天然水从本质上看，应属于未受人类排污影响的各种天然水体中的水。

 在任何天然水中，都含有各类溶解物和悬浮物，并且随着地域的不同，各种   水体中天然水含有的物质种类不同，浓度各异，但却代表着天然水的水质状 况，故称其为天然水质背景值，或水环境背景值。

天然水中所含有的各种物质

水体是一个完整的生态系统，其中包括水、水中悬浮物、溶解物、底质和水生生物等。

水体污染是指污染物进入河流、海洋、湖泊或地下水等水体后，使水体的水质和水体沉积物的物理、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。这个概念将水污染的定义同研究水污染的目的——保护水资源以便更好地利用

1.概念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。

2.水体污染源的分类根据是否因为人类的参与而产生，可分为天然污染源和人为污染源。

天然源是指自然界自行向水体释放有害物质或造成有害影响的场所。诸如大气沉降物、火山喷发、水流冲蚀地表、岩石风化、有机物自然降解以及水体由于自然灾害等原因产生的放射性物质和硫化物、氟化物等。例如在含有萤石(CaF2)、氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]等的矿区，地下水或地表水中的氟含量可能增高，造成水体的氟污染。

人为源是指由于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。人为源体系很复杂，按人类活动方式可分为工业、农业、生活、交通等污染源；按排放的污染物种类可分为有机、无机、放射性、病原体等污染源，以及同时排放多种污染物的混合污染源；按污染物排放的空间分布方式可分为点源和非点源。

点源是指以点状形式排放而使水体造成污染的发生源。一般工业污染源和生活污染源产生的工业废水和生活污水是重要的污染点源。这种点源含污染物多，成分复杂，其变化规律依据工业废水和生活污水的排放规律而有明显的季节性和随机性。

非点源在我国多称为面源，是以面积形式分布和排放污染物而造成水体污染的发生源。坡面径流、农田灌溉水、含有从大气冲刷下来的污染物的大气降水过程都是面源污染。面源污染会导致河流、水库、湖泊等水体污染甚至富营养化。

面源污染的特点是：面广、分散、难于治理。

随着农药与化肥的大量使用，农业生产已成为水体的主要污染源之一。施用于化肥最终会随降水的淋洗与冲刷，以及灌溉排水径流带入地面水体或渗入地下水中。此外，农业废弃物（包括农作物秸秆残留、牲畜粪便等）、牧场及养殖场的有机废物等也会随各种途经带入水体中，造成水体污染。

1.生活污水的水质特征

生活污水是指居民在日常生活中所产生的废水，主要包括生活废料和人的排泄物，包括厨房洗涤、沐浴、洗衣等废水以及冲洗厕所等污水。

有以下几个特征：

(1)水质较稳定，但浑浊、色深且具有恶臭，呈微碱性，一般不含有毒物质；

(2)含有大量的细菌、病毒和寄生虫卵，容易传播疾病；

(3)含有氮、磷、硫等营养物质，易引起水体富营养化；

(4)含有各种洗涤剂。

从污染物的形态组成来看，固体物质约占总质量的0.1%～0.2%，其中溶解性固体约占固体总量的3/5～2/3，主要是各种无机盐和可溶性的有机物质；悬浮固体占1/3～2/5，其中的有机成分几乎占3/4以上。

2.工业废水的水质特征

工业废水是在工业生产过程中所排出的废水。可分为生产废水和生产污水，生产废水是指较清洁的、不经处理即可排放和回用的工业废水（如工业用冷却水）；生产污水是与产品直接接触、受污染严重的排水。

由于工业类型、生产工艺及用水水质、管理水平等的不同，各类工业废水的成分与性质千差万别。概况起来其特征是：成分复杂；有危害性；水质、水量变化大。

工业废水中除冷却水等较清洁的生产废水外，都含有各种各样的污染物：有大量的有机污染物质，放射性污染物，有毒有害物质如重金属、酚类、氰化物等。其中，以重金属和难降解有机物对环境的污染最为危险。而重金属中，汞的毒性最大，镉次之，铅、铬等也有剧毒。

1.水质指标

水质指标是指水和其中所含杂质所共同表现出来的物理、化学和生物学的综合特性。水质指标可表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量指标。水质指标种类很多，有上百项。可以分为物理、化学和生物学的三类。

