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有机化学与水污染
前言：
水是地球上一切生命赖以生存、人类生活和生产不可缺少的基本物质之一。生命就是从水中发源而来的，而且依赖于水才能维持。20世纪以来，由于世界各国工农业的迅速发展和城市人口的剧增，缺水已经成为了当今世界许多国家面临的重大问题，尤其是城市缺水状况越来越严重，必须引起各国重视和关注。
有机化合物的定义就是含碳化合物。有机化合物的种类繁多，数量巨大，并且以惊人的速度在增长。有机化合物与人类的生活息息相关，但也是污染自然环境的罪魁祸首。当这些有机化合物没有得到很好的处理，而排入水中，就会成为污染物。人类不断地向水环境排放这些污染物质，但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用。污染物质的浓度和毒性会自然降低，这种现象叫做环境自净。如果排放的物质超过了环境的自净能力，水环境的质量就会发生不良变化，危害人类健康和生存，这就发生了水体污染，污染我们的生命之源——水。
一、水体污染的概述
水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体环境容量，从而导致水体的物理特征、化学和生物特征发生不良变化，破坏水中固有的生态系统，破坏水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。或者说，排入水中的污染物超过了水体的自净能力，从而导致水质恶化的现象。
根据污染物产生来源的类别可以分为以下几种：
1)工业污水：这是对水体产生污染的最主要的污染源，中国工业污水排放量在全国污水排放量中占有重要的位置。它指的是工业企业排除的生产过程中使用过的污水。一般来说，工业污水种类繁多，成分复杂。工业企业越多，污水量越大。工业污水的性质往往因企业采用的工艺过程、原料、药剂、生产用水的量和质等条件的不同而有很大的差异。2)生活污水：主要来自城市，城市人口密集，居民在日常生活中排放各种污水。生活污水中的腐败有机物排入水体后，使污水呈灰色，透明度降低，有特殊的臭味。由居民家庭排放的生活污水中含有机物大约为每人每天40g。3)农药生产及使用：农药的污染还是相当的严重的，农药厂排出的含农药废水污染地面水，农田大面积使用农药已经成为一个重要的污染源。有些污染环境的农药的半衰期是相当长的。如长期滥用有机氯农药和有机汞农药，会使水生生物鱼贝类有较高的农药残留，加上生物富集现象，会危害人类的健康和生命。
4)地面径流：雨、雪水，特别是暴雨、洪水将地表污染物冲刷形成径流而流入地面水体，造成地面水体的污染。5)其他污染物：油轮漏油或发生事故造成石油对海洋的污染，因油膜覆盖水面使水生生物大量死亡，死亡的残体分解可造成水体污染。
（摘自《环境保护概论》）
二、水体常见的有机污染物：
人类活动将大量的有机物释放到水体中，其中既包括一些天然的有机化合物，如淀粉、纤维、蛋白质、脂肪等，也包括很多人工合成的有机物，如洗涤剂、增塑剂、各种有机农药和工业用化学品等。有机物进入环境之后，将在环境中不断地被转移，被转化。天然的有机物是相对容易被微生物分解，而人工合成化学品大多数比较稳定，而难以被降解，存留时间较长，可以通过各种方式输送而影响到区域和全球环境，并可通过食物链的富集作用，最终严重影响人类的健康。
常见的有机污染物有以下几种分类：
1)金属有机污染物： 2)
3)
4)
5)A.有机汞：典型的有机汞为甲基汞，甲基汞为剧毒物质，进入人体后可被吸收80%。甲基汞中毒的三大症状是运动失调、视野缩小和言语障碍。甲基汞中毒患者极难治愈，目前尚无有效的特殊疗法。
B.有机铅：主要指四乙基铅。四乙基铅可引起头痛、失眠、精神兴奋、幻觉、痉挛等精神神经症状，慢性中毒为神经衰弱综合症和植物神经功能紊乱，出现血压、脉率、体温下降，重者可发生多发性神经病。
