3水中污染物的分布和存在形态

第三章：水环境化学——污染物存在形态一、水和水分子结构的特异性二、天然水的基本特征1、天然水的组成（离子、溶解气体、水生生物）2、天然水的化学特征3、天然水的性质4、天然水指标三、水中污染物的分布和存在形态1、20世纪60年代美国学者曾把水中污染物大体划分为八类：①耗氧污染物（一些能够较快被微生物降解成为二氧化碳和水的有机物）;②致病污染物（一些可使人类和动物患病的病原微生物与细菌）；③合成有机物；④植物营养物；⑤无机物及矿物质；⑥由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物；⑦放射性物质；⑧热污染。2、污染物毒性取决于形态•这些污染物进入水体后通常以可溶态或悬浮态存在，其在水体中的迁移转化及生物可利用性均直接与污染物存在形态相关。例如，水俣病就是食用了含有甲基汞的鱼所致。重金属对鱼类和其他水生生物的毒性，不是与溶液中重金属总浓度相关，主要取决于游离（水合）的金属离子，对镉则主要取决于游离Cd2+浓度，对铜则取决于游离CU2+及其氢氧化物。而大部分稳定配合物及其与胶体颗粒结合的形态则是低毒的，不过脂溶性金属配合物是例外，因为它们能迅速透过生物膜，并对细胞产生很大的破坏作用。•近年来的研究表明，通过各种途径进入水体中的金属，绝大部分将迅速转入沉积物或悬浮物内，因此许多研究者都把沉积物作为金属污染水体的研究对象。目前已基本明确了水体固相中金属结合形态通过吸附、沉淀、共沉淀等的化学转化过程及某些生物、物理因素的影响。由于金属污染源依然存在，水体中金属形态多变，转化过程及其生态效应复杂，因此金属形态及其转化过程的生物可利用性研究仍是环境化学的一个研究热点。3、难降解有机物和金属污染物环境中有机污染物的种类繁多，其环境化学行为至今还知之甚少。一些全球性污染物如多环芳烃、有机氯等，一直受到各国学者的高度重视。特别是一些有毒、难降解的有机物，通过迁移、转化、富集或食物链循环，危及水生生物及人体健康。这些有机物往往含量低，毒性大，异构体多，毒性大小差别悬殊。下面简要叙述难降解有机物和金属污染物在水环境中的分布和存在形态。•有机污染物（摘要介绍）（1）农药：水中常见的农药主要为有机氯和有机磷I农药，此外还有氨基甲酸酯类I农药。它们通过喷施农药、地表径流及农药工厂的废水排入水体中。＞有机氯农药难以被化学降解和生物降解，在环境中滞留时间很长，又由于具有较低的水溶性和高的辛醇一水分配系数，很大一部分被分配到沉积物有机质和生物脂肪中。在世界各地区土壤、沉积物和水生生物中都已发现这类污染物，并有相当高的浓度。与沉积物和生物体中的浓度相比，水中农药的浓度是很低的。目前，有机氯农药如DDT由于它的持久性和通过食物链的累积性，已被许多国家禁用。例美国密执安湖中DDT富集过程的含量变化环境介质DDT浓度（mg/L）浓缩倍数湖水0.000002 底泥0.0147000虾0.04120500鱼类3-61500000-3000000海鸥9949500000＞有机磷农药和氨基甲酸酯农药与有机氯农药相比，较易被生物降解，在环境中滞留时间较短，在土壤和地表水中降解速率较快，杀虫力较高，常用来消灭那些不能被有机氯杀虫剂有效控制的害虫。