第三节 水资源污染是文明的自杀

网文《世界水资源》报道：

一、世界水资源与水循环

长期以来，人们把空气作为不花成本的资源，水也是作为成本低廉的资源对待的，因为它数量巨大且易于获取。当人们面对泛滥的江河时，常为其巨大的水量而叹为观止，然而，江河中的全部淡水若是同浩瀚的海洋相比，仅及其百万分之一。地球是一个水量极其丰富的天体，海洋面积占地球总面积的71％，地球实际上应称为“水球”，而被称为水星的行星上却并没有水，迄今天文学的观察也尚未发现哪一个星球上有水，这又是地球的独特之处。

地球上水的总量是巨大的，达1.4×109km3。占地球质量的万分之二，如果地球是一个平滑的球而没有地形起伏，则地球表面就形成一个水深2744米的世界洋。即使世界人口达到100亿，每人平均占有的水量仍达0.14km3，即1.4亿立方米。但是，能供人类利用的水却不多，因为水圈中海水占97.3％，难以直接利用，淡水只占2.7％，约合38×106km3，仍然是一个极大的数字，相当于地中海容量的10倍。可惜，这些淡水的99％却难以直接被人类利用，因为：

第一，两极冰帽和大陆冰川中储存了淡水的86％，位处偏远，难以获取；

第二，浅层地下水储量约占淡水总量的12％，必须凿井方能提取。

最易利用的是江河湖沼中的水，占淡水总量的1％弱。然而，人类正是充分利用了这极小部分的水得以繁衍不绝，创造了灿烂的文化。古代人类的文明大多与大河有关，例如黄河、尼罗河、恒河、底格里斯河和幼发拉底江等，都是人类文明的摇篮。

水属于可更新的自然资源，处在不断的循环之中：从海洋与陆地表面蒸发、蒸腾变成水蒸汽，又冷凝为液态或固态水降落到海面和地面，落在陆地的部分汇流到河流和湖泊中，最后重新回归海洋，如此循环不已。

第一，全球每年水分的总蒸发量与总降水量相等，均为500×103km3。

第二，全球海洋的总蒸量为430×103km3，海洋总降水量为390×103km3，二者的差值为40×103km3，它以水蒸汽的形式移向陆地。

第三，陆地上的降水量（110×103km3）比蒸发量（70×103km3）多40×103km3，它有一部分渗入地下补给地下水，一部分暂存于湖泊中，一部分被植物所吸收，多余部分最后以河川径流的形式回归海洋，从而完成了海陆之间的水量平衡。

这4万立方公里的水还不能被人类全部利用，其中大部分（约28×103km3）为洪水径流，迅速宣泄入海。其余12×103km3中，又有5×103km3流经无人居住或人烟稀少的地区，例如寒带苔原地区、沼泽地区和象亚马孙那样的热带雨林地区等。余下可供人类利用的仅为每年7000km3。本世纪以来各国修筑了许多水库，控制了部分洪水径流。全世界水库的总库容约为2000km3，使可供人类使用的水量达到每年9000km3，这就是人类能有效地利用的水资源。

二、世界对水的需求

人类对水的需求无非是从生产和生活两方面考虑。根据各国的经验，对于用水量可以作如下的推算：

（1）生活用水：为了维持起码的生活质量，生活用水标准为每人每年30m3。北京城区的生活用水量略高于此数，为50m3，发达国家的生活用水量更高，如美国达180m3，而一些经济欠发达的缺水国生活用水量远低于起码的水平，例如非洲马尔加什共和国西南部居民每人每年仅靠2m3水维持生活，仅仅超过生物学需水量的最低值。而且他们还必须为这2m3质量低劣的水支付40美元的水费。

