在图7-2中,根据BOD与溶解氧曲线,可以把该河划分为污水注入前的清洁水区,注入后的水质恶化区、恢复区和恢复后的清洁水区。
在污染河段中,有两组作用影响着水中溶解氧的含量:一组作用使水中溶解氧含量降低,此即有机污染物分解作用耗氧和有机体呼吸作用耗氧,这一组作用简称耗氧作用;另一组作用使水中富集氧,如空气中的氧溶于水,水生植物的光合作用放出氧等。空气氧溶于水的作用简称为曝气作用(或复氧作用)。耗氧作用与曝气作用的综合决定着水中氧的实际含量(图7-2)。
由图可以看出,如果只考虑耗氧作用,则河水中的氧在污水注入后1.5日(约18英里处)就将降至0。由于实际上同时存在曝气作用,不断向河水中补给氧,所以使该河段中溶解氧曲线的最低点不是在0点以下1.5日或18英里处,而是在0点以下2.25日或约27英里处,并且在此处溶解氧也未降低到0,仅降到1.5ppm。
如果流入的污水量和浓度全年无大变化,河流的流量也大致不变,则溶解氧曲线的最低点位置便主要决定于水温。水温高时溶入的氧量降低,所以夏季(水温大于25℃时)溶解氧的最低点将出现在图上最低点的左方;水温低时,溶入的氧量增多,所以冬季溶解氧的最低点将出现在图上最低点的右方。
在溶解氧降低到最低点的区域,对溶解氧要求较多的生物便发生窒息,或者逃出本区转移到溶解氧较高的区域。
4.需氧污染物对鱼类的危害
需氧污染物对鱼类的危害是通过降低水中的溶解氧来实现的。在被需氧有机物严重污染的水体小,溶解氧急剧下降,甚至产生无氧层。而水中充足的溶解氧是保证鱼类生活的必要条件。在鱼类中只有少数种类,如乌鳢、鳝鱼、泥鳅等除必要时可利用空气中的氧以外,绝大部分鱼类只能用鳃呼吸溶解在水中的氧,以维持其生命活动。一旦水中溶解氧下降,各类鱼就要发生不同的反应。某些鱼类对溶解氧要求特别严格,如河鳟要求溶解氧的含量为8—12毫克/升,鲤鱼要求溶解氧的含量为6—8毫克/升。我国特有的优良饲养鱼种;如青鱼、草鱼、链鱼、鳙鱼等,要求水中溶解氧保持在5毫克/升以上。当溶解氧不能满足鱼类要求时,它们便力图逃离那个地区,当溶解氧降低到1毫克/升时,大部分鱼类就要发生窒息死亡。当水中溶解氧消失时,水中嫌气细菌就发展,有些有机物可能分解放出甲烷和硫化氢等有毒气体,更不适于鱼类生存。
二、植物营养物
从农作物生长角度看,植物营养物是宝贵的物质。但过多的植物营养物进入天然水体却将恶化水体质量,影响渔业发展和危害人体健康。
1.水体中植物营养物的来源
在自然情况下,由于雨、雪对大气的淋洗和径流对地表物质的淋溶与冲刷,虽然总会有一定量的植物营养物质被汇入水体中,但共数量极微。在通气良好的地表水中,磷化合物(H2PO4-、HPO42-等)的数值也大致在这个范围内。天然水中过量的植物营养物质主要来自农田施肥、农业废弃物、城市生活污水与某些工业废水。
随着磷灰石、硝石和鸟粪层的开采,固氮工业的发展,豆科植物种植面积的扩大,日益增多的植物营养物质参加到地表物质循环中来。据联合国发表的资料,1963年工业固氮量每年约3000万吨,到2000年将达1亿吨;1972年世界磷肥产量达到2109万吨。施入农田的化肥,只有一部分为农作物吸收。以氮肥为例,在一般情况下,未被植物利用的氮肥超过50%,在少数情况下,甚至超过80%。这样,未被植物利用的化肥就绝大部分被农田排水和地表径流带至地下水和地表水中。国外的某些研究表明,一些地区河湖水中硝酸盐的含量与上游地区前一年的农田施肥量呈正相关。图7-3表示美国内布拉斯加地区氮肥施用量与密苏里河(密苏里河流经内布拉斯加地区)硝酸盐负载量之间的相关关系。由图可见,在这个地区内河流的氮含量与农田施肥量之间有一年的滞后关系。这说明,从土壤中淋失的氮肥首先进入到地下水中,然后再进入地表水中。
本文标题:水体中主要污染物的来源及影响(3)
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