对于大多数氨基甲酸酯类和有机磷杀虫剂来说，由于它们的溶解度较大，其沉积物吸附和生物累积过程是次要的，然而在水中浓度较高时，有机质含量高的沉积物和脂类含量高的水生生物也会吸收相当量的该类污染物。目前在地表水中能检出的不多，污染范围较小。除草剂可用来杀死杂草和水生植物。具有较高的水溶解度和低的蒸汽压，通常不易发生生物富集、沉积物吸附和从溶液中挥发等反应。这类化合物的残留物通常存在于地表水体中，除草剂及其中间产物是污染土壤、地下水以及周围环境的主要污染物。(2)多氯联苯(PCBs)：多氯联苯是联苯氯化而成。氯原子在联苯的不同位置取代1—10个氢原子，可以合成210种化合物，通常获得的为混合物。化学稳定性和热稳定性较好，被广泛用于作为变压器和电容器的冷却剂、绝缘材料、耐腐蚀的涂料等。极难溶于水，不易分解，但易溶于有机溶剂和脂肪，具有高的辛醇一水分配系数，能强烈一的分配到沉积物有机质和生物脂耐，因此，即使它在水中浓度很低时，在水生生物体内和沉积物中的浓度仍然可以很高。由于PCBs在环境中的持久性及对人体健康的危害，1973年以后，各国陆续开始减少或停止生产。(3)卤代脂肪烃：大多数卤代脂肪烃可挥发至大气，并进行光解。在地表水中能进行生物或化学降解，但与挥发速率相比，其降解速率是很慢的。卤代脂肪烃类化合物在水中的溶解度高，因而其辛醇—水分配系数低，在沉积物有机质或生物脂肪层中的分配的趋势较弱，大多通过测定其在水中的含量来确定分配系数。此外，六氯环戊二烯和六氯丁二烯，在底泥中是长效剂，能被生物积累，而二氯溴甲烷、氯二溴甲烷和三溴甲烷等化合物在水环境中的最终归宿，目前还不清楚。(4)单环芳香族化合物：多数单环芳香族化合物与卤代脂肪烃一样，在地表水中主要是挥发，然后是光解。它们在沉积物有机质或生物脂肪层中的分配趋势较弱。在优先污染物中已发现六种化合物，即氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4—二氯苯、1,2,4一三氯苯和六氯苯，可被生物积累。总的来说，单环芳香族化合物在地表水中不是持久性污染物，其生物降解和化学降解速率均比挥发速率低|(个别除外)，因此，对这类化合物吸附和生物富集均不是重要的迁移转化过程。(5)苯酚类：具有高的水溶性、低辛醇一水分配系数等性质，大多数酚主要残留在水中。然而，苯酚分子氯代程度增高时，则其化合物溶解度下冏辛醇一水分配系数增加，例如五氯苯酚等就易被生物累积。酚类化合物的主要迁移、转化过程是生物降解和光解，在质沉积物中的吸附及生物富集作用通常很小(高氯代酚除外)。(6)多环芳烃类俨皿0：在水中溶解度很小，辛醇一水分配系数高，是地表水中滞|留性污染物，主要累积在沉积物、生物体内和溶解的有机质中|。已有证据表明多环芳烃化合物可以发生光解反应，其最终归趋可能是吸附到沉积物中，然后进行缓慢的生物降解。多环芳烃的挥发过程与水解过程均不是重要的迁移转化过程，显然，沉积物是多环芳烃的蓄积库，在地表水体中其浓度通常较低。金属污染物(1)镉：工业含镉废水的排放，大气镉尘的沉降和雨水对地面的冲刷，都可使镉进入水体。镉是水迁移性元素，除了硫化镉外，其他镉的化合物均能溶于水I。水体中镉主要以Cd2+状态存在。