎn)物。人類排放的生活污水和大部分工業(yè)廢水中都含有大量有機(jī)物質(zhì)，其中主要是耗氧有機(jī)物如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等。這些物質(zhì)的共同特點(diǎn)是，沒(méi)有毒性，進(jìn)入水體后，在微生物的作用下，最終分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)，并在生物氧化分解過(guò)程中消耗水中的溶解氧。因此，這些物質(zhì)過(guò)多地進(jìn)入水體，會(huì)造成水體中溶解氧嚴(yán)重不足甚至耗盡，從而惡化水質(zhì)，并對(duì)水中生物的生存產(chǎn)生影響和危害。耗氧有機(jī)物種類繁多，組成復(fù)雜，因而難以分別對(duì)其進(jìn)行定量、定性分析。因此，一般不對(duì)它們進(jìn)行單項(xiàng)定量測(cè)定，而是利用其共性，如它們比較易于氧化，故可用某種指標(biāo)間接地反映其總量或分類含量。氧化方式有化學(xué)氧化、生物氧化和燃燒氧化等，都是以有機(jī)物在氧化過(guò)程中所消耗的氧或氧化劑的數(shù)量來(lái)代表有機(jī)物的數(shù)量。在實(shí)際工作中，常用下列指標(biāo)來(lái)表示水中有機(jī)物的含量，即化學(xué)需氧量（COD）、生物化學(xué)需氧量（即生化需氧量BOD）、總有機(jī)碳量（TOC）、總需氧量（TOD）等。1、化學(xué)需氧量（COD）指用化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所需的氧量，以每升水消耗氧的毫克數(shù)表示（mg/L）。COD值越高，表示水中有機(jī)污染物污染越重。目前常用的氧化劑主要是高錳酸鉀和重鉻酸鉀。高錳酸鉀法（簡(jiǎn)記CODMn

），適用于測(cè)定一般地表水，如海水。重鉻酸鉀法（簡(jiǎn)記CODCr

）對(duì)有機(jī)物反應(yīng)較完全，適用于分析污染較嚴(yán)重的水樣。目前，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）規(guī)定，化學(xué)需氧量指CODCr，而CODMn為高錳酸鹽指數(shù)。2、生化需氧量（BOD）在人工控制的條件下、使水樣中的有機(jī)物在微生物作用下進(jìn)行生物氧化，在一定時(shí)間內(nèi)所消耗的溶解氧的數(shù)量，可以間接地反映出有機(jī)物的含量，這種水質(zhì)指標(biāo)稱為生物化學(xué)需氧量。以每升水消耗氧的毫克數(shù)表示（mg/L）。生化需氧量越高，表示水中耗氧有機(jī)污染越重。

由于微生物分解有機(jī)物是一個(gè)緩慢的過(guò)程，通常微生物將耗氧有機(jī)物全部分解需20天以上，并與環(huán)境溫度有關(guān)。生化需氧量的測(cè)定常采用經(jīng)驗(yàn)方法，目前國(guó)內(nèi)外普遍采用在20℃條件下培養(yǎng)5天的生物化學(xué)過(guò)程需要氧的量為指標(biāo)，記為BOD5。有機(jī)污染物的生物化學(xué)氧化作用分為兩個(gè)階段完成：第一階段：主要是有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的二氧化碳、水和氨等，反應(yīng)式：RCH（NH2）COOH+O2=RCOOH+CO2+NH3第二階段：主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，反應(yīng)式：2NH3+3O2=2HNO3+2H2O2HNO2+O2=2HNO3因氨已是無(wú)機(jī)物，它的進(jìn)一步氧化對(duì)水體污染的影響較小，所以廢水的生化需氧量通常只指第一階段有機(jī)物生物化學(xué)氧化所需的氧量。生物氧化不如化學(xué)氧化進(jìn)行得徹底，而五日生物化學(xué)氧化又只是一部分生化需氧量，它大約只占最終生化需氧量的65%—80%。所以BOD5比COD值要低得多，只能相對(duì)反映可氧化有機(jī)物的含量。3、總有機(jī)碳量（TOC）這是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種快速測(cè)定方法，它包含了水體中所有有機(jī)物的含碳量。測(cè)定方法是在特殊的燃燒器中，以鉑為催化劑，在900℃溫度下，使水樣氣化燃燒，燃后測(cè)定氣體中CO2含量，從而確定水樣中的碳元素總量。在此總量中減去無(wú)機(jī)碳元素含量，即可得總有機(jī)碳量。是評(píng)價(jià)水體需氧有機(jī)物的一個(gè)綜合指標(biāo)。TOC雖可以總有機(jī)碳元素量來(lái)反映有機(jī)物總量，但因排除了其他元素，仍不能直接反映有機(jī)物的真正濃度。3、總需氧量（TOD）水中有機(jī)物中除含有機(jī)碳外，尚含有H、N、S等元素。當(dāng)有機(jī)物全部被氧化時(shí)，C被氧化為CO2

，而H、N、S則被氧化為H2O、NO和SO2等。此時(shí)氧化所需的氧量稱為總需氧量。在水質(zhì)狀況基本相同的情況下，BOD5和TOC或TOD之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。特別是TOC和TOD與BOD之間，通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立相關(guān)，則可快速測(cè)定出TOC，從而推算出其他有機(jī)物污染指標(biāo)。（四）有機(jī)有毒物質(zhì)有機(jī)有毒污染物質(zhì)的種類很多，且這類物質(zhì)的污染影響、作用也不同。現(xiàn)僅舉幾種略作介紹：1、酚類化合物酚是芳香族碳氧化合物，苯酚是其中最簡(jiǎn)單的一種。酚類化合物是有機(jī)合成的重要原料之一，具有廣泛的用途。酚作為—種原生質(zhì)毒物，可使蛋白質(zhì)凝固，主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)。水體受酚污染后，會(huì)嚴(yán)重影響各種水生生物的生長(zhǎng)和繁殖，使水產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量降低。

2、有機(jī)農(nóng)藥包括殺蟲劑、殺菌劑和除草劑等。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上，有機(jī)農(nóng)藥可分為有機(jī)氯、有機(jī)磷和有機(jī)汞三大類。有機(jī)氯農(nóng)藥的特點(diǎn)是水溶性低而脂溶性高，易在動(dòng)物體內(nèi)累積，對(duì)動(dòng)物和人體造成危害。

3、聚氯聯(lián)苯（PCB）

PCB是一種化學(xué)性能極為穩(wěn)定的化合物。它進(jìn)入人體主要蓄積在脂肪組織及各種臟器內(nèi)。日本的米糠油事件，就是人食用被PCB污染了的米糠油而導(dǎo)致中毒的。