（1）物理性水质指标

A.感官物理性指标：如温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等；

B.其他物理性指标：如总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率等。

（2）化学性水质指标

A.一般化学性水质指标：如pH值、碱度、硬度、各种阴（阳）离子、总含盐量、一般有机物质；

B.有毒的化学性水质指标：如各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等；

C.氧平衡指标：如溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、总需氧量(TOD)等。

（3）生物学水质指标

包括细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。

2.污染物种类及相应的水质指标

废水中的污染物大致可分为固体污染物、需氧污染物、营养性污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油类污染物、生物污染物、感官性污染物和热污染等不同种类。

常用表征废水水质的水质指标主要有有毒物质、有机物质、悬浮物、细菌总数、pH值、色度、温度等。

一种水质指标可能包括几种污染物；而一种污染物也可以属于几种水质指标。

水质分析中把固体污染物质分为两部分：能透过滤膜（孔径约3～10μm）的叫溶解性固体(DS);不能透过的叫悬浮固体或悬浮物(SS),二者合称总固体(TS)。这种分类是为了水处理技术的需要。

固体污染物常用悬浮物和浊度两个指标来表示。

悬浮物的存在不但使水质浑浊，而且易使管道及设备堵塞、磨损，干扰废水处理及回收设备的工作。由于大多数废水中含有悬浮物，因此去除悬浮物是废水处理的一项基本任务。

浊度是对水的光传导性能的一种测量，其值可表征废水中胶体和悬浮物的含量。水体中含有泥沙、有机质胶体、微生物以及无机物质的悬浮物和胶体物时，会产生浑浊现象，导致水的透明度降低，影响感官甚至影响水生生物的活动。

废水中能通过生物化学作用和一般的化学作用而消耗水中溶解氧的物质，统称需氧污染物。绝大多数是有机物，只有少量无机物（如Fe,Fe2+,S2-,CN-等），因而在一般情况下是指有机物。主要是来自于城市生活污水及食品、造纸、印染等工业废水的大量烃类化合物、碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等。本身无毒性，但在微生物的分解过程中要消耗水中的溶解氧，使水体出现恶臭，破坏水生生态系统。

由于需氧有机物的种类繁多、组成复杂、存在形式多样，绝对含量难以确定。在实际工作中是利用其共性，间接反映其总量或分类含量。

常采用以下几个综合水质污染指标来描述。

A.生化需氧量（BOD）

生化需氧量是水中有机物被好氧性微生物分解时所需氧的数量，表示水中可被生物降解的有机物数量。用单位体积废水所消耗氧的量（mg/L）表示。

微生物对废水中有机物的分解分为两个阶段：第一阶段碳化阶段，所消耗的氧量称为碳化需氧量，用La或BODu表示；第二阶段是氮化阶段，其耗氧量称为硝化需氧量，用LN或NODu表示。

有机物的生化耗氧过程与温度和时间有关。在一定范围内温度越高，微生物的活力越强，消耗有机物越快，需氧越多；时间越长，微生物降解有机物的数量和程度越大，需氧量越多。

在实际测定时规定用20℃。在20℃条件下，一般有机物需20天左右才能基本完成第一阶段的氧化分解过程，此时的需氧量用BOD20表示，BOD20可看作是完全生化需氧量La。在实际测定中一般用5天。

目前国内外普遍采用20℃、五昼夜的生化耗氧量作为指标，即BOD5。

BOD5存在一些缺点：

①污水中含有大量微生物难以降解的物质时误差较大；

②反馈信息太慢，不能迅速及时地指导实际工作；

③废水中如果存在抑制微生物生长繁殖的物质或其中所含微生物生长的营养物质非常少时，将影响测定结果。

各种废水的水质差别很大，BOD5与BOD20之间的数量关系变化非常大。但对

某一种废水而言，BOD5/BOD20的比值相对固定，如生活废水的比值约为0.7。因此，BOD5基本上能反映可被微生物氧化分解的有机物的量，有很大的应用价值。

B.化学需氧量（COD）

化学需氧量是指在酸性条件下用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗氧化剂中氧的总量。（但不包括硝化作用所需氧量）常用的氧化剂有KMnO4和K2Cr2O7。用K2Cr2O7作氧化剂时，能够较完全地氧化水中的大部分有机物和无机还原性物质。此时，化学需氧量用CODCr或COD表示，该指标适用于污染严重的水样，如生活污水和工业废水。用KMnO4作氧化剂时，测定结果用CODMn表示，适用于一般地表水如海水、湖泊水。CODMn被称为高锰酸盐指数。

