水体卫生

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梦岩

第四章 水体卫生
水是生命的摇篮，是构成机体的重要成分，是一切生命过程必需的基本物质，人体一切生理活动和生化反应都需要在水参与下完成。同时，水也是构成自然环境的基本要素，是地球上不可替代的自然资源，在人类生活和一切生产活动中具有极其重要的作用。由此可见，水不仅孕育了生命，而且还与人类的生存与发展有密切关系。
地球上的淡水总量仅为3500多万km3，且分布不均匀。若按水资源量大小排队，世界前几名依次是：巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、孟加拉、印度。但是我国人口众多，若按人均水资源量计算，人均占有量只有2500m3，约为世界人均水量的1/4，在世界排第110位，已经被联合国列为13个贫水国家之一。我国各流域由于面积不同，加之自然地理条件的差异，可供利用的水资源差别很大，全国年降水总量为61889亿m3，多年平均地表水资源为127115亿m3，平均地下水资源量为8288亿m3，扣除重复利用量以后，全国平均年水资源总量为28124亿m3。
我国水资源分布同人口、耕地分布极不协调，长江流域及其以南的珠江流域、浙闽台诸河、西南诸河等流域地区，国土面积、耕地和人口分别占全国的36.5%、36.0%和54.4%，但水资源总量却占全国的81%，人均水量为全国平均水平的1.6倍，亩均占有量是全国平均值2.3倍；辽河、海滦河、黄河、淮河流域，面积为全国的18.7%，水资源总量却只为南方4片的10%；北方耕地占全国的45.2%，人口占全国的38.4%，水资源总量更少，特别是海滦河流域尤为明显，人均占有水量为全国平均水平的16%，亩均为全国平均水平的14%，水资源这种不均衡分布，严重地制约了国民经济的健康发展。
水资源是水资源量与质的高度统一，在某特定的区域内，可用水资源的多少并不完全取决于水资源数量，而且还取决于水资源质量。多年来，我国水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展，威胁了人类的生存。我国七大水系以污染程度大小进行排序，其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江、长江。综合考虑我国地表水资源质量现状，符合《地表水环境质量标准》的Ⅰ、Ⅱ类标准只占32.2%（河段统计），符合Ⅲ类标准的占28.9%，属于Ⅳ、Ⅴ类标准的占38.9%，如果将Ⅲ类标准也作为污染统计，则我国河流长度有67.8%被污染，约占监测河流长度的2/3，可见我国地表水资源污染非常严重。
面对珍贵的水资源，如不及时采取有效措施，水环境污染将导致可供利用的水资源枯竭，严重影响经济发展和人民生活。
第一节 水资源的种类及其卫生学特征
水资源(water resources)是指全球水量中对人类生存、发展可用的水量，主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。最能反映水资源数量和特征的是河流的年径流量， 它不仅包含降雨时产生的地表水，而且包含地下水的补给(潜在形式的地表水资源)。地球上的天然水资源分为降水、地表水和地下水三类。天然水所含物质可分为：①溶解性物质，如钙、镁、钠、铁、锰等的盐类或化合物及氧、二氧化碳等气体；②胶体物质如硅酸胶体、腐殖质等；③悬浮物质，包括粘土、砂、细菌、藻类及原生动物等。天然水和其中的杂质不是单纯的混合关系，它们之间相互作用，共同决定了天然水的特性。
一、降水
降水(precipitation)是指雨、雪、雹水，水质较好、矿物质含量较低，但水量无保证。我国的降水量地区分布极不平衡、季节分配也很不均匀、且不同年份差别较大。一般来说，年降水量由东南沿海向西北内陆递减，呈现明显的多雨区(年降水量可达4000～6000mm)和干旱区(年降水量小于200mm)。
降水的水质受大气和降水来源地的影响。①降水落到地表面，首先与大气接触，在一定程度上，大气中的物质会溶解在降水中。如果大气环境质量优良，相应降水质量也好，海洋中的一些岛屿把降水直接作为饮用水；但若大气被污染，降水水质要受到相应的污染，如大气受SO2、NOX等污染,该地区降水中因含硫酸、硝酸等物质而形成酸雨。② 降水的水源地环境对降水水质也有一定的影响，如沿海地区的降水会含有较多的海水成份，如盐分和碘，这也是沿海地区人群很少发生缺碘疾病的原因。
二、地表水
地表水（surface water）是降水在地表径流和汇集后形成的水体，包括江河水、湖泊水、水库水等。地表水以降水为主要补充来源，此外与地下水也有相互补充关系。地表水的水量和水质受流经地区地质状况、气候、人为活动等因素的影响较大。当降水大量进入江河湖泊，水量达最大时称为丰水期，一年中水量最小、水位最低的时期称枯水

梦岩

期。
地表水水质一般较软，含盐量较少。但因流经地区的地质环境条件、人类活动等因素的不同，河流水化学特征有所不同。总的来讲，地表水水质主要受地质环境和人类活动的影响：①由于地表水与当地地质长期接触，地表土壤中的物质会溶解在地表水中，如富硒地质环境中，当地地表水中的硒含量也较高，即富硒水，②人类活动，特别是人为污染，是影响地表水水质的最主要因素，如含汞污水的大量排放，出现公害病等。与前者不同的是，污染是人为行为，在一定条件下，人类可自行控制。
地表水按水源特征可分为封闭型和开放型两大类。封闭型水体由于四周封闭，水无法流动，又称为“死水”，如湖水、水库水等；开放型水体四周未完全封闭，依靠水位的落差，水自高处向低处流动，也称为“活水”，如江水、河水等。封闭型水源和开放型水源的抗污染能力差别较大，但又有各自特点，需分别对待。
三、地下水
地下水（underground water）是由于降水和地表水经土壤地层渗透到地面以下而形成。地层是由透水性不同的粘土、砂石、岩石等构成。透水层是由颗粒较大的砂、砾石组成， 能渗水与存水，不透水层则由颗粒细小致密的粘土层和岩石层构成。地下水可分为浅层地下水、深层地下水和泉水(图4-1)。
浅层地下水是指潜藏在地表下第一个不透水层上的地下水， 是我国广大农村最常用的水源，水质物理性状较好，细菌数较地表水少，但在流经地层和渗透过程中，可溶解土壤中各种矿物盐类使水质硬度增加， 水中溶解氧因被土壤中生物化学过程消耗而减少。
深层地下水是指在第一个不透水层以下的地下水，其水质透明无色 ，水温恒定，细菌数很少，但盐类含量高，硬度大。由于深层地下水水质较好，水量较稳定，常被用作城镇或企业的集中式供水水源。
泉水(spring water)是地下水通过地表缝隙自行涌出的地下水。浅层地下水由于地层的自然塌陷或被溪谷截断而使含水层露出，水自行外流即为潜水泉；深层地下水由不透水层或岩石的天然裂隙中涌出，称为流泉。
地下水水质直接受地表水水质和地质环境的影响。因为：①由于地下水源于地表水；②地表水在流经地表土壤层时，一方面会过滤和吸附地表水中的某些成份，使污染物含量降低，另一方面也会溶解土壤层中的矿物质，而使地下水矿化度增高。所以，一般情况下，地下水比地表水水质好，但矿化度高，多属硬水。
第二节 水质的性状和评价指标
天然水的水质如何，是否受污染以及污染的来源、性质和程度如何，可根据以下水质性状指标的检测结果作出评价。
一、物理性状指标
根据天然水的物理性状指标的测定结果，可判断水质的感官性状好坏，也可以说明水质是否受到污染。
(一)水温