（2）工业用水：非高度工业化国家的标准为每人每年20m3。

（3）农业用水：为维持每日10462焦耳（2500卡）热量的食物每人每年需水300m3，每日12555焦耳（3000卡）热量食物则需水400m3。

以上三项合计，每人每年的需水量约为350—450m3，以维持中等发达以下的生活水平。由此推算，每年9000km3的总水量可以供养200—250亿人口，如果水分能够及时地和持续地供应到需水的地方的话。但是，地球上水分的分配无论在时间上和空间上都极不均衡，而且人口的分布也很不均匀。因此，实际上能够供养的人口将远低于此理论值。另有专家提出一个经验参数：如果依赖一个流量单位（即每年1百万立方米）的人数超过2000人时，这个国家或地区就会出现缺水问题。按这个参数计算，则现有淡水量可供180亿人之需。

世界和各洲淡水资源及其利用的概况：以资源总量计，亚洲最多，大洋洲最少，但以人均占有量计，则恰恰相反，大洋洲最丰而亚洲最少。每年的提水量也是亚洲最高，不言而喻，这是用于灌溉。各部门用水的比例可以从一个侧面反映出该地区的经济结构与发展水平，例如非洲和亚洲的农业用水所占比例最高，而生活和工业用水所占比例很低；相反，工业发达的欧洲和北美洲工业用水比例很高。北京城市生活用水、工业用水与农业用水的比例分别为7％、28％和65％，与世界平均水平相当接近。

从世界范围来看，需水量最大、对供水量至为敏感的部门乃是农业，占用水总量的2/3以上，因此，发展节水农业是节约水资源的有效途径。各国农业用水所占比例差异很大，与各国工农业发展情况和农业在国民经济中所占比重有关。像印度和墨西哥等农业国农业用水所占比重很大，达90％以上。与此相对照的是英国和原联邦德国，农业用水很少，这不仅是由于其工业发达，相对耗水较多，更重要的是这些国家雨水充沛调匀，农业可以旱作而很少灌溉，灌溉技术也较先进，因此农业耗水较少。工业国中日本的情况比较特殊，其农业用水量约占70％，原因是大规模种植耗水量巨大的水稻。美国工农业用水所占比例相当，因为它也是农业大国，但60年代以来，工业用水量开始超过农业，其主要原因是随着用电量的剧增，电厂冷却用水量亦迅速增加。

尽管农业用水所占比重很大，但迄今全世界水浇地面积只占全部耕地的18％，其余82％仍为旱作农业，而且在可以预见的未来，这种情况不会有重大的改变。这意味着全人类仍在很大程度上处于“靠天吃饭”的状况，全球性天气波动将继续对人类的粮食供应起着重大影响。因此，灌溉对于农业是至关重要的。一方面，灌溉增加了垦殖面积，在干旱地区尤其如此，那里无灌溉即无农业。我国新疆一些灌区在这方面取得了较大的成功。另一方面，它增加单位面积产量，在灌溉条件下，加上其他农业措施如应用良种、合理施用肥料和农药等，可使产量增加3—4倍。同时，灌溉还增加了复种指数，其效益相当于增加了耕地面积。这种效益在农业上常用种植强度（croppingintensity）来表示，这就是收获面积与总耕种面积之比值。在目前的农业水平下，全世界旱作农业的种植强度约为0.70，灌溉农业为1.11，预期到2000年可分别提高至0.76和1.29。目前水浇地生产的粮食占世界粮食总产量的1/3，可见灌溉农业取得的成就。

世界上最成功的灌溉农业在亚洲，全世界灌溉能力的63％在东南亚，该地区大部分一年两熟，种植强度平均达1.3，几乎为旱作农业平均水平的2倍。我国、孟加拉国和非洲的埃及都有集约农业的悠久传统，种植强度达1.5以上。日本的水稻产量，平均0.45公顷土地即可供应10462焦耳（2500卡）/人/日，美国需要2倍的土地面积方能达到此数，而印度则需要7倍于此的土地。

灌溉对于农业增产与稳产的作用固然无庸置疑，但是由于其耗水量巨大又限制了其发展。目前大多数灌溉方法比较落后，效率低，浪费大。在全世界范围内，灌溉水的平均有效率仅及37％，其余的63％都浪费了。这不仅浪费了水源，增加了成本，而且还造成养分的流失，更严重的是引起土壤盐渍化和水涝，造成地下水污染，以及引起某些疾病（如疟疾和血吸虫病）的传播等问题，这些均需予以足够的重视。