优点：CODCr能够在较短时间内（规定为2h）较精确地测定出废水中的耗氧物质含量，不受水质限制。

缺点是不能表示可被微生物氧化的有机物量，且废水中的无机还原性物质会干扰测定结果，造成误差。

如果废水的各种成分相对稳定，那么COD与BOD之间应有一定的比例关系。一般地，COD＞BOD20＞BOD5＞CODMn。BOD/COD比值越大，越容易

被生物氧化。因此这个比值可作为废水是否适宜用生化法处理的一个衡量指标。一般认为大于0.3才适宜采用生化法处理。

C.总需氧量（TOD）

有机物一般都含有C、H、O、N和S，它们在高温下燃烧后将产生CO2、H2O、NO2、SO2等无机氧化物，所消耗氧的量称为总需氧量。一般有TOD＞COD。

TOD的测定方法：向氧含量已知的氧气流中注入一定量的水样，并将其送入以铂为催化剂的燃烧管中，在900℃的高温下燃烧，水样中的有机物即被氧化，使氧气流中的氧气减少，剩余氧量用电极测定并自动记录。TOD测定仅需几分钟，但在水质监测中应用比较少。

 D.总有机碳（TOC）

是以总有机碳来表示水中溶解性有机物的总量，即总碳量与无机碳之差。

TOC测定方法与TOD类似，所不同之处是在燃烧之后用红外气体分析仪测定所生成CO2的量。无机碳酸盐干扰的排除方法是：先将水样酸化后通过压缩空气吹脱所形成的CO2后，再进行燃烧测定。

污水中除大量的有机物外，还含有氮、磷的无机化合物。当这些废水排入受纳水体并使水中氮和磷的浓度分别超过0.2mg/L和0.02mg/L时，就会引起水体的富营养化，促进水生生物主要是藻类大量增殖，造成一系列危害。

危害主要表现在：

①使鱼类的活动空间不断减小；

②藻类组成由以硅藻和绿藻为主转变为以蓝藻为主，而蓝藻不是鱼类的良好饲料，并且有些种类还会产生毒素；

③水体中溶解氧急剧减少，造成鱼类大量死亡，水体腐败发臭；

④衰败死亡的藻类沉入水底，使水体中的有机物增加。

另外，水温增高、水中因为需氧有机物含量高使微生物活动旺盛时也会促进和诱发水体富营养化。

无机无毒物质主要是指排入水体的酸、碱及一般的无机盐类。酸主要来自工业废水和酸雨等。碱性废水主要来自碱法造纸、制碱、制革等工业的废水。常以pH值来反映其酸碱水平。

由于酸、碱性废水可中和形成盐类；二者也可与地表物质相互作用，生成无机盐，所以酸碱污染同时伴随着无机盐污染。

主要危害：

①使水体的pH值发生变化，破坏其自然缓冲作用，降低其自净能力，使水质恶化；

②灌溉用水pH应为5.5～8.5，超出此范围会对农作物造成危害，使土壤酸化、盐碱化；

③渔业水体的pH不得低于6或高于9.2。当pH为5.5时，一些鱼类

就不能生存或生殖率降低；

④酸性废水也对金属和混凝土材料有腐蚀作用；⑤还会增加水中的一般无机盐和水的硬度。

废水中能对生物引起毒性反应的化学物质称为有毒污染物。工业上使用的有毒化学物质已超过12000种，并且每年以500种的速度递增。废水中的毒物可分为三类：无机有毒物质，有机有毒物质和放射性物质。

A.无机有毒物质——金属和非金属两类

重要的非金属毒物有氰、砷、亚硝酸根、氟、硒、硫等。氰会导致窒息死亡；砷、亚硝酸根会致癌。氰化物主要来自电镀厂、煤气厂、焦油厂、有色金属冶炼厂等的废水。

污染的特点：

①局域性。因某些化合物的生产与应用，在局部地区可能出现高浓度污染；

②金属离子在水中容易被带负电荷的胶体吸附而随水移动，但大多数会迅速沉降，因此重金属一般都富集在排污口下游一定范围的底泥中。金属毒物有：汞、铬、铅、镉、锌、镍、铜、钴、锰、钛、钒和钼等，前几种的危害尤其大。