温度是水的一个很重要的物理特性，它可影响到水中生物、水体自净和人类对水的利用。地表水的温度随季节和气候条件而有不同程度的变化， 而且水温的变化总是落后于大气温度的变化，其变化范围大约在0.1℃～30℃之间。地下水的温度则比较恒定，一般变化于8℃～12℃左右。当大量工业含热废水进入地表水时可造成热污染，导致溶解氧降低，危害水生生物的生长与繁殖。地下水温度如突然发生变化，可能是地表水大量渗入所致。
(二)色
洁净水是无色的。天然水经常呈现的各种颜色是自然环境中有机物的分解过程和所含无机物造成的，最常见的是天然有机物的分解产生的有机络合物的颜色。水中腐殖质过多时呈棕黄色，粘土使水呈黄色。在静水水体中由于藻类大量繁殖使水面呈不同颜色，如小球藻使水呈绿色，硅藻呈棕绿色，甲藻呈暗褐色，兰绿藻呈绿宝石色等。水体受工业废水污染后， 可呈现该工业废水所特有的颜色。多数清洁的天然水色度在15～25°，湖泊水的色度可达60°以上，有时可高达数百度。
(三)臭和味
臭和味有时不易截然分开。洁净水无臭气和异味。天然水中臭和味的主要来源有：
①水生动植物或微生物的繁殖和衰亡，②有机物的腐败分解，③溶解的气体如硫化氢等，④溶解的矿物盐或混入的泥土。例如湖沼水因水藻大量繁殖或有机物较多而有鱼腥气及霉烂气，水中含有硫化氢时使水呈臭蛋味，硫酸钠或硫酸镁过多时呈苦味，铁盐过多时有涩味。水中适量碳酸钙和碳酸镁时使人感到甘美可口，含氧较多的水略带甜味。受生活污水、工业废水污染时可呈现出特殊的臭和味。
(四)浑浊度
水浑浊度表示水中悬浮物和胶体物对光线透过时的阻碍程度。浑浊度（turbidity）主要取决于胶体颗粒的种类、大小、形状和折射指数，而与水中悬浮物含量的关系较小。浑浊度的标准单位是以1L水中含有相当于 1mg标准硅藻土形成的浑浊状况，作为1个浑浊度单位，简称1度。
浑浊现象常用来判断水是否遭受污染的一个表观特征，地表水的浑浊是由水中含泥沙、粘土、有机物等造成的，河水因流经地区的土壤和地质条件不同，浑浊度可能有较大差别，不同季节的河水，其浑浊程度也可有较大差别。地下水一般较清澈，若水中含有二价铁盐，与空气接触后就会产生氢氧化铁，使水成为棕黄色浑浊状态。必须强调的是，不浑浊的水不一定未受污染。
二、化学性状指标
水质的化学性状复杂，因而采用较多的评价指标，以阐明水质的化学性质及受污染的状况。
(一)pH值
天然水的pH值一般在7.2～8.5之间。当水体受大量有机物污染时，有机物因氧化分解产生游离二氧化碳，可使水的pH值降低。当大量酸性或碱性废水排入水体时，水的pH值可发生明显变化。我国约200多万km2的广大地区有酸雨发生，可能会造成湖泊等水体的酸化，值得高度重视。
(二)总固体
总固体(total solid)是指水样在一定温度下缓慢蒸发至干后的残留物总量，包括水中的溶解性固体和悬浮性固体。由有机物、无机物和各种生物体组成。总固体愈少、水愈清洁。当水受污染时，其总固体增加。溶解性固体是水样经过滤后，再将滤液蒸干所得的残留物，其含量主要取决于溶于水中的矿物性盐类和溶解性有机物的多少。悬浮性固体是水中不能通过滤器的固体物干重。水中总固体经烧灼后，其中的有机物被全部氧化分解而挥发，剩下的为矿物质。烧灼后的损失量大致可说明水中有机物的含量。
(三)硬度
硬度(hardness of water)指溶于水中钙、镁盐类的总含量，以CaCO3(mg/L)表示。 水的硬度一般分为碳酸盐硬度（钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐）和非碳酸盐硬度（钙、镁的硫酸盐、氯化物等）。也可分为暂时硬度和永久硬度。水经煮沸后能去除的那部分硬度称暂时硬度，水煮沸时，水中重碳酸盐分解形成碳酸盐而沉淀，但由于钙、镁的碳酸盐并非完全沉淀，故暂时硬度往往小于碳酸盐硬度。永久硬度指水煮沸后不能去除的硬度。
天然水的硬度，因地质条件不同差异很大。地下水的硬度一般均高于地表水，因为地下水在渗透过程中吸收了土壤中有机物分解释放出的CO2，可使地层中的碳酸钙、碳酸镁溶解，使地下水的硬度增高。而地表水仅河床、湖底与地表接触，且水中CO2含量较低，故地表水的硬度较低。当地表水受硬度高的工矿废水污染时，或排入水中的有机污染物分解释出CO2，使地表水溶解力增大时，则可使水的硬度增高。
(四)含氮化合物
包括有机氮、蛋白氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。有机氮是有机含氮化合物的总称，蛋白氮是指已经分解成较简单的有机氮，此二者主要来源于动植物，如动物粪便、植物遗体腐败、藻类和原生动物等。当水中有机氮和蛋白氮显著增高时，说明水体新近受到明显的有机性污染。
氨氮是天然水被人畜粪便等含氮有机物污染后，在有氧条件下经微生物分解形成的最初产物。水中氨氮增高时，表示新近可能有人畜粪便污染。但流经沼泽地带的地表水，其氨氮含量也较多。地层中的硝酸盐可在厌氧微生物的作用下，还原成亚硝酸盐和氨，也可使氨氮浓度增加。
亚硝酸盐氮是水中氨在有氧条件下经亚硝酸菌作用形成的，是氨硝化过程的中间产物。亚硝酸盐含量高，该水中有机物的无机化过程尚未完成，污染危害仍然存在。硝酸盐氮是含氮有机物氧化分解的最终产物，如水体中硝酸盐氮含量高，而氨氮、亚硝酸盐氮含量不高，表示该水体过去曾受有机污染，现已完成自净过程。若氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮均增高，提示该水体过去和新近均有污染，或过去受污染，目前自净正在进行。人们可根据水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮含量变化的意义进行综合分析、判断水质的污染状况。
(五)溶解氧
溶解氧（dissolved oxygen，DO）指溶解在水中的氧含量。其含量与空气中的氧分压、水温有关。一般而言，同一地区空气中的氧分压变化甚微，故水温是主要的影响因素，水温愈低，水中溶解氧含量愈高。清洁地表水的溶解氧含量接近饱和状态。水层越深，溶解氧含量通常愈低，尤其是湖、库等静止水体更为明显。当水中有大量藻类植物生长时，其光合作用释出的氧，可使水中溶解氧呈过饱和状态。当有机物污染水体或藻类大量死亡时，水中溶解氧可被消耗，若消耗氧的速度大于空气中的氧通过水面溶入水体的复氧速度，则水中溶解氧持续降低，进而使水体处于厌氧状态，此时水中厌氧微生物繁殖，有机物发生腐败分解，使水发臭发黑。因此，溶解氧含量可作为评价水体受有机性污染及其自净程度的间接指标。我国的河流、湖泊、水库水的溶解氧含量多高于4mg/L，有的可达6~8mg/L。当水中溶解氧小于3~4mg/L时，鱼类就难以生存。
(六)化学耗氧量
化学耗氧量（chemical oxygen demand，COD）指在一定条件下，用强氧化剂如高锰酸钾、重铬酸钾等氧化水中有机物所消耗的氧量。它是测定水体中有机物含量的间接指标，代表水体中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量。化学耗氧量的测定方法简便快速，但不能反映有机污染物的化学稳定性及其在水中降解的实际情况，因为有机物的降解主要靠水中微生物的作用。
(七)生化需氧量
生化需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）指水中有机物在有氧条件下被需氧微生物分解时消耗的溶解氧量。水中有机物愈多，生化需氧量愈高。生物氧化过程与水温有关，在实际工作中规定以20℃培养5日后，1L水中减少的溶解氧量为5日生化需氧量 (BOD205)。它是评价水体污染状况的一项重要指标。清洁水生化需氧量一般小于1mg/L。
(八)氯化物
