第五章 水污染生态学

第五章水污染生态学第1页，共28页，2023年，2月20日，星期三水污染的指标悬浮物：污水中呈固体状的不溶物质。有机污染物浓度：生物化学需氧量（BOD）：有机污染物经微生物分解所需的氧量。化学需氧量（COD）：用化学氧化剂（如高锰酸钾或重铬酸钾）氧化水有机物所需的氧量。pH值：生活污水的pH值为7.2-7.6。细菌指标：一般用一毫升水中细菌总数和大肠杆菌数表示。有毒物质指标：重金属、有毒有机物、部分营养盐类。此外，还有温度、颜色、放射性物质浓度渡等也是反映水体污染情况的指标。第2页，共28页，2023年，2月20日，星期三主要污染来源

内源：系统内部产生或储存的有害物质。

外源：是主要的污染源。包括：

点源：工业和生活污染源。工业废水成分复杂，有毒有机物含量高，含有多种重金属，pH值低。生活污水含氮磷硫较高，有机物主要为纤维素、淀粉、脂肪、蛋白质、尿素等，厌氧条件下易产生恶臭物质如硫化氢、硫醇等。

面源：农村污水和灌溉水是主要的面源。第3页，共28页，2023年，2月20日，星期三大量生活垃圾排入淮河第4页，共28页，2023年，2月20日，星期三嘉陵江再遭严重油污染，近10公里长的半条江面被染成蓝黑色第5页，共28页，2023年，2月20日，星期三流域污染时间主要污染物危害太湖2007.5蓝藻自07年5月29日起，太湖蓝藻集中暴发而导致无锡部分地区自来水发臭，无法饮用广东北江2005.12镉导致北江发生严重镉污染事件的韶关冶炼厂，曾被评为"全国治理污染先进单位"松花江2005.11苯类

11月13日吉林石化双苯厂发生爆炸，污水主要通过吉化公司东10号线进入松花江沱江2004.5高浓度氨氮废水四川化工股份有限公司第二化肥厂将大量高浓度氨氮废水排入沱江支流毗河，导致沱江严重污染巢湖1998年开始综合污染巢湖市从1998年开始利用国务院关于“三河、三湖”水污染治理重点国债项目资金淮河1994年前后有机污染物、重金属

1994年前后，几次突发的污染事故，引起国家重视，拉开了淮河流域治理污染序幕辽河1993年起有机污染物从1993年起，辽宁省就开始实施了大规模的以防治水污染为中心的“碧水工程”滇池1988年起综合污染

1988-2000年污染物产生量总体呈迅速递增趋势，00-05年污染物递增趋势减缓。长江1950s综合污染近50年来，长江干流的污染物增加了70％以上第6页，共28页，2023年，2月20日，星期三剧毒物污染莱茵河事件1986

11月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内，60多万条鱼被毒死，500公里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠近河边的自来水厂关闭，啤酒厂停产。有毒物沉积在河底，将使莱茵河因此而“死亡”20年。第7页，共28页，2023年，2月20日，星期三水体中主要污染物

需氧污染物：碳水化合物、淀粉、脂肪、蛋白质、木质素

营养物质：氮、磷、钾、硫等可导致水体富营养化。他们主要来自化肥施用、生活污水以及降雨和一些矿物的溶解。

重金属：主要来自采矿和冶炼等个工业部门。重金属不能被降解。农药：农业生产多采用高度高残留农药以获得好的产量。

酚类化合物和氰化物：冶金、石油化工、电镀、炼焦等行业排放的废水。石油：主要是开采、运输、发动机等方面的油泄漏。第8页，共28页，2023年，2月20日，星期三水体中主要污染物

酸碱及一般无机盐类：矿山、冶金、酸雨、制碱、造纸、制革等来源。

放射性物质：主要来自核电厂、核武器试验、医学、农业、冶金及化学方面的研究。

病原菌：主要是来自生活污水、医院废水、制革、屠宰、洗毛等方面。第9页，共28页，2023年，2月20日，星期三淮河重要支流的奎河受到严重污染,由于灌溉的是奎河的污水，质量差，有怪味，因此杨庄乡的水稻已基本上无人收购，当地农民只好改种小麦。奎河中铅锌汞等有害物质都有检出，这些物质短期可以造成肝病，长期可以致人癌症。是导致杨庄乡村民癌症发病率高的直接因素。上游徐州来的污水使杨庄乡5万5千亩粮田被毁，经济损失上亿元。第10页，共28页，2023年，2月20日，星期三污染物在水生生态系统中的迁移和积累水生生物对污染物的吸收