三、世界供水前景

上文已经指出，虽然全球的有效淡水量不及总水量的1％，然而，仍可以满足约200亿人口低水平的需要。不过由于人口的分布和降水的时空分布都极不均匀，使不少国家和地区不时遇到缺水的困难。表6.4按人均顺序列出世界13个富水国和13个贫水国的水资源概况，我国恰好名列世界贫水国的第13位，人均水资源占有量只有2520m3，仅及世界平均值的1/3。

世界人口仍处在持续增长的态势中，如果按照联合国的人口预测资料，2000年世界人口为62.5亿，则人均占有水资源量将下降至6500m3，2025年世界人口增长至约85亿，人均水资源占有量将进一步下降至4800m3，供水形势更加紧张。估计本世纪末将有30多个国家严重缺水。另有人估计名列丰水国第13位的美国于2020年每天将需水37亿吨（1400×109加仑），成为缺水国（据E.E.Morris，1974年）。表6.5列举了一些国家和地区缺水的情况。

供水紧缺往往造成一系列的经济、社会和生态问题。世界上的缺水区常常又是人口增长和城市化均较迅速的地区，缺水对农业的冲击最大，因为农业常是这类地区用水量最大的部门，而且又常是经济效益较低的部门，因此当某一地区的用水量接近其自然极限时，常常是农业部门首先失去充分供水的保证。例如，在我国北方缺水地区，每立方米淡水用于工业所取得的经济效益60倍于农业，计划部门在分配用水时必须考虑这个因素。在美国，更是奉行效益优先的信条，当农民把用水权卖给缺水的城市获利多于种植棉花、小麦和牧草时，他们将毫不犹豫地卖水而弃耕。美国有些地区用水权的价格很高，盐湖城每英亩英尺（英美常用体积单位，合1.233m3）用水权为200美元，而在迅速城市化的科罗拉多州弗兰特岭（FronRange）地区则高达3000至6000美元，任何农业收入都无法与这样的高价竞争。

但是，在过分地考虑用水的经济效益时，却往往忽视了水的生态学功能。在充分保证生活与工农业生产用水的同时，没有考虑给河流留下必要的水，以保护那里的鱼类和野生动物，更没有顾及河流的娱乐与美学功能。我国华北一些河流水的利用率很高，例如海河、滦河流域在干旱的1983年入海水量仅为3亿立方米，为当年径流量的2.6％，该年河水的利用率已达97.4％。黄河下游有些枯水年也出现断流。这种情况对河流生态系统无疑都产生毁灭性的后果。

面对供水短缺的前景，有关各国在采取相应的措施。总的来看，无非从开源与节流两方面来解决。开源的渠道包括已实行多年行之有效的一些措施，如修筑水库、开渠引水和抽取地下水等，也包括一些新发展的方法，如海水脱盐、南极运冰和人工降雨等；节流的方法首先是减少灌溉用水，包括耕种制度和灌溉技术的改革，其次是改革工矿企业的工艺流程以减少用水量，减少生活用水的浪费，废水净化再利用，以及提高水价以强制节约用水等。任何缺水地区，只有综合考虑采用上述措施才能缓解和解决用水紧缺的问题，而且其中还应考虑一些非自然的和非技术性的因素，例如跨国界和跨地区的用水矛盾问题，同一国家或同一地区内不同部门的用水分配问题等。各国的经济发达程度不同，所能采用的适用技术也各异。对于经济落后的许多农业国，在无足够财力采取上述开发水源措施的情况下，只得被动地适应水源的空间与时间分配，甚至逐水草而居；经济发达国家在开发新水源上具有较大的选择性，可以采用较昂贵的海水脱盐和人工降雨等新技术，例如中东一些缺水的产油富国已建立了不少实用性的海水淡化厂，沙特阿拉伯于70年代陆续投产的一批海水淡化厂，年生产能力达到1.5亿立方米，规模已相当可观，但是该国的用水量在同一时期却增加了9亿立方米，海水淡化还不足以满足其用水增加的需求。

