第一节 入河污染源主要类型及特征
水污染是指人类活动排放的污染物进入水体,且污染物数量超过了水体的自净能力,使水体理化特性和水环境中的生物特性、组成等发生改变,从而影响水的使用价值,造成水质恶化,乃至危害人体健康或破坏生态环境的现象。污水中的酸、碱、氧化剂,以及铜、镉、汞、砷等化合物,苯、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物,会毒死水生生物,影响饮用水源、风景区景观。污水中的有机物被微生物分解时消耗水中的氧,影响水生生物的生命,水中溶解氧耗尽后,有机物进行厌氧分解,产生硫化氢、硫醇等难闻气体,使水质进一步恶化。因此,了解入河污染源的主要类型,各种类型水污染的定义、属性及其带来的危害十分必要。下面就这几个方面分别叙述。
一、水污染的主要类型
进入水体的污染物种类繁多,危害各异,按照不同的分类标准有不同的分类结果。
(1)按污染成因可分为自然污染和人为污染。自然污染主要由自然因素造成,如特殊地质条件使某些地区的某些或某种化学元素大量富集,天然植物腐烂过程中产生的某种毒物,以及降雨淋洗大气和地面后挟带的各种物质流入水体,都会影响该地区的水质。人为污染是人类生产生活中产生的废污水对水体的污染,包括生活污水、工业废水、农田排水和矿山排水等。此外,废渣和垃圾倾倒在水中、岸边,或堆积在土地上经降雨淋洗流入水体,都能造成污染。总体来说,与自然过程相比较,人类活动是造成水体污染的主要原因。
(2)按污染物属性可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。物理性污染可细分为热污染、放射性污染和表观污染;化学性污染可细分为酸碱污染、重金属污染、非金属污染、耗氧有机物污染、农药污染、易分解有毒有机物污染和油类污染;生物性污染可细分为病原菌污染、霉菌污染和藻类污染。
(3)按污染物空间分布方式可分为点源污染和非点源污染。点源污染指有固定排放口(点)的污染源,主要包括工矿企业污染和城镇生活污染。点源污染物通过固定的管道直接排入河湖,没有经过土壤等介质的流域调蓄,其排放量基本上与入河(湖)负荷量相当。非点源污染是指污染物以广域的、分散的、微量的形式进入地表及地下水体,主要包括农村生活污染、畜禽养殖污染、水产养殖污染、农业面源污染和船舶港口污染。非点源污染物常常经过流域土地的过滤作用后再汇入河流和湖泊,污染负荷会有部分损失,最终汇入河流和湖泊的污染物量要小于其产生量。
(4)按产生污染物的行业性质可分成工业污染源、农业污染源、生活污染源和交通运输污染源等。其中工业污染源污染物种类繁多、数量大、毒性差异大、处理困难,是我国目前水污染的主要来源。
(5)按污染源排放特征可分为连续排放源、间接排放源和瞬时排放源等。
此外,还可以根据污染源是否移动分为固定源和移动源,按受纳水体类型分为降水、地表水和地下水污染源等。
二、水污染危害
水污染会对水体产生物理性、化学性和生物性的危害。
(1)物理性危害是指水污染影响人体感官,减弱浮游植物的光合作用,以及热污染、放射性污染带来的一系列不良影响。
1)表观水污染中的悬浮固体增加,不仅会淤塞航道,妨碍航运,还能截断光线,妨碍水生植物的光合作用。
2)热污染会引起水温增高,降低水体的饱和溶解氧浓度,同时促使水中有机物加速分解,增加氧的消耗,从而使水体的溶解氧浓度降低。
3)放射性污染物质的衰变期往往很长,衰变过程中释放的射线会引起生物体细胞、组织和体液中的原子、离子电离,直接破坏机体内的某些大分子结构,使某些生物酶失去活性。
(2)化学性危害是指水中的化学物质降低水体自净能力,毒害动植物,破坏生态系统平衡,引起某些疾病和遗传变异,工程设施腐蚀等不良影响。
