废水、废水污染及水污染

1、基本概念

水在社会循环中，由于种种原因而丧失了使用价值而外排，这种废弃外排的水称为废水。“废水”是指废弃外排的水，强调废弃的一面。

“污水”是被污染物污染了的水，强调其脏的一面。实际上有相当数量的废水是不脏的，如冷却水。因而用“废水”一词统称所有排水比较合适。

据废水的来源:

生活废水（domestic) 工业废水 (industrial)

据污染物的化学类别:

有机废水(organic)  无机废水(inorganic）

按废水产生的工艺:

焦化废水(coking) 冶金废水(metallurgical)  制药废水(pharmaceutical)

食品废水(food)   印染废水(printing and dyeing)

废水污染是指废水对水体、大气、土壤或生物的污染，这里废水是污染的原因。水污染是指水体受到废水、废气、固体废弃物中污染物的污染，这里水体是受害者。但造成水体污染的主要原因是废水。

2、 废水中的污染物分类及危害简介

（1）、固体污染物

固体污染物是指废水中在100°C时不能蒸发的所有物质，称为总固体: 溶解性固体(dissolvedsolid，DS); 悬浮性固体(suspensionsolid，SS)

实际区分二者是用特制的微孔滤膜（孔径0.45 μm）来过滤，能透过的为溶解性固体，被膜截留的为悬浮性固体。

悬浮固体:可沉降固体（settleable)：能在2小时内靠重力沉降的固体

难沉降固体(unsettleable)两小时内不能沉降的称为难沉降固体

废水中固体污染物的多少用单位体积的水中所含质量表示，即质量浓度，单位一般为mg/L。使用中需要指明是哪一种固体。

废水中悬浮物含量的多少也可用浊度(turbidity)表示

在水质分析中规定，1 L水中含有1mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1度

悬浮物的危害主要是造成沟渠、管道和抽水设备的阻塞、淤积和磨损；造成水生生物的呼吸困难；造成给水水源浑浊；干扰废水处理设施和回收设备的工作；有些悬浮物还有一定的毒性。几乎所有的废水中都含有数量不等的悬浮物，因此除去悬浮物是废水处理的一项基本任务。

(2)、需氧污染物

需氧污染物主要是指废水中所含的能被微生物降解的有机物，有些是有毒的，但这类有机物大部分本身是无毒的。

这类污染物的特点是数量大、成分复杂，所以很难分别表示其含量。

产生污染的主要原因是在其分解过程中消耗水中的溶解氧。

需氧污染物用间接指标来衡量，常用的有BOD、COD、TOC和TOD等。

（1）、生物化学需（耗）氧量（biochemicaloxygen demand简称BOD）

表示在一定条件下（20°C），单位体积废水中所含的有机物被微生物*分解所消耗的分子氧的数量。单位为mg（氧）/L（废水）。

有BOD5和BOD20之分，BOD5常用。

特点：准确反映污染的程度，但测定所需时间长，不利于指导实际生产和自动控制。

（2）、化学耗氧量（chemical oxygendemand简称COD）

用化学氧化剂氧化分解废水中的有机物，用所消耗的氧化剂中的氧来表示有机物的多少，单位仍为mg/L。

常用的氧化剂有K2Cr2O7和KMnO4，分别用CODCr和CODMn表示。

特点：测定速度快，但与实际污染的程度有差距。

（3）、总需氧量（total oxygen demand，TOD）和总有机碳（total organic carbon ，TOC） 

在900℃下，以铂为催化剂，使水样汽化燃烧，然后测定气体载体中氧的减少量，作为有机物*氧化所需的氧量，称为总需氧量；

在同样条件下测定气体中二氧化碳的增量，从而确定出水样中碳元素的含量，称为总有机碳

特点：测定速度快，但设备复杂且与BOD、COD之间无固定关系。

BOD₅、BOD₂₀、TOD、TOC有各自的特点和用途，在实际应用中应根据各自的特点和不同的情况选用！

(4)、有毒污染物 (toxicmaterials)