4、多環(huán)芳烴類多環(huán)芳烴是指多環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?，其種類很多，如苯并芘、二苯并芘、苯并蒽、二苯并蒽等。其中以苯并（α）芘（簡(jiǎn)記BαP）最受關(guān)注，3，4-苯并（α）芘已被證實(shí)是強(qiáng)致癌物質(zhì)之一。在地表水中，已知的多環(huán)芳烴類有20多種，其中有七八種具有致癌作用，如苯并蒽、苯并芘等。（五）放射性物質(zhì)天然的放射性同位素238鈾、226鎦、232釷等一般放射性都很微弱，對(duì)生物沒(méi)有什么危害。人工的放射性污染主要來(lái)源于鈾礦開采和精煉、原子能工業(yè)、放射性同位素的使用等。放射性污染物，如238鈾、226鎦、90鍶、137銫、60鈷等，通過(guò)水體可影響生物，灌溉農(nóng)作物亦可受到污染，最后可由食物鏈進(jìn)入人體。放射性污染物放出的α、β、γ

等射線可損害人體組織，并可蓄積在人體內(nèi)造成長(zhǎng)期危害，促成貧血、白血球增生、惡性腫瘤等各種放射性病癥。（六）生物污染物質(zhì)主要來(lái)自生活污水、醫(yī)院污水和屠宰肉類加工、制革等工業(yè)廢水。主要通過(guò)動(dòng)物和人排泄的糞便中含有的細(xì)菌、病毒及寄生蟲類等污染水體，引起各種疾病傳播。四、水體污染類型與危害由于排入水體中的污染物種類繁雜，所以它們對(duì)水體的污染作用也是千差萬(wàn)別的。因此，在水體污染研究和水污染防治上，都需對(duì)水體污染進(jìn)行分類，以便確定各種污染類型的特點(diǎn)與危害。（一）感官性狀污染1．色澤變化天然水是無(wú)色透明的。水體受污染后可使水色發(fā)生變化，從而影響感官。如印染廢水污染往往使水色變紅，煉油廢水污染可使水色黑褐等等。水色變化，不僅影響感官，破壞風(fēng)景，有時(shí)還很難處理。2．濁度變化水體中含有泥沙、有機(jī)質(zhì)、微生物以及無(wú)機(jī)物質(zhì)的懸浮物和膠體物，產(chǎn)生混濁現(xiàn)象，以致降低水的透明度，而影響感官甚至影響水生生物的生活。3．泡狀物許多污染物排入水中會(huì)產(chǎn)生泡沫，如洗滌劑等。漂浮于水面的泡沫，不僅影響觀感，還可在其孔隙中棲存細(xì)菌，并造成生活用水污染。4．臭味水體發(fā)生臭味是一種常見的污染現(xiàn)象。水體惡臭多屬有機(jī)質(zhì)在嫌氣狀態(tài)腐敗發(fā)臭，屬綜合性惡臭，有明顯的陰溝臭。惡臭的危害是使人憋氣、惡心、水產(chǎn)品無(wú)法食用、水體失去旅游功能等。（二）有機(jī)污染主要指由城市污水、食品工業(yè)和造紙工業(yè)等排放含有大量有機(jī)物的廢水所造成的污染。這些污染物在水中進(jìn)行生物氧化分解過(guò)程中，需消耗大量溶解氧，一旦水體中氧氣供應(yīng)不足，則使氧化作用停止，并引起有機(jī)物的厭氧發(fā)酵，分解出CH4、H2S、NH3等氣體，散發(fā)出惡臭，污染環(huán)境，毒害水生生物。（三）無(wú)機(jī)污染酸、堿和無(wú)機(jī)鹽類對(duì)水體的污染，首先是使水的pH值發(fā)生變化，破壞其自然緩沖作用，抑制微生物生長(zhǎng)，阻礙水體自凈作用。同時(shí)，還會(huì)增大水中無(wú)機(jī)鹽類和水的硬度，給工業(yè)和生活用水帶來(lái)不利影響。酸堿污染來(lái)源工業(yè)生產(chǎn)。堿性廢水主要來(lái)自造紙、制革、煉油、化纖、制堿和金屬加工等工業(yè)；酸性廢水來(lái)自硫酸和硝酸制造及礦山排水。酸雨是水體酸化的重要原因。（四）有毒物質(zhì)污染各類有毒物質(zhì)，如酚類、氰化物、Hg、Cd、As、有機(jī)農(nóng)藥等，進(jìn)入水體后，在高濃度時(shí)，會(huì)殺死水中生物；在低濃度時(shí)，可在生物體內(nèi)富集，并通過(guò)食物鏈逐級(jí)濃縮，最后影響到人體。水中有機(jī)毒物，主要有酚類、多氯聯(lián)苯（PCB）和農(nóng)藥等有機(jī)物。水中酚主要來(lái)自焦化廠、煤氣廠和某些化工廠。多氯聯(lián)苯（PCB）是一種全球性污染物，廣泛用作防燃添加劑、介電液體和液壓流體等。PCB為難降解污染物，可以在水體中長(zhǎng)期保留，故又稱持久性污染物。重金屬可通過(guò)食物鏈逐級(jí)富集起來(lái)。重金屬進(jìn)入人體后往往蓄積在某些器官中，造成慢性累積中毒。水中的重金屬主要來(lái)自金屬礦開采、冶金、電鍍等工業(yè)排放的廢水和廢渣。非金屬無(wú)機(jī)毒物，主要有氰化物、氟化物等。水體中氰化物來(lái)自電鍍、礦石浮選、化工、煉焦及高爐煤氣等工業(yè)排放的生產(chǎn)廢水。各類有毒物質(zhì)、如酚類、氰化物、Hg、As、有機(jī)農(nóng)藥等．進(jìn)入水體后，在高濃度時(shí)．會(huì)殺死水中生物；在低濃度時(shí)，可在生物體內(nèi)富集，并通過(guò)食物鏈逐級(jí)濃縮，最后影響到人體。（五）富營(yíng)養(yǎng)化污染含植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的廢水進(jìn)入水體后，會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，使藻類大量繁殖，并大量消耗水中的溶解氧，從而導(dǎo)致魚類等窒息和死亡。其次，水中大量的NO3-、NO2-若經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體，將危害人體健康，或有致癌作用。