70年代全世界大约有700家海水淡化厂在运营，主要采用蒸馏与反渗透两种技术，多数规模小、能耗大、成本高。最大的淡化厂达到日产淡水3.5万吨的水平，水价约为每吨15美分（1973年价格），小型淡化厂成本较高，每吨为25—50美分不等，而抽取河水或地下水的费用仅为每吨1—2美分，二者相差几十倍，因此，淡化水除供饮用外，只能少量地用以浇灌温室花卉、蔬菜和果树。

人们曾经把海水淡化的前景寄希望于廉价能源的获得和淡化技术的改进。据理论计算，1升海水脱盐所需的能量为2.8千焦耳，但实际上效率最高的淡化厂也需要170千焦耳，为理论值的60倍。而且，核电的使用也未能使电费大幅度下降，1975年所谓廉价的商业燃料能源价格为1美元100万千焦耳，按此价格淡化一吨海水的电费即需17美分，加上水厂的建设费用和运营时的提水需用（每1m3海水提升100m约需1美分），海水淡化厂的水价高于传统给水的10倍以上。

除了成本问题以外，还有如何处理剩余盐分或浓盐溶液的问题。以海水的平均盐度3.5％计，每淡化1000m3海水就留下约40吨盐或浓盐卤。最方便和最省钱的处理方法是就近把它排放回海里去，但这会增加近岸海水的盐度，对近海生态系统产生不良影响。

最近有人报道海水淡化的新进展，把利用热带海洋的热量发电和海水淡化结合起来。这项由美国伊利诺州阿尔贡国家实验室和科罗拉多州戈尔登的太阳能研究所完成的实验，是将热带海洋表层温度高达26℃的海水抽入真空室中，其中1％的水立即变成蒸汽，驱动普通汽轮机发出电力，用过的蒸汽则冷凝成为淡水。冷凝作用是靠抽取海面下半英里深处温度为6℃的海水而达到的，汽轮机发出的电力足以供给上述冷凝系统和真空系统的需要。这种装置称为海洋热能变换器。研究人员估计一个满负荷运转的装置能够产生10兆瓦的电力和每天2万立方米的淡水，足以满足一个2万人口城镇的水电需要。这项实验展示了未来热带海洋向热带岛屿和沿海城市供应淡水和电力的前景。

人工降雨迄今仍处于实验阶段，虽然不少国家取得了很大的进展，但是仍然存在许多问题。实行人工降雨首先要寻找大片的浓云，这恰好是缺水的干旱地区不常具备的条件。然后用飞机（有时在地面筑台燃烧某些化合物）向云中喷洒凝结核（例如碘化银粉末），以催化降水的形成。这种方法不仅需要较高的成本，而且象碘化银等化学品的积累对降雨区的土壤和水文系统可能产生长远的影响，进而对农作物与人畜产生有害的效应。此外，人工降雨在某些地区有时还引起法律纠纷，对云中水分的所有权发生争议。例如，1977年美国西部地区大旱，华盛顿州实施了人工降雨，引起相邻的爱达荷州的不满，该州的司法部长威胁说要对华盛顿州的“偷云行为”向联邦法院提出控告。

本世纪内廉价电力的供应与深井泵的发明使得大规模开采地下水成为可能，不少原来缺水地区的经济取得了奇迹般的发展。然而，过量开采地下水使许多地区地下水位急剧下降，形成了新的环境病害，下文将要述及。

近年来，各国在更合理地用水、减少水分损失和废水回收利用等方面取得不少经验，这些措施比开发新水源投资少、收效快、环境效益与经济效益显著，许多人视之为第二水源。例如，许多大型水库的蒸发损失很大，美国科罗拉多河上的米德湖（水库）的年蒸发量达1km3，相当于全国每人4500升。阿斯旺高坝后的纳赛尔湖蒸发量更大，如能使用蒸发抑制剂则可减少相当多的损失。又如工业用水大部分是冷却水，循环使用潜力很大，美国钢铁工业用水已有一半循环使用，日本各类工厂循环用水的比例也较大，水资源贫乏的以色列更是大规模地回收利用废水，工业与家庭废水回收处理后用于灌溉，工业用水量也大幅度减少，每百美元产值耗水量由1962年的20吨减少至1975年的7.8吨（已扣除通货膨胀的影响）。

