水体的自净作用及自净过程

水体自净机制和影响因素1. 水体自净机制概述水体自净是指水体自身通过一系列的物理、化学和生物过程，净化和恢复水质的能力。

水体自净机制主要包括生物自净、化学自净和物理自净三个方面。

1.1 生物自净生物自净是指水体内的生物通过代谢活动和相互作用，对水体中的有机物和无机物进行分解、转化、吸附和沉淀，从而净化水质。

生物自净的主要过程包括生物降解、生物吸附和生物沉淀。

•生物降解：水体中的微生物通过代谢作用将有机物分解为水和二氧化碳等无害物质。

例如，细菌可以分解有机废物中的蛋白质、脂肪和糖类，将其转化为无害的物质。

•生物吸附：水体中的生物通过吸附作用将有机物和无机物吸附在其表面，从而使其从水体中去除。

例如，藻类可以吸附水中的重金属离子，净化水质。

•生物沉淀：水体中的生物通过生长和繁殖过程形成的生物体，可以与水中的悬浮物质结合并沉淀到水底，从而净化水质。

1.2 化学自净化学自净是指水体中的化学反应通过氧化、还原、酸碱中和等过程，将有害物质转化为无害物质，从而净化水质。

化学自净的主要过程包括氧化、还原和酸碱中和。

•氧化：水体中的氧气和氧化剂可以与有机物和无机物发生氧化反应，将其转化为无害物质。

例如，氧气可以将有机物氧化为二氧化碳和水。

•还原：水体中的还原剂可以与氧化剂反应，将有害物质还原为无害物质。

例如，还原剂可以将重金属离子还原为金属沉淀，净化水质。

•酸碱中和：水体中的酸和碱可以相互中和，将水体中的酸碱度调节到适宜的范围，净化水质。

1.3 物理自净物理自净是指水体中的物理过程通过沉淀、过滤和扩散等方式，将悬浮物质和溶解物质从水体中去除，从而净化水质。

物理自净的主要过程包括沉淀、过滤和扩散。

•沉淀：水体中的悬浮物质由于重力作用而沉降到水底，从而净化水质。

例如，悬浮在水中的泥沙会随着时间的推移逐渐沉淀到水底。

•过滤：水体通过地下层土壤和岩石的过滤作用，将悬浮物质和溶解物质去除。

例如，地下水经过土壤层的过滤后，水质得到净化。

水体的自净作用及自净过程.水体的自净作用及自净过程自然环境包含水环境对污染物质都拥有必定的蒙受能力，即所谓环境容量。

水体能够在其环境容量的范围内，经过水体的物理、化学和生物的作用，使排入污染物质的浓度和毒性随时间的推移，在向下游流动的过程中自然降低，称之为水体的自净作用。

也可简单地说，水体遇到污染后，靠自然能力渐渐变洁的过程称为水体的自净。

水体的自净过程很复杂，按其机理区分有：（1）物理过程。

此中包含稀释、混淆、扩散、挥发、积淀等过程。

水体中的污染物质在这一系列的作用下，其浓度得以降低。

稀释和混淆作用是水环境中极广泛的现象，又是比较复杂的一项过程，它在水体自净中起侧重要的作用。

（2）化学及物理化学过程。

污染物质经过氧化、复原、吸附、凝集、中和等反响使其浓度降低。

（3）生物化学过程。

污染物质中的有机物，因为水体中微生物的代谢活动而被分解、氧化并转变为无害、稳固的无机物，进而使浓度降低。

总之，水体的自净作用包含着十分宽泛的内容，任何水体的自净作用又常是互相交叉在一同的，物理过程、化学和物化过程及生物化学过程经常是同时同地产生，互相影响，此中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、最踊跃的要素。

比如：河流对污染物的净化过程大概以下：当污染物质排入河流后，第一被流水混淆、稀释扩散，比水重的粒子即沉降堆集在河床上；接着可氧化的物质被水中的氧所氧化；有机物质经过水中微生物的作用进行生物化学的氧化分解复原成无机物质；与此同时，河流表面又不停地从大气获取氧气，增补水中被耗费掉的溶解氧；阳光能够杀死病原微生物；。

