我对水污染控制和水环境修复的认识
摘要：先描述我国现阶段的水资源危机的总体情况，再详细讲述污染水体的物质的类别以及其中对水生态影响较大的污染物12种。最后简单介绍现在国内对水环境污染的控制技术和生态恢复技术。
关键词：水资源危机、污染物、水环境控制和修复
梁从诫在为中文版《寂静的春天》作序时说到，后发展国家理应避免走别人已付出过代价的弯路。但是，中国却重复了，并仍在重复着发达国家已经走过的“先污染，再治理”的路，而且污染背后肯不肯治理，能不能治理还是个问题。
我国水资源危机不仅表现在总量的匮乏，而且还表现为水质恶化、水体功能下降、水生生态系统破坏和功能衰退等。由于水环境退化不仅是人为污染或干扰的结果，全球气候变化等自然因素也可能对其产生显著影响，这使得整个问题的复杂性大为增加。
水污染控制和水环境修复是水资源可持续利用在长期内必须面对的重大问题之一，人类活动如果忽视对环境的保护，超过一定限度经济发展就会受到制约。水资源开发利用的制约限度即是通过“水资源承载能力”和“水环境承载能力”表征。
污染物进入水体，超过水环境承载能力，就会使水体功能和水生态受到破坏。水环境承载能力具体体现在纳污能力上，纳污能力特指在满足水域功能要求的前提条件下，按照给定的水质目标值、设计水量及排污方式，水体所能容纳最大污染物量。它建立在水体自净的基础之上，过程十分复杂，一般包括以下过程：①物理净化过程：当污染物进入水体后，可溶物质或悬浮颗粒，通过流动得到稀释和扩散，固体物质经沉淀析出。②化学净化过程：污染物通过氧化、还原、吸附和凝聚等使浓度降低。③生物净化过程：通过生物活动，尤其是微生物的作用，使污染物分解而降低浓度。通过上述3种自净作用，使受污水体恢复到污染前的状况。人们往往过多的依赖于这种自净能力，致使水环境中积累的污染物质数量或浓度大大超出水环境生态系统将其扩散到无害水平的能力，最终使水环境质量严重恶化。
污染水体的物质种类繁多，按其性质主要分为三类：物理性污染物（指水温、色度、臭味、悬浮物及泡沫等）、化学性污染物、生物类污染物，其中对水生态影响较大的污染物类型有12种。归纳如下：
（一）热污染：高温废水，排入水体后使水体水温升高，物理
性质发生变化（水温影响水体自净作用，加速水体与底泥有机物的生物降解，加大水体溶解氧的需求。而且随着水温上升，水体中溶解氧也会降低，两方面因素造成水体溶解氧耗尽）危害水生动、植物的繁殖与生长，称为水体热污染）热污染一般来源火（核）电厂冷却水，其他主要来自冶炼厂、石油化工厂、炼焦炉、钢厂等。但同时工业的工艺用水和冷却用水也受到水温的影响。水温降低会降低铝盐的混凝效果以及随后的快速沙滤效果，还可能降低氯化效果。使工业生产大打折扣，从这一点我们可以看到发展与环保间的冲突，这也是我国改善环境最大的障碍之一。
（二）耗氧污染：生活污水和工业废水中所含糖类、脂肪、蛋白质、木质素等有机物，可在微生物的作用下最终分解为简单的无机物，其分解过程需要消耗大量氧，故称为耗氧有机物，由此类污染物造成的污染称为耗氧有机污染。如果消耗的溶解氧不能及时通过水体复氧过程得到补偿，就会导致溶解氧大幅度降低，威胁耗氧生物的生存。 （三）植物营养盐：水体中的植物营养盐主要指氮磷等化合物，它们进入水体在造成污染的同时引发富营养化。富营养化的最直接影响是在藻类或水生植物过度繁殖的水域，造成昼夜间的溶解氧的波动即藻类和水生植物早晨的呼吸作用可以将水中的溶解氧消耗殆尽，致使无脊椎动物和鱼类窒息而死，某些藻类会释放毒素，通过食物链、密切接触和觅食等方式和途径，威胁哺乳动物（包括人类）、鱼和鸟类的健康。同时，以富营养化水体作为水源，也是极其危险的，即使对发生富营养化的原水进行了合适的处理，也存在食用生活在污染水体中的鱼类所造成的间接危害。富营养化最终会对生态多样性造成显著破坏。一些对环境较敏感且具有高保护价值的物种将逐步消失，水域生态系统的结构、功能将发生大的改变。
（四）酚类污染：酚是化学工业的基本原料，可以用来制造染料、合成树脂、塑料、制造合成纤维、医药、农药、炸药和木材防腐剂等。以酚为原料的工业、焦化厂废水、煤气厂废水、合成酚类的化工厂废水等，均是水环境中酚类污染物的主要来源。水体酚污染将严重影响水产品的产量和质量。水体中低浓度酚就能影响鱼类的回游繁殖，浓度为0.1～0.2mg/L时鱼肉有酚味而不堪入口，浓度更高时可引起鱼类大量死亡，酚污染也会大量抑制水体微生物的生长，降低水体自净能力。
（五）重金属污染：重金属一般指密度大于4.5的有毒金属。重金属对水体的污染分为天然和人为两种类型，主要的人为污染源包括采矿和冶炼、工业、大气沉降（含有重金属的尘埃进入大气，然后沉降到地表水体地中引起水环境污染。之后通过沉淀作用进入土壤或底泥）、农业和污染灌溉（重金属污染物不能降解，只能发生形态转化或分散和富集。进入环境的重金属通常以水为介质发生迁移、转化和浓集。环境里浓度很低的重金属，通过食物链传递和放大，可以在高营养级生物体中浓集，使它的生态风险大大增加）五大类。