天然水中均含有氯化物，其含量各地有所不同，当水源流经含氯化物的地层、受生活污水污染，或受海潮影响等均可使水中氯化物含量增加。同一区域水体内氯化物含量是相对稳定的，当水中氯化物含量突然增高时，表明水有可能受到人畜粪便、生活污水或工业废水的污染。
(九)硫酸盐
天然水中均含有硫酸盐，其含量主要受地质条件的影响。水中硫酸盐含量突然增加，表明水可能受生活污水、工业废水或硫酸氨化肥等污染。
(十)总有机碳和总需氧量
总有机碳（total organic carbon，TOC）总有机碳是指水中全部有机物的含碳量，它只能相对表示水中有机物的含量，单位为mg/L，是评价水体有机需氧污染程度的综合性指标之一， 但不能说明有机污染的性质。总需氧量（total oxygen demand， TOD）指一升水中还原物质(有机物和无机物) 在一定条件下氧化时所消耗氧的毫升数，是评定水体被污染程度的一个重要指标，其数值愈大，污染愈严重。由于目前生化需氧量测定时间长，不能迅速反映水体被需氧有机物污染的程度，因此，TOC和TOD的检测有可能取代生化需氧量的测定方法，实现对其测定的快速自动化。
(十一)有害物质
主要指水体中重金属和难分解的有机物，如汞、镉、砷、铬、铅、酚、氰化物、有机氯和多氯联苯等。有害物质的来源少量如氟、砷等可能与地层有关外，主要受工业废水的污染。随着工业生产的发展，工业废水排入水体的有害物质种类和数量将不断增加。
三、微生物学性状指标
天然水常含有多种微生物，特别是病原微生物在水体卫生中具有重要意义。在理想状态下，要判断水质的微生物性能，应针对每一种病原微生物确定一项指标，但显然在实际工作中是不可能的。因此，需要针对病原微生物的共同特性，尽可能找到一个或两个有代表性的微生物指标，其指标可在一定程度上反映所有病原微生物的污染状况，而且要求该指标检测方便。这种具有代表微生物污染总体状况的菌种称为指示菌。地表水的指示菌选用细菌总数和总大肠菌群数。前者反映地表水受微生物污染的总体情况，后者反映受病原微生物污染的情况。
当地表水受人畜粪便、生活污水或工业废水污染时，水中细菌可大量增加，所以细菌学检查特别是粪便污染指示菌检查，可作为水体受粪便污染的直接指标，在水质的卫生学评价中具有重要意义。在实际工作中，检查水中细菌总数和大肠菌群数可间接评价水质污染情况。
(一)细菌总数
细菌总数（bacteria count）指1ml水在普通琼脂培养基中经37℃培养24h后生长的细菌菌落数。它可以反映水体受生物性污染的程度，水体污染愈严重，水的细菌总数愈多。但是在实验条件下，这种在人工培养基上生长的细菌数，只能说明在这种条件下适宜生长的细菌数，不能表示水中所有的细菌数，更不能指出有无病原菌存在。因此细菌总数可作为水被生物性污染的参考指标。
(二)总大肠菌群
总大肠菌群(coliform bacteria)是指一群需氧及兼性厌氧的在37℃生长时能使乳糖发酵、在24h内产酸产气的革兰阴性无芽孢杆菌。人体肠道内存在大量的大肠菌群细菌，其它温血动物如牛、羊、狗等的肠道内也存在大量的大肠菌群细菌，在土壤、水等自然环境中也可存在大肠菌群细菌。由于人粪便中存在大量的大肠菌群细菌，因此这种细菌可作为粪便污染水体的指示菌。目前利用提高培养温度的方法来区别不同来源的大肠菌群细菌，即培养于44.5±0.2℃的温水浴内能生长繁殖使乳糖发酵而产酸产气的大肠菌群细菌，称为粪大肠菌群。来自人及温血动物粪便内的大肠菌群主要属粪大肠菌群，而自然环境中存活的大肠菌群在44.5℃培养时，则不再生长，故培养于37℃生长繁殖发酵乳糖产酸产气的大肠菌群细菌称为总大肠菌群。它既包括存在于人及动物粪便的大肠菌群，也包括存在于其它环境中的大肠菌群。
近年来的研究表明，某些肠道病毒对氯的抵抗力往往比大肠菌群细菌强，有时水质的大肠菌群数虽已符合规定要求，但仍可检出病毒。因此应用大肠菌群作指标表示水质在微生物学上的安全性已显不足。尽管如此，大肠菌群仍为一种有较多优点的粪便污染指示菌，迄今尚未找到可替代大肠菌作为指示菌的细菌或其他微生物。
第三节 水体的污染源和污染物
水体污染(water pollution)是指人类活动排放的污染物进入水体，其数量超过了水体的自净能力，使水和水体底质的理化特性和水环境中的生物特性、组成等发生改变，从而影响水的使用价值，造成水质恶化，乃至危害人体健康或破坏生态环境的现象。造成水体污染的污染物主要来自生产或生活活动。此外，自然因素也可引起水质某些成分的改变，甚至对人体产生危害，如水中氟含量过高所致地方性氟中毒。但水体污染主要是指人为污染。
一、水体污染的主要来源
水体污染源通常指向水体排放污染物的场所、设备和装置等，也包括污染物进入水体的途径。造成水体污染的原因是多方面的，其主要来源有以下几方面：
(一)工业废水
工业废水(industrial wastewater)是世界范围内水污染的主要原因。工业生产过程的各个环节都可产生废水，如冷却水，洗涤废水，水力选矿废水，水力除渣废水，生产浸出液等。工业废水的特点是水质和水量因生产品种、工艺和生产规模等的不同而有很大差别。即使在同一工厂，各车间废水的数量和性质也会有很大差异；生产同类产品的工业企业，其废水的质和量也因工艺过程、原料、药剂、生产用水的质量等条件不同而相差很大。钢铁厂、焦化厂排出含酚和氰化物等废水，化工、化纤、化肥、农药等厂排出含砷、汞、铬、农药等有害物质的废水，造纸厂可排出含大量有机物的废水，动力工业等排出的高温冷却水可造成热污染而恶化水体的理化性质。对水体污染影响较大的工业废水主要来自冶金、化工、电镀、造纸、印染、制革等企业。
工业废水由于排放量大，污染严重，已引起人类的高度重视，目前有多项法律、法规限制其随意排放。
(二)生活污水
生活污水(domestic sewage)是人们日常生活的洗涤废水和粪尿污水等，水中含有大量有机物如纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等及微生物包括肠道病原菌、病毒、寄生虫卵等。生活污水中也含有大量无机物质如氯化物，硫酸盐、磷酸盐、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等。近年来由于大量使用合成洗涤剂，其中磷酸盐含量高达30%～60%，使污水中磷含量显著增加，为水生植物提供充足的营养物质。水体受含磷、氮等污水污染是造成湖泊水质富营养化的主要原因。
水质富营养化已成为我国淡水湖泊的重要污染类型。由于治理周期长，投入高，多年来一直无彻底治理富营养化的方案出台。因此，限制高磷合成洗涤剂的污染显得尤为迫切。然而，由于磷酸盐自身对人体并无直接毒副作用，造成目前限磷工作难于顺利开展。相信通过环境工作者的不懈努力，合成洗涤剂的限磷标准会尽早出台。
受降水洗淋城市大气污染物和冲洗建筑物、地面、废渣、垃圾而形成的城市地表径流也是生活污水的组成部分。一些工业废水和地表径流排入城市污水管道中，使城市生活污水的数量和成分不断增加，特别是生物可降解的有机物大量增加，能造成水体缺氧，对水生生物极为不利。来自医疗单位的污水，包括病人的生活污水和医疗废水，含有大量的病原体及各种医疗、诊断用物质，是一类特殊的生活污水，医院污水污染的主要危害是引起肠道传染病。
(三)农业污水
指农牧业生产排出的污水及降水或灌溉水流过农田或经农田渗漏排出的水。早期原始的小规模农业生产由于使用的是天然循环肥料，并不产生明显的农业污水，但随着大规模农业生产，特别是现代化工工业化肥、农药的产生，氮、磷、钾肥引起的水质富营养化，高残留、高毒性农药引起的水质污染，逐渐形成了农业污水污染全球水质的惊人状况。六十年代至七十年代，由于有机氯农药如DDT、六六六的大量使用，导致此类农药的污染偏及全球，对人类健康造成了深远影响。目前，高残留有机氯农药虽已被低残留、低毒性农药取代，但农业污水对人类健康的危害依然存在。