尽管采取了上述种种措施，但是由于人口与经济的急剧增长，下一世纪内许多国家和地区仍将面临缺水的困难。几千年来，人类为了开发水利、消除水患、进行了不懈的努力：修堤筑坝、开渠凿井、疏浚河道……工程规模愈来愈大，对水圈的干预愈来愈强烈。这是人类为谋求其福祉而采取的有意识的行动，这些行动在达到其预期目的的同时，有些已对环境造成了危害；另一方面，人类在其生产与生活过程中，又常常“无意地”把大量废物和毒物排入水体中，造成水体的污染，使本来业已紧缺的水资源更形短缺。下文将就这两方面讨论人类对水圈的影响。

四、水体的自净和污染

对于什么是水体污染，不同学者提出了大同小异的概念，归结起来，水体污染可定义为：大量污染物质排入水体，其含量超过了水体的本底含量和自净能力，造成水质恶化，从而破坏了水体的正常功能，称为水污染。

为了研究水体被污染的情况，必须先了解未受污染水体的水质状况，以及天然水体所具有的自净能力。

水体是指海洋、河流、湖泊、沼泽、水库、冰川、地下水等地表与地下贮水体的总称。水体包括水和水中各种物质、水生生物及底质。从自然地理的角度看，水体是指地表水覆盖的自然综合体。

水体可分为海洋水体和陆地水体，陆地水体又可分为地表水体和地下水体。本章研究的主要是陆地水体，而且是与人类生活密切相关的河流、湖泊、水库和地下水。

在环境污染评价研究中，区分水与水体这两个概念十分重要。例如，在河流重金属污染研究中，只根据水中重金属的含量，很难正确评价河流的污染程度。国内外大量的研究表明，通过各种途径排入水体的重金属污染物大部分均迅速地由水相转入固相，即迅速地转移至悬浮物和沉积物中。悬浮物在被水流搬运过程中，当其负荷量超过其搬运能力时，便逐渐变为沉积物。另外，在受重金属污染的水体中，水相中重金属含量很微（常为十亿分之一级），而且随机性很大，随排放状况与水力学条件不同，含量分布往往没有规律。但在沉积物中重金属很容易得到积累（百万分之一级），并表现出明显的含量分布规律。因此，沉积物能更好地反映水质的状况，而且可以作为水环境重金属污染的指示剂。在确定江河湖泊中所发生的复杂的化学过程时，应该同时研究水和沉积物。

（一）天然水的物质组成

在自然界，不存在化学概念上的纯水。天然水是在特定的自然条件下形成的、含有许多溶解性物质和非溶解性物质、组成成分极其复杂的综合体。这些物质可以是固态的、液态的或者是气态的，它们大多以分子态、离子态或胶体微粒态存在于水中（表6.6）。

天然水中含有地壳中的大部分元素，但其含量变化范围很大，表6.6是天然水中含量较多，较常见的物质组成。

等八种离子，它们的总量占水中溶解固体总量的95％以上。

这八种离子在各类水中的含量与自然地理条件密切相关。

天然水中除含有八种主要离子外，还含有一些微量元素。就天然水而言，一般系指含量小于10mg/L的元素。主要有Br、I、Cu、Co、Ni、F、Fe、Ra等。

溶解于天然水中的气体主要是O2和CO2，还有少量的N2、H2S和CH4。溶解性气体能够影响水生生物的生存和繁殖以及水中物质的溶解、化合等化学和生化行为。

生物生成物这些离子在水中含量很低，然而它们对水生物的生长却至关重要，含量过高会使水生生物急剧繁殖，造成水体出现“赤潮”现象。

天然水体中的有机质一般指腐殖质，主要是生物生命活动过程中所产生的有机物质和生物遗骸的分解所产生的有机物质。它们大部分呈胶体微粒状。这些有机物在化学与生物化学作用下被分解成为无机物。

