众所周知，细胞是生命存在形式的基本单元之一，而细胞内至少含有60%的水才能维持生命活动的正常进行，所以水是地球上生命存在不可缺少的物质，这与它独特的物理性质是分不开的。水在常温下是液态，它能够溶解大部分无机盐和生命必需的营养品，能够携带这些物质运输到生物体所需要的部位。而且，水的热容比较大，地球上大量的水可以调节气候和温度，使水的存在状态不至于变化太大，这也是生命存在的必需条件。在工业社会中，想避免水体完全不受污染是不可能的，我们必须减少污染，使大自然有能力容纳并处理污染物，尽量使生物圈不受到其影响。人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。目前，全世界每年约有4 200多亿立方米的污水排入江河湖海，会污染约5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中对“水污染”有明确的定义，即水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。

3.1.2.1　水污染原因

1.农业原因

传统的农业社会中土地资源开发有限，使用的肥料也都是天然的、非化学合成的。然而随着人口的增长，这种模式不能再维持整个人类群体的生存，只能通过化学肥料和农药来增加产量，从而满足社会和人类的需要。在农业生产方面，喷洒农药和施用化肥，一般只有少量附着或施用于农作物上，其余绝大部分残留在土壤和飘浮在大气中，通过降雨、沉降和径流的冲刷而进入地表水或地下水，经过年复一年的长期积累，势必对水体造成污染。另外，集中化的畜牧业，如大型家畜饲养场，会产生各种排泄物的排放，这也是造成水体污染的重要原因。

2.工业原因

自工业革命之后，许多大工厂如雨后春笋般迅速成长起来，工业废水量成倍增加，主要包括采矿及选矿废水、金属冶炼废水、炼焦煤气废水、机械加工废水、石油及化工废水、造纸印染及食品工业废水等，它们通过不同的渠道将生产后遗留的废物排到水体中，这些废物包括有机物、石油废料、金属、酸等。

3.生活废水

城镇生活污水也是目前造成污染的一个重要原因，占污染总量的54%，但目前污水治理仍处于较低水平，大城市生活污水的处理率不到30%，很多县城和乡镇的污水则未经处理。另外，除大型企业和城市污水处理厂的处理工艺较为先进外，大量的中小企业废水处理工艺还处于较为落后的水平。上述问题都直接影响废水长期稳定的处理效果。

3.1.2.2　几种常见的水污染

在自然环境中，不可能存在化学概念上的纯水，当天然水受到有毒、有害、物质的污染后，水质会变坏。常见的污染有以下几种。

1.酸、碱、盐等无机物污染

污染水体的酸类物质的来源有硫化矿物，因自然氧化作用产生的酸性矿山排水和各种工业废水。许多化工生产要排出酸性废水，而冶金厂、机械厂的酸洗工序也是水体酸污染的污染源。

造纸、制碱、制革、炼油等工业废水是水体碱污染的重要来源。

水体被酸、碱、盐污染后，pH会发生变化。当pH小于6.5或大于8.5时，水中微生物的生长会受到抑制，降低了水体的自净能力。在酸性水中，会增加对排水管道及船舶的腐蚀，碱性水长期灌溉农田将会使土质盐碱化，导致农作物减产。水体中含盐量高，会增大水的渗透压，影响淡水中水生动、植物的生长，加速土壤盐碱化。

在无机污染物中，危害最大的是氰化物。含氰废水来自电镀、焦化、冶金、金属加工、农药、化工等部门。氰化物在水中主要以简单盐类及金属配合物的形式存在，除铁氰配合物较稳定、毒性较小外，其他氰化物均容易产生毒性极大的CN-。氰化物被人体吸收后，将引起缺氧窒息而导致死亡。

另外，含磷洗涤剂会使水体富营养化，导致藻类大量繁殖，造成水体恶化。(www.daowen.com)