(四)其它
工业生产过程中产生的固体废弃物，城市垃圾等随工业发展日益增多， 这些废物中常含有大量易溶于水的无机物和有机物及致病微生物等，受雨水淋洗后进入地面径流而造成水体污染。海上石油开采、大型运油船只泄漏事故及航海船只产生的废弃物等则是海洋污染的重要来源。
此外，按照污染物进入水体的方式，可将水体污染源分为点污染和面污染。前者指通过沟渠管道集中排放的污染源，有其固定的排放点，其排放量和排放浓度随生产、生活活动呈规律性的周期变化；后者主要从广大流域面积上或从一个城市区域汇集而来，它没有固定的排放点，排放量和浓度随降雨而发生变化。
二、水体污染物
通过各种途径进入水体的污染物种类繁多，性质各异，一般分为物理性、化学性和生物性污染物，见表4-1。
(一)物理性污染物
主要是指热污染和放射性污染。水体热污染主要来源于工业冷却水。其中以动力工业为主如火力发电厂每发电100万千瓦约需水30~50m3/s，核电站产生同样的电力，冷却水用量比火力发电多50%左右，其次为冶金、化工、石油、造纸和机械工业。水中放射性物质主要来源于以下几个方面：①然放射性核素，②核试验沉降物， ③核工业的废水、废气、废渣，④核研究和核医疗等单位排放的废水。
(二)化学性污染物
当今水污染最显著的特点是化学性污染。因为水具有很强的溶解能力，以及现代工业生产、使用而进入水中的化学物质的种类和数量不断增长。水体污染的化学物质包括无机物和有机物两大类。最常见的无机污染物如铅、汞、镉、铬、砷、氮、磷、氰化物及酸、碱、盐等；有机污染物如苯、酚、石油及其制品等。据统计从全球水体中已鉴别出有机化学物达2221种。英国河水中鉴定出324种有机化合物，我国松花江检出有机物152种，第二松花江吉林市江段达317种，长江江阴段达150多种，上海黄浦江水中发现有机化合物达500余种。松花江水质污染物以多环芳烃比例最大， 长江江阴段江水中则以酚类和有机酸为主。随着检测技术水平的不断提高，将会在我国水体中发现更多种类的有机污染物。
(三)生物性污染物
生活污水、医院污水、畜牧和屠宰场的废水等， 以及垃圾和地面径流都可能带有大量病原体和其它微生物。此外，由于磷、氮等污染物引起水体富营养化而导致藻类污染也属于生物性污染。
第四节 水体的污染、自净和污染物的转归
一、各种水体的污染特点
水在河流、湖泊、水库、海洋中，由于其运动方式不同，环境条件各异，形成了各种水体的不同污染特点，了解这些特点对研究和评价水污染具有重要意义。
(一)河流
河流的污染程度取决于河流的径污比（径流量与排入河流中污水量的比值），河流的径污比大，稀释能力强，河流受污染的可能性和污染程度较小。河水混合能力很强，加上河水流动的推力作用，上游遭受污染可很快影响到下游，一段河流受污染，可影响到该河段以下的河道环境。河流的大小可影响污染物扩散的方式，中小河流由于水量相对较小污染物可沿着纵向、横向、垂直方向扩散，污染不仅发生在排污口，甚至可影响到下游数公里至数十公里。垂直方向的混合大多在排污口下游数百米内完成。在排污口下游1～3km内横向混合也较充分，使污染物在整个断面均匀分布。流量大的江河，污水不易在全断面混合，只在岸边形成浓度较高的污染带，影响下游局部水域的水质。因此河流污染范围不限于污染发生区，还可殃及下游地区，甚至可影响到海洋。
(二)湖泊、水库
湖泊、水库以水面宽阔、流速缓慢、沉淀作用强，稀释混合能力较差，水交换缓慢为显著特点。湖泊常接纳可携带流经地域厂矿企业的各种工业废水和居民生活污水。由于湖泊、水库的上述特点， 污染物进入后不易被湖水稀释混合而易沉入湖底，难于通过湖流的搬运作用经出湖口河道向下游输送。因此，湖泊的相对封闭性使污染物质易于沉积。此外，湖泊的缓流水面使水的复氧化用降低，从而使湖水对有机物质的自净能力减弱。当湖泊、水库水接纳过多含磷、氮的污水时，可使藻类等浮游生物大量繁殖形成水体富营养化(eutrophication)。由于占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现红色、绿色、蓝色等，这种情况出现在淡水中时称水华，发生在海湾时叫赤潮(red tide)。藻类繁殖迅速生长周期短，死亡后通过细菌分解，不断消耗水中溶解氧使水质恶化， 危及鱼类及其它水生物的生存。藻类及其他生物残体在腐烂过程中，又把生物所需的磷、氮等营养物质释放到水中，供新一代藻类利用。水体富营养化是湖泊、水库污染的主要现象，我国的太湖、滇池等大型湖泊都发生过较严重的水体富营养化，我国的近海部分水域也曾多次发生赤潮，仅2001年全国海域就达77起之多。控制水体富营养化的根本措施在于防止封闭型湖泊的水污染，特别是含磷、氮的污水污染。
鉴于目前我国封闭型湖泊水质的富营养化趋势日益严重，而开放型河流具有径污比高、稀释能力强的特点。近年来，有学者提出将河流水引入湖泊，甚至用河流水将湖泊贯通，变封闭型水源为开放型水源的观点，期望能迅速缓解湖泊水源富营养化的危机。实施这一方案要视水源的具体情况而定，有些生态问题也还需要进一步论证。
(三)地下水
地下水与地表水关系密切， 因为地表水可通过各种途径渗入地下而成为地下水。污染物在地表水下渗过程中不断地被沿途的各种阻碍物阻挡、截留、吸附、分解，进入地下水的污染物数量显著减少，通过的地层愈厚，截留量愈大，因此地下水污染过程缓慢。但长年累月的持续作用仍可使地下水遭受污染，且一旦地下水受到明显污染，即使查明了污染原因并消除了污染来源， 地下水水质仍需较长时间才能恢复。这是因为被地层阻留的污染物还会不断释放到地下水中，且地下水流动极其缓慢、溶解氧含量低，微生物含量较少，自净能力较差。因此，地下水污染治理一般需要十几年，甚至几十年的时间才能见效。受工业废水、生活污水污染的地下水，一般表现为钙盐、镁盐、氯化物、硝酸盐显著增加，其有毒污染物主要有酚、氰、汞、铬、砷、石油及其有机化合物。堆积于地表的工业废渣和生活垃圾，其可溶性成份也可随雨水渗入地下，造成地下水污染。
(四)海洋
海洋的污染源多而复杂。各种各样的工业废水和生活污水通过江河水注入海洋，其中污染物很难再转移出去，不易分解的污染物便在海洋中积累起来，或者被海洋生物富集，形成海洋的持续性污染，危害较为严重。此外， 海上航行的船只和大型油轮发生漏油事故时有发生，以及海上石油开采作业等均可使海洋发生石油污染。局部海域严重的油污染甚至可影响海洋生物的生存。由于世界各海洋是相通的，污染物通过海水的潮汐作用和洋流的涌动，使污染扩散到海洋的各个角落。因此，海洋污染的另一特点是污染范围大。
二、我国水环境污染的概况
2001年，全国工业和城镇生活废水排放总量为428.4亿吨，比上年增加3.2%。其中工业废水排放量200.7亿吨，比上年增加3.5%；城镇生活污水排放量227.7亿吨，比上年增加3.0%。废水中化学需氧量（COD）排放总量1406.5万吨，比上年减少2.7%。其中工业废水中COD排放量607.5万吨，比上年减少13.8%；生活污水中COD排放量799万吨，比上年增加8.0%。全国工业废水排放达标率为85.6%。其中重点企业工业废水排放达标率为86.9%，非重点企业工业废水排放达标率为73.9%。
根据我国环境保护总局的最新资料，在评价的12.1万公里河长中，Ⅰ类占5.0%，Ⅱ类占27.6%，Ⅲ类占28.8%，Ⅳ类占14.2%，Ⅴ类占7.8%，劣Ⅴ类占16.6%。全国符合和优于Ⅲ类水的河长占总评价河长的61.4%。各流域的水质状况是：西南诸河、内陆河、东南诸河、长江和珠江流域水质良好或尚可，符合和优于Ⅲ类的河长分别占93.3%、91.1%、75.8%、73.7%、70.3%；黄河、海河、松辽河、淮河水质较差，符合和优于Ⅲ类的河长分别占43.7%、39.3%、34.6%、26.9%。近来长江流域水质变化不大，黄河流域水质略有下降，其他各流域水质均有好转，其中符合和优于Ⅲ类水河长占评价河长百分数上升5个百分点以上的是西南诸河和珠江流域。