C.有机锡：有机锡化合物可刺激人体的皮肤、呼吸道及角膜，引起灼伤、接触性皮炎或过敏性皮炎。急性中毒可损害中枢神经系统，引起脑和脊髓白质的水肿，导致中毒性脑病。有些有机锡化合物可以致癌。烃污染物： A.石油：石油进入水体后首先形成浮油，在油膜扩展和漂流过程中，其中大约25%~30%的低沸点石油组分迅速挥发进入大气，造成大气污染。而低级芳香烃和低级烷烯烃在水面上形成一层很薄的油膜。残余的焦油团块长期漂浮在海面上，阻断了海洋和空气的接触，给海洋生物带来灭顶之灾，是海洋的生态平衡遭到严重的破坏，也给海洋养殖、海洋捕捞业带来极大的损失。
B.液化石油气、汽油、煤油、柴油：在燃烧过程中，产生大量的有毒气体，引起大气污染，例如引起光化学烟雾。
C.甲烷：甲烷是仅次于二氧化碳的第二大自然温室气体，有较强的温室效应。
D.苯及苯系物：苯及苯系物对人的皮肤、黏膜有刺激作用，可引起皮炎。吸入高浓度苯时，可引起中枢神经痉挛，酩酊，出现强烈兴奋、眩晕、头疼等症状，甚至因呼吸中枢痉挛而造成死亡。苯及苯系物作用于造血组织，诱发贫血、白细胞减少等各种症状，长期慢性中毒会造成血性白血病。
E.多环芳烃：多环芳烃是引起人和动物癌症最重要的致癌物质之一。含氮、磷的有机污染物：
A.N-亚硝基化合物：主要诱发消化系统癌症
B.杂环芳胺：可引起动物的肝、肺和前胃等器官的癌变。
C.偶氮化合物：作用于人的肝、肾，抑制中枢神经，对血液有毒害作用。D.芳胺：能诱发膀胱癌。
E.腈：对人体中枢神经有麻痹作用。
F.生物碱：极少量也会使人痉挛、麻痹、心跳及呼吸停止至死亡。G.有机氮农药、有机磷农药：对人体有害。含氧、硫的有机污染物：
A.酚：酚的急性中毒症状为中枢神经抑制，神志不清，反射消失，面色苍白、口唇青紫，体温、脉搏、呼吸、血压降低。慢性中毒症状为呕吐、咽下困难、腹泻、食欲不振等，并伴有精神不安、头痛、头晕及精神扰乱等。
B.甲醛、乙醛：损伤肝脏、肾脏等器官，对中枢神经有麻痹、刺激作用。少量可刺激人的眼睛，鼻腔、喉咙等呼吸道器官，引起咳嗽、支气管炎、皮肤红肿、发痒等。C.甲醇、乙醇及氯代醇：可引发癌症。D.硫醇：接触硫醇会产生刺激、致癌。E.硫醚：对上皮细胞、毛细血管和中枢神经有强烈的刺激作用，可使皮肤糜烂、溃疡。F.表面活性剂：使鱼类畸形和死亡。含卤素的有机污染物：
A.卤代烃：对中枢神经有麻痹作用。B.二噁英：有致癌性，致畸性。C.多氯联苯：引起肝癌。
D.有机氯农药：造成人体慢性中毒，干扰人的内分泌系统，降低人的免疫功能，有致癌，致畸、致突变作用。
6)天然产物污染物：
A.霉菌毒素：主要侵犯人的肝脏，诱发肝癌和肝炎，也诱发胃癌、肾癌肠癌和乳腺、卵巢、小肠等部位的肿瘤。B.食品毒素：对人体有害。C.毒品：对人体有极大的危害。7)持久性有机污染物：
它们之中不少都具有高急性毒性和水生生物毒性，有的被确认不仅具有致癌、致畸、致突变性，还具有内分泌干扰作用。它们对环境造成的危害是长期而复杂的，已经成为严重威胁人类健康和生态环境的全球性环境问题，对人类生存繁衍和可持续发展将构成重大的威胁。
（摘自《化学与环境》）
三、水体有机物污染物的评价指标：
水中有机物种类繁多，难以一一分别测定各组分的定量数据，目前多通过测定与水中有机物相当的需氧量来间接表征有机物的含量。1.溶氧量（DO）：溶解于水中的分子态氧称为溶氧量。一般规定水体中的溶氧量不应低于每升4mg，水中溶氧量低于每升3~4mg时，许多鱼类会出现呼吸困难，若DO继续减少，则会造成鱼类窒息死亡。2.生化需氧量（BOD）：BOD是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学过程中所消耗的溶解氧量。有些情况下也包括水中的硫化物和亚铁等还原性无机化学物质氧化所消耗的氧量，但这部分占的比例通常很小。BOD是反映水体被有机物污染程度的综合指标，也是研究废水可生化性和生化处理效果的重要参数。3.化学需氧量（COD）：COD是指在一定条件下，氧化1L水样中还原性物质所消耗化学氧化剂的量。这些还原性物资包括有机物和亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等无机物。COD反映了水体受还原性物质污染的程度，也是有机物相对含量的综合指标之一。4.总有机碳（TOC）：TOC是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于TOC的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比BOD或COD更能反应出有机物的总量。
