水的分類、污染和治理

一、分類

⒈ 按分子量分

⑴ 重水

重水（氧化氘）是由氘和氧組成的化合物。分子式D?O，分子量20.0275，比普通水（H?O）的分子量18.0153高出約11%，因此叫做重水。在天然水中，重水的含量約占0.015%。由于氘與氫的性質(zhì)差別極小，因此重水和普通水也很相似。重水的離子積常數(shù)為1.6×10-15。

⑵ 輕水

為了與重水區(qū)別，將普通水稱為輕水。動(dòng)力堆中的慢化劑，大多是輕水、重水和石墨；它們的冷卻劑，則多是輕水、重水和氦等氣體。唯有輕水是目前各種反應(yīng)堆中用得最廣的慢化劑和冷卻劑。

普通水(H?O)經(jīng)過(guò)凈化，用做反應(yīng)堆的冷卻劑和中子的慢化劑，叫做輕水。

輕水為相對(duì)分子質(zhì)量為1的H原子和相對(duì)分子質(zhì)量為16的O原子構(gòu)成的水。其相對(duì)分子質(zhì)量為18。另外，還有相對(duì)分子質(zhì)量為20、22等的水。在中學(xué)化學(xué)階段，相對(duì)分子質(zhì)量為18的水稱為輕水。

⒉ 按日常生活分

⑴ 地下水與地表水

地下水——有機(jī)物和微生物污染較少，而離子則溶解較多，通常硬度較高，蒸餾燒水時(shí)易結(jié)水垢；有時(shí)錳、氟離子超標(biāo)，不能滿足生產(chǎn)生活用水需求。

地表水——較地下水有機(jī)物和微生物污染較多，如果該地屬石灰?guī)r地區(qū)，其地表水往往也有較大的硬度。

⑵ 硬水與軟水

硬水——水中鈣鎂等金屬離子的總濃度稱為硬度，硬度大于200mg/L的通常就稱之為硬水。硬水對(duì)鍋爐等生產(chǎn)用水影響很大，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行軟化、脫鹽處理。

軟水——即硬度較小的水。

⑶ 原水與凈水

原水——通常是指水處理設(shè)備的進(jìn)水，如常用的城市自來(lái)水、城郊地下水、野外地表水等，常以TDS值（水中溶解性總固體含量）檢測(cè)其水質(zhì)，中國(guó)城市自來(lái)水TDS值通常為100～400ppm。

凈水——原水經(jīng)過(guò)水處理設(shè)施處理后即稱之為凈水。

⑷ 純凈水與蒸餾水

純凈水——原水經(jīng)過(guò)反滲透和殺菌裝置等成套水處理設(shè)施后，除去了原水中絕大部分無(wú)機(jī)鹽離子、微生物和有機(jī)物雜質(zhì)，可以直接生飲的純水。

蒸餾水——以蒸餾方式制備的純水，通常不用于飲用。

⑸ 純水和超純水

純水——以反滲透、蒸餾、離子交換等方法制備的去離子水，其TDS值通常＜5PPm，電導(dǎo)率通常＜10μs/cm（電阻值＞0.1MΩ.cm）。

超純水——以離子交換、蒸餾、電除鹽等方法將純水進(jìn)一步提純?nèi)ルx子即得，其TDS值不可測(cè)，電導(dǎo)率通常＜0.1μs/cm（電阻值＞10MΩ.cm），其離子幾乎完全去除。理論上最純水電阻值為18.25 MΩ.cm。

⑹ 純化水和注射用水

純化水——醫(yī)藥行業(yè)用純水，電導(dǎo)率要求＜2μs/cm。

注射用水——純化水經(jīng)多效蒸餾、超濾法再次提純?nèi)コ裏嵩罂梢耘渲谱⑸鋭┑乃?/p>

⒊ 按照用途分

⑴ 地表水：

Ⅰ類主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)；

Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等；

Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)；

Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū)；

Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。

⑵ 地下水：

Ⅰ類主要反映地下水化學(xué)組分的天然低背景含量。適用于各種用途。

Ⅱ類主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景含量。適用于各種用途。

Ⅲ類以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水。

Ⅳ類以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù)。除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外，適當(dāng)處理后可作生活飲用水。

Ⅴ類不宜飲用，其他用水可根據(jù)使用目的選用。

⑶ 海水：

Ⅰ類適用于海洋漁業(yè)水域，海上自然保護(hù)區(qū)和珍稀瀕危海洋生物保護(hù)區(qū)。

Ⅱ類適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)，海水浴場(chǎng)，人體直接接觸海水的海上運(yùn)動(dòng)或娛樂(lè)區(qū)，以及與人類食用直接有關(guān)的工業(yè)用水區(qū)。

