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%。由于氘與氫的性質差別極小，因此重水和普通水也很相似。重水的離子積常數為1.6×10-15。

⑵ 輕水

為了與重水區別，將普通水稱為輕水。動力堆中的慢化劑，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堆中用得最廣的慢化劑和冷卻劑。

普通水(H?O)經過凈化，用做反應堆的冷卻劑和中子的慢化劑，叫做輕水。

輕水為相對分子質量為1的H原子和相對分子質量為16的O原子構成的水。其相對分子質量為18。另外，還有相對分子質量為20、22等的水。在中學化學階段，相對分子質量為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，蒸餾燒水時易結水垢；有時錳、氟離子超標，不能滿足生產生活用水需求。

地表水——較地下水有機物和微生物污染較多，如果該地屬石灰巖地區，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。硬水對鍋爐等生產用水影響很大，應對其進行軟化、脫鹽處理。

軟水——即硬度較小的水。

⑶ 原水與凈水

原水——通常是指水處理設備的進水，如常用的城市自來水、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）檢測其水質，中國城市自來水TDS值通常為100～400ppm。

凈水——原水經過水處理設施處理后即稱之為凈水。

⑷ 純凈水與蒸餾水

純凈水——原水經過反滲透和殺菌裝置等成套水處理設施后，除去了原水中絕大部分無機鹽離子、微生物和有機物雜質，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一步提純去離子即得，其TDS值不可測，電導率通常＜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——醫藥行業用純水，電導率要求＜2μs/cm。

注射用水——純化水經多效蒸餾、超濾法再次提純去除熱原后可以配制注射劑的水。

⒊ 按照用途分

⑴ 地表水：

Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護區；

Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產卵場、仔稚幼魚的索餌場等；

Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產養殖區等漁業水域及游泳區；

Ⅳ類主要適用于一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區；

Ⅴ類主要適用于農業用水區及一般景觀要求水域。

⑵ 地下水：

Ⅰ類主要反映地下水化學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類以人體健康基準值為依據。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業用水。

Ⅳ類以農業和工業用水要求為依據。除適用于農業和部分工業用水外，適當處理后可作生活飲用水。

Ⅴ類不宜飲用，其他用水可根據使用目的選用。

⑶ 海水：

Ⅰ類適用于海洋漁業水域，海上自然保護區和珍稀瀕危海洋生物保護區。

Ⅱ類適用于水產養殖區，海水浴場，人體直接接觸海水的海上運動或娛樂區，以及與人類食用直接有關的工業用水區。

Ⅲ類適用于一般工業用水區，濱海風景旅游區。

Ⅳ類適用于海洋港口水域，海洋開發作業區。

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。當前對水體危害較大的是人為污染。

根據污染雜質的不同而主要分為化學性污染、物理性污染和生物性污染三大類：

⑴ 化學性污染

污染雜質為化學物品而造成的水體污染。化學性污染根據具體污染雜質可分為6類：

① 無機污染物質：污染水體的無機污染物質有酸、堿和一些無機鹽類。酸堿污染使水體的pH值發生變化，妨礙水體自凈作用，還會腐蝕船舶和水下建筑物，影響漁業。

② 無機有毒物質：污染水體的無機有毒物質主要是重金屬等有潛在長期影響的物質，主要有汞、鎘、鉛、砷等元素。

③ 有機有毒物質：污染水體的有機有毒物質主要是各種有機農藥、多環芳烴、芳香烴等。它們大多是人工合成的物質，化學性質很穩定，很難被生物所分解。

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

⑤ 植物營養物質：主要是生活與工業污水中的含氮、磷等植物營養物質，以及農田排水中殘余的氮和磷。

⑥ 油類污染物質：主要指石油對水體的污染，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 懸浮物質污染：懸浮物質是指水中含有的不溶性物質，包括固體物質和泡沫塑料等。它們是由生活污水、垃圾和采礦、采石、建筑、食品加工、造紙等產生的廢物泄入水中或農田的水土流失所引起的。懸浮物質影響水體外觀，妨礙水中植物的光合作用，減少氧氣的溶入，對水生生物不利。

② 熱污染：來自各種工業過程的冷卻水，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的毒性增加等現象，從而危及魚類和水生生物的生長。

③ 放射性污染：由于原子能工業的發展，放射性礦藏的開采，核試驗和核電站的建立以及同位素在醫學、工業、研究等領域的應用，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，特別是醫院污水和某些工業廢水污染水體后，往往可以帶入一些病原微生物。例如某些原來存在于人畜腸道中的病原細菌，如傷寒、副傷寒、霍亂細菌等都可以通過人畜糞便的污染而進入水體，隨水流動而傳播。一些病毒，如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中發現。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水進行傳播。

由此可見，保護我們的地球環境，防止工業污染和病原微生物對水體的污染也是保護環境，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

嚴格控制工業廢水排放：對工業企業進行嚴格的環保審查，不達標的工廠需進行整改或處罰。同時，鼓勵企業使用更環保的生產工藝，減少廢水中的污染物質含量。

發展生態農業和有機農業：推廣有機肥，制定農藥、化肥的減量計劃，切實解決農業面源污染問題。同時，對農田排水進行監測和管理，控制有害物質進入水體。

加強污水處理設施建設：增加城市和工業區的污水處理設施，提高廢水的處理能力。同時，確保這些設施正常運行，對廢水進行有效的處理。

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。盡量采用重復用水及循環用水系統，使廢水排放減少或將廢水經適當處理后循環利用。

