淺析河流水體自凈能力

楊曉丹

摘 要：分析了河流自凈過(guò)程，并綜述了影響水體自凈能力的因素，主要包括：污染物質(zhì)種類與性質(zhì)、水體性質(zhì)、水生生物、水中的溶解氧、其他環(huán)境因素；同時(shí)還闡述了河水體自凈能力定性分析，主要包括物理自凈能力、化學(xué)自凈能力和生物自凈能力。

關(guān)鍵詞：水體 污染 自凈能力

河流作為最終的陸源污染物排放途徑，具有一定的自然凈化功能。它可以通過(guò)稀釋、降解、轉(zhuǎn)化和運(yùn)移，使一部分污染物無(wú)害化或降低負(fù)荷，對(duì)保護(hù)陸地生態(tài)環(huán)境和減少人類治污壓力有積極作用。如何正確地評(píng)價(jià)河流的自凈能力，合理地制定排污方案，對(duì)水資源和水環(huán)境保護(hù)有重要意義。

一、影響水體自凈能力的因素

水體自凈是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程[1]，影響自凈能力的因素很多且相互聯(lián)系，這些因素主要有以下幾個(gè)方面：

1.污染物質(zhì)種類與性質(zhì)

有些污染物質(zhì)易于分解，有的則難于分解。有的易受微生物分解，有的不易微生物分解，有的在好氧條件下易分解，有的在厭氧條件下易分解。例如合成洗滌劑、有機(jī)農(nóng)藥（DDT、六六六）、多氯聯(lián)苯等合成有機(jī)化合物，化學(xué)穩(wěn)定性極高，在自然界需要十年以上時(shí)間才能完成分解，可以成為環(huán)境中長(zhǎng)期存在的污染物質(zhì)，它們可以隨著水的循環(huán)過(guò)程在地球上蔓延、積累。

2.水體性質(zhì)

水體水溫、流量、流速、含沙量都對(duì)水體自凈作用有很多影響。流量大、流速高易于稀釋擴(kuò)散。含沙濃度與污染物質(zhì)有一定關(guān)系。

3.水生生物

水生生物的種類和數(shù)量與自凈有密切關(guān)系，能分解污染物的微生物多，則自凈速度快。

4.水中的溶解氧

水中溶解氧含量與自凈作用關(guān)系密切，水體的自凈過(guò)程也就是復(fù)氧過(guò)程[2]。水體在未納污以前，河內(nèi)溶解氧是充足的，當(dāng)受到污染后，由于有機(jī)物聚增，好氧分解劇烈，耗氧超過(guò)溶氧，河水中溶解氧降低。如果水體復(fù)氧速度較快，水質(zhì)將會(huì)較快由壞變好。水中氧的補(bǔ)給受到水面和大氣之間條件影響，如水面形態(tài)，水流方式、大氣與水中的氧氣分壓，大氣與水體的水溫等。

5.其他環(huán)境因素

太陽(yáng)光照條件也是一個(gè)影響因素，紫外線能使水中污染物迅速分解，太陽(yáng)光可以促使浮游植物與水生植物光合作用，改變?nèi)芙庋鯒l件。不同的底質(zhì)影響底棲生物的種類與數(shù)量，從而影響污染物質(zhì)的分解。

水體的自凈作用常以生物自凈過(guò)程為主，生物體在水體自凈作用中是最活躍、最積極的因素。但是，水對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥、合成洗滌劑、多氯聯(lián)苯等物質(zhì)以及其它難于降解的有機(jī)化合物、重金屬、放射性物質(zhì)等的自凈能力是極有限的。

二、河流水體自凈能力定性分析

1.物理自凈能力

物理自凈是指污染物在水體中通過(guò)混合、稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā)、沉淀等作用，使水體得到一定程度凈化的過(guò)程。物理自凈能力的強(qiáng)弱取決于污染物自身的物理性質(zhì)和水體的水文條件。由于實(shí)驗(yàn)期間空港一期景觀河正在建設(shè)中，整條河流在沒(méi)有降雨的時(shí)候，完全處于靜止?fàn)顟B(tài)，水動(dòng)力條件差。而且在降雨的時(shí)候，為了泄洪會(huì)開(kāi)啟閘閥，使景觀河水體流動(dòng)起來(lái)，此時(shí)水動(dòng)力作用較強(qiáng)，水體的物理自凈能力明顯提高。