天然水的物质组成决定于它的形成环境，也就是说一方面决定于与水接触的物质的成分和溶解度；另一方面决定于这一作用进行的条件，即化学及物理化学作用，包括溶解-沉淀，氧化-还原，水相-气相间离子平衡，固-液两相之间离子交换，有机物的矿质化，生物化学作用等。通过上述各种作用，使天然水富集或析出各种离子和分子。

天然水物质组成的过程在大气圈中就开始了，但改变其组成的最主要过程是降落到地表之后开始的。

影响天然水组成的因素可以分为直接和伺接两种。直接因素主要有岩石、土壤和生物有机体，这些因素可使水增加或减少某些离子和分子。例如，流经石灰岩地区的天然水中富含Ca2+和HCO3-；当水透过土壤时溶解氧的含量减少，而CO2的含量增多；生物排泄物和残体增加了水中的某些组分含量，生物呼吸作用影响着水中气体的含量。

影响天然水组成的间接因素主要有气候和水文特征。气候是一切水化学作用进行的背景，同时对地表水和地下水化学组成的地理分异起着总控制作用。

河流、湖泊、海水、地下水的水文动态补给及交替条件的不同，使水的组成有很大差异。例如，河水流速快，与河床接触时间短，河水中离子含量一般较低；地下水流速缓慢，与周围岩石接触时间长，水中溶解物的含量比地表水高，但气体组成相对减少；而湖水的化学组成比河水与地下水更为复杂。

（二）天然水体的自净作用

各类天然水都有一定的自净能力。污染物质进入天然水体后，通过一系列物理、化学和生物因素的共同作用，使水中污染物质的浓度降低，这种现象称为水体的自净。但是在一定的时间和空间范围内，如果污染物质大量排入天然水体并超过了水体的自净能力，就会造成水体污染。

水体的自净作用按其净化机制可分为三类：

（1）物理净化：天然水体的稀释、扩散、沉淀和挥发等作用，使污染物质的浓度降低。

（2）化学净化：天然水体的氧化还原、酸碱反应、分解、凝聚等作用，使污染物质的存在形态发生变化和浓度降低。

（3）生物净化：天然水体中的生物活动过程，使污染物质的浓度降低。特别重要的是水中微生物对有机物的氧化分解作用。

水体的自净作用按其发生场所可分为四类：

（1）水中的自净作用：污染物质在天然水中的稀释、扩散、氧化、还原或生物化学分解等。

（2）水与大气间的自净作用：天然水中某些有害气体的挥发释放和氧气溶入等。

（3）水与底质间的自净作用：天然水中悬浮物质的沉淀和污染物被底质吸附等。

（4）底质中的自净作用：底质中微生物的作用使底质中有机污染物发生分解等。

天然水体的自净作用包含着十分广泛的内容，它们同时存在、同时发生并相互影响。

（三）污水的水质指标

水质指标涉及到物理、化学、生物等各个领域。为了反映水体被污染的程度，通常用悬浮物（SS）、有机物（BOD、COD、TOC等）、酸碱度（pH）、细菌和有毒物质等指标来表示。

（1）悬浮物是污水中呈固体状的不溶性物质，它是水体污染的基本指标之一。悬浮物降低水的透明度，降低生活和工业用水的质量，影响水生生物的生长。

（2）废水中有机物浓度也是一个重要的水质指标。但由于有机物的组成比较复杂，要分别测定各种有机物的含量十分困难，通常采用生物化学需氧量、化学需氧量和总有机碳等三个指标来表示有机物的浓度。

生物化学需氧量，简称生化需氧量，用BOD表示（BiochemicalOxygenDemand）。指水中的有机污染物经微生物分解所需的氧气量。BOD越高，表示水中需氧有机物质越多。

有机污染物的生物化学氧化作用分两个阶段进行：第一阶段，主要是有机物被转化为无机物CO2和NH3等；第二阶段，主要是NH3被转化为HNO2和HNO3。生化反应如下：