进入水体的镉还可与无机和有机配位体生成多种可溶性配合物如CdOH+、Cd(OH)、HCdO-、CdO2-、CdCl+、CdCl、CdCl-、CdCl2-、Cd(NH)2+、Cd(NH)2+、2 2 2 2 3 4 33 34Cd(NH3)52+、Cd(HCO3)2、CdHCO3+、CdCO3、CdHS04+、CdS04等。实际上天然水体中镉的溶解度受碳酸根或羟基浓度所制约。水体中悬浮物和沉积物对镉有较强的吸附能力。已有研究表明，悬浮物和沉积物中隔的含量占水体总镉量的90%以上。水生生物对镉有很强的富集能力。据D.W.Fassett报道，对32种淡水植物的测定表明，所含镉的平均浓度可高出邻接水相1000多倍。水生生物吸附、富集是水体中重金属迁移转化的一种形式，通过食物链的作用可对人类造成严重威胁。众所周知，日本的痛痛病就是由于长期食用含镉量高的稻米所引起的中毒。(2)汞：天然水体中汞一般不超过1.0ug/L。污染主要来自生产汞的厂矿、有色金属冶炼以及使用汞的生产部门排出的工业废水。水体中汞以Hg2+、Hg(OH)2、CH3Hg+、CH3Hg(OH)、CH3HgCl、C6H}g+为主要形态。在悬浮物和沉积物中主要以Hg2+、HgO、HgS、CH3Hg(SR)、(CH3Hg)2S为主要形态。在生物相中，汞以Hg2+、CHHg+、CHHgCH为主要形态。。汞与其他元素等形成配合物是汞能随水流333迁移的主要因素之一。当天然水体中含氧量减少时，水体氧化一还原电位可能降至50—200mV，从而使Hg2+易被水中有机质、微生物或其他还原剂还原为Hg，即形成气态汞，并由水体逸散到大气中。水中悬浮物能大量摄取溶解性汞，使其最终沉降到沉积物中。水体中汞的生物迁移在数量上是有限的，但由于微生物的作用，沉积物中的无机汞能转变成剧毒的甲基汞而不断释放至水体中，甲基汞有很强的亲脂性，极易被水生生物吸收，通过食物链逐级富集最终对人类造成严重威胁，它与无机汞的迁移不同，是一种危害人体健康与威胁人类安全的生物地球化学迁移。日本著名的水俣病就是食用含有甲基汞的鱼造成的。(3)铅：目前几乎在地球上每个角落都能检测出铅。矿山开采、金属冶炼、汽车废气、燃煤、油漆、涂料等都是环境中铅的主要来源。岩石风化及人类的生产活动，使铅不断由岩石向大气、水、土壤、生物转移，从而对人体的健康构成潜在威胁。淡水中铅的含量为0.06—120ug/L,中值为3ug/L。天然水中铅主要以Pb2+状态存在，其含量和形态明显地受CO32-、SO42-、OH-和Cl-等含量的影响，铅可以PbOH+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、PbCl+、PbCl2等多种形态存在。在中性和弱碱性的水中，铅的浓度受氢氧化铅所限制。水中铅含量取决于Pb(OH)2的溶度积。在偏酸性天然水中，水中Pb2+浓度被硫化铅所限制。水体中悬浮颗粒物和沉积物对铅有强烈的吸附作用，因此铅化合物的溶解度和水中固体物质对铅的吸附作用是导致天然水中铅含量低、迁移能力小的重要因素。(4)砷：岩石风化、土壤侵蚀、火山作用以及人类活动都能使砷进入天然水中。淡水中砷含量为0.2—230ug/L,平均为1.0ug/L。天然水中砷可以H3AsO3>H2AsO3-、H3AsO4>H2AsO4-、HasO42-、AsOj等形态存在，在适中的Eh值和pH呈中性的水中，砷主要以H3AsO3为主。