这样经过一段时间，河水流到必定距离后就恢复到本来的“洁净”状态。

水的自净能力与水体的水量、流速等要素相关。

水量大、流速快，水的自净能力就强。

可是，水对有机氯农药、合成清洗剂、多氯联苯等物质以及其余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及其有限的。

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水体自净的物理净化过程整个系统物质循环链主要呈现以下流向（以鱼缸为例子）：鱼料和水草（有机物）--鱼-->鱼的废物--异养菌--> 氨--硝化菌-->亚硝酸盐(毒素) 硝酸盐-->水草及氮气相对是氨化，硝化，反硝化三大过程而物理净水设备主要是提供大量氧气及硝化菌栖息地。

氨化作用是将大海江河湖泊池塘里面一切生物生活所排放的粪便或是人为倒入的人类的粪便等含氮有机化合物分解并释放出氨（NH3/NH4)的过程硝化作用是将氨化作用产生的氨先转换为亚硝酸盐（NO2-)，再转换为硝酸盐（NO3-)的过程。

反硝化作用是将硝化作用产生硝酸盐的转换为氮（N）的过程。

氨化作用是这三个步骤中最复杂，参与细菌种类最多的过程，是日常生活中所见的，一块猪肉放一个地方一直不管，它就腐烂发臭，最终凭空消失只剩一点残渣的过程。

我们把这些菌统称为腐生类细菌（异养菌），因为参与的细菌种类非常之多，这当中有很多能让人得病的菌，在人的角度来说，这属于有害菌，所以你才不能把这块布满腐生类细菌的烂猪肉吃下去，自来水厂才需要把这类菌杀的一干二净之后才能出厂。

但相对于水来说，没有这些菌，它的自净能力的第一步都没法完成，因此人工建立硝化系统第一步是--养水，为这类菌的繁殖创造时间与空间。

氨化作用所产生的氨是一种很有趣的物质，它是构成人体和一切生物的成分，（氨构成氨基酸，氨基酸构成蛋白质，蛋白质构成细胞，细胞构成生物）但单纯的氨对几乎一切生物却又都是有毒的，所以有了下一步----硝化作用。

参与硝化作用的细菌只有两种，先由亚硝酸菌将氨结合氧转换为亚硝酸盐，再由硝酸菌将亚硝酸盐结合氧转换为硝酸盐，亚硝酸盐是剧毒，人类食入0.3～0.5克的亚硝酸盐即可死亡，但硝酸盐基本无毒，是所有植物的肥料。

在自然界里，一部分的硝酸盐由植物吸收，一部分作为反硝化作用的原料进行下一个步骤。

在自然界里，这一切的作用都发生于水体下面的泥沙中，泥沙的表层，活跃着氨化作用的腐生类细菌，泥沙的中层，活跃着硝化细菌，在泥沙的深处，（15CM深度以下）因为水流基本静止，而中层活跃的硝化细菌进行硝化作用的时候耗除了水中的氧，使这里的水成了不含氧的水，于是活跃着另外一种菌落----厌氧菌，这些菌把硝酸盐转换为氮气并排放到大气中，这就是自然界的整个循环。

水体自净的基本原理
水体自净的基本原理是物理自净、生物自净和化学自净三者相结合
的结果。

物理自净的原理是：水的流动（物理混合）能够导致空气与水接触，
从而分解有机物。

水流动也可以把悬浮物运到水体的较深处，这样它
们就受到了光照的稀疏，当受到更强的光照，悬浮物就会凝结，并与
固体沉淀物结合，落在水体的底部。

生物自净原理是：水中有大量的可爱藻类，由于它们对阳光量类和温
度的需求特别多，只有在水体深处才能生长。

藻类吸入水里的有机物，比如水质中的氮、磷等，藻类的增生可以使水中的有机物减少。

化学自净的基本原理是：利用饱和条件下的化学反应，使水中的某些
有害物质变化形态而分解，例如氧化、还原、水热反应等。

这种反应
产物对鱼类致病有效，而且更易沉淀在水底，因此有助于净化水体。

简述水体自净作用及作用机理水体自净是指通过各种物理的、化学的、生物的和人为的方法，将废水中的污染物进行转移、分解、转化等，使污染物浓度降低或转化为无害物质的过程。