（六）油污染沿海及河口石油的開發(fā)、油輪運(yùn)輸、煉油工業(yè)廢水的排放等，會(huì)使水體受到油污染。油的污染不僅不利于水的利用，而且當(dāng)油在水面形成油膜后，影響氧氣進(jìn)入水體，對(duì)生物造成危害。此外，油污染還破壞海灘休養(yǎng)地、風(fēng)景區(qū)的景觀與鳥類的生存。（七）熱污染熱電廠等的冷卻水是熱污染的主要來(lái)源。這種廢水直接排入天然水體，可引起水溫升高，造成水中溶解氧減少，還會(huì)使水中某些毒物的毒性升高。水溫升高對(duì)魚類的影響最大，可引起魚類的種群改變與死亡。（八）病原微生物污染生活污水、醫(yī)院污水以及屠宰肉類加工等污水，含有各類病毒、細(xì)菌、寄生蟲等病原微生物，流入水體會(huì)傳播各種疾病。水中污染物對(duì)人體的危害污染物對(duì)人體健康的影響汞使用被污染的水產(chǎn)品，產(chǎn)生甲基汞中毒，頭暈，肢體末梢麻木，記憶力減退，神經(jīng)錯(cuò)亂，甚至死亡，還影響孕婦的胎兒畸形鉛使用含鉛食物，會(huì)影響酶及正鐵血紅素合成，影響神經(jīng)系統(tǒng)，鉛在骨骼及腎臟中積累，有潛在的長(zhǎng)期影響鎘進(jìn)入骨骼造成骨疼病，骨骼軟化萎縮,已發(fā)生病理性骨折，最后飲食不進(jìn)，于疼痛中死亡砷影響細(xì)胞新陳代謝，造成神經(jīng)系統(tǒng)病變鉻鉻進(jìn)入體內(nèi)，分布于肝、腎中，出現(xiàn)肝炎氰化物飲用含氟水后，引起中毒，導(dǎo)致神經(jīng)衰弱，頭痛，頭暈、乏力、耳鳴、震顫、呼吸困難，甚至死亡多環(huán)芳烴長(zhǎng)期處于高濃度的多環(huán)芳烴環(huán)境中，會(huì)致癌酚類引起頭痛，頭暈、耳鳴、嚴(yán)重時(shí)口唇發(fā)紫、皮膚濕冷、提問(wèn)下降、肌肉痙攣、尿量減少、呼吸衰竭可分解有機(jī)物這類污染物為病菌提供了生存條件，進(jìn)而影響人體健康、致病菌引起傳染病，如霍亂、痢疾、肝炎、細(xì)菌性食物中毒硝酸鹽、亞硝酸鹽引起嬰兒血液系統(tǒng)疾病等氟化物超過(guò)1毫克/升，發(fā)生齒斑、骨骼變形放射性物質(zhì)經(jīng)常與放射性物質(zhì)接觸會(huì)引起疾病，甚至?xí)z傳多氯聯(lián)苯損傷皮膚，破壞肝臟油類使水體失去飲用價(jià)值第四章水環(huán)境與污染第二節(jié)水體污染2004年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)淡水環(huán)境

2004年七大水系的412個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為：41.8％、30.3％和27.9％，七大水系總體水質(zhì)與去年基本持平，珠江、長(zhǎng)江水質(zhì)較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質(zhì)較差，海河水質(zhì)差。主要污染指標(biāo)為氨氮、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和石油類。湖泊水庫(kù)水質(zhì)

2004年監(jiān)測(cè)的27個(gè)重點(diǎn)湖庫(kù)中，滿足Ⅱ類水質(zhì)的湖庫(kù)2個(gè)，占7.5％；Ⅲ類水質(zhì)的湖庫(kù)5個(gè)，占18.5％；Ⅳ類水質(zhì)的湖庫(kù)4個(gè)，占14.8％；Ⅴ類水質(zhì)湖庫(kù)6個(gè)，占22.2％；劣Ⅴ類水質(zhì)湖庫(kù)10個(gè)，占37.0％。其中“三湖”（太湖、巢湖、滇池）水質(zhì)均為劣Ⅴ類。主要污染指標(biāo)是總氮和總磷。項(xiàng)目廢水排放量（億噸）COD排放量（萬(wàn)噸）氨氮排放量(萬(wàn)噸)年度合計(jì)工業(yè)生活合計(jì)工業(yè)生活合計(jì)工業(yè)生活2000415.2194.2220.91445704.5740.5

2001432.9202.6230.31404.8607.5797.3125.241.383.92002439.5207.2232.31366.9584782.9128.842.186.72003460212.4247.61333.6511.9821.7129.740.489.32004482.4221.1261.31339.2509.7829.513342.290.8年度增減率（%）4.845.50.4-0.40.92.54.51.72004年，四大海域比較，黃海和南海水質(zhì)總體上較好，一、二類海水比例較高，分別達(dá)到83.4%、77.8%。與上年相比，黃海一、二類海水比例上升14.7個(gè)百分點(diǎn)，南海上升19.8個(gè)百分點(diǎn)。渤海一、二類海水比例為40.4%，與上年比較減少了9.6個(gè)百分點(diǎn)；四類和劣四類海水占45.3%，增加了12.0個(gè)百分點(diǎn)。主要污染因子為無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽、石油類。東海無(wú)一類海水，二類海水比例為17.2%，與上年比較下降了13.2個(gè)百分點(diǎn)；四類和劣四類海水占61.3%，上升了6.9個(gè)百分點(diǎn)。渤海和東海污染有加重趨勢(shì)。赤潮2004年全海域共發(fā)現(xiàn)赤潮96次，較上年減少23次。赤潮累計(jì)發(fā)生面積26630平方公里，較上年增加83.0%，其中大面積赤潮集中在東海。全海域共發(fā)生100平方公里以上的赤潮34次，其中500平方公里以上的赤潮16次，接近或超過(guò)500平方公里的赤潮10次，均比上年增加。有毒赤潮生物引發(fā)的赤潮20余次，面積約7000平方公里，主要有毒赤潮生物為米氏凱倫藻、棕囊藻等。2004年，全國(guó)共發(fā)生漁業(yè)污染事故1020起，造成直接經(jīng)濟(jì)損失10.8億元。其中，海洋漁業(yè)污染事故79起，污染面積約2.8萬(wàn)公頃，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約8.9億元，其中特大漁業(yè)污染事故（經(jīng)濟(jì)損失在1000萬(wàn)元以上）7起；內(nèi)陸水域漁業(yè)污染事故941起，污染面積約21.1萬(wàn)公頃，造成直接經(jīng)濟(jì)損失1.9億元。經(jīng)濟(jì)損失在1000萬(wàn)元以上的特大漁業(yè)污染事故3起，經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)100萬(wàn)元的重大漁業(yè)污染事故14起。2004年，因環(huán)境污染造成可測(cè)算天然漁業(yè)資源經(jīng)濟(jì)損失36.5億元，其中內(nèi)陸水域天然漁業(yè)資源經(jīng)濟(jì)損失8.6億元，海洋天然漁業(yè)資源經(jīng)濟(jì)損失為27.9億元。五、水體的自凈作用（一）自凈作用的概念所謂水體的自凈作用，是指受污染的各種水體在物理、化學(xué)和生物等作用下，水中污染物濃度自然降低的過(guò)程。水體自凈作用往往需要一定的時(shí)間，一定范圍的水域以及適當(dāng)?shù)乃臈l件。另一方面，還決定于污染物的性質(zhì)、濃度以及排放方式等。一般說(shuō)來(lái)，水體自凈過(guò)程包括稀釋、混合、沉淀、揮發(fā)、中和、氧化還原、化合分解、吸附凝聚等物理、化學(xué)和生物化學(xué)過(guò)程，其中以物理和生物化學(xué)過(guò)程為主。因此，按作用機(jī)理，水體自凈過(guò)程可分為物理自凈、化學(xué)自凈和生物自凈三個(gè)方面，統(tǒng)稱為廣義的自凈作用?！?、物理自凈物理自凈是指污染物進(jìn)入水體后，只改變其物理性狀、空間位置，而不改變其化學(xué)性質(zhì)、不參與生物作用。如污染物在水體中所發(fā)生的混合、稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā)、沉淀等過(guò)程。通過(guò)上述過(guò)程，可使水中污染物的濃度降低，使水體得到一定的凈化。物理自凈能力的強(qiáng)弱取決于水體的物理?xiàng)l件如溫度、流速、流量等，以及污染物自身的物理性質(zhì)如密度、形態(tài)、粒度等。物理自凈對(duì)海洋和容量大的河段等水體的自凈起著重要作用。2、化學(xué)自凈化學(xué)自凈是指污染物在水體中以簡(jiǎn)單或復(fù)雜的離子或分子狀態(tài)遷移，并發(fā)生了化學(xué)性質(zhì)或形態(tài)、價(jià)態(tài)上的轉(zhuǎn)化，使水質(zhì)亦發(fā)生了化學(xué)性質(zhì)的變化，但未參與生物作用。如酸、堿中和、氧化—還原、分解—化合、吸附—解吸、膠溶—凝聚等過(guò)程。這些過(guò)程能改變污染物在水體中的遷移能力和毒性大小，亦能改變水環(huán)境化學(xué)反應(yīng)條件。影響化學(xué)自凈的環(huán)境條件：酸堿度、氧化還原電勢(shì)、溫度、化學(xué)組分等，污染物自身的形態(tài)和化學(xué)性質(zhì)對(duì)化學(xué)自凈也有很大影響。