但在中性或弱酸性富氧水体环境中则以H2AsO4-、HasO42-为主。砷可被颗粒物吸附、共沉淀而沉积到底部沉积物中。水生生物能很好富集水体中无机和有机砷化合物。水体无机砷化合物还可被环境中厌氧细菌还原而产生甲基化，形成有机砷化合物。但一般认为甲基砷及二甲基砷的毒性仅为砷酸钠的1/200，砷的生物有机化过程，亦可认为是自然界的解毒过程。但是三甲基砷缺是有剧毒，并且容易挥发进入空气。举例：我国民间传说，砷是一种兴奋剂和强壮剂，饮用微量砷能够强筋健骨(五氧化二砷，砒霜)，使妇女皮肤光洁白嫩，目前市场上就有利用含砷量很高的淤泥进行敷面美容的做法，一些生发剂中含有砷，是否由依据，目前没有充分的科学证据。但是来自科学的证据：砷是一种非金属元素，有毒，经常把As、Hg、Cr、Cd、Pb并称为“五大毒素”，长期接触，会患病，甚至死亡。拿破仑之死，人们曾怀疑是砷造成的。1821年5月，拿破仑在圣赫勒拿岛上死去，侍从们将其头发剪下交与其家人，化验发现含有很多砷，于是关于拿破仑被毒死的说法传播开来。20世纪80年代，有研究者证明拿破仑头发中的砷来自糊墙纸，囚禁拿破仑的小屋墙纸，使用了含有砷的原料，干燥的环境中，这种颜料不产生毒性，但是墙纸长期受潮发霉，毒菌就会使稳定的砷的无机化合物变成三甲基砷，这种三甲基砷有剧毒，即使拿破仑未接触多墙纸，毒物也会由空气进入人体，并逐渐累积，造成中毒。(5)铬：广泛存在于环境中。冶炼、电镀、制革、印染等工业将含铬废水排入水体，均会使水体受到污染。天然水中铬的含量在1—40ug/L之间。主要以Cr3+、CrO2-、CrO：-、Cr2O72-四种离子形态存在，因此水体中铬主要以三价和六价铬的化合物为主。铬存在形态决定着其在水体的迁移能力，三价铬大多数被底泥吸附转入固相，少量溶于水，迁移能力弱。六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在，迁移能力强。因此，水体中若三价铬占优势，可在中性或弱碱性水体中水解，生成不溶的氢氧化铬和水解产物或被悬浮颗粒物强烈吸附，主要存在于沉积物中。若六价铬占优势则多溶于水中。六价铬毒性比三价铬大。它可被还原为三价铬，还原作用的强弱主要取决于DO、BOD_、COD值。DO值越小，BOD_值和COD值越高，则还原作用越强。因此，水中六价铬，5 5可先被有机物还原成三价铬，然后被悬浮物强烈吸附而沉降至底部颗粒物中，这也是水体中六价铬的主要净化机制之一。由于三价铬和六价铬之间能相互转化，所以近年来又倾向考虑以总铬量作为水质标准。(6)铜：冶炼、金属加工、机器制造、有机合成及其他工业排放含铜废水是造成水体铜污染的重要原因。水生生物对铜特别敏感，故渔业用水铜的容许浓度为0.01mg/L,是饮用水容许浓度的百分之一。淡水中铜的含量平均为3ug/L,其水体中铜的含量与形态都明显地与OH-、CO32-和CI-等浓度有关，同时受pH的影响。如pH为5-7时，以碱式碳酸铜Cu2(OH)2cO3溶解度最大，二价铜离子存在较多；pH>7时，CuO溶解度最大，以Cu2+、CuOH+形态为主；当pH>8以上时，则Cu(OH)2、Cu(OH)3-、CuCOj及Cu(CO3)22-等铜形态逐渐增多。水体中大量无机和有机颗粒物，能强烈的吸附或螯合铜离子，使铜最终进入底部沉积物中，因此，河流对铜有明显的自净能力。