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   隨著地球上人口的劇增與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，人類正在干預水的正常循環(huán)過程。例如，大面積的森林被砍伐殆盡，許多草原被開顯，使植被遭到破壞，造成降水減少，水土流失增加，甚至造成沙漠化。又如修堤筑壩，興修水利，圍湖墾荒等，都對水的慣常循環(huán)有一定影響?，F(xiàn)在，人類對海水資源的開發(fā)與利用已影響到水的循環(huán)，造成某些地區(qū)缺水，地面下沉，或者使水質(zhì)惡化。

   水是由氫和氧組成的最簡單也是最為人們熟識的化合物之一。水的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)都隨溫度而變化。如水的密度和表面張力都是溫度的函數(shù)。水的極性和氫鍵合現(xiàn)象更是水的重要的物理化學性質(zhì)。由于水有很大的熱容量，因此自然界的水，主要是海洋，可以調(diào)節(jié)氣候和溫度。水的熱容量大的性質(zhì)亦被用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常用水作熱的傳輸和儲存物質(zhì)。

   水環(huán)境一般指江河湖海、地下水等水體本身，以及水體中的懸浮物、底泥，甚至還包括水生生物等。

   水體具有凈化污染物的能力，叫自凈作用，即污染物在水中自然地降低濃度的現(xiàn)象。河流在流動過程中，可將污染物稀釋，使之擴散，這是物理凈化過程;污染物在水中發(fā)生氧化、還原或分解等化學過程，這稱為化學凈化;水中微生物對有機污染物的氧化、還原、分解的過程則是生物凈化作用。當污染物排放到水體中的量太大，超過了水體的自凈能力，從而使水質(zhì)惡化的現(xiàn)象就是人們常說的水污染。

   隨著現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展，特別是化肥工業(yè)的突飛猛進，有越來越多的氮磷等肥料被生產(chǎn)和使用，于是排到水體的氮磷物質(zhì)增加。氮和磷過多地進入水體后，增加水中養(yǎng)分，發(fā)生所謂的水體“富營養(yǎng)化”。水體的富營養(yǎng)化會導致藻類和水生植物茂長，從而過分消耗水中的溶解氧，造成水中峽氧，使水中魚類等缺氧死亡。富營養(yǎng)化是水體衰老的一種現(xiàn)象，特別是湖泊、水摩、海灣里都可能發(fā)生富營養(yǎng)現(xiàn)象。

   污染物質(zhì)可謂成千上萬，污染最多、范圍也最廣的主要是酚、氯代烴和重金屬等。這些物質(zhì)也是目前研究和了解較多的物質(zhì)。飲用水的水質(zhì)如何與人體的健康關(guān)系最為密切，所謂“病從口入”，水質(zhì)也是一個重要因素。

   在城市飲用水中，要用氯進行消毒滅菌。氯與水中所含的微量有機物作用會生成肉化物。據(jù)美國對近80個城市飲用水氯化處理進行的調(diào)查表明，處理后的飲用水都普遍地存在著4種三鹵甲烷:氯仿、一溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷、溴仿。

   生物試驗現(xiàn)已證明，某些鹵代烷在較大劑量時顯示致癌作用，因此飲用水中的離代烴問題特別引人注意。在世界各國的飲水中，都在不同程度上檢測到有鹵代烴存在，而且主要是三鹵代甲烷。

   如前所述，由于飲用水中含有有機物，故在氯化時生成含氯的有機化合物。飲用水中的溴化物也許是由于用于消毒的液氯中含有微量的溴，因而在氯化過程中同時生成微量的溴化合物。此外，飲水中的西化物還來源于大氣和地面環(huán)境中的一些含鹵化合物，如有機氯農(nóng)藥通過降雨和地面徑流而進入水體。其次某些含有鹵代烴的工業(yè)廢水直接污染水源，也會使水中含有這類物質(zhì)。

   酚是普遍存在于水體的一類有機化合物，是水體的重要污染物之一。在化工生產(chǎn)過程如苯酚的合成、石油裂解、聚酰胺纖維的合成、合成染料等等生產(chǎn)過程中，往往產(chǎn)生許多種酚類化合物并隨廢水排放到水域中。

