探究自净河流水体自净能力设计

摘 要：分析了河流自净过程，并综述了影响水体自净能力的因素，主要包括：污染物质种类与性质、水体性质、水生生物、水中的溶解氧、其他环境因素

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；同时还阐述了河水体自净能力定性分析，主要包括物理自净能力、化学自净能力和生物自净能力。
关键词：水体 污染 自净能力
河流作为最终的陆源污染物排放途径，具有一定的自然净化功能。它可以通过稀释、降解、转化和运移，使一部分污染物无害化或降低负荷，对保护陆地生态环境和减少人类治污压力有积极作用。如何正确地评价河流的自净能力，合理地制定排污方案，对水资源和水环境保护有重要意义。

一、影响水体自净能力的因素

水体自净是一个比较复杂的过程，影响自净能力的因素很多且相互联系，这些因素主要有以下几个方面：

1.污染物质种类与性质

有些污染物质易于分解，有的则难于分解。有的易受微生物分解，有的不易微生物分解，有的在好氧条件下易分解，有的在厌氧条件下易分解。例如合成洗涤剂、有机农药（DDT、六六六）、多氯联苯等合成有机化合物，化学稳定性极高，在自然界需要十年以上时间才能完成分解，可以成为环境中长期存在的污染物质，它们可以随着水的循环过程在地球上蔓延、积累。

2.水体性质

水体水温、流量、流速、含沙量都对水体自净作用有很多影响。流量大、流速高易于稀释扩散。含沙浓度与污染物质有一定关系。

3.水生生物

水生生物的种类和数量与自净有密切关系，能分解污染物的微生物多，则自净速度快。

4.水中的溶解氧

水中溶解氧含量与自净作用关系密切，水体的自净过程也就是复氧过程。水体在未纳污以前，河内溶解氧是充足的，当受到污染后，由于有机物聚增，好氧分解剧烈，耗氧超过溶氧，河水中溶解氧降低。如果水体复氧速度较快，水质将会较快由坏变好。水中氧的补给受到水面和大气之间条件影响，如水面形态，水流方式、大气与水中的氧气分压，大气与水体的水温等。

5.其他环境因素

太阳光照条件也是一个影响因素，紫外线能使水中污染物迅速分解，太阳光可以促使浮游植物与水生植物光合作用，改变溶解氧条件。不同的底质影响底栖生物的种类与数量，从而影响污染物质的分解。
水体的自净作用常以生物自净过程为主，生物体在水体自净作用中是最活跃、最积极的因素。但是，水对有机氯农药、合成洗涤剂、多氯联苯等物质以及其它难于降解的有机化合物、重金属、放射性物质等的自净能力是极有限的。

二、河流水体自净能力定性分析

1.物理自净能力

物理自净是指污染物在水体中通过混合、稀释、扩散、挥发、沉淀等作用，使水体得到一定程度净化的过程。物理自净能力的强弱取决于污染物自身的物理性质和水体的水文条件。由于实验期间空港一期景观河正在建设中，整条河流在没有降雨的时候，完全处于静止状态，水动力条件差。而且在降雨的时候，为了泄洪会开启闸阀，使景观河水体流动起来，此时水动力作用较强，水体的物理自净能力明显提高。

2.化学自净能力

化学自净是指水体中的污染物质通过氧化、还原、中和、吸附、凝聚等反应，使其浓度降低的过程。影响这种自净能力的因素有污染物质的形态和化学性质、水体的温度、氧化还原电位、酸碱度等。水体中化学自净能力的强弱，主要从以下三个方面反映出来[3]。
一是反映在DO的含量水平上。在化学自净过程中，作为水体氧化剂的DO，其含量高低能够衡量水体自净能力的强弱，因为DO的含量不仅直接影响水生生物的新陈代谢和生长，还直接影响水体中有机物的分解速率及物质循环。若水体中的DO含量高，既对水生生物的繁殖生长起促进作用，又能加快有机物的分解速度，使生态系统中的物质循环，尤其是氮的循环达到最佳循环效果，提高水体的自净能力。
二是反映在有机污染物的氧化分解能力上。COD是反映水体有机污染程度的一个重要指标，其含量的高低能够体现水体质量的好坏。一般说来，若水体中的COD含量高，一方面表明该河流的有机物污染比较严重，另一方面则表明该河流的水体自净能力较差，缺乏将复杂组分的有机物分解为简单组分无机物的环境功能。
三是反映在营养盐的形态转化和消减程度上。在化学自净过程中，三态无机氮的含量变化能够反映水体自净能力的强弱。这是因为工业废水和生活污水中含有大量的含氮有机物，在水体溶解氧充分的条件下，好氧细菌能把有机物彻底分解成二氧化碳、水及硝酸盐等稳定性化合物。一般说来，氨氮含量越低，表明含氮化合物转化为NO3-N的程度越高，即表明水体的自净能力越强。

3.生物自净能力

生物自净是指进入水体的污染物，经过水生生物降解和吸收作用，使其浓度降低或转变为无害物质的过程。生物净化过程进行的快慢和程度与污染物的性质和数量、微生物种类及水体温度、供氧状况等条件有关[4]。研究区域河流两侧种植有大量的芦苇等水生植物，由于大多数水生植物都可以直接从水层和底泥中吸收氮、磷，并同化为自身的结构组成物质（蛋白质和核酸等），同化的速率与生长速度、水体营养物水平呈正相关，并且在合适的环境中，它往往以营养繁殖方式快速积累生物量，而氮、磷是植物大量需要的营养物质，所以对这些物质的固定能力也就非常高。
三、结语
河流作为最终的陆源污染物排放途径，具有一定的自然净化功能。分析了河流自净过程，并综述了影响水体自净能力的因素，主要包括：污染物质种类与性质、水体性质、水生生物、水中的溶解氧、其他环境因素；同时还阐述了河水体自净能力定性分析，主要包括物理自净能力、化学自净能力和生物自净能力。
参考文献
王平，史晓新. 水体自净系数的研究[J]环境科学与技术，1997，2：13-16.
谭夔，陈求稳，毛劲乔，等. 大清河河口水体自净能力实验[J].生态学报，2007，27（11）：4736-4742.
[3]雒文生，李莉红，贺涛. [J].水利学报，2003，11：64-72.
[4]何本茂，韦蔓新. 防城湾的环境特征及其水体自净特点分析[J].海洋环境科学，2006，25：64-66.