1)耗氧有机污染物在微生物作用下发生氧化反应会不断消耗水中的溶解氧,造成水体缺氧,严重时会造成鱼类等水生生物窒息死亡。当水体中的氧耗尽时,有机物将在厌氧微生物作用下分解,产生甲烷、氨、硫化氢等有毒物质,使水体发黑发臭。
2)受酸性物质污染的水(如酸雨),可直接损害各种植物的叶面蜡质层,使植物逐渐枯萎而死亡,此外还可使土壤酸化,导致钙、镁等营养元素淋失;许多工业排出的含氢氧化钠的废水,还影响水体的碱性和pH值。
3)工厂和矿山废水中常含有某些重金属,如汞、镉、铅等,这些物质极难降解,虽然在水中的浓度很低,但会在食物链的传递中不断富集,最终给人类带来严重疾病。
4)有毒化学品污染物即使在很低的浓度下,对鱼类和水中微生物也有很强的毒性。例如农药中的滴滴涕、六六六等不易分解消失,可长期残留在土壤和作物上,在雨水冲刷下进入水体,危害水生生物。
5)油类污染物进入水体后,先形成浮油,后形成油膜和乳化油。油膜在水面上扩展和漂浮,阻碍水分蒸发和氧气进入水体,危及鱼类和鸟类生存。石油在水体中可发生氧化作用而分解,产生多种化合物,有一些甚至是致癌物质。
(3)生物性危害是指病原微生物随水传播造成疾病蔓延,以及水体富营养化造成藻类猛长、水体缺氧、鱼虾大量死亡等不良影响。
1)生物制品厂、制革厂、屠宰厂、医院等排出的废水中常含有各种各样的病毒、病菌、寄生虫虫卵、原生动物,当人们饮用或接触受病原微生物污染的水体时,便会感染许多疾病,引起传染病蔓延。
2)氮、磷等污染物的输入,会引起湖泊、水库、河口等流速缓慢的水体发生富营养化,使藻类异常增殖,覆盖水面,并形成泡沫、浮垢,阻止水体复氧,引起水体浑浊、恶臭等现象。大量的藻类、水草死亡后沉入水底,久而久之,将导致湖泊的淤塞和沼泽化,破坏生态平衡。
三、工矿企业污染
工矿企业是工业和采矿业的统称,两类企业都有具体的产品,两者都属于第二产业,不同的是采矿业的产品更原始一些。工矿企业污染主要是指工矿企业的废水排放对水体的污染,主要包括有机需氧物质污染、化学毒物污染、无机固体悬浮物污染、重金属污染、酸污染、碱污染、植物营养物质污染、热污染、病原体污染等。与城市生活污水相比,工业废水污染物成分复杂、差异大,浓度范围宽、波动大,难生物降解性和毒性,种类多、浓度大,处理目标多样、水质标准差别大。我国排放工业废水的主要行业是食品、化工、黑色金属冶炼、造纸、电力、纺织印染业等行业。工业废水污染物成分随产品的不同将有很大的差异,如造纸厂废水含有大量的木质素、碱和游离氯,煤气厂、焦化厂、炼油厂废水含有较多的酚和氨,电镀厂废水含有重金属铬、镉化合物和剧毒物质氰化物等。
四、城镇生活污染
城镇生活污染源包括城镇生活污水和城镇生活垃圾。城镇生活污水是指城镇居民日常生活中,如淘米、洗菜、洗涤、冲厕等使用后排出的污水对水体的污染。生活污水中含有相当多的淀粉、蛋白质、氨基酸、脂肪、木质素等有机物,并有细菌、寄生虫卵,还可能包括病菌、病毒等致病微生物,但一般不含有毒物质。生活污水的成分一般比较固定,但污水中污染物浓度有地区差异。
城镇生活垃圾是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物,主要包括居民生活垃圾,商业垃圾,集贸市场垃圾,街道垃圾,公共场所垃圾,机关、学校、厂矿等单位的垃圾(工业废渣及特种垃圾等危险固体废物除外)。在收集、运输和处理处置过程中,其含有的和产生的有害成分会对大气、土壤、水体造成污染,不仅严重影响城市环境卫生质量,而且威胁人民身体健康,成为社会公害之一。
五、农村生活污染
