水的分类、污染和治理

一、分类

⒈ 按分子量分

⑴ 重水

重水（氧化氘）是由氘和氧组成的化合物。分子式D₂O，分子量20.0275，比普通水（H₂O）的分子量18.0153高出约11%，因此叫做重水。在天然水中，重水的含量约占0.015%。由于氘与氢的性质差别极小，因此重水和普通水也很相似。重水的离子积常数为1.6×10-15。

⑵ 轻水

为了与重水区别，将普通水称为轻水。动力堆中的慢化剂，大多是轻水、重水和石墨；它们的冷却剂，则多是轻水、重水和氦等气体。唯有轻水是目前各种反应堆中用得最广的慢化剂和冷却剂。

普通水(H₂O)经过净化，用做反应堆的冷却剂和中子的慢化剂，叫做轻水。

轻水为相对分子质量为1的H原子和相对分子质量为16的O原子构成的水。其相对分子质量为18。另外，还有相对分子质量为20、22等的水。在中学化学阶段，相对分子质量为18的水称为轻水。

⒉ 按日常生活分

⑴ 地下水与地表水

地下水——有机物和微生物污染较少，而离子则溶解较多，通常硬度较高，蒸馏烧水时易结水垢；有时锰、氟离子超标，不能满足生产生活用水需求。

地表水——较地下水有机物和微生物污染较多，如果该地属石灰岩地区，其地表水往往也有较大的硬度。

⑵ 硬水与软水

硬水——水中钙镁等金属离子的总浓度称为硬度，硬度大于200mg/L的通常就称之为硬水。硬水对锅炉等生产用水影响很大，应对其进行软化、脱盐处理。

软水——即硬度较小的水。

⑶ 原水与净水

原水——通常是指水处理设备的进水，如常用的城市自来水、城郊地下水、野外地表水等，常以TDS值（水中溶解性总固体含量）检测其水质，中国城市自来水TDS值通常为100～400ppm。

净水——原水经过水处理设施处理后即称之为净水。

⑷ 纯净水与蒸馏水

纯净水——原水经过反渗透和杀菌装置等成套水处理设施后，除去了原水中绝大部分无机盐离子、微生物和有机物杂质，可以直接生饮的纯水。

蒸馏水——以蒸馏方式制备的纯水，通常不用于饮用。

⑸ 纯水和超纯水

纯水——以反渗透、蒸馏、离子交换等方法制备的去离子水，其TDS值通常＜5PPm，电导率通常＜10μs/cm（电阻值＞0.1MΩ.cm）。

超纯水——以离子交换、蒸馏、电除盐等方法将纯水进一步提纯去离子即得，其TDS值不可测，电导率通常＜0.1μs/cm（电阻值＞10MΩ.cm），其离子几乎完全去除。理论上最纯水电阻值为18.25 MΩ.cm。

⑹ 纯化水和注射用水

纯化水——医药行业用纯水，电导率要求＜2μs/cm。

注射用水——纯化水经多效蒸馏、超滤法再次提纯去除热原后可以配制注射剂的水。

⒊ 按照用途分

⑴ 地表水：

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。

⑵ 地下水：

Ⅰ类主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。

Ⅱ类主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。

Ⅲ类以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。

Ⅳ类以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。

Ⅴ类不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。

⑶ 海水：

Ⅰ类适用于海洋渔业水域，海上自然保护区和珍稀濒危海洋生物保护区。

Ⅱ类适用于水产养殖区，海水浴场，人体直接接触海水的海上运动或娱乐区，以及与人类食用直接有关的工业用水区。

Ⅲ类适用于一般工业用水区，滨海风景旅游区。

Ⅳ类适用于海洋港口水域，海洋开发作业区。

⑷ 生活饮用水：供人生活的饮用和生活用水。

⑸ 电子超纯水：用于电子元件及集成电路。

二、水的污染和治理

⒈ 水的污染

水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。

根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类：

⑴ 化学性污染

污染杂质为化学物品而造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6类：

① 无机污染物质：污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类。酸碱污染使水体的pH值发生变化，妨碍水体自净作用，还会腐蚀船舶和水下建筑物，影响渔业。