Ⅲ類適用于一般工業(yè)用水區(qū)，濱海風(fēng)景旅游區(qū)。

Ⅳ類適用于海洋港口水域，海洋開發(fā)作業(yè)區(qū)。

⑷ 生活飲用水：供人生活的飲用和生活用水。

⑸ 電子超純水：用于電子元件及集成電路。

二、水的污染和治理

⒈ 水的污染

水的污染有兩類：一類是自然污染；另一類是人為污染。當(dāng)前對(duì)水體危害較大的是人為污染。

根據(jù)污染雜質(zhì)的不同而主要分為化學(xué)性污染、物理性污染和生物性污染三大類：

⑴ 化學(xué)性污染

污染雜質(zhì)為化學(xué)物品而造成的水體污染。化學(xué)性污染根據(jù)具體污染雜質(zhì)可分為6類：

① 無(wú)機(jī)污染物質(zhì)：污染水體的無(wú)機(jī)污染物質(zhì)有酸、堿和一些無(wú)機(jī)鹽類。酸堿污染使水體的pH值發(fā)生變化，妨礙水體自凈作用，還會(huì)腐蝕船舶和水下建筑物，影響漁業(yè)。

② 無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)：污染水體的無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)主要是重金屬等有潛在長(zhǎng)期影響的物質(zhì)，主要有汞、鎘、鉛、砷等元素。

③ 有機(jī)有毒物質(zhì)：污染水體的有機(jī)有毒物質(zhì)主要是各種有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、芳香烴等。它們大多是人工合成的物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，很難被生物所分解。

④ 需氧污染物質(zhì)：生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和酚、醇等有機(jī)物質(zhì)可在微生物的作用下進(jìn)行分解。在分解過(guò)程中需要大量氧氣，故稱之為需氧污染物質(zhì)。

⑤ 植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：主要是生活與工業(yè)污水中的含氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及農(nóng)田排水中殘余的氮和磷。

⑥ 油類污染物質(zhì)：主要指石油對(duì)水體的污染，尤其海洋采油和油輪事故污染最甚。

⑵ 物理性污染

物理性污染包括：

① 懸浮物質(zhì)污染：懸浮物質(zhì)是指水中含有的不溶性物質(zhì)，包括固體物質(zhì)和泡沫塑料等。它們是由生活污水、垃圾和采礦、采石、建筑、食品加工、造紙等產(chǎn)生的廢物泄入水中或農(nóng)田的水土流失所引起的。懸浮物質(zhì)影響水體外觀，妨礙水中植物的光合作用，減少氧氣的溶入，對(duì)水生生物不利。

② 熱污染：來(lái)自各種工業(yè)過(guò)程的冷卻水，若不采取措施，直接排入水體，可能引起水溫升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物質(zhì)的毒性增加等現(xiàn)象，從而危及魚類和水生生物的生長(zhǎng)。

③ 放射性污染：由于原子能工業(yè)的發(fā)展，放射性礦藏的開采，核試驗(yàn)和核電站的建立以及同位素在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、研究等領(lǐng)域的應(yīng)用，使放射性廢水、廢物顯著增加，造成一定的放射性污染。

⑶ 生物性污染

生活污水，特別是醫(yī)院污水和某些工業(yè)廢水污染水體后，往往可以帶入一些病原微生物。例如某些原來(lái)存在于人畜腸道中的病原細(xì)菌，如傷寒、副傷寒、霍亂細(xì)菌等都可以通過(guò)人畜糞便的污染而進(jìn)入水體，隨水流動(dòng)而傳播。一些病毒，如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中發(fā)現(xiàn)。某些寄生蟲病，如阿米巴痢疾、血吸蟲病、鉤端螺旋體病等也可通過(guò)水進(jìn)行傳播。

由此可見，保護(hù)我們的地球環(huán)境，防止工業(yè)污染和病原微生物對(duì)水體的污染也是保護(hù)環(huán)境，更是保障人體健康的一大課題。

⒉ 治理方法

⑴ 水污染治理的措施

嚴(yán)格控制工業(yè)廢水排放：對(duì)工業(yè)企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格的環(huán)保審查，不達(dá)標(biāo)的工廠需進(jìn)行整改或處罰。同時(shí)，鼓勵(lì)企業(yè)使用更環(huán)保的生產(chǎn)工藝，減少?gòu)U水中的污染物質(zhì)含量。

發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)：推廣有機(jī)肥，制定農(nóng)藥、化肥的減量計(jì)劃，切實(shí)解決農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)農(nóng)田排水進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理，控制有害物質(zhì)進(jìn)入水體。