5.总需氧量（TOD）：水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需的氧量。TOD值能反映出几乎全部有机物质经燃烧后变成二氧化碳、水、一氧化氮、二氧化硫等所需的氧量。它比BOD和COD更接近理论需氧值，不过它们之间并无固定的相关关系。
（摘自《环境化学》）
四、水体污染的治理：
为加强水资源保护，防止对水资源的破坏、浪费和严重污染，应有适当的对策。
1)增加水资源收费范围，提高收费价格
水资源费的收缴不能仅限于地下水，对一切地表水如河流、湖泊、水库等均应该是水资源费的收缴范围，使全社会树立起珍惜宝贵的水资源观念。过低的水费价格给人以水资源廉价的错误感觉，廉价用水淡化了人们的节水意识，间接地鼓励了浪费。水资源是一个国家经济可持续发展的重要保证，保护水资源的重点是节约用水，只有利用高价格的杠杆作用完全可以达到节约用水的目的。水费的价格应包括水资源费、水资源补偿费、水处理成本、输送费、税费、污水处理费、超量水费等。
2)提高水污染排污费的收缴额度，使排污费远远地高于水资源恢复治理的费用 当前，我国排污费定位太低，远远低于水资源补偿费用，这种欠量收费办法难以体现国家用经济手段处罚水资源破坏和污染行为，难以实现有效的水资源保护。因此，全面提高排污收费指标，向等量甚至高于水资源恢复治理费靠拢，采取“严进严出”的措施，就能彻底规范污染者的行为，企业就会从维护自身利益出发，努力做好水污染的治理，加强水资源的保护。
3)大力提高水资源的利用率和重复利用率
我国水资源利用率不足50％，重复利用率为20％左右，低效的水资源利用，加剧了水资源的供需矛盾和严重浪费局面。只有施行较高的水资源价格，高额的水污染排污费，就会有效地促使企业采取措施，改直流冷却为循环冷却，改漫罐为喷罐或滴罐，采用先进的节水技术和生产工艺，研究污水的治理和重复利用，降低生产成本，进而实现企业的经济效益和社会的环境效益双统一。4)加强对地下水资源污染和破坏的处罚力度
伴随煤炭、石油等地下矿藏资源开采的同时，也抽排了大量的地下水资源，就黑龙江省双鸭山矿山区而言，平均每开采1吨原煤，抽排近6m3的地下水资源，这些地下水初始流出时并未受到污染，但在流经井筒采掘作业现场时，被人为污染，这些矿井地下水只有少量被利用，绝大部分是白白地排放掉了，造成近4000万m3地下水损失。有此可见，地下生产作业对地下水资源有重大的污染和破坏行为，对这种污染和破坏行为，应收取地下水资源费、水资源补偿费、排污费，并严格要求较高的水利用率，采取有效措施和技术，减轻地下水资源的污染和破坏，严禁超量抽排地下水资源，违者予以重罚，避免造成区域性地下水资源的枯竭。5)研究解决污水的资源化利用
污水资源化利用是解决用水紧张的一个有效途径，并产生较高的经济效益，实现较好的环境效益。就拿全国煤炭产量12亿吨计算，大约抽排50亿m3的受污染的矿井地下水，如若全部净化成饮用水，可产生50亿元的毛利润，完全可称补全煤炭行业的亏损指标。另外，利用矿井水做选煤用水、水产养殖、农田灌溉、地下回灌等。6)废水不废
为纠正以往把废水当作废物的错误观念，应该把废水称作污水比较妥当，借以提高人们对污水也是资源的认识，提高污水资源的有效利用率。
五、分析与总结：
以前对水污染的认识不是很深，甚至有些片面，虽然口口声声挥着保护水资源的大旗，但日常生活中的做法却常常是大相径庭。在写这篇论文的过程中，我自己也在时时刻刻受着鞭笞，为自己平时某些不理智行为感到懊悔。其实保护水资源没有想象的那么遥远，可以从身边的小事做起，如用洗脸水浇花，拖地等。我想，通过这次探讨，更多是让自己受到了教育，在思想上有了一定的提高，也希望能让更多的人了解保护水资源的重要性。
参考文献：
《环境保护概论》第二版魏振枢、杨永杰
《化学与环境》第二版任仁、张敦信、于志辉、陈莎 《环境化学》赵美萍、邵敏
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