   水體中的酚類化合物如同其他有機物一樣，也會發(fā)生一系列的生物氧化與化學氧化等作用，最后可降解為簡單的化合物。

   在天然水體中，酚類化合物的分解主要是生物化學氧化作用。生物化學氧化過程極為復雜，不同化學結(jié)構(gòu)的酚在生物氧化過程中還具有不同的氧化速度。

   水體中酚類化合物的生物氧化分解速度受很多因素的影響。如酚的羥基(OH)的數(shù)目和羥基的位置、酚的起始濃度、水體的溫度、pH值以及微生物條件等都對之有影響。如已發(fā)現(xiàn)二元酚、三元酚和酚在水體中比相應的一元酚具有更大的化學穩(wěn)定性，不易于分解，而且萘酚羥基行生物的分解速度又要比二元酚和三元酚更加緩慢。

   酚在水體中的分解速度與其起始濃度有關(guān)。對于揮發(fā)酚來說，在有利于微生物活動的條件下，在一定的濃度范圍內(nèi)，隨著起始濃度的增加而有利于酚的分解。但是，當水體中酚的濃度超過一定范圍之后，酚的濃度增加反而導致分解速度下降。這是由于高濃度的酚能抑制和殺害水體中的微生物，同時水體中高濃度的酚本身也會消耗掉大量的溶解氧，從而顯著地減慢了酚的轉(zhuǎn)化過程。對于非揮發(fā)性的酚來說，隨著起始濃度的增加，其分解速度明顯下降。例如萘酚在25℃溫度條件下分解，如果起始濃度為1毫克/升，B-萘酚經(jīng)13晝夜，a-禁酚經(jīng)17晝夜，就能完全被分解掉?？墒?，當兩種酚的濃度增加到5毫克/升時，在同樣的溫度和時間內(nèi)，兩種酚都只能被分解掉60％。

   關(guān)于溫度對生物氧化分解速度的影響，則無論是揮發(fā)性的酚還是不揮發(fā)性的酚，在0℃-30℃的溫度范圍內(nèi)，其分解速度都是隨水溫的提高面加快。尤其是苯二酚對水溫的變化最為敏感。試驗發(fā)現(xiàn)，酚類化合物最適宜的生化氧化分解溫度是15℃～25℃。水溫低于10℃，會降低微生物的活性。

   含有高濃度的其他污染物的水體中，由于影響水體中微生物的生活條件，因此也影響酚類的分解。所以從工礦企業(yè)排出的高濃度含酚廢水，應當經(jīng)過廢水處理，使其中的非酚污染物和酚降到一定的濃度范圍，再排放到天然水體中，才有利于酚的天然分解，才能充分利用自然凈化能力，使有毒的酚類化合物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機物。

   臭氧是一種強氧化劑，有破壞苯環(huán)的作用。在水處理工程中，常常用臭氧處理含有芳香化合物的一些有機廢水，如印染工業(yè)廢水、煉油廢水和焦化廢水等。

   氰化物也是水體的重要污染物之一。水體中的氰化物主要來自一些工礦企業(yè)所排放的含氯廢水。

   氰化物包括有無機氯、有機氰化物和以絡合物存在的氧。如劇毒的氯化氫，又叫氰氫酸，是無機物。它能以任何比例與水混溶。有機氯化物隨著分子量增加，在水體中的溶解度迅速降低。有機氯化物亦是有毒的，但不像無機那樣劇烈。此外，氯離子(CN-)與幾平所有的重金屬都能形成絡合物。

   天然水體中的氰化物在自然環(huán)境條件下，會發(fā)生一系列的物理化學和生物化學變化。很多化物最后轉(zhuǎn)化為可溶性的氧化物，如氰氫酸(HCN)。

   氧化物是一種劇毒化學物質(zhì)。水體中的氯對魚類有很大的危害，當水體中的氯離子濃度達到0.3～0.5毫克/升時，就可使魚類中毒死亡。

   總之，無論是含酚廢水還是含氰廢水，都必須經(jīng)過適當處理、達到排放水質(zhì)標準，方可排放。

   洗滌劑是一類極性很大的分子，分子的一端非常容易溶解于水，具有親水性，叫做親水基團。另一端則很容易溶解于油，具有疏水性，叫做疏水基團。

   洗滌劑的水溶性親水基團有羥基、硫酸根及磺酸基，它們都可以形成相應的鈉鹽。合成洗滌劑主要有三種類型:陰離子型、陽離子型和非離子型。

   合成洗滌劑中最廣泛使用的是烷基苯磺酸鈉(ABS)，主要是由丙烯四聚合而制備。

   由于烷基苯磺酸鹽ABS是一種帶有甲基支鏈的異烷烴，在水體中很難被微生物降解。因此，后來把洗滌劑的分子結(jié)構(gòu)改變?yōu)榫哂虚L的直鏈烴。把皂也是人們生活中用得比較多的一種洗滌劑。