2.化學(xué)自凈能力

化學(xué)自凈是指水體中的污染物質(zhì)通過(guò)氧化、還原、中和、吸附、凝聚等反應(yīng)，使其濃度降低的過(guò)程。影響這種自凈能力的因素有污染物質(zhì)的形態(tài)和化學(xué)性質(zhì)、水體的溫度、氧化還原電位、酸堿度等。水體中化學(xué)自凈能力的強(qiáng)弱，主要從以下三個(gè)方面反映出來(lái)[3]。

一是反映在DO的含量水平上。在化學(xué)自凈過(guò)程中，作為水體氧化劑的DO，其含量高低能夠衡量水體自凈能力的強(qiáng)弱，因?yàn)镈O的含量不僅直接影響水生生物的新陳代謝和生長(zhǎng)，還直接影響水體中有機(jī)物的分解速率及物質(zhì)循環(huán)。若水體中的DO含量高，既對(duì)水生生物的繁殖生長(zhǎng)起促進(jìn)作用，又能加快有機(jī)物的分解速度，使生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)，尤其是氮的循環(huán)達(dá)到最佳循環(huán)效果，提高水體的自凈能力。

二是反映在有機(jī)污染物的氧化分解能力上。COD是反映水體有機(jī)污染程度的一個(gè)重要指標(biāo)，其含量的高低能夠體現(xiàn)水體質(zhì)量的好壞。一般說(shuō)來(lái)，若水體中的COD含量高，一方面表明該河流的有機(jī)物污染比較嚴(yán)重，另一方面則表明該河流的水體自凈能力較差，缺乏將復(fù)雜組分的有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單組分無(wú)機(jī)物的環(huán)境功能。

三是反映在營(yíng)養(yǎng)鹽的形態(tài)轉(zhuǎn)化和消減程度上。在化學(xué)自凈過(guò)程中，三態(tài)無(wú)機(jī)氮的含量變化能夠反映水體自凈能力的強(qiáng)弱。這是因?yàn)楣I(yè)廢水和生活污水中含有大量的含氮有機(jī)物，在水體溶解氧充分的條件下，好氧細(xì)菌能把有機(jī)物徹底分解成二氧化碳、水及硝酸鹽等穩(wěn)定性化合物。一般說(shuō)來(lái)，氨氮含量越低，表明含氮化合物轉(zhuǎn)化為NO3-N的程度越高，即表明水體的自凈能力越強(qiáng)。

3.生物自凈能力

生物自凈是指進(jìn)入水體的污染物，經(jīng)過(guò)水生生物降解和吸收作用，使其濃度降低或轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)的過(guò)程。生物凈化過(guò)程進(jìn)行的快慢和程度與污染物的性質(zhì)和數(shù)量、微生物種類及水體溫度、供氧狀況等條件有關(guān)[4]。研究區(qū)域河流兩側(cè)種植有大量的蘆葦?shù)人参?，由于大多?shù)水生植物都可以直接從水層和底泥中吸收氮、磷，并同化為自身的結(jié)構(gòu)組成物質(zhì)（蛋白質(zhì)和核酸等），同化的速率與生長(zhǎng)速度、水體營(yíng)養(yǎng)物水平呈正相關(guān)，并且在合適的環(huán)境中，它往往以營(yíng)養(yǎng)繁殖方式快速積累生物量，而氮、磷是植物大量需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，所以對(duì)這些物質(zhì)的固定能力也就非常高。

三、結(jié)語(yǔ)

河流作為最終的陸源污染物排放途徑，具有一定的自然凈化功能。分析了河流自凈過(guò)程，并綜述了影響水體自凈能力的因素，主要包括：污染物質(zhì)種類與性質(zhì)、水體性質(zhì)、水生生物、水中的溶解氧、其他環(huán)境因素；同時(shí)還闡述了河水體自凈能力定性分析，主要包括物理自凈能力、化學(xué)自凈能力和生物自凈能力。

參考文獻(xiàn)

[1]王平，史曉新. 水體自凈系數(shù)的研究[J]環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，1997，2：13-16.

[2]譚夔，陳求穩(wěn)，毛勁喬，等. 大清河河口水體自凈能力實(shí)驗(yàn)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（11）：4736-4742.

[3]雒文生，李莉紅，賀濤. [J].水利學(xué)報(bào)，2003，11：64-72.

[4]何本茂，韋蔓新. 防城灣的環(huán)境特征及其水體自凈特點(diǎn)分析[J].海洋環(huán)境科學(xué)，2006，25：64-66.