（六）农药污染：农药的使用只有一小部分能够作用于靶生物，一般来说，施用农药只有10%~20%附着在农作物上，其余的流失在土壤水体空气中，因此我国雨水较多，农药使用量大的区域，农药对水体的污染十分严重。
（七）油类污染，水体中的油类污染主要源自船舶漏油，工业废水，城镇生活污水排放等，它对于水生生态系统的影响分为两个方面，其一：浮在水面的油膜，在水流作用下扩散成薄膜，对水体复氧、光照等形成直接阻碍，并且油在降解过程中消耗水中的溶解氧，使水质状况恶化；其二，油类污染物具有毒性，当生物脂肪或体液中油与其他碳氢化合物的摄入量达到一定浓度时，生物体内代谢机制就会受到破坏。
（八）氰化物污染：氰化物是剧毒物质，它会抑制氧的代谢，阻断生物功能组织的氧交换，但是氰化物几乎普遍存在凡有工业和生物的地方，不仅是生产工艺中的重要原料，而且是许多动植物的中间代谢物。它主要来自化学、电镀、煤气、炼焦等工业行业排放的废水。
（九）酸污染：人类活动主要通过向大气中排放大量的硫氧化物和氮氧化物影响水体的pH值。改变水体的酸碱度，将打破营养盐形态，进而影响水体的光合作用；会消灭和抑制细菌等微生物的生长，降低水体的自净能力；水体酸度提高会加大重金属毒性（水体为酸性，这些重金属会很快溶入水体中，导致浓度升高，毒性增强）；干扰鱼的生殖周期。
（十）病原体污染，污水给水体带来大量污染物的同时，也带来大量病源微生物（分为三类，病源菌，寄生虫、病毒）
（十一）放射性污染，大多数水体在自然条件下都有极微量的放射性，随着核能开发强度的增大，水体中放射性污染的风险日益加大，这些元素进入人体和生物后，能在一定部位累积，增加对人体的放射性辐照，引起变异或癌症。
(十二)有毒有机物污染，有毒有机物具有潜在的致癌、致畸、致突变的“三致”效应及干扰内分泌或者改变人体的免疫系统神经系统的正常调节功能的作用，它们一般难于降解，可在生物脂肪中累积，通过食物链经生物富集、浓缩后传递。
通过上述总结，使我很自然的联想到《寂静的春天》中的一段话：地球上生命的历史一直是生物及其周围环境相互作用的历史。就地球时间的整个阶段而言生命改造环境的反作用实际上一直是比较微小的。仅仅是在出现了生命新种——人类——之后，生命才具有了改造其周围大自然的异常能力。
很多像这样的似褒实贬的评价还有进步人士的奔走呼吁、相关一些的研发项目都体现出我们已经逐步认识到问题的严重性，而现在国内对水环境污染控制技术和生态恢复技术则主要分3类。
下面首先介绍物理方法：冲刷或稀释，是采取引水冲污稀释污染水体，增加流域水资源量，加快污染水体流动，增加湖下层溶解氧含量，加强水体自净功能。曝气，使水体底层溶解氧得以
恢复，溶解的其它还原组分浓度大为降低，因此可以改善水生生物的生存环境。机械或人工除藻，可在短期内快速有效的去除藻类及避免“水华”的发生，在某些特定情况下，还可利用自然动力收获藻类有效减轻富营养化的危害。例如太湖利用自然风能和湖流作用，在水源区域建造富集藻类的专门设施，取得了良好的运作效果。底泥疏浚，可以降低底泥的释放风险，以及水体的内源污染负荷量。而沉积物中重金属、持久性有毒有机污染物等也只能通过疏浚方法从湖泊中去除。第二种是化学方法：化学沉降法，借助铁盐、铝盐等通过吸附或絮凝与水体中的无机磷酸盐共沉淀的特性，降低水体富营养化的主要限制因子磷的浓度。同时，铝盐能够形成氢氧化铝沉淀，而氢氧化铝在沉积物表层形成“薄层”，阻止沉积磷的释放。钝化法，根据铝盐、铁盐、硫酸铝铁、钙盐、泥土颗粒和石灰泥等均能与无机和颗粒磷产生沉淀，减少水体中磷的含量。酸碱中和法，通过向水体中添加石灰进行酸碱中和，调整水体酸碱度，以适应水生态系统的物种生长、繁殖等需求。化学去藻法主要采用化学除藻剂，其效果最显著，但也最具有危险性，要严格按照要求的用量操作，否则这些化合物对鱼类、水草等生物产生一定程度的伤害甚至导致死亡，并且有致癌作用。第三种是生物方法：生物修复，用一种或多种微生物来降解有机毒物，如农药、石油烃类和有机磷、有机氯等，使这类物质变成无毒或变成二氧化碳。目前已成功应用于底泥、地下水、河道和近海洋面的污染治理。例如在对地表水生物修复时就可以通过在湖泊管理中放养凶猛鱼类来改善富营养化状况，通过改善植物生长环境，改善光照，促进沉水植物恢复等。生物除藻能从根本上解决水体富营养化的问题，消灭水藻，去除异味，降解含有大量氮磷营养积累的底泥，彻底消除藻类产生的根源，净化水质。且除草剂对水体中的水生生物以及人类等不产生危害及副作用。由于它具有诸多优势，所以进一步的研究还在进行中。
水是生命之源，如果没有水，地球上就不会有生命的存在；如果没有干净的水，就没有了我们这个多彩的世界。珍惜生命之水，要求我们爱惜从自己做起，同时作为储备的知识分子，也应该义无反顾的投身到水污染控制和水环境修复的庞大工程中去。
参考文献
[1]周怀东，彭启文等，水环境污染与水环境修复 [2] Rachel Carson 蕾切尔·卡逊，寂静的春天