3、生物自凈生物自凈是指水體中的污染物經(jīng)生物吸收、降解作用而發(fā)生消失或濃度降低的過(guò)程。如污染物的生物分解、生物轉(zhuǎn)化和生物富集等作用。水體生物自凈作用也被稱為狹義的自凈作用。主要指懸浮和溶解于水體中的有機(jī)污染物在微生物作用下，發(fā)生氧化分解的過(guò)程。在水體自凈中，生物化學(xué)過(guò)程占主要地位。生物自凈與生物的種類、環(huán)境的水熱條件和供氧狀況等因素有關(guān)。（二）有機(jī)物的生物降解過(guò)程有機(jī)污染物在水體中的降解過(guò)程是通過(guò)化學(xué)氧化、光化學(xué)氧化和生物化學(xué)氧化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中生物氧化在有機(jī)物降解中起著主要的作用。耗氧有機(jī)物進(jìn)入水體后，在微生物作用下發(fā)生生物化學(xué)氧化分解。在好氣（有氧）條件下，好氣性微生物利用水中的溶解氧使有機(jī)物發(fā)生好氣分解，這是水體中有機(jī)物生物氧化的主要途徑；在厭氣（無(wú)氧）條件下，厭氣性細(xì)菌利用有機(jī)物分子內(nèi)的氧，使有機(jī)物發(fā)生厭氣氧化分解。1、好氣環(huán)境下有機(jī)物的分解在好氣環(huán)境下，耗氧有機(jī)物被生物氧化分解。例如，碳水化合物被微生物在細(xì)胞膜外水解，由多糖轉(zhuǎn)化為二糖并透入細(xì)胞膜內(nèi)；在細(xì)胞外部或內(nèi)部，二糖再水解為單糖，單糖首先轉(zhuǎn)化為丙酮酸而最終氧化為水和二氧化碳。L0ttc10（a）耗氧有機(jī)物的分解特性圖a為耗氧有機(jī)物在水溫20℃時(shí)的累積耗氧曲線，在這條曲線的中部出現(xiàn)變化，這是由于有機(jī)物中含碳化合物先發(fā)生氧化分解，而后含氮化合物發(fā)生分解所致。曲線前半部稱為第一階段BOD，或稱碳化階段；曲線后半部稱為第二階段BOD，或稱氮化階段或硝化階段。通常測(cè)定的BOD5，往往只是反映一階BOD，因?yàn)閺牡谝浑A段反應(yīng)結(jié)束到第二階段反應(yīng)開始約需10—14天。當(dāng)延長(zhǎng)圖a的第一階段反應(yīng)曲線，其趨于一定值。該值被稱為第一階段最終BOD，或稱最終生化耗氧量（UOD）。當(dāng)把圖a作一變換畫成圖b，UOD即為L(zhǎng)o，它隨著時(shí)間的推移而降低，其與河流中所測(cè)的BOD衰減過(guò)程是一致的。（備注：大部分污染物在水體中遷移和轉(zhuǎn)化的同時(shí)發(fā)生衰減變化。水中污染物經(jīng)轉(zhuǎn)化、衰減而降低，同時(shí)水體恢復(fù)清凈，由此構(gòu)成水體的自凈過(guò)程。）在去除有機(jī)物的反應(yīng)上，它們基本上符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，即有機(jī)物濃度降低的速度同某一時(shí)間剩余有機(jī)物的濃度成正比：可推得：在有機(jī)物生化降解的硝化階段，是有機(jī)物中含氮化合物通過(guò)一系列的轉(zhuǎn)化完成的。這個(gè)階段所消耗的氧稱為氮化需氧量。在硝化階段中，氨氮與氧反應(yīng)的定量關(guān)系如下：對(duì)有機(jī)物分解的硝化階段，其反應(yīng)也基本上符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，因此亦可寫出硝化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程：6-106-11當(dāng)t時(shí)（t＞tc）碳化加硝化的總耗氧量為：t'時(shí)的硝化耗氧量為6-126-132．厭氣環(huán)境下有機(jī)物的分解在缺氧環(huán)境中，有機(jī)物在嫌氣性細(xì)菌作用下發(fā)生厭氣分解，該過(guò)程如下圖所示在厭氣分解過(guò)程中，復(fù)雜有機(jī)物在產(chǎn)酸細(xì)菌作用下分解為有機(jī)酸；若條件適宜，有機(jī)酸可進(jìn)一步發(fā)生甲烷發(fā)酵，生成最終產(chǎn)物CH4和CO2。復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)（碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等）產(chǎn)酸細(xì)菌有機(jī)酸產(chǎn)甲烷細(xì)菌CH4+CO2有機(jī)物的厭氣分解過(guò)程（三）有機(jī)物降解與水體氧平衡1．溶解氧平衡耗氧有機(jī)物對(duì)水體造成的危害，主要表現(xiàn)在其降解過(guò)程中需消耗水中的溶解氧，此后，它的降解產(chǎn)物如N、P等又可引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，以致又破壞水體的氧平衡。河流溶解氧下垂曲線（氧垂曲線）:（1）耗氧、復(fù)氧、虧氧對(duì)有機(jī)污染的河流來(lái)講，溶解氧下垂曲線是河流中存在的耗氧作用和復(fù)氧作用的綜合反映，它對(duì)評(píng)價(jià)河流污染及控制污染有十分重要的意義。河流中的耗氧作用主要是耗氧有機(jī)物降解時(shí)耗氧，此外還包括水生生物的呼吸、底泥厭氣分解產(chǎn)生的有機(jī)酸和還原性氣體釋放到水中以及廢水中還原性物質(zhì)等引起水體耗氧。河流的復(fù)氧作用主要是大氣復(fù)氧，其次是水生植物(藻類)的光合作用產(chǎn)氧。虧氧（dissolved