加強(qiáng)污水處理設(shè)施建設(shè)：增加城市和工業(yè)區(qū)的污水處理設(shè)施，提高廢水的處理能力。同時(shí)，確保這些設(shè)施正常運(yùn)行，對(duì)廢水進(jìn)行有效的處理。

減少和消除污染物排放的廢水量：采用改革工藝，減少甚至不排廢水，或者降低有毒廢水的毒性。盡量采用重復(fù)用水及循環(huán)用水系統(tǒng)，使廢水排放減少或?qū)U水經(jīng)適當(dāng)處理后循環(huán)利用。

推廣清潔能源：提高清潔能源的使用比例，如太陽(yáng)能、風(fēng)能等，減少燃燒過(guò)程產(chǎn)生的廢水污染。

發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和廢物回收利用：鼓勵(lì)企業(yè)開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)模式，減少?gòu)U物的產(chǎn)生，提高廢物的回收利用率。同時(shí)，推廣廢物分類和回收，減少進(jìn)入水體的污染物數(shù)量。

研發(fā)新型污水處理技術(shù)：研發(fā)新型污水處理技術(shù)，可以提高處理效率，減少處理過(guò)程中的污染物質(zhì)排放。

加強(qiáng)宣傳教育：通過(guò)各種媒體渠道，宣傳環(huán)保知識(shí)，提高公眾的環(huán)保意識(shí)。同時(shí)，鼓勵(lì)公眾參與水環(huán)境保護(hù)活動(dòng)，形成人人關(guān)注、人人參與的良好氛圍。

加強(qiáng)監(jiān)管和執(zhí)法力度：頒布有關(guān)法規(guī)、制定保護(hù)水體、控制和管理水體污染的具體條例。設(shè)立環(huán)境保護(hù)管理機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)環(huán)保部門的監(jiān)管力度，執(zhí)行有關(guān)環(huán)保法律和控制標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)調(diào)、監(jiān)督各部門和工廠保護(hù)環(huán)境、保護(hù)水源。

加強(qiáng)對(duì)水資源的保護(hù)和管理：建立完善的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和檢測(cè)機(jī)制，實(shí)行嚴(yán)格的排污許可制度、水資源稅等經(jīng)濟(jì)手段，引導(dǎo)企事業(yè)單位減少或避免水污染。及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，對(duì)違法排放廢水、處理設(shè)施不正常運(yùn)行的企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)厲處罰。鼓勵(lì)公眾參與環(huán)保活動(dòng)，對(duì)舉報(bào)違法排放的企業(yè)給予獎(jiǎng)勵(lì)，確保治理工作的順利開展。

⑵ 水污染治理的方法

① 沉淀物過(guò)濾法

② 硬水軟化法

③ 活性炭吸附法

④ 去離子法

⑤ 逆滲透法、反滲透法

⑥ 超過(guò)濾法

⑦ 蒸餾法

⑧ 紫外線消毒法

⑨ 生物化學(xué)法

⑩ 正向滲透法，自然凈化法

“滲透”在海水淡化、脫鹽、水處理領(lǐng)域，又稱正滲透、或正向滲透，以示與反滲透、反向滲透法、逆滲透的差異、區(qū)別或?qū)?yīng)，正向滲透法是與反滲透互逆的一對(duì)方法。

正向滲透分離技術(shù)很早就得到了應(yīng)用。很久以前，人們就采用食鹽來(lái)長(zhǎng)期貯存食物，因?yàn)樵诟啕}環(huán)境下多數(shù)細(xì)菌、霉菌和病原菌由于滲透作用會(huì)脫水死亡或暫時(shí)失去活性。

如今，人們已經(jīng)開始利用正向滲透膜分離技術(shù)進(jìn)行海水淡化、工業(yè)廢水處理、垃圾滲透液處理等研究；食品工業(yè)在實(shí)驗(yàn)室利用正向滲透膜分離來(lái)濃縮飲料；緊急救援時(shí)的生命支持系統(tǒng)利用正向滲透膜分離技術(shù)制取淡水。

三、節(jié)約用水

⒈ 節(jié)約用水的目的

⑴ 水是生命之源：水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。水是人類健康生存和發(fā)展的永恒基礎(chǔ)，更是孕育偉大文明的重要源泉。

⑵ 水資源短缺：我國(guó)水資源總量豐富，居世界第6位，但因人口基數(shù)大，我國(guó)水資源的人均擁有量卻很少，僅為世界人均值的1/4～1/5，排在世界第121位，被聯(lián)合國(guó)定為水資源緊缺國(guó)家。