农村生活污染指在农村居民日常生活或为日常生活提供服务的活动中产生的生活污水、生活垃圾、废气、人(畜)粪便等污染,不包括为日常生活提供服务的工业活动(如农产品加工、集中畜禽养殖)产生的污染物。
农村生活污水主要是农村居民生活当中产生的厨房污水、洗涤用水及厕所冲水,其中化学需氧量(COD)、氮磷、悬浮物及病菌等为主要污染物,氨氮、总氮、总磷等污染指标浓度总体较高。随着我国新农村建设的飞速发展,农村地区生产、生活污水的排放量也不断增长。由于农村污水排放管网不完善,农村生活污水一般为粗放型排放,排放量小且分散。污水任意排放导致农村地区河网以及地下水水质持续快速恶化,农灌沟渠及农村河道水环境普遍为劣Ⅴ类,甚至许多河渠达不到农灌水质标准的要求。
农村生活垃圾主要组成为厨余垃圾,其余为废弃塑料、废纸等可回收垃圾以及灰渣,各地区根据生活习惯的不同,垃圾可降解比例为42.26%~82.66%。不同地区随着经济发展水平的提高,垃圾组分比例会发生显著的变化。
六、农业面源污染
农业面源污染是指在农业生产活动中,农田中土粒,氮、磷等营养物质,农药以及其他有机或无机污染物质,通过农田的地表径流、农田排水和农田地下渗漏,使大量污染物质进入水体形成的环境污染,或因畜禽养殖业、水产养殖业的任意排放造成的水体污染,主要包括化肥污染、农药污染、畜禽粪便污染、水产养殖污染等。
农业面源污染具有以下特征:
(1)分散性和隐蔽性。农业面源污染随流域内土地利用状况、地形地貌、水文特征、气候、天气等不同而具有空间异质性和时间上的不均匀性。
(2)随机性和不确定性。从农业面源污染的起源和形成过程来看,除与降雨过程、降雨时间、降雨强度密切相关外,面源污染的形成还与其他许多因素,如汇水面性质、地貌形状、地理位置、气候等也密切相关。
(3)广泛性和难监测性。由于农业面源污染涉及多个污染者,在给定的区域内它们的排放是相互交叉的,加之不同的地理、气象、水文条件对污染物的迁移转化影响很大,因此很难具体监测到单个污染者的排放量。
(4)滞后性和风险性。农业污染物质对环境产生影响的过程是一个从量变到质变的积累过程,如各类重金属物质对土壤的污染,其危害表现具有滞后性;农业面源污染物质对生态环境的强破坏作用,其滞后性使各种污染物质的生态风险性很大。
七、船舶港口及底泥内源污染
船舶港口的水污染主要是指船舶在航行、停泊港口、装卸货物的过程中对周围水环境产生的污染,主要污染物有生活污水、含油污水和化学品废水三类,另外也将产生粉尘、化学物品、废气等。船舶港口污染与海洋生态系统紧密相连,造成了其污染具有极大的特殊性,主要表现在以下几个方面。
(1)船舶污染源的复杂性。船舶航行过程中所排放出的油污水、生活污水、毒性有害气体、固体垃圾及噪声等都会对周围的环境造成严重的污染。
(2)船舶污染影响的可传递性。由于船舶污染是在船舶航行的过程中造成的,污染发生之后船舶所到之处都会有船舶污染的影子,河(湖)不断流动更是推波助澜地将污染传递到多个区域。一次污染事故的发生便可能在短时间内波及多个地区,给事后治理带来巨大的难度和治理成本。
(3)船舶污染本身带有侵权行为的色彩。与其他污染不同,由于船舶污染很可能是人为因素造成的(例如船员未按规定将船舶污水进行处理而直接排放入海),根据相关规定侵权人应受到侵权追责和处罚。
底泥内源污染是指底泥中的污染物向外释放造成水体污染及底泥污染导致的底栖生态系统破坏的现象。通常内源污染物可分为氮磷营养盐、重金属和难降解有机物三类。其形成与河道内生物代谢及生物遗体、大气沉降、降水等有关内源污染物的释放受水温、pH值、溶解氧浓度、氧化还原电位、水体扰动、污染物形态及理化性质、底泥结构、微生物活动等多因素影响及外源污染过量输入有关,对其控制相对较为困难。