RCH（NH2）COOH＋O2→RCOOH＋CO2＋NH3

2NH3＋3O2→2HNO2＋2H2O

2HNO2＋O2→2HNO3

废水的生化需氧量通常指第一阶段有机物生化作用所需的氧量。因为微生物活动与温度密切相关，因此测定BOD时一般以20℃作为标准温度。在此温度条件下，一般生活污水中的有机物，需要20天左右才能基本上完成第一阶段的氧化分解过程。这不利于实际测定工作。所以目前国内外都以5天作为测定BOD的标准时间，简称5日生化需氧量，用BOD5表示。其理论根据是一般有机物的5日生化需氧量，约占第一阶段生化需氧量的70％，基本反映了水中有机污染物的实际情况。

化学需氧量，用COD表示（ChemicalOxygenDemand）。指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量。COD越高，表示有机物质越多。目前常用的氧化剂主要是重铬酸钾（K2Cr2O7）或高锰酸钾（KMnO4）。

BOD在一般情况下能较确切地反映水污染情况，但它受到时间（时间长）和废水性质（毒性强）的限制；COD的测定不受废水条件的限制，并能在2—3小时内完成，但它不能反映出微生物所能氧化的有机物量。因此，在研究有机物污染时，可根据实际情况而确定采用BOD还是COD。

为了解决BOD、COD测定指标的不足，目前很多国家的科学工作者正在研究各种水质的总有机碳（TotalOrganicCarbon，简称TOC）和总需氧量（TotalOxygenDemand，简称TOD）与BOD和COD之间的关系，以实现自动快速测定目的。

（3）pH值。污水的pH值对污染物的迁移转化、污水处理厂的污水处理、水中生物的生长繁殖等均有很大的影响，因此成为重要的污水指标之一。

（4）细菌。根据外部形态可将细菌分为：球茵，杆菌、螺旋菌。按摄取营养的方式可分为自养细菌，异养细菌。按温度因素可分为低温细菌、中温细菌、高温细菌。按氧因素可分为好氧细菌、厌氧细菌、兼性细菌。

污水中大部分细菌寄生在死亡机体上，这些细菌是无害的；另一部分细菌，如霍乱、伤寒、痢疾菌等则寄生在活的有机体上，对人、畜是有害的。衡量水体是否被细菌污染可用两种指标表示，一是1毫升水中细菌的总数；二是大肠菌的数量。大肠菌是在流行病学上评价潜在危险性的重要因素。许多国家规定，饮用水中不得检出大肠菌。

（5）有毒物质。各个国家都根据实际情况制定出地面水中有毒物质的最高容许浓度的标准。有毒物质包括无机有毒物（主要指重金属）和有机有毒物（主要指酚类化合物、农药、PCB等）。

除以上5种表示水体污染的指标外，还有温度、颜色、放射性物质浓度等，也是反映水体污染的指标。

（四）水体污染源

水体污染源分为自然污染源和人为污染源两大类型。

自然污染源指自然界本身的地球化学异常释放有害物质或造成有害影响的场所。

人为污染源指由于人类活动产生的污染物对水体造成的污染。人为污染源包括工业污染源、生活污染源和农业污染源。

工业污染源：由于不同企业、不同产品、不同工艺、不同原料、不同管理方式，排放的废水水质、水量差异很大。工业废水是水体最重要的污染源。它具有量大、面广、成分复杂、毒性大，不易净化、难处理等特点（表6.8）。

生活污染源：主要是生活中各种洗涤水，一般固体物质小于1％，并多为无毒的无机盐类、需氧有机物类、病原微生物类及洗涤剂。生活污水的最大特点是含氮、磷、硫多，细菌多，用水量具有季节变化规律。

农业污染源：包括牲畜粪便、农药、化肥等。农村污水具有两个显著特点：一是有机质、植物营养素及病原微生物含量高；二是农药、化肥含量高。

（五）水体中的污染物质

造成水体的水质、生物、底质质量恶化的各种物质称为“水体污染物”。随着工业发展和监测技术的提高，水体中的污染物质不断增加。其中化学性污染物是当代最重要的一大类，其种类多、数量大、毒性强，有一些是致癌物质，严重地影响着人体健康。