在评价的24个湖泊中，10个湖泊水质符合或优于Ⅲ类水，2个湖泊部分水体受到污染，12个湖泊水污染严重。国家重点治理的“三湖”情况为：太湖16.5%的面积为Ⅲ类水，75.3%的湖面为Ⅳ类水，8.2%的湖面为Ⅴ类水；中营养水平的水域占太湖总面积的29.3%，富营养化水平的占70.7%，富营养化程度有所减轻。云南滇池水质劣于Ⅴ类，处于富营养化状态。巢湖东半湖水质为Ⅲ类，西半湖水质为Ⅳ类，东西半湖均处于富营养化状态。
在评价的182座主要水库中，有145座水库水质良好，达到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水质标准。在未达到地面水Ⅲ类的水库中，水污染极为严重的劣于Ⅴ类水质水库有7座。对136座水库进行了营养化程度评价，处于贫营养状态的水库22座，处于中营养状态的水库91座，处于富营养化状态的水库23座。
全国186个主要地下水水位监测城市和地区中，有63个城市和地区地下水水位有所回升，回升区所占比例为34％，但地下水水位总的发展趋势仍以下降为主，下降区比例高达62％。全国大部分城市和地区地下水水质总体较好，局部受到一定程度的点状或面状污染，部分指标超标，主要污染指标有矿化度、总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、铁、锰、氯化物、硫酸盐、氟化物、pH值等。北方城市地下水污染重于南方城市，超标率高。三氮污染在全国各地区均较突出，矿化度和总硬度超标主要分布在东北、华北、西北和西南等地区，铁和锰超标主要在东北和南方地区。
我国近岸海域水质主要受到活性磷酸盐和无机氮的影响，部分海域主要污染物是化学耗氧量、石油类和铅，近岸海水以二类和超四类为主。超四类海水比例在四大海区中以东海为最，占52.0％，其次是渤海，占38.5％，黄海和南海分别占26.4％和19.1％。渤海和东海近岸水体污染有逐年加重的趋势，黄海和南海近岸水质基本稳定，水质较好。四大海区污染由重到轻依次为东海、渤海、黄海、南海。赤潮是近岸海域水质最常见的污染。2001年，中国海域赤潮发生次数增多，发生时间提前，主要赤潮生物种类增多，总次数和累计影响面积均比上年有大幅度增加。全国海域共发现赤潮77次，累计面积达15000多平方公里，比上年增加49次，增加面积约5000平方公里。各海区中，渤海20次，黄海8次，东海34次，南海15次。浙江、辽宁、广东、福建等近岸、近海海域为赤潮多发区。赤潮频繁发生海域多为受无机氮和磷酸盐污染较重的海域。大面积赤潮主要集中在东海、渤海和黄海海域。
2001年全国废污水排放总量626亿吨（不包括火电直流冷却水），其中工业废水占62%，生活污水占38%。按流域片统计，长江220亿吨，珠江149亿吨，松辽河59亿吨，淮河56亿吨，海河54亿吨，黄河39亿吨，东南诸河34亿吨，内陆河9亿吨，西南诸河6亿吨。废污水年排放量大于20亿吨的有13个省（自治区）。
国家环保总局联合国家计委、建设部、水利部、农业部、交通部、国务院法制办、国家旅游局等8个部门，于2001年2～3月分别对淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池水污染防治“九五”计划执行情况进行了全面核查，并组织“三河三湖七大水系”14个省、自治区、直辖市和国务院近20个有关部门，编制完成了淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池水系水污染防治“十五”计划。其中太湖水污染防治已进入“十五”申报实施阶段。

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(二)酚
酚类化合物是指芳香烃中苯环上氢原子被羟基取代所生成的化合物。根据苯环上羟基数目分为一元酚、二元酚、三元酚等， 含两个以上羟基的酚类称为多元酚。酚类中能与水蒸汽一起挥发(沸点在230℃以下)的称挥发酚(volatile phenols)。不能同水蒸汽一起挥发的称不挥发酚。自然界中存在的酚类化合物有2000多种。该类化合物均有特殊臭味，易被氧化，易溶于水、乙醇等多种溶剂。天然水体中含有一定量的酚，根据美国的调查，密西西比河下游的平均浓度为1.5μg/L，底特律河小于0.5～5μg/L，特拉华河为2～4μg/L。由于酚是一种重要工业原料，在工业生产中广泛使用，含酚废水已成为危害严重的工业废水之一，工业废水中的酚含量可达1500～5000mg/L。主要来自炼焦、炼油、制取煤气、造纸及用酚作为原料的工业企业。酚类化合物还广泛用于消毒、灭螺、除莠、防腐等，在运输、储存及使用过程中均可进入水体。而生活污水中的酚含量约0.1～1mg/L。
通过皮肤和胃肠道吸收的酚大部分在肝脏氧化成苯二酚、苯三酚，并与葡萄糖醛酸等结合而失去毒性，然后随尿液排出。酚在体内代谢迅速，故酚类化合物的危害多为事故性的急性中毒。例如，1974年7月在美国威斯康星州南部农村地区，装有约37900L酚的车厢脱轨，使酚溢出并渗透到周围井水中造成酚污染中毒事件，水中酚含量高达1130mg/L。估计当地居民通过饮用受污染的井水每人每天摄入酚量为10～240mg。1980年12月，湖北省鄂州梁子湖因捕鱼投入五氯酚钠，造成水源污染，引起1223人急性中毒。1991年湖北襄阳又发生了为捕鱼向河中投放五氯酚钠造成水渠污染的事件，使该河下游某小学饮用河水的162人全部中毒。急性酚中毒者主要表现为大量出汗、肺水肿、吞咽困难、肝及造血系统损害，黑尿等。
近年的研究发现，不少酚类化合物如五氯酚、辛基酚、壬基酚等具有内分泌干扰作用。五氯酚钠是我国血吸虫病流行区常用的杀钉螺药物，大量施用污染土壤、水体及动植物，并可通过食物链进入人体。动物实验表明，五氯酚可干扰机体甲状腺素的正常功能，但对雌激素和睾酮功能的影响不明显。人群调查资料显示其对妇女正常内分泌功能的干扰作用，从而影响子女的生长发育。五氯酚可通过模仿天然激素(natural hormone)与胞浆中的激素受体结合组成复合物，后者结合在DNA结合区的DNA反应元件上，从而诱导或抑制靶基因的转录和翻译，产生类似天然激素样作用。五氯酚还可与天然激素竞争血浆激素结合蛋白，增强天然激素的作用，并可通过影响天然激素合成过程中的关键酶而产生增强或拮抗天然激素的作用。
酚污染水体能使水的感官性状明显恶化，产生异臭和异味，各种酚化合物在水中的嗅觉阈值差别很大，苯酚为15～20mg/L，邻、间、对甲酚为0.002～0.005mg/L。而酚与水中游离氯结合产生氯酸臭，苯酚的氯酚臭阈为0.005mg/L。
1999年4月武汉市龙阳湖1800亩养殖水面遭受含苯酚的化工废料严重污染，造成大量鱼死亡，周围的农田受到严重影响。酚还可使鱼贝类水产品带有异臭异味，降低其经济和食用价值。水中的酚超过一定浓度时可影响水生动植物的生存，高浓度的酚（特别是多元酚）能抑制水中微生物的生长繁殖，影响水体的自净作用。
(三)多氯联苯