危害特点：

①不能被微生物降解，能被生物富集于体内，如淡水鱼能将汞富集1000倍、镉300倍、铬200倍；

②一般都具有潜在危害性，通过食物链摄入人体后会在体内蓄积，引起慢性

中毒，其危害有时需10－20年才显露出来；

③某些重金属在生物体内会转化为毒性更大的有机化合物，如Hg2+；

④其毒害不仅与数量有关，而且还与存在形态有密切关系，不同形态其毒

性有时差别很大，如砷的化合物中以As2O3(砒霜)毒性最大。

B. 有机有毒物质

主要包括有机氯农药、聚氯联苯、稠环芳烃（如苯并芘）、有机磷农药、酚类化合物、芳香族氨基化合物、合成洗涤剂、高分子聚合物（塑料、人造纤维、合成橡胶）、染料等。

危害的共同特点有：

①毒性很强，大多为三致物质（致癌、致突变、致畸形）；

②稳定性强，难降解；

③可通过食物链逐级富集，并会在人体内蓄积，导致慢性中毒。

例如聚氯联苯（PCB）有剧毒；脂溶性很强，易被生物吸收并蓄积；PCB的化学性质非常稳定，酸、碱、氧化剂都难以将其分解；耐热性高，不易被燃烧；绝缘性好；蒸气压低，难挥发。也因此作为绝缘油、润滑油、添加剂等，被广泛用于变压器、电容器，以及各种塑料、树脂、橡胶等工业。因此聚氯联苯也来自于这些工业的废水。

 C.放射性物质

放射性是指原子核衰变而释放射线的物质属性。所释放的射线主要有X射线，α射线，β射线，γ射线及质子束等。

放射性物质的来源：天然的放射性同位素238铀、226镭、232钍等，一般放射性都比较弱，对生物没有什么危害。废水中的放射性物质主要来自铀、镭等放射性金属的生产和使用过程，如核试验、核燃料再处理、原料冶炼厂等。

放射性物质的危害：浓度一般较低，主要引起慢性辐射和后期效应，如诱发癌症，促成贫血、白血球增生、对孕妇和婴儿产生损伤，引起遗传性伤害等。

包括“石油类”和“动植物油”两类。沿海及河口石油的开发、油轮运输、炼油工业废水的排放、内河水运以及生活废水的大量排放等，都会导致水体受到油污染。近年来石油对水体的污染变得十分严重。

水中含油0.01～0.1mg/L，对鱼类和水生生物就会产生影响；含油0.3～0.5mg/L时就会产生石油气味，不适合饮用。

油类污染物的危害：

①减少水体中的溶解氧。一方面油类能在水面上形成油膜，阻碍氧气进入水体，破坏了水体的复氧条件；另一方面油膜的生物分解和自身的氧化作用会消耗水中大量的溶解氧，致使水体缺氧；

②还能覆盖或堵塞生物的表面和细微结构，影响养分的吸收和废物的排出，如油膜会堵塞鱼的腮部，使其呼吸困难；油膜还会粘附在农作物上使其枯死；

③油污染还破坏了海滩休养地、风景区的景观。

④石油中的各种成分都有一定的毒性。

主要是指废水中的致病性微生物，包括病菌、病毒和病虫卵。

污染源：生活污水、医院污水、垃圾淋溶水、肉类屠宰加工厂、制革厂等的废水。

污染的特点是：数量大，分布广，存活时间长，繁殖速度快。必须予以高度重视。

水质指标中总大肠菌群数反映水体受到动物粪便污染的状况。

废水中能引起异色、浑浊、泡沫、恶臭等现象的物质，虽然没有严重的危害，但能引起人们感官上的极度不快，被称为感官性污染物。对于供游览和文体活动的水体而言，感官性污染物的危害则较大。

异色、浑浊的废水主要来源于印染厂、纺织厂、造纸厂、焦化厂、煤气厂等，如印染废水，炼油废水等。在流动和曝气过程中将产生泡沫的表面活性物质来源于造纸废水、纺织废水等。恶臭废水来源于炼油厂、橡胶厂、制药厂、屠宰厂等。

各类水质标准中，对色度、嗅、味、浊度、漂浮物等指标都作了相应的规定

废水温度过高而引起的危害，称为热污染。热电厂等的冷却水是热污染的主要来源。

危害：

①水温升高，使水中的溶解氧减少，相应的亏氧量随之减少，故大气中的氧向水体传递的速率减慢，另一方面，水温的升高会导致生物耗氧速度加快，促使水体中的溶解氧更快被耗尽，使水质迅速恶化，造成鱼类和其他水生生物因缺氧而死亡；

②水温升高，加快藻类繁殖，从而加快水体的富营养化进程；

③水温升高，导致水体中的化学反应加快，使水体的物理化学性质如离子浓度、电导率、腐蚀性发生变化，可能导致对管道和容器的腐蚀；

④水温升高，加速细菌生长繁殖，增加后续水处理的费用。如取该水体作为给水水源，则需要增加混凝剂和氯的投加量，且使水中有机氯化合物含量增加。