② 无机有毒物质：污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质，主要有汞、镉、铅、砷等元素。

③ 有机有毒物质：污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。它们大多是人工合成的物质，化学性质很稳定，很难被生物所分解。

④ 需氧污染物质：生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气，故称之为需氧污染物质。

⑤ 植物营养物质：主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质，以及农田排水中残余的氮和磷。

⑥ 油类污染物质：主要指石油对水体的污染，尤其海洋采油和油轮事故污染最甚。

⑵ 物理性污染

物理性污染包括：

① 悬浮物质污染：悬浮物质是指水中含有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污水、垃圾和采矿、采石、建筑、食品加工、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的。悬浮物质影响水体外观，妨碍水中植物的光合作用，减少氧气的溶入，对水生生物不利。

② 热污染：来自各种工业过程的冷却水，若不采取措施，直接排入水体，可能引起水温升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象，从而危及鱼类和水生生物的生长。

③ 放射性污染：由于原子能工业的发展，放射性矿藏的开采，核试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究等领域的应用，使放射性废水、废物显著增加，造成一定的放射性污染。

⑶ 生物性污染

生活污水，特别是医院污水和某些工业废水污染水体后，往往可以带入一些病原微生物。例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌，如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等都可以通过人畜粪便的污染而进入水体，随水流动而传播。一些病毒，如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中发现。某些寄生虫病，如阿米巴痢疾、血吸虫病、钩端螺旋体病等也可通过水进行传播。

由此可见，保护我们的地球环境，防止工业污染和病原微生物对水体的污染也是保护环境，更是保障人体健康的一大课题。

⒉ 治理方法

⑴ 水污染治理的措施

严格控制工业废水排放：对工业企业进行严格的环保审查，不达标的工厂需进行整改或处罚。同时，鼓励企业使用更环保的生产工艺，减少废水中的污染物质含量。

发展生态农业和有机农业：推广有机肥，制定农药、化肥的减量计划，切实解决农业面源污染问题。同时，对农田排水进行监测和管理，控制有害物质进入水体。

加强污水处理设施建设：增加城市和工业区的污水处理设施，提高废水的处理能力。同时，确保这些设施正常运行，对废水进行有效的处理。

减少和消除污染物排放的废水量：采用改革工艺，减少甚至不排废水，或者降低有毒废水的毒性。尽量采用重复用水及循环用水系统，使废水排放减少或将废水经适当处理后循环利用。

推广清洁能源：提高清洁能源的使用比例，如太阳能、风能等，减少燃烧过程产生的废水污染。

发展循环经济和废物回收利用：鼓励企业开展循环经济生产模式，减少废物的产生，提高废物的回收利用率。同时，推广废物分类和回收，减少进入水体的污染物数量。

研发新型污水处理技术：研发新型污水处理技术，可以提高处理效率，减少处理过程中的污染物质排放。

加强宣传教育：通过各种媒体渠道，宣传环保知识，提高公众的环保意识。同时，鼓励公众参与水环境保护活动，形成人人关注、人人参与的良好氛围。

加强监管和执法力度：颁布有关法规、制定保护水体、控制和管理水体污染的具体条例。设立环境保护管理机构，加强环保部门的监管力度，执行有关环保法律和控制标准，协调、监督各部门和工厂保护环境、保护水源。

加强对水资源的保护和管理：建立完善的监测网络和检测机制，实行严格的排污许可制度、水资源税等经济手段，引导企事业单位减少或避免水污染。及时发现和解决问题，对违法排放废水、处理设施不正常运行的企业进行严厉处罚。鼓励公众参与环保活动，对举报违法排放的企业给予奖励，确保治理工作的顺利开展。

⑵ 水污染治理的方法

① 沉淀物过滤法

② 硬水软化法

③ 活性炭吸附法

④ 去离子法

⑤ 逆渗透法、反渗透法

⑥ 超过滤法

⑦ 蒸馏法

⑧ 紫外线消毒法

⑨ 生物化学法

⑩ 正向渗透法，自然净化法

“渗透”在海水淡化、脱盐、水处理领域，又称正渗透、或正向渗透，以示与反渗透、反向渗透法、逆渗透的差异、区别或对应，正向渗透法是与反渗透互逆的一对方法。

正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前，人们就采用食盐来长期贮存食物，因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。