(7)锌：天然水中锌含量为2—330ug/L,但不同地区和不同水源的水体，锌含量有很大差异。各种工业废水的排放是引起水体锌污染的主要原因。天然水中锌以二价离子状态存在，但在天然水的pH范围内，锌都能水解生成多核羟基配合物Zn(OH)(n-2),还可与水中的C1_、有机酸和氨基酸等形成可溶性配合物。锌可被水体中悬浮颗粒物吸附，或生成化学沉积物向底部沉积物迁移，沉积物中锌含量为水中的1万倍。水生生物对锌有很强的吸收能力，因而可使锌向生物体内迁移，富集倍数达103—105倍。4、水中主要化学污染物的污染特征序号污染类型污染物污染特征废水来源1酸碱污染无机酸碱或有机酸碱PH异常矿山、石油、化工、化肥、造纸、电镀、酸洗、酸雨2重金属污染Hg、Cr、Cd、Pb、Zn毒性矿山、冶金、电镀、仪表、颜料3非金属污染As、CN、F、S、Se毒性化工、火电站、农药、化肥等工业4需氧有机物污染糖类、蛋白类、油脂、木质素耗氧、缺氧食品、纺织、造纸、制革、化工、生活污水、农田排水5农药污染有机氯农药、PCBs、有机磷农药严重时生物灭绝农药、化工、炼油、农田排水6易分解有机物污染酚类、苯、醛类耗氧、异味、毒性制革、炼油、化工、煤矿、化肥、生活污水、地面径流7油类污染石油及其制品飘浮、乳化、颜色石油开采、炼油、油轮四、典型水污染的特征美国国家环保局将水中污染物分为8类。不管怎样进行分类，比较典型的是有机物的污染特征是耗氧，有毒物的污染特征是生物毒性。本讲将水中的污染物分为以下几种类型。1、病原微生物污染・病原微生物污染主要指的是含有各种细菌、病毒等各类病原菌的工业废水和生活污水所造成的污染，如生物制品、洗毛、制革、屠宰等工厂和医院排出的工业废水和粪便污水。・传染病病原体在水中存活的时间，一般可以由1天至200多天，少数病原体甚至在水中可以存活几十年。・病原微生物污染特点是，数量大，分布广，存活时间长，繁殖速度快，易产生抗药性而很难灭绝。即使经二级生化污水处理及加氯消毒，某些病原微生物及病毒仍能存活。传统的给水处理能去除99％以上，但如果水的浑浊度比较大，水中悬浮物可以包藏细菌及病毒，使其不易被杀灭。・病原微生物的主要危害是致病，而且易暴发性地流行。患者多为饮用同一水源的人，例如1955年印度新德里自来水厂的水源被肝炎病毒污染，三个月内共发病2万9千多人。19世纪中叶，英国伦敦先后两次霍乱大流行，死亡共2万多人。1988年在我国上海市流行的甲肝，就是人们大量食用被病原微生物污染的毛蚶后引发的。举例：古罗马瘟疫为何如此猖獗：古罗马曾经流行过几次瘟疫。公元前33年、公元65年、公元79年和公元162年瘟疫曾多次光顾罗马，使鼎盛时期有100万人口的城市经常变得萧条冷落。当时罗马远郊的几个大坑是专门埋葬死于瘟疫的人。原来，当时整个罗马城没有完善的排水设施，只有一条大排水沟接纳城市所有的生活污水，并且经常担当着垃圾箱的角色。人们不仅往沟里倒污水，还把垃圾和粪便一并倒在里面，使这条流动的大壕沟成了各种病原体的携带者。它流到哪里，就把疾病带到哪里。于是，罗马就成了瘟疫等流行病的多发区。2、需氧有机物污染•某些工业废水和生活污水中往往含有大量的有机物质，如蛋白质、脂肪、糖、木质素等，它们在排入水体后，在有溶解氧的情况下，经水中需氧微生物的生化氧化最后分解成C02和硝酸盐等，或者是有些还原性的无机化合物如亚硫酸盐、硫化物、亚铁盐和氨等，在水中经化学氧化变成高价离子存在。