oxygen

deficit）亦稱“缺氧量”。水體中飽和溶解氧和現(xiàn)存溶解氧的差。單位是mg/L。耗氧愈多，虧氧量愈大，同時(shí)由大氣補(bǔ)充水中的氧量也愈多。（2）氧垂曲線√有機(jī)物排入河流后，經(jīng)微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水虧氧；另一方面，空氣中的氧通過(guò)河流水面不斷地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢復(fù)。所以耗氧與復(fù)氧是同時(shí)存在的，污水排入后，DO曲線呈懸索狀態(tài)下垂，故稱為氧垂曲線。√當(dāng)污水未進(jìn)入河流前，河水中的大氣復(fù)氧量與水中生物的耗氧量近似相等，溶解氧處于飽和狀態(tài)。c：臨界點(diǎn)a：DO最大虧缺溶解氧下垂曲線示意圖當(dāng)河流接納了耗氧有機(jī)物后，微生物對(duì)其氧化分解需消耗大量的氧，使得大氣復(fù)氧來(lái)不及補(bǔ)充，水中溶解氧含量下降，這時(shí)水中的耗氧速度大于復(fù)氧速度；隨著水中有機(jī)物減少，耗氧量減少，水中復(fù)氧量相應(yīng)增加，此時(shí)水中耗氧速度等于復(fù)氧速度，氧垂曲線出現(xiàn)最低點(diǎn)，稱該點(diǎn)為臨界點(diǎn)；C點(diǎn)處，DO量最小，虧氧量最大。其后，因有機(jī)物大為減少，耗氧速度小于復(fù)氧速度，氧垂曲線逐漸上升?！虖?fù)氧曲線下垂曲線耗氧曲線時(shí)間DO飽和百分?jǐn)?shù)ca溶解氧下垂曲線示意圖a：DO最大虧缺c：臨界點(diǎn)2、氧平衡模式描述河流水質(zhì)的第一個(gè)模型是由斯特里特（H.Streeter）和菲爾普斯（E.Phelps）在1925年提出的，簡(jiǎn)稱S-P模型，S-P模型迄今仍得到廣泛的應(yīng)用，它也是各種修正和復(fù)雜模型的先導(dǎo)和基礎(chǔ)。S-P模型用于描述一維穩(wěn)態(tài)河流中的BOD—DO的變化規(guī)律。該模型對(duì)研究氧垂曲線，臨界點(diǎn)溶解氧含量以及到達(dá)臨界點(diǎn)的時(shí)間或距離，對(duì)河流水質(zhì)控制與規(guī)劃等都有重要的應(yīng)用價(jià)值。下面僅對(duì)S—P模型及其解作簡(jiǎn)單介紹。Streeter—Phelps認(rèn)為，穩(wěn)態(tài)條件下，一維均勻河流水質(zhì)模型的基本方程為：其中：L—污染物質(zhì)的濃度x—河段距離D—彌散系數(shù)S—源漏項(xiàng)U—河段平均流速他們從以下兩個(gè)方面的假設(shè)推導(dǎo)出BOD—DO模型：（1）對(duì)式6-14中的S，只考慮好氧微生物參加的BOD衰減反應(yīng)，并認(rèn)為該反應(yīng)為一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。因此，S=-k1L（2）對(duì)河水中的DO而言，認(rèn)為耗氧的原因只是由BOD衰減反應(yīng)所引起，且BOD衰減速率等于DO減少速率。同時(shí)認(rèn)為，河水中DO恢復(fù)的速率與水中的氧虧成正比，并只考慮大氣復(fù)氧作用。因此，在DO方程中S項(xiàng)就成為：S=

-k1L+k2（CS-C）（3）反應(yīng)速度是恒定的。根據(jù)以上假定，一維穩(wěn)態(tài)河流水質(zhì)模型可以用BOD和DO兩組方程來(lái)表達(dá)：ss226-15給定邊界條件L（0）=L0，C（0）=C0，式（6-15）和式（6-16）的解析解分別為：考慮彌散作用時(shí)：忽略彌散作用時(shí)：由S-P模型可以推求河流污染斷面起始濃度為L(zhǎng)0和C0時(shí)，沿河下游各點(diǎn)的溶解氧濃度值以及臨界點(diǎn)處的DO濃度和距離。即可由dc/dx=0，求得臨界溶解氧濃度Cc和臨界距離Xc，其公式為：（6-19）（6-20）第五章生物圈與生態(tài)環(huán)境第一節(jié)生物圈與生物多樣性

一、生物圈最早提出生物圈這一概念的時(shí)間是在1875年，由奧地利地質(zhì)學(xué)家休斯(E.Suess)提出的，生物圈是指地球上有生命活動(dòng)的領(lǐng)域及其居住環(huán)境的整體。生物圈從本質(zhì)上看，就是指有生物生存的范圍，因此包括地球上的全部生物及其生存環(huán)境。這一概念將生命活動(dòng)與生存環(huán)境融為一體，充分反映了生物與環(huán)境共存不可分割的一面。關(guān)于生物圈的說(shuō)明：1、地球上凡是有生物分布的區(qū)域都屬于生物圈范圍。2、生物圈是由生物與非生物環(huán)境組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一整體，是高度復(fù)雜而有序的系統(tǒng)，不是松散無(wú)序的集合體3、生物圈是地球上最大的多層次生態(tài)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)和功能不斷變化，并不斷趨于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。生物圈是一個(gè)復(fù)雜開放的系統(tǒng)，從空間上來(lái)看，地面以上23km的高空，下至12km的深處，都有生命的蹤跡，但絕大部分生物通常生存在陸地之上，海洋表面之下各約100m厚的范圍內(nèi)；從時(shí)間上來(lái)看，生物圈是一個(gè)逐漸演替、逐漸進(jìn)化、逐漸完善的系統(tǒng)，是生物圈內(nèi)各要素長(zhǎng)期相互作用的過(guò)程；從生物圈的活力來(lái)看，生物圈主要由生命物質(zhì)、生物生成性物質(zhì)和生物惰性物質(zhì)所組成。生命物質(zhì)，又稱活質(zhì)，是所有生物體的總和。據(jù)估計(jì)，生物的生命物質(zhì)約1.8×1012t，這樣大的物質(zhì)量與地球的大小相比較，只不過(guò)像地球表面一層薄膜，這些生物體的生活必需品是類似的，即參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)及維持能量代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。生物生成性物質(zhì)則是由生命物質(zhì)所產(chǎn)生的有機(jī)—礦化作用和有機(jī)作用的生成物，如煤、石油、泥炭、土壤有機(jī)質(zhì)等。生物惰性物質(zhì)是指大氣低層的氣體、沉積巖、粘土礦物和水；從生物圈的環(huán)境結(jié)構(gòu)來(lái)分，生物圈的環(huán)境由大氣圈、水圈、土壤巖石圈所構(gòu)成。所以說(shuō)，生物圈是一個(gè)復(fù)雜的、全球性的開放系統(tǒng)，是一個(gè)生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)的自我調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它的形成是生物界與水圈、大氣圈及巖石圈（土圈）長(zhǎng)期相互作用的結(jié)果。二、生物圈的特征生物圈內(nèi)的大氣圈、巖石圈、水圈之間通過(guò)氣流、輻射、蒸發(fā)、降水等過(guò)程，不斷進(jìn)行能量交換、物質(zhì)循環(huán)。生物的生命活動(dòng)促進(jìn)了能量流動(dòng)及物質(zhì)循環(huán)，并使生物的生命活動(dòng)產(chǎn)生種種變化，環(huán)境因生命活動(dòng)發(fā)生變化，又推動(dòng)生物適應(yīng)環(huán)境。在生命與環(huán)境不斷作用的生物圈中，生命與環(huán)境是其兩大要素，相互依存，環(huán)境為生物提供能量、水分、溫度及各種營(yíng)養(yǎng)元素。生物在利用這些條件生存、發(fā)展的同時(shí)，也回歸于環(huán)境。生物圈不同層次間可有一定程度的補(bǔ)償和調(diào)節(jié)，從而形成了生物圈的相對(duì)穩(wěn)定和可塑性。生物圈的功能與多種生物集團(tuán)參與能量交換、物質(zhì)循環(huán)有關(guān)，是各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)之間相互作用的結(jié)果，也是生物圈的物質(zhì)體現(xiàn)。而生物及生物多樣性，則是生物圈最普遍的特征之一。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)一、生態(tài)系統(tǒng)生物圈中有多種類型的生態(tài)系統(tǒng)，典型的如森林、灌叢、草原、濕地和海洋等。各種類型的生態(tài)系統(tǒng)為不同的動(dòng)物、植物和微生物提供著獨(dú)特的生存和繁衍的條件。

