水污染

水污染是指水质因化学、物理或生物因素而恶化，从而损害其用途并危害水生生物。

Definition

将物质或能量引入水体，从而改变水质，损害有益用途、危害水生生物或威胁人类健康。

Scope

本领域涵盖地表水体（包括河流、湖泊、河口和海洋）受到点源和非点源污染的情况。它涉及需氧废物、营养物质和富营养化、病原体、有毒化学品、沉积物、热负荷、石油和塑料，以及用于衡量水质的指标。在涉及恢复水质时，会提及处理和修复，而地下水污染则在土壤和土地污染部分处理，详细的水文地球化学则在土壤和水科学部分处理。

Sub-topics

• 富营养化
• 溢油
• 热污染和塑料污染
• 水质参数

Core questions

• 点源水污染与非点源水污染有何区别？
• 需氧废物和营养物质如何降解水生生态系统？
• 哪些参数用于表征水质？
• 石油、塑料和热排放如何影响水生系统？

Key theories

溶解氧垂和自净

可生物降解的有机负荷在排放点下游消耗溶解氧，之后再曝气使其恢复，从而产生斯特里特和费尔普斯描述的特征性氧垂曲线，该曲线决定了河流的同化能力。

营养限制和富营养化

限制性营养物质（主要是淡水中的磷和许多海洋环境中的氮）的过量输入会刺激藻类生产，其腐烂会消耗氧气，从而导致被称为富营养化的逐步富集过程。

Clinical relevance

水污染影响饮用水安全、渔业、娱乐和生态系统健康；量化污染物负荷和水质指标是排放法规、处理设计和流域管理的基础。

Evidence & guidelines

水质评估通常参考联合国教科文组织、世界卫生组织和联合国环境规划署等机构编制的指标框架，本文在此描述性地使用这些框架来解释如何衡量污染，而非作为监管阈值。

History

对水传播疾病和有机污染的担忧在19世纪和20世纪日益增长；1925年的斯特里特-费尔普斯（Streeter-Phelps）氧垂模型为河流污染提供了定量基础，随后的几十年将关注点扩大到营养物质、有毒物质、石油和塑料。

Seminal works

• davis2008
• metcalf2014
• chapman1996

Frequently asked questions

点源污染和非点源污染有什么区别？

点源污染通过管道等离散、可识别的出口排放，而非点源污染（如农业径流或城市雨水）则通过景观弥散地进入水体，更难监测和控制。

为什么有机污染会降低河流中的溶解氧？

微生物在分解可生物降解的有机物时会消耗氧气；当需氧量超过再曝气速率时，溶解氧会下降，从而对依赖氧气的水生生物造成压力或导致其死亡。