在上述这些过程中，均会大量消耗水中的溶解氧，给鱼类等水生生物带来危害，并可使水发生恶臭现象。因此，这些有机物和无机物统称为需氧污染物。在20℃，101kPa的气压时，水中的溶解氧仅为8.32mg/L。由于有机污染物过多，必然使溶解氧耗尽，使水中生物缺氧而死亡。因此需氧有机污染物是水体中存在最多最复杂的污染物的集合体。由于水中需氧污染物组成复杂，且难以准确的分别测定出其组成和含量。加之其主要污染特征就是耗氧。因此采用如下一些需氧指标来表示水中需氧污染物的含量。(1)溶解氧(简称DO)溶解于水中的氧气称为“溶解氧”。(2)生化需氧量(BOD)水中微生物摄取有机物使之氧化分解时所消耗的氧量。(3)化学需氧量(COD)用化学氧化剂(如重铬酸钾或高锰酸钾)氧化水中有机物(芳香族化合物在反应中不能被完全氧化应除去)及某些还原性离子所消耗的氧化剂的氧量，用CODMn(称为化学需氧量COD)或CODM。(称为高锰酸盐指数)表示。化学需氧量愈高，说明水中耗氧物质含量愈高。如果废水中有机质的组成相对稳定，那么化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系。(4)总有机碳(TOC)和总需氧量(TOD)由于采用BOD5测试方法不能准确反映水体被需氧有机质污染的程度，而用总有机碳和总需氧量测定方法比较准确快速。(5)理论需氧量(ThOD)根据化学方程式计算的有机物完全氧化时所需要氧的量。这是一个对废水作全化学分析以后的理论计算值。废水中氧参数间关系：ThOD=100%,TOD=92%,CODcr=83%,BOD20=65%，BOD5=58%3、富营养化污染天然水中过量的植物营养物主要来自于农田施肥、农业废弃物、城市生活污水、雨雪对大气的淋洗和径流对地表物质的淋溶与冲刷。目前，我国禽畜养殖业所排废水的COD已经接近全国工业废水COD排放总量。养殖业已经成为我国新的污染大户。据估计，一头猪每天排放的废水量相当于7人生活产生的废水，一头牛每天排放的废水量更超过22人生活产生的废水。富营养化是指水流缓慢和更新期长的地表水中，由于接纳大量的生物所需要的氮磷等营养物引起藻类等浮游生物迅速繁殖，最终可能导致鱼类和其他生物大量死亡的水体污染现象。例如天然湖泊+由于雨雪对大气的淋洗和径流对地表物质的溶淋和冲刷，总有一定量的营养物质被汇人地表水中。因此，天然湖泊也可以实现由贫营养湖向富营养湖的转化，但是，天然存在的富营养化是经过数千年乃至数百万年的地质年代而发生的现象，其速度十分缓慢。所以，一般的富营养化现象，不是指天然存在的富营养化过程，而是由于人类活动引起的。对湖泊、水库、内海、河口等地区的水体，水流缓慢，停留时间长，既适于植物营养元素的增加，又适于水生植物的繁殖，在有机物质分解过程中大量消耗水中的溶解氧，水的透明度降低，促使某些藻类大量繁殖，甚至覆盖整个水面，可使水体缺氧，以致使大多数水生动、植物不能生存而死亡。这种由有机物质的分解释放出养分而使藻类及浮游植物大量生长的现象，就是水体的“富营养化”。一般地说，总磷和无机氮分别超过20mg/m3和300mg/m3就认为水体处于富营养化状态。