水生植物和微生物：水中微生物、浮游植物（藻类）、漂浮植物、沉水植物、挺叶植物、浮叶植物均可被动或主动吸收污染物。

水生动物对污染物的吸收：主要通过体表、鳃和肠道吸收。第11页，共28页，2023年，2月20日，星期三污染物的迁移和积累

生物富集：生物从环境中吸收有毒物质并将其储存在体内，并且随着时间的推移积累量不断增加。通常随着食物连的延伸而急剧增大。生物富集常用富集系数来表示：污染物在体内的浓度与环境中的浓度比值。该数值越大表示富集能力越强。

生物富集机制：主要由生物特性和污染物特性决定。生物体内存在着和有毒物质相结合的活性物质。第12页，共28页，2023年，2月20日，星期三污染物的迁移和积累影响生物富集的因素：

污染物浓度和性质：浓度越高生物体对污染物的富集就越多。污染物性质如水溶性和存在形态等均能影响生物对其富集。不同器官：如鱼的鳃和内脏富集污染物比其它部位的多。污染物在植物体内主要分布在根部；但沉水植物各器官之间差异不明显。

食物连：有些污染物能沿着食物连富集。

环境因素：温度、盐度、光照等。如温度升高能提高一些藻对Cd吸收。

生物因素：如年龄、体重、发育阶段、性别等。第13页，共28页，2023年，2月20日，星期三污染物在水生生态系统中的转化和降解微生物的降解作用

生物降解：生物将天然的和合成的有机物质破坏和矿化过程。水中污染物的降解主要是微生物降解。微生物能通过矿化作用和转化作用将天然的和人工合成的有机物变为无机物。自然界中的有机物可以被微生物降解，但人工合成的则难以被生物降解。目前发现，多种微生物联合作用可以将一些难降解的污染物分解。第14页，共28页，2023年，2月20日，星期三水生生物的降解作用主要是水生动物和高等植物，与微生物相比，这些水生生物对污染物的降解作用能力很有限。第15页，共28页，2023年，2月20日，星期三污染物对水生生态系统的影响对水生植物的影响

对生长发育的影响：植物表现为根生长受到影响，根尖细胞分裂受到抑制。最终表现为生物量降低。

主要影响植物的生理生化过程：影响膜透性、光和作用和呼吸作用。此外，污染物还能使植物体内的组成成分发生变化。第16页，共28页，2023年，2月20日，星期三

黄河上游地区，水草疯长的南川河道第17页，共28页，2023年，2月20日，星期三对水生动物的影响

影响呼吸：重金属使鱼鳃上皮和黏液细胞贫血和营养失调，从而影响对氧气的吸收。

诱发癌变：如二甲亚硝胺，As等。影响繁殖：降低生殖细胞的活性，毒害胚胎，第18页，共28页，2023年，2月20日，星期三淮河污染

第19页，共28页，2023年，2月20日，星期三武汉龙阳湖污染第20页，共28页，2023年，2月20日，星期三

黄河遭严重污染第21页，共28页，2023年，2月20日，星期三水体富营养化

水体富营养化：水体接纳过量的氮、磷等营养物质，使藻类以及其它水生生物异常繁殖，导致水体透明度和溶氧发生变化，水质恶化，系统功能受到破坏。主要发生在湖泊、池塘、水库、海湾等相对静止的水域。

富营养化的危害：水质恶化，影响饮用水源，影响水产养殖，影响旅游业。我国巢湖、滇池、太湖、东湖、洞庭湖等都已经富营养化，有的经常发生以微囊藻为主的水华。海湾发生富营养化表现微赤潮。第22页，共28页，2023年，2月20日，星期三

水体富营养化

富营养化的控制因子：

限制性营养物质：富营养化主要是藻类的大量繁殖，而限制藻类生长的主要物质是磷、氮、碳等。大多数湖泊是磷限制性的，也有少量是氮限制性的。

温度和光照：藻类喜温，需要光照进行光合作用。

溶氧和pH值：蓝藻类耐低氧，是厌氧性富营养化湖泊在夏季容易发生水华的原因。高pH值适宜蓝藻生长。第23页，共28页，2023年，2月20日，星期三过去山清水绿的无锡太湖第24页，共28页，2023年，2月20日，星期三无锡太湖水面出现大面积蓝藻第25页，共28页，2023年，2月20日，星期三第26页，共28页，2023年，2月20日，星期三一些营养丰富的水体中，有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为“水华”，甚至有些种类还会产生一些毒素，加剧了水质恶化，对鱼类等水生动物，以及人、畜均有很大危害，严重时会造成鱼类的死亡。研究结果显示，蓝藻中的毒素对人体危害极大，太湖流域肿瘤发病率在全国遥遥领先，太湖水污染已对群众的健康构成严重威胁。苏锡常都市圈已成为严重的水质型缺水城市，这将对社会经济可持续发展带来严重后果。第27页，共28页，2023年，2月20日，星期三目前太湖水污染治理面临三大难