完整的生態(tài)系統(tǒng)中有四大角色：√1)

生產(chǎn)者，如植物和光合細(xì)菌。它們?cè)谟嘘?yáng)光和水的自然條件下，能自行將來(lái)自土壤和空氣中的簡(jiǎn)單化合物合成為復(fù)雜有機(jī)物；

2)

消費(fèi)者，如草食動(dòng)物和肉食動(dòng)物。它們依賴食用植物或動(dòng)物而生長(zhǎng)、繁衍。它們直接或間接地將生產(chǎn)者產(chǎn)生的有機(jī)物變成了自己的身體，把自己的糞便和尸體排向大自然；

3)

分解者，如細(xì)菌和真菌類微生物。它們能將消費(fèi)者的糞便和尸體分解成簡(jiǎn)單化合物，使物質(zhì)流動(dòng)在大自然中形成循環(huán)；

4)

無(wú)生命物質(zhì)，如空氣、水、陽(yáng)光、簡(jiǎn)單化合物。它們是生產(chǎn)者能持續(xù)合成有機(jī)物的必要條件。二、生物多樣性√

生物多樣性是一個(gè)描述自然界多樣性程度的概念，它涉及到生態(tài)系統(tǒng)、物種及某一特定群體的基因的數(shù)量和頻率，是生物在長(zhǎng)期的環(huán)境適應(yīng)過(guò)程中逐漸形成的一種生存策略。

1992年《生物多樣性公約》把生物多樣性定義為：所有來(lái)源的形形色色的生物體（其來(lái)源包括陸地、海洋及其他水生生態(tài)系統(tǒng)）及其構(gòu)成的生態(tài)綜合體。換言之，生物多樣性是一個(gè)地區(qū)所有生物體及環(huán)境的豐富性和變異性，是一個(gè)地區(qū)內(nèi)遺傳（基因）、物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的總和。

包括遺傳（基因）多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性4個(gè)層次?！蹋?）遺傳多樣性(geneticdiversity)

遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲(chǔ)存在生物個(gè)體的基因之中。因此，遺傳多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性。任何一個(gè)物種或一個(gè)生物個(gè)體都保存著大量的遺傳基因，因此，可被看作是一個(gè)基因庫(kù)（Genepool）。一個(gè)物種所包含的基因越豐富，它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng)?；虻亩鄻有允巧M(jìn)化和物種分化的基礎(chǔ)。狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同的種群之間以及同一種群內(nèi)的遺傳變異（世界資源研究所，1992）。此外，遺傳多樣性可以表現(xiàn)在多個(gè)層次上，如分子、細(xì)胞、個(gè)體等。在自然界中，對(duì)于絕大多數(shù)有性生殖的物種而言，種群內(nèi)的個(gè)體之間往往沒(méi)有完全一致的基因型，而種群就是由這些具有不同遺傳結(jié)構(gòu)的多個(gè)個(gè)體組成的。

（2）物種多樣性(speciesdiversity)

指地球上一定時(shí)空范圍內(nèi)生物物種的豐富性及其形成、發(fā)展、演化、時(shí)空分布格局和生態(tài)分化與適應(yīng)機(jī)制等的多樣化。它是生物多樣性在物種水平上的各種表現(xiàn)形式。研究某一地區(qū)的物種多樣性時(shí)，不僅要計(jì)算其物種數(shù)量即物種豐富度，更重要地還要估算生物分類群多樣性。此外，對(duì)某一個(gè)地區(qū)單獨(dú)的、古老孑遺的生物分類群和特有現(xiàn)象—特有科、特有屬和特有種等亦應(yīng)給以較高的評(píng)價(jià)和充分的注意（陳靈芝，2001）。物種多樣性是衡量一定地區(qū)生物資源豐富程度的一個(gè)客觀指標(biāo)。在闡述一個(gè)國(guó)家或地區(qū)生物多樣性豐富程度時(shí)，最常用的指標(biāo)是區(qū)域物種多樣性。區(qū)域物種多樣性的測(cè)量有以下三個(gè)指標(biāo)：①物種總數(shù)，即特定區(qū)域內(nèi)所擁有的特定類群的物種數(shù)目；②物種密度，指單位面積內(nèi)的特定類群的物種數(shù)目；③特有種比例，指在一定區(qū)域內(nèi)某個(gè)特定類群特有種占該地區(qū)物種總數(shù)的比例。（3）生態(tài)系統(tǒng)多樣性（ecosystemdiversity）

生態(tài)系統(tǒng)的多樣性主要是指地球上生態(tài)系統(tǒng)組成、功能的多樣性以及各種生態(tài)過(guò)程的多樣性，包括生境的多樣性、生物群落和生態(tài)過(guò)程的多樣化等多個(gè)方面。其中，生境的多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的基礎(chǔ)，生物群落的多樣化可以反映生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性。