推廣清潔能源：提高清潔能源的使用比例，如太陽能、風能等，減少燃燒過程產生的廢水污染。

發展循環經濟和廢物回收利用：鼓勵企業開展循環經濟生產模式，減少廢物的產生，提高廢物的回收利用率。同時，推廣廢物分類和回收，減少進入水體的污染物數量。

研發新型污水處理技術：研發新型污水處理技術，可以提高處理效率，減少處理過程中的污染物質排放。

加強宣傳教育：通過各種媒體渠道，宣傳環保知識，提高公眾的環保意識。同時，鼓勵公眾參與水環境保護活動，形成人人關注、人人參與的良好氛圍。

加強監管和執法力度：頒布有關法規、制定保護水體、控制和管理水體污染的具體條例。設立環境保護管理機構，加強環保部門的監管力度，執行有關環保法律和控制標準，協調、監督各部門和工廠保護環境、保護水源。

加強對水資源的保護和管理：建立完善的監測網絡和檢測機制，實行嚴格的排污許可制度、水資源稅等經濟手段，引導企事業單位減少或避免水污染。及時發現和解決問題，對違法排放廢水、處理設施不正常運行的企業進行嚴厲處罰。鼓勵公眾參與環保活動，對舉報違法排放的企業給予獎勵，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 超過濾法

⑦ 蒸餾法

⑧ 紫外線消毒法

⑨ 生物化學法

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、區別或對應，正向滲透法是與反滲透互逆的一對方法。

正向滲透分離技術很早就得到了應用。很久以前，人們就采用食鹽來長期貯存食物，因為在高鹽環境下多數細菌、霉菌和病原菌由于滲透作用會脫水死亡或暫時失去活性。

如今，人們已經開始利用正向滲透膜分離技術進行海水淡化、工業廢水處理、垃圾滲透液處理等研究；食品工業在實驗室利用正向滲透膜分離來濃縮飲料；緊急救援時的生命支持系統利用正向滲透膜分離技術制取淡水。

三、節約用水

⒈ 節約用水的目的

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

⑵ 水資源短缺：我國水資源總量豐富，居世界第6位，但因人口基數大，我國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，被聯合國定為水資源緊缺國家。

⑶ 水資源污染：全國75%的地表水污染嚴重，農業灌溉用水有效率僅為發達國家57～63%，工業萬元增加值用水量是發達國家的5～10倍，許多城市輸配水管網和用水器具損失率高達20%以上。

⒉ 節約用水的好處

⑴ 水資源是有限的，過度使用會導致水資源枯竭，影響生態平衡。節約用水有助于保護水資源，維護生態系統的穩定。讓更多的水資源用于人們生活、農業和工業中。

⑵ 對于家庭和個人來說，節約用水可以直接減少水費支出，節省生活成本。

⑶ 通過節水措施，可以提高水的利用效率，使每一滴水都能發揮更大的作用。

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

⑸ 節約用水是實現水資源可持續利用的重要手段，對于保障未來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，節約用水可以減少能源消耗和相應的溫室氣體排放，有助于應對氣候變化。

⑺ 減少污水的排放，降低水體污染的程度，保護生態環境。

⑻ 除了提高水資源和水環境的承載能力外，還具有美化環境、維護河流生態平衡的效益。

⑼ 節約給水系統的運行和維護費用，減少水廠的建設數量，降低水廠建設的投資。

⑽ 節省相關污水處理負擔，減少污水處理廠的建設數量或延緩污水處理構筑物的擴建，使現有系統可以接納更多用戶的污水，減少受納水體的污染，達到節水減排的目的，節約建設資金和運行費用。

⒊ 節約用水的措施

集中洗滌衣物

洗衣服時，衣物集中洗滌，減少洗衣次數，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，可以多積一點臟衣服一起扔進洗衣機。另外，如果將漂洗的水留下來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

洗澡時采用間斷放水，搓洗時及時關水，避免過長時間沖淋。同時，可以考慮使用噴頭淋浴，這比用浴缸洗澡節省水量達八成之多。

用浴盆洗澡廢水沖馬桶

用浴盆洗澡廢水可以用來沖馬桶及蹲坑，每次可節約用水80升以上。

太陽能前冷水的合理利用

樓層越低，冷水就越多，把冷水放進容器里備用也是一個不錯的方法。

綜合利用廢水

例如：淘米水可以用來洗菜，同時有利于去除蔬菜表面農藥，洗菜水亦可用于沖廁、澆花；洗澡水、洗衣水、洗臉、洗腳水可以用來拖地，亦可用于沖廁。

沖洗蹲坑時減壓閥節約用水

沖洗蹲坑時，減壓閥一次可節約1升水以上（樓層越低，應使用壓力越小）。

在浴室的馬桶水箱里放一個塑料瓶水

在浴室的馬桶水箱里放一個塑料瓶水，每次使用都要節約幾毫升的水。

洗菜時用少量清水洗

洗菜、碗碟、器皿等，不要長時間沖洗和沖洗，盡量用少量清水洗。

綜上所述，節約用水的好處是多方面的，不僅能夠幫助我們更好地應對水資源短缺的問題，有助于保護環境和資源，還能帶來經濟效益、環境效益和社會效益。因此，我們應該積極采取各種措施來節約用水，為我們的未來創造更多的可能性。