水体的富营养化可使致死的动植物遗骸在水底腐烂沉积，同时在还原的条件下，厌气菌作用产生HS等难闻的臭毒气，使水质不断恶化，最后可能会使某些湖泊衰老2死亡，变成沼泽，甚至干枯成早地。另外，由于大量的动植物有机体的产生和它们自身的遗体被分解，要消耗水中的溶解氧，以致于使水体达到完全缺氧状态。分布于水体表层及上层的藻类浮游植物种类逐渐减少，而数量却急剧增加，由以硅藻和绿藻为主转变为以蓝藻为主(蓝藻不是鱼类的好饵料)，水体底层由于缺氧进行厌氧分解，产生各种有毒的、恶臭的代谢产物，这种因藻类繁殖引起水色改变就是所谓藻华(水华)现象或称赤潮现象。•举例：触目惊心的赤潮中毒事件1971年春夏季节，在美国佛罗里达州中西部沿岸水域发生过一次短裸甲藻赤潮，使1500km2海域内的生物几乎全部灭绝。这种短裸甲藻含有神经性贝毒，人们若食用含有这种毒素的软体动物，可在3h内出现中毒症状。在有毒赤潮细胞中，有一种西加鱼毒。目前，全球因误食西加鱼毒而中毒的患者每年达万人。此类病情一般在食用有毒鱼类后1—6h内发作，也有些人因呼吸衰竭或血液循环破坏而急性死亡。4、感官性污染物（含恶臭污染）感官性污染物主要指感官反应，例如水的颜色、臭味（含恶臭）、透明度、异味等。人们饮用水中如果含有酚类，则可以与水中的消毒剂氯气反应生成氯酚，它具有一种令人难以忍受的气味，在GB5749—85《生活饮用水卫生标准》中，对于剧毒物CN一标准为小于0.05mg/L,而对于挥发酚类的要求则是小于0.002mg/L,就是考虑到感官感觉的因素。恶臭是一种普遍的污染危害，恶臭是指引起多数人不愉快感觉的气味，它是典型的公害之一。人能嗅到的恶臭物多达4000多种，危害大的有几十种。恶臭产生的原因是由于发臭物质都具有“发臭团”的分子结构，例如硫代（=S）、巯基（一SH）、硫氰基（一SCN）等等。因发臭团的不同，臭气也各有不同：腐败的鱼臭（胺类）、臭腐类（硫化氢）、刺激臭（氨、醛类）等。5、酸、碱、盐污染污染水体的酸主要来自于矿山排水及人造纤维、酸法造纸、酸洗废液等工业废水，雨水淋洗含酸性氧化物的空气后，汇入地表水体也能造成酸污染。矿石排水中酸由硫化矿物的氧化作用而产生，无论是在地下或露天开采中，酸形成的机制是相同的。矿区排水更准确地说是一种混合盐类（主要是硫酸盐的混合物）的溶液，所以矿区排水携至河流中的酸实质上是强酸弱碱盐类的水解产物。污染水体中碱的主要来源是碱法造纸、化学纤维、制碱、制革、炼油等工业废水。酸性废水与碱性废水中和可产生各种一般盐类，酸、碱性废水与地表物质相互反应也可生成一般无机盐类，因此酸、碱的污染必然伴随着无机盐类的污染。但与此同时，天然水体中的一些固相矿物能与酸、碱废水进行复分解反应，减弱酸、碱的腐蚀作用，对于保护天然水体和缓冲天然水pH变化范围起到主要的作用。水体遭到酸、碱污染后，会使水中酸碱度发生变化，即pH发生变化。当pH<6.5及pH>8.5时，水的自然缓冲作用遭到破坏，使水体的自净能力受到阻碍，消灭和抑制细菌及微生物的生长，对水中生态系统产生不良影响，使水生生物的种群发生变化，鱼类减产，甚至绝迹。酸、碱性水质还可以腐蚀水中各种设备及船舶。•酸碱污染物不仅能改变水体的pH，而且大大增加了氯化物和其他各种无机盐类在水中的溶解度，从而造成水体含盐量增高，硬度变大，水的渗透压增大。