   實驗證明，直鏈的烷基苯磺酸鈉易于發(fā)生β-氧化而逐步降解，最后苯環(huán)被破壞。當河水中LAS的濃度為5毫克/升時，在8天之內(nèi)就幾乎完全被分解掉

   隨同污水排入水體的洗滌劑，對水生生物尤其是魚類，具有嚴重的危害。魚主要是靠它的味覺器官覓食維持生存，而魚的味覺器官味蕾組織中含有類脂質(zhì)物質(zhì)。由于洗滌劑對油質(zhì)有很強的溶解能力，因此，水體中的洗滌劑就可能會對魚的味覺器官味葦組織細胞分離和脂質(zhì)的溶出產(chǎn)生影響，從而使魚的味覺器官遲飩，甚至喪失覓食能力。魚的味覺器官不僅具有發(fā)現(xiàn)食物的機能，而且還具有識別水體中如酸、堿、重金屬以及其他污染物的作用。如果魚的味蕾遭受破環(huán)，魚就將會失去避開有毒污染物的。

   石油是重要的能源之一。隨著石油能源開發(fā)和利用以及石油化學工業(yè)能力的突飛猛進，也給環(huán)境造成了嚴重的影響。

   石油，即原油，它是一種復雜的碳氫化合物的混合物。據(jù)現(xiàn)在所知原油中所含化合物的數(shù)目幾乎達百萬種之多。一般地講，原油可分為三大部分，即油、樹脂和瀝青。油是由烴類和少量含氮、硫、氧雜原子化合物組成的，烴約占總油量的85％-100％，其中又分成烷烴、芳烴和環(huán)烷烴。瀝青和樹脂的結(jié)構(gòu)都十分復雜。

   現(xiàn)代的石油化學工業(yè)都是規(guī)模龐大，廠房林立、產(chǎn)品繁多、成分復雜。僅僅是在石油裂解制烯烴生產(chǎn)所排放的廢水中，就含有烴類、有機酸、鹽類、醛類、氯化物、氨、各種聚合物和焦油等污染物。又如丙烯氨氧化制丙烯腈，排放的污染物就有丙烯腈、聚丙烯胺、丙烯醛、不飽和關(guān)及其聚合物、氯醇、乙、氫氯酸、有機酸、硝酸鹽和亞硝酸鹽等。因此，石油化工污染物的種類多，數(shù)量大，造成環(huán)境的大面積污染。

   隨著海底石油的開發(fā)和石油海運事業(yè)的發(fā)展，石油對海洋的污染也日趨嚴重。據(jù)估計，每年通過各種途徑進入海洋的石油和石油產(chǎn)品的總量約達1億噸左右，約占世界石油總產(chǎn)量的3％。煙波浩渺的海洋和人類美好的大自然環(huán)境，正在受到污染的威脅。

   根據(jù)海洋環(huán)境生態(tài)學的研究，一且海洋遭受石油的污染，污染海域里的生物就必須經(jīng)過5～7年之后才能重新繁殖。進入海洋的石油，雖然可以在海洋環(huán)境中被氧化，但是，1升石油完全被氧化，往往需要消耗掉40萬升海水中的溶解氧。海水中大量的溶解氧被消耗掉，勢必造成海水缺氧，導致海洋生物死亡。石油污染了海洋，還可能會導致世界氣候的異常。污染海洋的石油總是漂浮在海面上，形成一層閃閃發(fā)光的油膜和油斑。一噸石油在海面上形成的油可以覆蓋12平方千米的海面。油膜把海水和大氣隔開，破壞了海洋與大氣之間的各種正常交換作用。尤其是海面上的油膜和油斑能夠吸收太陽輻射能，使得海洋表層水溫升高。例如，日本的伊勢灣，受石油污染海域的水溫較之沒受污染的海域高出3℃。

   總之，石油對海洋的污染，不僅破壞了優(yōu)美的海洋環(huán)境，而且還會破壞海洋生物資源和海洋生態(tài)平衡，進而可能導致世界性的氣候異常。因此，必須保護海洋環(huán)境，使浩瀚的海洋永遠碧波蕩漾，湛藍澄清，造福人類。

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