废水中能对生物引起毒性反应的化学物质称为有毒污染物。

特点：

急性中毒：初期效应十分明显，严重时会导致死亡 。

慢性中毒：初期效应不明显，但长期积累可引起突变、致畸、致死，甚至引起遗传畸变，这种效应不易察觉，但后果更严重，一旦发现，很难在近期内处理，甚至不可逆转。

影响危害程度的因素：

浓度和作用时间：浓度越大，作用时间越长，后果越严重。

环境条件：如温度、pH值、溶解氧浓度等，

生物的种类及生物自身的适应能力。

分类：无机化学、有机化学和放射性毒物三类。

表示方法：质量浓度表示，单位为mg/L。

（1）、无机化学毒物(inorganictoxics)

无机化学毒物主要是指重金属离子、氰化物、氟化物和亚硝酸盐等。

化学上一般把密度大于4的金属称为重金属（heavymetals)。

水污染中所指的重金属主要是Hg、Cr、Cd、Pb、As、Ni、Ce、Cu、Zn、Ti、Mo等，主要的是前五种。  

重金属(heavymetals)污染有如下特点：

（a）、毒性以离子状态大，且不同价态的毒性不同。如Cr6+>Cr3+，但As3+>As5+；

（b）、很难被生物降解，有时还可以被生物富集或转化成毒性更大的物质。据研究，海水中的汞通过食物链可富集2万倍；

（c）、危害时间长，难消除。

（d）、有些重金属是人体必须的元素。

（2）、有机化学毒物 （organic toxics)

有机化学毒物大多是人工合成的有机物。主要有：农药（DDT、有机氯、有机磷等）酚类化合物、聚氯联苯、稠环芳烃和芳香族氨基化合物等。

特点：这类物质的种类多，性质复杂，毒性大。化学稳定性好。大多数难被生物降解且可以通过食物链富集，危害人体健康。

（3）、放射性物质(radioactivematters)

放射性物质主要是指废水中所含的能产生有害射线的物质。 

(4)、营养污染物(nutrients)

营养污染物主要是指植物和微生物生长过程中所需的营养物质，并非有毒，主要是氮和磷。这种由营养物质过多产生的污染称做富营养化污染(eutrophication)

产生污染的原因：

当大量营养物质进入水体时，会使藻类大量繁殖，水面上积聚大量的动物和植物，这种现象在海洋中出现叫赤潮(redcurrent)，在湖泊中出现叫水华（water bloom)。当水中的生物大量死亡时会使水中的BOD值猛增，导致水中的溶解氧降低，影响水体功能，影响鱼类生存。 除氮和磷外，BOD、温度、维生素类物质也能触发和促进富营养化污染。

表示水中营养物质多少的指标是单位体积水中含氮和磷的总质量，单位为mg/L。

  氮有多种表示方法：

有机氮是反映水中蛋白质、氨基酸、尿素等含氮有机物总量的一个水质指标。

NH3和NH4+称为氨态氮，

NO2─称为亚硝酸氮，

NO3─称为硝酸氮，

这几种形态的含量均可作为水质指标，分别代表有机氮转化为无机物的各个不同阶段。

总氮（TN）则是一个包括从有机氮到硝酸氮等全部含量的水质指标。

(5)、生物污染物 (biologicalpollutants)

生物污染物主要是指废水中的致病微生物(pathogens)和其他的有机体。

制革厂废水中常含有炭疽菌，

医院污水中含有病原菌和病毒等。

生活废水中含有可能引起肠道系统疾病的细菌和寄生虫卵等。  

（a）细菌总数(totalbacteria)

细菌总数是指1mL水中所含有各种细菌的总数。

（b）大肠菌数(coliforms)

大肠菌数是指1L水中所含大肠菌个数。由于大肠菌在外部环境中的生存条件与肠道传染病的细菌、寄生虫卵相似，而且大肠菌的数量多，比较容易检验，所以把大肠菌数作为生物污染指标。