水体中的污染物，大体可以分为四大类，即无机无毒物，无机有毒物、有机无毒物、有机有毒物（表6.9）。

无机无毒物主要指排入水体的酸、碱及一般无机盐类和氮、磷等植物营养物质。

水体中的酸主要来源于矿山排水及多种工业废水。水体中的碱主要来自碱法造纸、化学纤维、制碱、制革以及炼油等工业废水。酸、碱废水相互中和产生各种盐类，所以酸、碱污染必然伴随着无机盐的污染。

天然水体中的矿物质对酸、碱的同化作用而使酸、碱消失的过程，对保护天然水体和缓冲天然水的pH值变化有重要意义。

酸、碱污染破坏水体的自然缓冲作用，杀死或抑制细菌和微生物的生长，妨碍水体的自净作用，腐蚀管道和船舶。酸、碱污染不仅改变了水体的pH值，而且可增加水中的无机盐和硬度。

氰化物是剧毒物质。水体中的氰化物主要来自化学、电镀、煤气、炼焦、选矿等工业排放的含氰废水。天然水体对氰化物有较强的自净作用，其途径有两个：一是挥发排出，二是氧化分解（生化氧化），其反应如下：CN-＋CO2＋H2O→HCN↑＋HCO-3

在一般水质和pH值条件下，这种净化机制所产生的净化量可占水体中氰化物总自净量的90％左右。

这种净化过程所造成的氰化物自净量只占水体中氰化物总自净量的10％左右，但是在夏季（温度高，光照好），生化氧化过程的自净量可达到30％左右。

含氰废水对鱼类和其它水生生物都有很大毒性。

水体中的酚类化合物主要来源于焦化厂、石油化工和塑料等工业排放的含酚废水。另外，粪便和含氮有机物的分解过程也产生少量酚类化合物。

天然水体中的酚化合物主要是靠生物化学氧化来分解。酚的生物化学氧化经过复杂的阶段，生成一系列中间产物。酚的分解速度决定于酚化合物的结构、起始浓度、微生物状况、水温及曝气条件等一系列因素。

酚污染可严重影响水产品的产量和质量，表现在贝类产量下降、海带腐烂、鱼肉有酚味，浓度高时引起水产品大量死亡。高浓度的含酚废水灌溉农田对农作物有毒害作用，能抑制光合作用和酶的活性，妨碍细胞功能，破坏植物生长素的形成，影响植物对水分的吸收，从而导致植物不能正常生长、产量下降。过量地摄入酚，人会慢性中毒，发生呕吐、腹泄、头痛头晕等症状。

放射性物质有天然来源和人工来源两类。自然界中的许多元素和同位素都具有天然放射性，一般来讲放射性剂量都很低，对生物没有什么危害。人工放射性物质主要来源于采矿、选矿和精炼厂的废水，以及核试验、核反应堆、核电站、核动力船舰的废水。这些放射性污染物主要是释放出α、β、γ等射线损害人体组织，并能在人体内蓄积造成长期危害，引起贫血、不育、死胎、恶性肿瘤等各种放射性病症，严重者造成死亡。

病原微生物主要来自生活污水和医院废水以及制革、屠宰业的废水。病原微生物又称“病原体”，“病原生物”，是能引起疾病的微生物和寄生虫的总称。病原微生物主要有三类：病菌（如痢疾杆菌）；病毒（如流行性感冒病毒）；寄生虫（如疟原虫、蛔虫）。病原微生物是水体污染中的主要污染物之一，对人来讲，传染病的发病率和死亡率都很高。

致癌物是威胁人类健康的主要因素之一。污染物质中大多含有致癌物质。例如焦化厂炼焦废水中的焦油含有多种致癌芳香烃；印染厂印染废水中染料含有多种致癌的芳香胺；植物营养物中的亚硝基化合物；农药中的有机氯化合物；重金属中的铬、镍等都有强烈的致癌作用。

谢选骏指出：水体的自净是自然过程，但是人为的活动却打破了这个过程，其结果就是造成了污染。水体的污染于是成为人类的自杀，成为人类文明走向衰落的一个关键步骤。