水体污水中除大部分是含碳的有机物外,还包括含氮、磷的化合物及其他一些物质,它们是植物生长、发育的养料,称为植物营养素。过多的植物营养素进入水体后,也会恶化水质、影响渔业生产和危害人体健康。含氮的有机物中最普遍的是蛋白质,含磷的有机物主要有洗涤剂等。
(一)水体中蛋白质分解过程
蛋白质在水中的分解过程是:蛋白质--氨基酸一胺及氨。随着蛋白质的分解,氮的有机化合物不断减少,而氮的无机化合物不断增加。此时氨(NH,)在微生物作用下,可进
一步被氧化成亚硝酸盐,进而氧化成硝酸盐,其过程为
第一步:氨被氧化成亚硝酸盐
第二步:亚硝酸盐被氧化成硝酸盐
这样,复杂的有机氯化合物就会变成无机硝酸盐。大量的硝酸盐会使水体中生物营养元素增多。对流动的水体来说,当生物营养元素增多时、因其可随水流而稀释,一般影响不大。
(二)水体富营养化形成及生态变化
在湖泊、水库、内海、海湾、河口等地区的水体,水流缓慢,停留时间长、既适于植物营养元素的积累,又适于水生植物的繁殖,这就引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖。当这些水体中植物营养物质积聚到一定程度后,水体过分肥沃,藻类繁殖特别迅速,使水生生态
系统遭到破坏,这种现象称为水体的富营养化。水体出现富营养现象时,浮游生物大量繁殖,因占优势的藻类浮游生物的颜色不同,水面往往呈现蓝色、红色、棕色等。这种现象在江河、湖泊中称为水华,在海洋上则称为赤潮。这些藻类有恶臭,有的还有毒,表面有一层胶质膜,鱼不能食用。藻类聚集在水体上层、一方面发生光合作用,放出大量氧气,使水体表层的溶解氧达到过饱和;另一方面藻类遮蔽了阳光,使底生植物因光合作用受到阻碍而死去。这些在水体底部的死亡的藻类尸体和底生植物在灰氧条件下腐烂、分解,又将加入N,P后水生生物氮、磷等植物营养元素重新释放到水中,再供藻类利用。这样周而复始,就形成了植物营养元素在水体中的物质循环,使它们可以长期存在于水河中。富营养化水体的上层处于溶解氧过饱和状态,下层处于缺氧状态,底层则处于庆氧状态,显然对鱼类生长不利,在藻类大量繁殖的季节,会造成大量鱼类的死亡。同时,大量藻类尸体沉积水体底部,会使水深逐渐变浅,年深月久,这些湖泊、水库等水体池会演变成沼泽。引起水体生态系统的变化。因此,水体的富营养化亦是水体遭受污染的一种很值得注意并应予给予足够重视的严重现象。
(三)人类排泄物对水体的污染
人类排泄物(粪便、尿液)中的含氮化合物也会对水环境,特别是对地下水产生污染。进人水体的排泄物是十分复杂的有机氮化合物,由于水中徽生物的分解作用、逐渐转变成较简单的化合物,即由蛋白质分解成肽、氨基酸等、最后产生氨。在这种降解过程中有机氮化合物不断减少,而无机氮化合物则不断增加。若处于无氧环境,最终产物是氨;若有氧存在则氨会进一步被氧化转变成亚硝酸盐与硝酸盐。亚硝胺类化合物已是世界公认的具有危害性的一类环境化学致癌物质。硝酸盐、亚硝酸盐与二级胺(仲胺)是亚硝胺的前体。环境中的氨基化合物可以通过微生物的代谢活动产生二级胺。因此,人的排泄物对地下水产生的氮污染问题不容忽视。为保护地下水环境,既要对居民的排泄物进行处理,也要对养猪场等的建设和三废排人处理作合理规划,更重要的是积极开展地下水环境的氮污染治理与预防方法的研究。
(四)洗涤剂对水体的影响
生活中洗涤剂的使用对水质的影响也不可忽视。肥皂和洗涤剂是日常生活中不
可缺少的洗涤用品。肥皂为脂肪酸钠、钾或铵盐,而合成洗涤剂的主要成分是表面活性剂。利用氢氧化钠溶液与脂肪(油脂)混合加热搅拌,进行皂化反应后就生成浚酸钠盐及有机酸的钠盐是肥皂或香皂的主要成分。肥皂能去垢,是因为它具有一个离子端和一个很长的非极性的烃链。肥皂的离子端和水分子二样是具有极性的,能溶于水;而烃链和脂肪一样,是非极性的,脏水而能溶于脂肪。污垢通常是通过一层薄油膜附在衣物上。由于油在水里不溶解,所以无法用水直接洗去油膜,而离子端能溶于水,肥皂就在水和油垢之间起了偶联的作用,离子端又和水紧紧相连,这样油垢就被带走了。但肥皂也有其缺点,在硬水中会生成难溶于水的脂肪酸钙和镁盐,或在酸性水中能生成难溶于水的脂肪酸而丧失去垢力。合成的洗涤剂分子中就同时具有亲水基团和憎水基团。
以上内容均取自《饮用水卫生与管理》
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