如今，人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究；食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料；紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。

三、节约用水

⒈ 节约用水的目的

⑴ 水是生命之源：水是生命之源、生产之要、生态之基。水是人类健康生存和发展的永恒基础，更是孕育伟大文明的重要源泉。

⑵ 水资源短缺：我国水资源总量丰富，居世界第6位，但因人口基数大，我国水资源的人均拥有量却很少，仅为世界人均值的1/4～1/5，排在世界第121位，被联合国定为水资源紧缺国家。

⑶ 水资源污染：全国75%的地表水污染严重，农业灌溉用水有效率仅为发达国家57～63%，工业万元增加值用水量是发达国家的5～10倍，许多城市输配水管网和用水器具损失率高达20%以上。

⒉ 节约用水的好处

⑴ 水资源是有限的，过度使用会导致水资源枯竭，影响生态平衡。节约用水有助于保护水资源，维护生态系统的稳定。让更多的水资源用于人们生活、农业和工业中。

⑵ 对于家庭和个人来说，节约用水可以直接减少水费支出，节省生活成本。

⑶ 通过节水措施，可以提高水的利用效率，使每一滴水都能发挥更大的作用。

⑷ 在一些干旱和缺水地区，节约用水是缓解水资源短缺问题的有效途径，保障居民的基本生活和生产需求。短期节水措施可以带来立竿见影的效果，而长期节水则大大减少了水资源的消耗，从而提高了平时的防旱能力。

⑸ 节约用水是实现水资源可持续利用的重要手段，对于保障未来世代的用水需求具有重要意义。

⑹ 水的处理和输送需要消耗能源，节约用水可以减少能源消耗和相应的温室气体排放，有助于应对气候变化。

⑺ 减少污水的排放，降低水体污染的程度，保护生态环境。

⑻ 除了提高水资源和水环境的承载能力外，还具有美化环境、维护河流生态平衡的效益。

⑼ 节约给水系统的运行和维护费用，减少水厂的建设数量，降低水厂建设的投资。

⑽ 节省相关污水处理负担，减少污水处理厂的建设数量或延缓污水处理构筑物的扩建，使现有系统可以接纳更多用户的污水，减少受纳水体的污染，达到节水减排的目的，节约建设资金和运行费用。

⒊ 节约用水的措施

集中洗涤衣物

洗衣服时，衣物集中洗涤，减少洗衣次数，小件、少量衣物用手洗，适量投放洗涤剂。若嫌一件件手洗麻烦，可以多积一点脏衣服一起扔进洗衣机。另外，如果将漂洗的水留下来作为下一批衣服的洗涤用水，一次可以省下30～40升清水。

间断放水洗澡

洗澡时采用间断放水，搓洗时及时关水，避免过长时间冲淋。同时，可以考虑使用喷头淋浴，这比用浴缸洗澡节省水量达八成之多。

用浴盆洗澡废水冲马桶

用浴盆洗澡废水可以用来冲马桶及蹲坑，每次可节约用水80升以上。

太阳能前冷水的合理利用

楼层越低，冷水就越多，把冷水放进容器里备用也是一个不错的方法。

综合利用废水

例如：淘米水可以用来洗菜，同时有利于去除蔬菜表面农药，洗菜水亦可用于冲厕、浇花；洗澡水、洗衣水、洗脸、洗脚水可以用来拖地，亦可用于冲厕。

冲洗蹲坑时减压阀节约用水

冲洗蹲坑时，减压阀一次可节约1升水以上（楼层越低，应使用压力越小）。

在浴室的马桶水箱里放一个塑料瓶水

在浴室的马桶水箱里放一个塑料瓶水，每次使用都要节约几毫升的水。

洗菜时用少量清水洗

洗菜、碗碟、器皿等，不要长时间冲洗和冲洗，尽量用少量清水洗。

综上所述，节约用水的好处是多方面的，不仅能够帮助我们更好地应对水资源短缺的问题，有助于保护环境和资源，还能带来经济效益、环境效益和社会效益。因此，我们应该积极采取各种措施来节约用水，为我们的未来创造更多的可能性。