采用这种水灌溉时，会使农田盐渍化，对淡水生物和植物生长有不良影响。化学工业地区硬度逐年增高，农作物逐年减产，即与大量无机盐的流失有关。再加上排人水体中的酸和碱发生中和反应，提高了水中的含盐量，使水处理费用提高，降低水的使用价值。6、毒污染毒污染是水污染中特别重要的一大类，种类繁多。但其共同特点是对生物有机体的毒性危害。造成水体毒污染的污染物可以分为四个类型。（1）非金属无机毒物CN-、F-等是非金属无机毒物类的代表。>氰化物在工业上用途广泛，如可用于电镀、矿石浮选等，同时，也是多种化工产品的原料，因而很容易对水体造成污染。氰化物是剧毒物质，大多数氰的衍生物毒性更强，人一次口服0.里左右（敏感伪人只需0.06g）的氰化钠（钾）就会致死。氰化物对人和动物的急性中毒主要是通过消化道吸人后，分解成氰化氢，迅速进入血液，立即与红细胞中细胞色素氧化酶结合，造成细胞缺氧。中枢神经系统对缺氧特别敏感，故由呼吸中枢的缺氧引起的呼吸衰竭乃是氰化物急性中毒致死的主要原因。水中氰化物对鱼类有很大毒性，常常在很低的浓度，便可引起鱼的死亡。>氟是地壳中分布较广的一种元素，天然水中含氟为0.4〜0.95mg/L。少量氟对人体是有益的，一般如果水中含氟量大于1.5mg/L,就会造成毒污染。如果人体每日摄人量超过4mg,即可在体内蓄积而导致慢性中毒。氟有以下几方面的毒作用：①破坏钙、磷代谢；②斑釉齿；③抑制酶的活性。⑵重金属与类金属无机毒物主要有Hg、Cd、Pb、Cr、As等。一般常把密度大于5g/cm3,在周期表中原子序数大于20的金属元素，称为重金屑。目前最引起人们注意的是HB、Cd、Pb、Cr、As五大毒物的污染。重金属进入水体后，只会发生价态和存在形式的变化，而不会被微生物降解而生成其他的新物质。它通过食物链可以在生物体内逐步富集，或被水中悬浮物吸附后沉入水底，积存在底泥中，所以水体底泥中含有重金属量会高于上面的水层。此外，有些重金屑如无机汞还能通过微生物作用转化为毒性更大的有机汞（甲基汞）。HgfCHjHg+fCHjHg-CHj一甲基汞和二甲基汞）举例：关于镉的污染问题：镉是一种银白色，有光泽的金属，具有质软、耐磨、耐腐蚀的特性。在自然界中存在含镉的矿石，因此，环境中存在镉的自然污染源。镉不但可以通过水污染使人中毒，而且可以通过含镉的烟尘向外扩散，如含镉的烟尘降落到牧场上，会让牛羊中毒，人再通过饮用中毒的牛奶或食用中毒的牛羊肉而传染上“镉”病。打个喷嚏都会骨折的镉病：镉对人体的危害是潜在的，它不容易被人们发现。当人们食用了被镉污染的食物或水后，镉便会潜入人体，并在肝脏、肾脏和骨骼中一点点沉淀下来，当人体中镉的含量达到一定程度时，就会导致骨痛病。骨痛病发作时，哪怕是一点儿轻微的动作，如咳嗽或打喷嚏，都会使病人的骨骼折断甚至弯曲变形，就连一呼一吸，也会使病人痛苦不堪，有些人就是因为无法忍受病痛折磨而自杀身亡的。（3）易分解有机毒物：水中易分解有机毒物主要有挥发性酚、醛、苯等。酚及其化合物属于一种原生质毒物，在体内与细胞原浆中的蛋白质发生化学反应，形成变性蛋白质，使细胞失去活性。低浓度时能使细胞变性，并可深入内部组织，侵犯神经中枢，刺激骨髓，最终导致全身中毒；高浓度时能使蛋白质疑固，引起急性中毒，甚至造成昏迷和死亡。对含酚饮水进行氯化消毒时可形成氯酚，它有特异的臭味而使人拒饮。氯酚的嗅觉