2.重金属污染

对水体造成污染的重金属有Hg、Cd、Cr、Pb、V、Co、Ni、Cu、Zn、Sn等，其中以汞、镉、铬、铅的毒性最大。非金属砷的毒性与重金属相似，常把它和重金属放在一起讨论。由于这些重金属具有优良的物理、化学特性，在人类的生产和生活中具有广泛的用途，但在其开采、冶炼、生产及使用过程中可能随废渣、废水、废气排放到环境中来，因此有色金属矿山、冶炼厂、机械厂、电镀厂、化工厂、电器厂等可能是重金属污染的污染源。

（1）汞（Hg）。金属汞及其许多化合物对人体都是有毒的。汞中毒会造成神经系统损害，以及染色体变异而造成胎儿缺陷等。汞中毒以甲基汞最为严重。

（2）镉（Cd）。

在第二次世界大战期间，日本富山县神岗矿区在开发一个铅锌矿时，把含镉的废渣堆放在露天的广场上。经过长时间的雨水浸淋，镉随着污水渗入地层，并流入江河湖泊或田里，使大面积的土壤受到了污染，土壤中的镉又被植物吸收而富集。当人吃了这种植物后，镉就在人体内产生累积。十几年之后，这个地区就出现了一种怪病，因为不明病因也从未见过此病，所以一律都叫“骨痛病”，后来把病人的骨头作了光谱分析，发现这些病人的骨头中镉的含量特别高，由此才知道镉对人体的伤害会这么大。

镉急性中毒症状包括高血压、肾脏、肝脏损害，以及血红细胞破坏等。镉可取代某些酶中的锌，改变酶的立体结构并削弱其催化活性，最终导致疾病。

2013年《南方日报》以“湖南问题大米流向广东餐桌”为题，报道了湖南一些镉超标大米进入广东市场的消息。该报道称，2009年深圳市粮食集团有限公司从湖南某地采购了上万吨大米，经检验该批大米质量不合格，其中重金属镉含量超标。据分析，湖南是我国著名的重金属矿区，某些矿区由于长期无序开发，大量含镉的尾矿随意堆放，经雨水浸淋后流入农田，造成土壤污染，那么种植在被污染的土壤上的稻米的含镉量当然会超标，这种大米肯定不能食用。

（3）铅（Pb）。急性人体铅中毒会引起严重的肾、生殖系统、肝、脑和中枢神经系统机能障碍，导致疾病和死亡。

（4）铬（Cr）。通常认为+5价铬的化合物的毒性最大。铬的化合物以多种形式危害人体健康，常引起全身中毒，并有致癌性。接触含铬的废水，会引起皮肤疾病，它对自然水中的动、植物危害极大。

（5）砷（As）。它是致癌元素，通常有+3价、+5价两种氧化态，其中以+3价氧化态的砷毒性最大，如三氧化二砷（俗称砒霜）的致死量仅为0.1 g。

3.有机物污染

有机污染物包括酚类、醛类、糖类、多糖类、蛋白质及油类等，大量存在于许多工业废水中，难以分别测定和处理。它们在水中被分解（或称降解）时，要消耗大量的溶解氧。酚类污染物主要来源于焦化厂、炼油厂等，侵入人体皮肤、黏膜、呼吸道后会使细胞变性；难降解的有机氯通过“食物链”能在生物体内长期积累，导致中毒；泄漏的石油覆盖于水面后会使水中缺氧，造成水生生物的大量死亡。

4.热污染

向水体排放大量温度较高的废水，使水体因温度上升而造成一系列的危害被称为热污染。火力发电厂、核电站及许多工厂的冷却水是水体热污染的主要来源。热污染会给水生生物带来极为不良的后果，对鱼类影响最大，不少鱼类在热污染情况下无法生存。水温升高，会使水中溶解氧减少，加速细菌繁殖，助长水草从生，加速嗜氧微生物对有机物的分解，导致水中溶解氧越来越少，甚至会发生水质腐败现象。

热污染的危害近年才逐渐被人们所认识。为控制热污染，应当进一步提高热转换效率，改进冷却方式，并充分利用余热。