多氯联苯（polychlorinated biphenyls， PCBs）是由一些氯置换联苯分子中的氢原子而形成的一类含氯有机化合物， 其化学稳定性随氯原子数的增加而增高，具有耐酸、耐碱、耐腐蚀及绝缘、耐热、不易燃等优良性能，被广泛应用于工业生产，例如用于变压器的绝缘液体、生产润滑油、切削油、农药以及在油漆、粘胶剂、封闭剂生产中作添加剂。PCBs主要随工业废水和城市污水进入水体。据德国的一些调查，河流PCBs浓度，莱茵河上游为13.7ng/L，美茵河为70.8ng/L，多瑙河为15.1ng/L。北美洲安大略湖水中PCBs含量为20～32ng/L，休伦湖为11～18ng/L。我国第二松花江水中PCBs平均浓度为0.013μg/L，底质为0.62μg/kg，整体鱼肉中为6.4～214μg/kg。由于PCBs在水环境中极为稳定，被认为是一类广泛存在的持久性有机污染物（persistent organicpollutants，POPs），可通过水生物摄取进入食物链而发生生物富集。藻类对PCBs富集能力可达千倍，虾、蟹类为4000～6000倍，鱼类可达数万至十余万倍，而后PCBs通过食品这一途径进入人体。
PCBs对水生生物如藻类、鱼贝类均有较大影响。水中浓度在0.1mg/L时，幼虾48h内全部死亡；浓度在2.4~4.3μg/L时，17~53d内能杀死成虾。PCBs还具有雌激素样作用，可明显干扰机体的内分泌状态，出生前接触PCBs可使子代的发育及出生后行为异常。PCBs可通过食物链在体内蓄积，并可通过授乳影响子代。PCBs等雌激素样化合物在母乳中浓集，可使婴儿从母乳摄取的量达成人接触量的10~40倍。最近美国有人用五大湖流域中PCBs含量很高的鲤鱼配制饲料喂养水貂进行多代繁殖试验，发现0.25、0.5和1.0mg/kg的PCBs， 可使母体体重降低，发情期延迟，分娩率减少，胎仔死亡率增加，胎仔重量减轻、胎仔存活数减少。研究发现，PCBs可在多个位点起作用，使发育期间的甲状腺素水平降低，造成体重增长缓慢、听力缺失。PCBs还可引起啮齿动物和猴的学习能力缺失、运动操作方式改变。某些类型的PCBs可使大鼠肝癌和癌前病变发生率显著增加，含氯54%的PCBs还可诱发胃肠道肿瘤。流行病学调查发现，人类接触PCBs可使机体的免疫功能受损，生长发育障碍。
PCBs对人危害的最典型例子是1968年发生在日本的“米糠油中毒事件”， 受害者因食用被PCBs污染的米糠油(2000～3000mg/kg)而中毒，主要表现为皮疹、色素沉着、眼睑浮肿、眼分泌物增多及胃肠道症状等，严重者可发生肝损害，出现黄疸、肝昏迷甚至死亡。孕妇食用被污染的米糠油后，出现胎儿死亡，新生儿体重减轻，皮肤颜色异常，眼分泌物增多等，即所谓的“胎儿油症”。这说明PCBs可透过胎盘进入胎儿体内。
三、物理性污染的危害
(一)热污染
水体热污染主要来源于工业冷却水特别是发电厂的冷却水，火力发电通常仅40%的热能转变成电能，剩余的热量则排入大气及随冷却水流走，而核电站使用的冷却水要比火力电站多50%以上。大量含热废水持续排入水体可使水温升高，造成水环境发生一系列物理、化学和生物学变化。通常水中的化学反应速度随温度升高而加快，水温每升高10℃， 化学反应的速率约增加一倍，水中有毒物质、重金属离子等对水生动物的毒性也随之增强。如氰化物、锌离子等对鱼类的毒性随水温升高而增强。由于水温升高时水中溶解氧浓度降低。在一定的温度范围内，水温升高可使水中细菌分解有机物的能力增强，水生动物的耗氧量增加，造成水中溶解氧进一步降低。水温升高造成的水环境改变影响某些鱼的产卵和孵化，导致水域中原有鱼类的种群改变。水温升高还可使一些藻类和水生植物生长繁殖加快，加剧原有的水体富营养化，某些水草过度生长可阻碍水流和航运。
(二)放射性污染
水体中的放射性污染主要来自地球形成时结合到地球中的放射性元素及其衰变产物及人为放射性物质如各种核实验、核战争、核潜艇、核燃料再生及各种含放射性的药物、试剂等。这些放射性物质可通过多种途径污染水体。水体中放射性物质可通过饮水或受污染的食物进入机体。吸收入血的放射性物质可均匀分布于全身，有的则相对集中于某器官组织，如131I主要聚集于甲状腺，222Rn主要分布于肺，235U主要储存于肾脏。人体接触到含放射性物质的水可引起外照射，而饮水或食品受放射性污染后可造成内照射，导致某些疾病的发生率增加并可能诱发人群恶性肿瘤发生率增高，并可影响后代的健康。例如，235U对肝脏、骨髓和造血机能的损害，90Sr可引起骨肿瘤和白血病等。有些水生物对放射性物质具有富集能力，使鱼类等水生物受到内照射和外照射而影响其正常生长发育和繁殖。人摄入此种受放射性物质污染的水生物后可使体内的放射性负荷增加，甚至影响机体健康。
此外，非溶解性悬浮物对水体的污染，可影响水的感官性状，并对水生动植物的生态环境产生有害影响。
（杨克敌、吴志刚）
第六节 水环境标准
水环境标准体系是对水环境标准工作全面规划、统筹协调相互关系，明确其作用、功能、适用范围而逐步形成的一个完整的管理体系。我国水环境标准体系，可概括为“六类三级”，即水环境质量标准、水污染物排放标准、水环境卫生标准、水环境基础标准、水监测分析方法标准和水环境标准样品标准六类，及国家级标准、行业标准和地方标准三级。
水环境质量标准、水污染物排放标准、水环境卫生标准是强制性标准，其它的水环境标准为推荐性标准。截止到2001年9月底为止，由国家环保总局主管颁布的水环境国家标准370项（不包括水环境卫生标准），占环境保护国家标准总数的65.3%，可见水环境标准在整个环境保护标准中具有重要地位。
除国家环保局外，制定水环境国家和行业标准的相关部门还有水利部、卫生部、建设部、国土资源部、国家经贸委等。行业水环境标准，水利部门颁布54项，环保总局颁布18项；建设部颁布至少47项；其它行业如农业、林业、海洋、卫生、核工业、电力等系统也颁布相应的水环境行业标准。行业标准中也分强制性标准和推荐性标准两种。
地方标准一般包括地方环境质量标准和地方污染物排放标准（或控制标准）两种。如上海市制定了《上海市污水综合排放标准》（DB 31/199-1997）。地方标准中的指标只能严于、而不能低于国家标准中的相应指标。
水环境标准的主体是水环境质量标准、水污染物排放标准和水环境卫生标准3种，其支持系统和配套标准有：水环境基础标准（含环境保护仪器设备标准）、水质分析方法标准、水环境标准样品标准3种，共计6种。本章节重点介绍水环境质量标准和水污染物排放标准。
一、水环境质量标准
水环境质量标准由《地表水环境质量标准》和系列标准如《渔业水质标准》、《农田灌溉水质标准》、《海水水质标准》、《地下水水质标准》等组成。
（一）地表水环境质量标准
《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）是一项国家标准，适用于全国领域内的江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域。
本标准分为：地表水环境质量标准基本项目、集中式生活饮用水地表水源地补充项目和特定项目。地表水环境质量标准基本项目适用于全国江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域；集中式生活饮用水地表水源地补充项目和特定项目适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区和二级保护区。集中式生活饮用水地表水源地特定项目由县级以上人民政府环境保护行政主管部门根据本地区地表水水质特点和环境管理的需要进行选择，其补充项目和选择确定的特定项目作为基本项目的补充指标。
本标准项目共计109项，其中地表水环境质量标准基本项目24项，集中式生活饮用水地表水源地补充项目5项，集中式生活饮用水地表水源地特定项目80项。
