普通水文学

水质污染是指进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力，使水质变坏、影响水的用途。全世界目前每年约有 4200 亿吨污水排入自然界，污染水体 5500 立方公里，约占全球径流总量的 1/7 左右。水质污染形成的原因有两类：由自然地理因素造成的称为自然污染，由人为因素造成的称为人为污染。

自然污染是自然界的习见现象，在现代工业出现之前是水质污染的主要原因：特殊的地质条件使某些地区某种化学元素大量富集而污染水体（如某些地区地下水与泉水中氟含量过高导致居民患斑釉症）；火山喷发可使局部环境汞含量大大增加；干旱地区的风蚀作用产生灰尘转入水体造成污染；河口地区海水对淡水的侵入也属于自然污染。

目前水质污染的主要原因在于人类活动造成的人为污染，按污染源可分为工业废水污染、生活污水污染、农业回流水污染、废气和固体废物污染等。工业废水中化工、冶金、仪表、农药制造等排放含各种有毒重金属和合成化学物质；造纸、皮革、食品加工等排放大量有机物质，消耗水体溶解氧使水质变差；生活污水带有大量细菌、病毒等致病微生物，容易导致流行病蔓延。

含汞废水对水体的污染很普遍，汞主要来自化学工业、造纸工业、仪表制造、电子工业以及农药生产和使用。汞进入水体环境后，通过化学和生物化学过程可转化为剧毒的甲基汞，甲基汞是脂溶性化合物，可以通过食物链逐级富集，至食物链末端汞的含量可比其生长的溶液高出一万倍以上。甲基汞毒性极大，能严重损伤中枢神经系统，日本的水俣病就是甲基汞中毒的典型病例。

铬化合物广泛应用于电镀、制革、染料、医药等工业。铬是变价元素，含铬废水中以六价铬和三价铬两种形态存在，六价铬的毒性比三价铬大，对人体有很大刺激性和腐蚀作用，六价铬和三价铬还有致癌作用。砷元素本身不溶于水、无毒，但砷的化合物都有毒性，三价砷化物的毒性比五价砷化物更强，砷化合物的毒性作用主要是使人体细胞中有关细胞代谢的酶系统失去作用或受破坏。

酚是有机污染物质，产生含酚废水的主要工矿企业有焦化、煤气、炼油、化工、木材纤维等。酚类化合物具有特殊的臭味，水中酚达到 0.003 毫克/升经氯化消毒就能形成氯酚，使人感到讨厌的药味，因此生活饮用水水质标准规定挥发性酚不得超过 0.002 毫克/升。氰化物是剧毒物质，毒效极快，主要排放含氰废水的有电镀、煤气、焦化、冶金等工业，生活饮用水水质标准规定氰化物不得超过 0.01 毫克/升。

镉化合物毒性很大，日本富山县曾发生骨痛病（痛痛病）事件，是慢性镉中毒。生活污水和许多工业废水中含大量碳氢化合物、蛋白质、脂肪等有机物质，统称为耗氧废弃物，它们在排入水体后被需氧微生物分解而大量消耗水中的溶解氧；同时有机物质分解释放出大量养分，造成水体的富营养化作用，促使藻类及浮游植物过度繁殖。耗氧废弃物对水体的污染常以溶解氧（DO）、生化需氧量（BOD）和化学耗氧量（COD）等指标来表示。

溶解氧（DO）是指溶解在水中的氧。水中溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度有密切关系：压力增大，水中溶解氧增加；在自然情况下空气中的含氧量变动不大，故水温关系重要，水温愈低，溶解氧含量愈高。生物化学需氧量（生化需氧量 BOD）是反映水中耗氧有机物含量的一项重要指标。

水体的自净作用是指进入水体中的污染物质浓度随时间和空间的变化、自然降低的现象。自然界各种水体本身都具有一定的自净能力，污染物质进入水体后通过环境中发生的一系列物理、化学和生物等变化最后被净化。如果污染物质大量地、源源不断地进入水体，超过了水体的自净能力，就要使水质变坏、造成污染。

从净化的机制来看，水体的自净作用可分为三类：物理净化——污染物质由于稀释、扩散、混合、挥发和沉淀等而使浓度降低；化学净化——污染物质由于氧化还原、酸碱反应、分解化合、吸附和凝聚等而使浓度降低；生物净化——由于生物活动而引起污染物质浓度降低，其中尤以水中微生物对有机物的氧化分解作用最为重要。