（4）景觀多樣性

是指一定時(shí)空范圍內(nèi)景觀生態(tài)系統(tǒng)類型的豐富性及各景觀生態(tài)系統(tǒng)中不同類型的景觀要素在空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制、時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣化和復(fù)雜性。景觀多樣性是較生態(tài)系統(tǒng)多樣性更高一層次的多樣性。景觀多樣性主要包括斑塊多樣性、類型多樣性和格局多樣性三種類型。斑塊多樣性是指景觀中斑塊的數(shù)量、大小、形狀的多樣性和復(fù)雜性；類型多樣性是指景觀中不同的景觀類型（如農(nóng)田、森林、草地等）的豐富度和復(fù)雜度；格局多樣性是指景觀類型空間分布的多樣性及各類型之間以及斑塊與斑塊之間的空間關(guān)系和功能聯(lián)系的多樣性。簡(jiǎn)單地說(shuō)：生物多樣性表現(xiàn)的是地球上千千萬(wàn)萬(wàn)種生物和它們生存的環(huán)境。生物多樣性具有很高的價(jià)值，最為寶貴的是：它是大自然造就的基因資源庫(kù)。每一個(gè)物種都有一套自己獨(dú)特的基因，這是物種在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中既順應(yīng)了自然，又保留下了自己物種特性的基因組合，極為珍貴，而且不可再生。對(duì)于人類的使用價(jià)值來(lái)說(shuō)，許多植物成分是人類治療疾病所離不開的藥物成分。人類在日常生活中使用的各類纖維、油脂、芳香油、去污劑、膠和建筑材料等，就能來(lái)自大自然中多種不同的生物資源。所以說(shuō)，充滿了生物多樣性的地方是一座巨大的、可再生的資源寶庫(kù)。

在地球的陸地生態(tài)系統(tǒng)中，生物多樣性最為豐富的區(qū)域是熱帶雨林。那里生活著世界上50%的物種。但由于森林砍伐、濫捕亂獵和環(huán)境污染，全世界的物種在以每天幾十種的速度消失。這是地球資源的巨大損失，因?yàn)橐粋€(gè)物種滅絕之后，永不再生，而消失的物種還會(huì)通過(guò)生物鏈引起其它物種的消失。所以，保護(hù)生物多樣性是當(dāng)今保護(hù)地球環(huán)境的重大課題之一。三、生物鏈生物鏈指的是：由動(dòng)物、植物和微生物互相提供食物而形成的相互依存的鏈條關(guān)系。這種關(guān)系在大自然中很容易看到。比如：有樹的地方常有鳥，有花草的地方常有昆蟲。植物、昆蟲、鳥和其它生物靠生物鏈而聯(lián)系在一起，相互依賴而共存亡。生物鏈的例子常常就在我們身邊，而且使人類受益非淺。比如：植物長(zhǎng)出的葉和果為昆蟲提供了食物，昆蟲成為鳥的食物源，有了鳥，才會(huì)有鷹和蛇，有了鷹和蛇，鼠類才不會(huì)成災(zāi)……。當(dāng)動(dòng)物的糞便和尸體回歸土壤后，土壤中的微生物會(huì)把它們分解成簡(jiǎn)單化合物，為植物提供養(yǎng)分，使其長(zhǎng)出新的葉和果。就這樣，生物鏈建立了自然界物質(zhì)的健康循環(huán)。生物鏈也可以理解為自然界中的食物鏈，它形成了大自然中“一物降一物”的現(xiàn)象，維系著物種間天然的數(shù)量平衡。

人類與大自然也通過(guò)食物鏈而連接著。人的食物主要來(lái)自植物和動(dòng)物。而動(dòng)植物是從自然環(huán)境中得到營(yíng)養(yǎng)才生長(zhǎng)而成的。如果這些動(dòng)植物含有了來(lái)自環(huán)境污染的成分，人吃了就有危險(xiǎn)。拿水產(chǎn)魚類來(lái)說(shuō)，如果自然界有了汞的污染，而土壤中的有些微生物可以把汞轉(zhuǎn)變成有機(jī)汞，魚類吃了這樣的微生物就會(huì)把有機(jī)汞儲(chǔ)存在身體中，而人吃了這樣的魚，汞就會(huì)進(jìn)入人的神經(jīng)細(xì)胞中，人就會(huì)得可怕的水俁病。水俁病是人類污染環(huán)境，而污染物最終通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體并嚴(yán)重傷害人的健康的最典型的例子。四、生態(tài)平衡生態(tài)平衡指的是生態(tài)系統(tǒng)中，通過(guò)生物鏈和其它自然因素來(lái)維系的一種平衡狀態(tài)，它包括兩方面的穩(wěn)定：

1）生物種類的組成和數(shù)量比例相對(duì)穩(wěn)定；

2）非生物環(huán)境條件（如：空氣、陽(yáng)光、水、土壤等）相對(duì)穩(wěn)定。生態(tài)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。比如，一個(gè)生物種群中的個(gè)體會(huì)不斷死亡和新生，但從總體上看，整個(gè)種群數(shù)量沒(méi)有劇烈變化，因此系統(tǒng)保持相對(duì)穩(wěn)定。

生態(tài)系統(tǒng)一旦失去平衡，會(huì)發(fā)生非常嚴(yán)重的連鎖性后果。例如，五十年代，我國(guó)曾發(fā)起把麻雀作為四害來(lái)消滅的運(yùn)動(dòng)。然而，在麻雀被大量捕殺之后的幾年里，卻出現(xiàn)了嚴(yán)重的蟲災(zāi)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到巨大的損失。后來(lái)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：麻雀在大自然中要吃大量的蟲子。麻雀被消滅了，天敵沒(méi)有了，蟲子就大量繁殖起來(lái)。結(jié)果出現(xiàn)蟲災(zāi)爆發(fā)，引起農(nóng)田絕收的慘痛后果。生態(tài)平衡是大自然經(jīng)過(guò)了很長(zhǎng)時(shí)間才建立起來(lái)的動(dòng)態(tài)平衡。一旦受到破壞，有些平衡就無(wú)法重建了，帶來(lái)的惡果可能是靠人的努力而無(wú)法彌補(bǔ)的。因此人類要尊重生態(tài)平衡，幫助維護(hù)這個(gè)平衡，絕不要輕易去干預(yù)大自然，引起這個(gè)平衡被打破。

第三節(jié)生物入侵一、生物入侵的概念一種生物以任何自然或人為作用的方式傳入其原產(chǎn)地以外的國(guó)家或地區(qū)，并在那里繁殖，建立自然種群，這種生物被稱為外來(lái)種。如果外來(lái)種在當(dāng)?shù)剡m宜氣候、豐富的食物供應(yīng)和缺少天敵抑制的條件下，得以迅速增殖，并形成對(duì)本地物種的生存危脅，就稱為生物入侵。二、生物入侵的危害

1、對(duì)本地生物多樣性的影響。外來(lái)生物在新的生境中或是沒(méi)有天敵的抑制而迅速增殖，或是通過(guò)與本地物種爭(zhēng)奪生存空間、捕食本地物種等方式，破壞原有生態(tài)系統(tǒng)的平衡，影響本地物種多樣性。

2、外來(lái)種在其侵入?yún)^(qū)內(nèi)，除了直接的生存競(jìng)爭(zhēng)對(duì)當(dāng)?shù)厣锒鄻有赃M(jìn)行干擾外，還通過(guò)改變植物初級(jí)生產(chǎn)力、土壤營(yíng)養(yǎng)和水分、群落的結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)以及穩(wěn)定性等方式對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