地表水环境质量标准基本项目包括水温、PH值、溶解氧、汞、粪大肠菌群等24项。将硫酸盐、氯化物、硝酸盐、铁、锰调整为集中式生活饮用水地表水源地补充项目，修订了pH、溶解氧、氨氮、总磷、高锰酸盐指数、铅、粪大肠菌群七个项目的标准值，增加了集中式生活饮用水地表水源地特定项目40项。本标准删除了湖泊水库特定项目标准值。
与近海水域相连的地表水河口水域，根据水环境功能按本标准相应类别标准值进行管理，近海水功能区水域根据使用功能按《海水水质标准》相应类别标准值进行管理。批准划定的单一渔业水域按《渔业水质标准》进行管理；处理后的城市污水及与城市污水水质相近的工业废水用于农田灌溉用水的水质按《农田灌溉水质标准》进行管理。
《地面水环境质量标准》（GB 3838—83）为首次发布，1988年为第一次修订，1999年为第二次修订，本次为第三次修订。本标准自2002年6月1日起实施，《地面水环境质量标准》（GB 3838—88）和《地表水环境质量标准》（GHZB 1—1999）同时废止。
１．地表水环境质量标准中主要指标及其制订的依据
（１）水温：水温是一项水体生态环境，特别是水体微生物环境的重要指标。它直接影响水体的自净能力，任何人为扰乱水环境温度都被视为对水环境的物理污染。本项统一规定为周平均最大温升≤1℃，周平均最大温降≤2 ℃。
（２）pH值：水的pH值<6或>9时，可影响地表水的自净过程及鱼类的生长繁殖，故规定pH值为6～9。
（３）五日生化需氧量BOD5：此项指标是为了限制有机污染物的排放而规定的。我国多年的调查结果表明，各主要河流清洁断面生化需氧量一般都在3mg/L以下，属优质水源，而BOD5超过10mg/L则表明水源已受污染。
（４）溶解氧：是为保证地表水的正常自净过程，限制有机性污染物的排放，并保证鱼类生存条件而规定的。水饱和溶解氧约为7.5 mg/L。我国水质监测表明，南方河流常年水中溶解氧>6mg/L，北方冰封期的河水中也>5mg/L，能满足一般鱼类生存的需要。如溶解氧<5mg/L则不能用于水产养殖。当溶解氧<2mg/L时，表明水体污染严重，开始丧失其使用功能。
（５）粪大肠菌群：是标准中唯一的微生物学指标，表征水体受病原体污染的程度。水体中病原体可通过饮用、接触传播介水传染病。由于检测水中的所有病原体较难，故选用粪大肠菌群作为指示菌。本项目列入“基本项目标准限值”中。
（６）有害物质：在“集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值”中列出了80项有害物质的最高限量值。较原《地面水水质卫生标准》中53项增幅大，表明近年来我国环境保护工作进展迅速，国家经济实力增长较快。
2、地表水环境质量标准的研究方法
我国制订地表水环境质量标准的原则是：①防止通过地表水传播疾病；②防止通过地表水引起急性或慢性中毒及远期危害；③保证地表水感官性状良好；④保证地表水自净过程能正常进行。根据以上原则，用实验研究和环境流行病学调查相结合的方法制订标准。在确定标准的项目时，一般以危害大、排放量大、来源广的有害物质为主。
（1）实验研究：包括有害物质的毒性研究，在水体中的稳定性测定，对地表水感官性状影响的测定及对地表水自净过程影响的测定等。通常按照“最敏感”的原则，从这几项实验研究结果中选择最低的阈浓度作为确定地表水中有害物质最高容许浓度的依据。①有害物质的毒性研究，将水中有害物质经口给予温血动物如大鼠等进行慢性毒性试验，得出其毒作用特征及所呈现的剂量-反应（效应）关系，求出最大无作用浓度，再按人体重60kg，每天摄入3L水，推算出该物质对人体的最大无作用剂量，作为制订该物质在地表水中最高容许浓度的依据之一。必要时，还要考虑动物与人之间的种属差异，再缩小一定倍数作为安全系数更可靠。②水中稳定性测定，水中有害物质的稳定性是指该物质在地表水中的存留时间和消失速率。常在模拟水体中进行测定，以了解该物质在水中的变化规律和消失速度。有害物质的稳定性愈高，在水中的存留时间愈长，消失速度愈慢，则可随水流迁至远处，且易进入食物链，对人类健康构成威胁。该实验结果可为确定该物质安全系数大小的依据。③对感官性状影响的测定，某些有害物质在地表水中的含量超过一定浓度时，可使水的感官性状恶化，呈现出异色、异臭或异味。色觉实验是以在10cm水柱高度下不呈现颜色的有害物质浓度为制订标准的依据。臭味实验是以选择适宜的评定者，对有害物质不同浓度的溶液进行臭、味强度评定，找出二级臭和味强度时的有害物质浓度，作为制订标准的依据。最后取色、臭、味实验的最低浓度作为该物质对水体感官性状影响的限制依据。④对地表水自净过程影响的测定以地表水中有害物质明显影响生化耗氧过程和硝化过程为依据。当地表水中有害物质超过一定浓度时，可影响水中微生物的生长，妨碍自净过程的进行，因此此项目也可通过观察水中微生物的繁殖情况加以判断。
（2）流行病学调查：对地表水中有害物质进行现场流行病学调查，是从宏观上了解水中有害物质的浓度与人群健康关系的重要手段。在制定地表水环境质量标准时动物实验资料具有重要价值，但将动物实验结果直接推论到人尚需考虑许多因素，因此需要结合流行病学调查结果，相互验证，确保所制订的地表水有害物质的最高容许浓度对人群健康的安全性。在开展流行病学调查时，首先应采样测定有害物质在水体和水生生物中的含量，在此基础上对该地区居民进行生物监测，调查人群发病、死亡及其他健康效应影响等，并将此材料与未受该有害物质影响的正常居民进行比较、分析，从而作出正确评判。
（3）地表水环境质量标准制订的计算方法：①根据有害物质的化学结构、理化常数及毒性大小估算，有学者发现，有害物质的最高容许浓度与其化学结构、理化特性及某些毒性参数之间具有一定的相关性，据此提出一些计算方法，用于快速提出有害物质在地表水中的最高容许浓度估计值，以满足某些特定条件下的实际需要。此种方法不能代替常规实验和调查研究。②多种有害物质同时污染地表水时，其标准的计算方法：地表水受多种有害物质同时污染时，其有害作用表现为相加、拮抗或协同三种方式，以相加作用较为常见。当地表水中多种有害物质的限制指标相同时，（如同属感官性状或毒性作用指标），大多属于相加作用，可用以下两种方法推算混合污染物的容许浓度，其一为：
C为各有害物质在地表水中的实测浓度，M为相应物质的最高容许度。若计算结果大于1，说明地下水中混合污染物已超过了容许浓度，应采取积极措施降低有害物质的含量，以保证安全。
另一种方法是将各有害物质的最高容许浓度除以有害物质种类数，得出各自的最高限量值。例如钒、钼两种物质同时污染地表水，两者的限制指标均为毒理作用，它们的最高容许浓度分别为0.1mg/L，混合污染果其最高限量为：钒0.1/2=0.05mg/L，钼0.5/2=0.25mg/L。
如果混合污染物的作用方式不属于相加作用，则需进行相应的毒理学实验来确定。
（4）经济、技术可行性研究，考虑到我国地域的广阔性，各地在经济、技术上存在较大差距，而作为一项国家标准要适应全国范围，因此需要针对每项指标的可操作性作经济、技术上的判断、研究，避免一些仅能适合于较发达城区的指标，而无法在相对落后的农村施行。可见，作为水质质量的国家标准，既要从科学的角度进行实验研究和流行病学调查，同时又要从社会学上兼顾其方案的可行性。只有如此，才能使国家水质标准更具权威性和可操作性。
(二) 水环境功能区划
为保护和改善我国地表水环境，确保地表水资源的持续利用，国家环境保护总局从1988年开始, 依照《中华人民共和国水污染防治法》和《地表水环境质量标准》，组织中国环境规划院和31个省（区、市）对全国水资源按不同水质划定不同使用功能范围，实现水域分级管理向水域分类管理过渡。