⑶ 水資源污染：全國(guó)75%的地表水污染嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)灌溉用水有效率僅為發(fā)達(dá)國(guó)家57～63%，工業(yè)萬(wàn)元增加值用水量是發(fā)達(dá)國(guó)家的5～10倍，許多城市輸配水管網(wǎng)和用水器具損失率高達(dá)20%以上。

⒉ 節(jié)約用水的好處

⑴ 水資源是有限的，過(guò)度使用會(huì)導(dǎo)致水資源枯竭，影響生態(tài)平衡。節(jié)約用水有助于保護(hù)水資源，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。讓更多的水資源用于人們生活、農(nóng)業(yè)和工業(yè)中。

⑵ 對(duì)于家庭和個(gè)人來(lái)說(shuō)，節(jié)約用水可以直接減少水費(fèi)支出，節(jié)省生活成本。

⑶ 通過(guò)節(jié)水措施，可以提高水的利用效率，使每一滴水都能發(fā)揮更大的作用。

⑷ 在一些干旱和缺水地區(qū)，節(jié)約用水是緩解水資源短缺問(wèn)題的有效途徑，保障居民的基本生活和生產(chǎn)需求。短期節(jié)水措施可以帶來(lái)立竿見影的效果，而長(zhǎng)期節(jié)水則大大減少了水資源的消耗，從而提高了平時(shí)的防旱能力。

⑸ 節(jié)約用水是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要手段，對(duì)于保障未來(lái)世代的用水需求具有重要意義。

⑹ 水的處理和輸送需要消耗能源，節(jié)約用水可以減少能源消耗和相應(yīng)的溫室氣體排放，有助于應(yīng)對(duì)氣候變化。

⑺ 減少污水的排放，降低水體污染的程度，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

⑻ 除了提高水資源和水環(huán)境的承載能力外，還具有美化環(huán)境、維護(hù)河流生態(tài)平衡的效益。

⑼ 節(jié)約給水系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用，減少水廠的建設(shè)數(shù)量，降低水廠建設(shè)的投資。

⑽ 節(jié)省相關(guān)污水處理負(fù)擔(dān)，減少污水處理廠的建設(shè)數(shù)量或延緩污水處理構(gòu)筑物的擴(kuò)建，使現(xiàn)有系統(tǒng)可以接納更多用戶的污水，減少受納水體的污染，達(dá)到節(jié)水減排的目的，節(jié)約建設(shè)資金和運(yùn)行費(fèi)用。

⒊ 節(jié)約用水的措施

集中洗滌衣物

洗衣服時(shí)，衣物集中洗滌，減少洗衣次數(shù)，小件、少量衣物用手洗，適量投放洗滌劑。若嫌一件件手洗麻煩，可以多積一點(diǎn)臟衣服一起扔進(jìn)洗衣機(jī)。另外，如果將漂洗的水留下來(lái)作為下一批衣服的洗滌用水，一次可以省下30～40升清水。

間斷放水洗澡

洗澡時(shí)采用間斷放水，搓洗時(shí)及時(shí)關(guān)水，避免過(guò)長(zhǎng)時(shí)間沖淋。同時(shí)，可以考慮使用噴頭淋浴，這比用浴缸洗澡節(jié)省水量達(dá)八成之多。

用浴盆洗澡廢水沖馬桶

用浴盆洗澡廢水可以用來(lái)沖馬桶及蹲坑，每次可節(jié)約用水80升以上。

太陽(yáng)能前冷水的合理利用

樓層越低，冷水就越多，把冷水放進(jìn)容器里備用也是一個(gè)不錯(cuò)的方法。

綜合利用廢水

例如：淘米水可以用來(lái)洗菜，同時(shí)有利于去除蔬菜表面農(nóng)藥，洗菜水亦可用于沖廁、澆花；洗澡水、洗衣水、洗臉、洗腳水可以用來(lái)拖地，亦可用于沖廁。

沖洗蹲坑時(shí)減壓閥節(jié)約用水

沖洗蹲坑時(shí)，減壓閥一次可節(jié)約1升水以上（樓層越低，應(yīng)使用壓力越小）。

在浴室的馬桶水箱里放一個(gè)塑料瓶水

在浴室的馬桶水箱里放一個(gè)塑料瓶水，每次使用都要節(jié)約幾毫升的水。

洗菜時(shí)用少量清水洗

洗菜、碗碟、器皿等，不要長(zhǎng)時(shí)間沖洗和沖洗，盡量用少量清水洗。

綜上所述，節(jié)約用水的好處是多方面的，不僅能夠幫助我們更好地應(yīng)對(duì)水資源短缺的問(wèn)題，有助于保護(hù)環(huán)境和資源，還能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。因此，我們應(yīng)該積極采取各種措施來(lái)節(jié)約用水，為我們的未來(lái)創(chuàng)造更多的可能性。