3、對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的危害。外來(lái)種對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響首先表現(xiàn)在增加農(nóng)業(yè)病蟲害防治費(fèi)用或直接造成水產(chǎn)和林業(yè)資源的破壞，導(dǎo)致巨額的經(jīng)濟(jì)損失。三、生物入侵的主要途徑

1、人為有意識(shí)地引進(jìn)物種。

2、進(jìn)出口貿(mào)易和入境旅游。

3、船舶壓載水的攜帶傳播。這方面的典型例子有：歐洲斑馬貝被引進(jìn)北美五大湖，造成貝類的瘋長(zhǎng)，布滿當(dāng)?shù)厮陆ㄖ拖滤?，為控制污染和清除這些貝類，花費(fèi)了幾十億美元；美國(guó)櫛水母被壓載水引進(jìn)到黑海和亞速海，導(dǎo)致了當(dāng)?shù)伥[魚幾近滅絕和當(dāng)?shù)貪O業(yè)的蕭條等。

4、邊境農(nóng)副產(chǎn)品走私。邊境農(nóng)副產(chǎn)品走私，尤其是水果和種苗走私，是危害經(jīng)濟(jì)和生態(tài)安全的一大毒瘤。不僅偷逃國(guó)家巨額關(guān)稅，還為外來(lái)有害生物大開方便之門，大大削弱了國(guó)家檢疫機(jī)構(gòu)的把關(guān)作用。由于水果是地中海實(shí)蠅的重要寄主，我國(guó)早于1981年11月就禁止從受地中海實(shí)蠅之害的78個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口水果。但據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有十幾個(gè)地中海實(shí)蠅疫區(qū)國(guó)家的二十多種走私水果長(zhǎng)期占據(jù)著我國(guó)的水果市場(chǎng)，給我國(guó)的水果生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重危脅。

水葫蘆，亦稱“鳳眼蓮”，是一種水生飄浮植物，原產(chǎn)于南美洲，50年前被引進(jìn)中國(guó)，曾被用作豬飼料，但因其“近乎瘋狂”的繁殖速度而泛濫成災(zāi)，造成水質(zhì)污染，降低水產(chǎn)品產(chǎn)量，因而被列為“世界十大害草”之一。云南昆明為治理滇池里的水葫蘆，近年已花費(fèi)40多億元。每年夏秋之間，江河里的水葫蘆大肆泛濫。食人魚又名食人鯧，原產(chǎn)于亞馬遜河，外表妖艷，性情殘暴，能夠在短時(shí)間內(nèi)將大于自己體積幾倍，甚至幾十倍的動(dòng)物吃掉。專家認(rèn)為，食人魚若流入我國(guó)江河，會(huì)造成一場(chǎng)生態(tài)災(zāi)難。小龍蝦原名克氏原螯蝦，它們的原產(chǎn)地是中、南美洲，20世紀(jì)30-40年代我國(guó)從日本引進(jìn)，而日本則是更早從美國(guó)引進(jìn)?？耸显r的適應(yīng)性強(qiáng)、食性廣、幼體成活率高，擅長(zhǎng)在堤壩上打洞。目前世界各地都有養(yǎng)殖，并在野外形成數(shù)量巨大的種群，在我國(guó)長(zhǎng)江中下游以及華南分布很廣。非洲蝸牛，學(xué)名褐云瑪瑙螺，也就是人們常說(shuō)和常食用的東風(fēng)螺、菜螺、花螺、法國(guó)螺。非洲大蝸牛是一種繁殖很快的大型陸生貝類，它們危害農(nóng)作物、蔬菜，危害生態(tài)系統(tǒng)，而且還是許多人畜寄生蟲和病原菌的中間宿主。危險(xiǎn)的牛蛙原產(chǎn)美洲的牛蛙，由于大量養(yǎng)殖和逃逸，目前在我國(guó)已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的野外種群。它們的適應(yīng)性和繁殖力也都很強(qiáng)，由于沒(méi)有相關(guān)的研究，我們現(xiàn)在還不知道牛蛙對(duì)中國(guó)土著的兩棲類有多大的威脅，很可能有些已經(jīng)造成的生態(tài)損失將是無(wú)法挽回的?！叭绻幸惶煳覀?cè)谝巴庖姷桨臀鼾?，那中?guó)的龜就危險(xiǎn)了！”國(guó)家林業(yè)局瀕危野生動(dòng)植物進(jìn)出口管理辦公室的范志勇先生這樣預(yù)言。因?yàn)檫m應(yīng)性和繁殖力都很強(qiáng)的巴西龜會(huì)對(duì)中國(guó)本土的野生龜構(gòu)成很大威脅，我國(guó)目前已經(jīng)停止了所有被甲小于10厘米龜類的進(jìn)口。如果您家養(yǎng)了巴西龜，千萬(wàn)不要隨便把它們放生野外！美國(guó)白蛾嚴(yán)重危害林木、果樹和農(nóng)作物，近年來(lái)被國(guó)家林業(yè)局列為6大工程治理害蟲之一。據(jù)了解，美國(guó)白蛾本來(lái)是在美國(guó)以及北美地區(qū)，由于美國(guó)的生態(tài)環(huán)境保持了一定的均衡，加之當(dāng)?shù)匕锥甑奶鞌尘陀胁幌掳俜N，因此沒(méi)有形成大規(guī)模的危害。然而，第二次世界大戰(zhàn)開始后，隨著美軍的征戰(zhàn)，軍用物資的包裝箱、木材等物品跨國(guó)運(yùn)輸，也把美國(guó)白蛾帶到了世界各地，但白蛾的天敵卻沒(méi)有跟隨美軍出征。白蛾擺脫了天敵的控制，便在新的地域里瘋狂作惡，使受害國(guó)幾乎談“白”色變。我國(guó)發(fā)現(xiàn)美國(guó)白蛾是在上個(gè)世紀(jì)的70年代末期，先是遼寧的丹東、營(yíng)口一帶，然后在其他一些地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在中國(guó)很多個(gè)城市，包括沈陽(yáng)、唐山、秦皇島、煙臺(tái)、上海等一些城市都有白蛾的蹤跡。美國(guó)白蛾是嚴(yán)重危害植物的罪魁禍?zhǔn)?。薇甘菊學(xué)名假澤蘭，是一種攀援植物，繁殖能力極強(qiáng)。發(fā)生危害的種屬原產(chǎn)于南美洲，60年代被引入印尼植物園用于橡膠園的地面覆蓋，借助于當(dāng)?shù)販嘏睗竦哪嗤?，很快在印尼、馬來(lái)西亞、菲律賓、泰國(guó)等地蔓延開來(lái)，給種植香蕉、茶葉、可可、水稻等經(jīng)濟(jì)作物的農(nóng)民造成了重大損失。薇甘菊所“到”之處，像被子一樣包裹樹木，覆蓋花草，受其侵害的植物或者被絞殺、重壓致死，或者因缺少陽(yáng)