依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：I类，主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类，主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；Ⅲ类，主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类，主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类，主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。
水资源划定的功能区为自然保护区、饮用水水源保护区、渔业用水区、工农业用水区、景观娱乐用水区、混合区、过渡区等管理区。标准中确定了高功能水域高标准保护、低功能水域低标准保护思想。
在划定功能区时遵循如下指导原则，①既充分考虑地表水环境现实状况和现实功能的需要，也考虑经济发展对地表水环境功能的需要。②同一水域兼有多类功能的，依最高功能划分类别。③跨地区的河流、湖泊（水库）、输水渠道，其上游地区不得影响下游地区饮用水水源保护区对水质标准的要求。
目前根据初步汇总分析结果，全国水环境共划分为12876个功能区（不含港、澳、台，下同），其中河流功能区12482个，湖泊功能区394个，基本覆盖了环境保护管理涉及的水域。各功能区都设置了相应的控制断面，共涉及监测断面9000余个。其中，6229个功能区有常规性的国控、省控、市控监测断面。另外，还对数以千计的取水口、排污口、监测断面进行了定位。一套数字化的全国水环境功能区划系统的基本框架已形成。
二、 水污染物排放标准
水污染物排放标准由《污水综合排放标准》和系列标准如《造纸工业水污染物排放标准》、《纺织染整工业水污染物排放标准》、《钢铁工业水污染物排放标准》、《磷肥工业水污染物排放标准》等组成。
《污水综合排放标准》（GB8978-96）是一项国家标准，用于控制水污染，保护地表水及地下水水质处于良好状态，保障人体健康，维护生态平衡，促进经济建设的发展，同时也为工程设计和环境管理提供了依据。排放标准对废水中的污染物或有害因素规定了控制浓度或限量要求，用于限制污染源排放口的浓度。制订废水排放标准要兼顾制订的排放标准在技术上的可行性和经济上的合理性，使排放标准既能满足水污染防治工作的要求，又适宜于我国当前经济建设的实际情况。
我国现行的《污水综合排放标准》是国家环境保护局1996年10月4日批准，1998年1月1日实施的（GB8978－1996）（附录4），本标准是对GB8978－88《污水综合排放标准》的修订，明确提出年限制标准，用年限制代替原标准以现有企业和新扩改企业分类，1997年12月31日前建设的单位执行第一时间段规定的标准值，1998年1月1日起建设的单位执行第二时间段规定的标准值。在标准适用范围上明确综合排放标准与行业排放标准不交叉执行的原则，除造纸工业、船舶、海洋石油开发工业、纺织染整工业、钢铁工业、磷肥工业等12个行业所排放的污水执行相应的国家行业标准外，其他一切排放污水的单位一律执行本标准。本标准适用于现有单位水污染物的排放管理,以及建设项目的环境影响评价,建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。现行的《污水综合排放标准》按地表水水域使用功能要求和污水排放走向，对向地表水水域或城市下水道排放的污水分别执行一、二、三级标准。
《污水综合排放标准》将排放的污染物按其性质及控制方式分为二类，第一类是指能在环境和动植物体内蓄积，对人体健康产生长远影响者，包括汞、镉、铬、砷、铅、镍、苯并（a）芘、铍等13种物质。含此类污染物的污水不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求。第二类污染物按年限（1997年12月31日之前和1998年1月1日起）分别执行不同的规定，1997年12月31日前的建设（包括改、扩建）单位的污水排放，本标准规定了26种有害物质或项目，1998年1月1日起建设（包括改、扩建）单位的污水排放，规定了56种有害物质或项目，并规定在排污单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求。此外，现行的《污水综合排放标准》还按年限对部分行业最高允许排水量作出了具体规定。
现行的《污水综合排放标准》从1998年1月1日起代替《医院污水排放标准》（GBJ48－83）。对50个床位以上的医院、兽医院及医疗机构，以及传染病、结核病医院的污水中粪大肠菌群数，采用氯化消毒的医院污水中的总余氯作出了具体规定，也按地表水水域使用功能要求和污水排放走向规定执行一、二、三级标准。对医院（50个床位以上），兽医院及医疗机构污水中粪大肠菌群数的一、二、三级标准分别规定为500个/L、1000个/L、5000个/L，对传染病、结核病医院污水中的粪大肠菌群数的一、二、三级标准分别规定为100个/L、500个/L、1000个/L。对采用氯化消毒的医院污水中总余氯的一、二、三级标准分别规定为<0.5mg/L、>3mg/L（接触时间≥1h），>2mg/L（接触时间≥1h）；传染病、结核病医院污水中总余氯的一、二、三级标准分别规定为<0.5mg/L、>6.5mg/L（接触时间≥1.5h），>5mg/L（接触时间≥1.5h）。对于医院污水的有毒化学物质和放射性物质，则按本标准中有毒有害化学物质和放射性物质的标准执行。
第七节 水体卫生防护
为防止水体污染，保护水体特别是城镇生活饮用水水源的卫生状况，保证居民健康，必须加强水体卫生防护。大力推行“清洁生产”技术，从末端治理转向源头预防，是防止水体污染的根本性措施。认真做好工业废水和生活污水的利用和处理，也是保护和改善水体水质卫生状况的重要措施。
一、推行“清洁生产”，开展污染源头预防
根据联合国环境署提出的概念，清洁生产对工艺和产品不断运用一体化的预防性环境战略，以减少其对人体和环境的风险，清洁生产包括节约原材料和能源，消除有毒原材料，并在一切排放物和废物离开工艺之前削减其数量和毒性，在整个生产过程中从原材料提取到产品的最终处置，均应减少其危害。清洁生产是一种预防性方法，它要求在产品或工艺的整个寿命周期的所有阶段，都必须考虑预防污染，或将产品或工艺过程中对人体健康及环境的短期或长期风险降至最小。污染源头预防是指污染物尚未对水体造成污染之前采用积极有效的措施，防止污染物进入水体，而不是在污染发生后再采取措施进行治理（即所谓的末端处理）。西方发达国家在污染末端治理方面付出了沉重代价。我们应该引以为鉴，不致走西方发达国家的经济建设和环境治理的老路，保证自然资源、生态环境与经济建设的协调发展，实现我国的可持续发展战略。
二、工业废水的利用与处理
㈠工业废水的利用 提高工业用水的重复利用率是合理利用工业废水的重要措施。发达国家的钢铁企业生产用水的循环率在90%以上， 我国多家钢铁企业生产一吨钢不仅耗水量大，而且用水循环率也大大低于国外同类企业。在生产过程中，工业冷却水约占生产用水的50%～60%，这些冷却水除温度升高外一般无明显污染，故经冷却处理后完全可以重复使用。
㈡工业废水的处理1.物理处理 处理方法有机械阻留设备、除油池及沉淀池等。机械阻留设备如格栅、筛网等，废水经其孔隙流过时，将较大的悬浮物和漂浮物阻留下来。除油池是使废水入池后，油脂浮于水面，被油池中的挡板阻留后，从水表面去除。沉淀池有平流式（图4-3）、竖流式（图4-4）等多种，废水中的悬浮物通过重力沉降作用，沉入池底污泥斗而被去除。平流式沉淀池结构简单、沉淀效果较好，但占地面积较大。竖流式沉淀池占地面积小，但池较深，池底呈锥形，施工难度较大。