自净作用可以通过大气和土壤中的一些微生物来完成，也可以通过化学反应和物理化学反应等实现。

水体自净就是对有机物进行一定的处理后，将废水或污染物转变为对环境无害的状态。

水体自净可以去除一些有毒物质，改善环境卫生，提高水体透明度，美化环境，改良底质，还可以节省一些化工原料，减少环境污染。

根据研究，目前常见的水体自净方法有：(1)混凝处理：在原水中加入混凝剂，使水中的胶体物质发生絮凝、水解或者沉淀等作用，从而降低浊度，减小水的混浊度。

此外，水体自净作用还包括活性炭的吸附处理。

(2)吸附处理：水体中的污染物不溶于水或微溶于水，而悬浮或溶解在水中，可采用吸附剂(如活性炭、无烟煤、硫酸亚铁等)将其吸附去除。

(3)化学氧化：水体中的污染物由于其组成的复杂性和多样性，容易产生腐蚀、生物耗氧、水解和光化学反应等多种复杂的化学反应，从而达到消毒和去除污染物的目的。

(4)物理化学法：物理化学法主要是利用物理化学的方法，例如通过重力沉降、过滤、离子交换、电渗析、反渗透、气浮等手段，将水体中的污染物分离出来，使水体得到净化。

(5)植物吸收：植物通过根、叶的吸收作用来吸收水体中的污染物，然后进行一系列的转化和转移等，达到净化水体的目的。

(6)土壤吸附：土壤的吸附性能与土壤的颗粒组成有关，可以通过土壤对污染物的吸附作用而降低污染物浓度。

(7)微生物降解：利用微生物将水体中的污染物转化成二氧化碳、水和简单无机物等。

(2)吸附处理：水体中的污染物不溶于水或微溶于水，而悬浮或溶解在水中，可采用吸附剂(如活性炭、无烟煤、硫酸亚铁等)将其吸附去除。

(3)化学氧化：水体中的污染物由于其组成的复杂性和多样性，容易产生腐蚀、生物耗氧、水解和光化学反应等多种复杂的化学反应，从而达到消毒和去除污染物的目的。

水体自净及其主要机理
水体自净具有广泛的应用，是自然界生物所不可缺少的功能。

它不但可以提高
水体的清洁度，也有利于提升生态环境质量。

本文将简要介绍水体自净及其主要机理。

水体自净是指水体在清除有害物质时，不需要外加任何设备和能量，只需要依
靠水体内自然发生的物理、化学和生物过程来完成净化。

这些过程反映出自净技术具有非常高的技术效率，并不需要过多的能源，如电力或汽油。

主要的水体自净机理包括物理机理和生物机理。

物理机理包括沉淀、离子交换、蒸发、吸附和蒸发沉淀等，它能够有效地去除沉淀物和溶解性有机物。

而生物机理主要利用生物反应器中生物的代谢作用，把有害物质转化为不活性物质，从而净化水体。

水体自净的过程反映出一种包容的精神，既能够释放有害物质，又能够复原水
体的自然状态，带来更好的生态环境。

在实践中，水体自净不仅可以提高水体的清洁度，还能有效的处理重金属、人工添加物或有毒物质，从而为水体保护提供了重要的参考。

综上，水体自净具有广泛的应用，可以改善水体环境质量，改善生态环境，提
高水体清洁度，完成水体净化、重金属处理等功能，是一项重要的污染控制工程。

水体自净概念水体自净概念水体自净是指水体通过自然的物理、化学和生物过程，使污染物质逐渐降解、转化和消失，达到恢复水体生态环境的目的。

水体自净是一种重要的生态修复手段，也是保护水资源和维护生态平衡的重要途径。

一、水体自净的原理（1）物理过程：水体中的污染物质会随着水流运动而分散和稀释，并在沉积、过滤等过程中被去除。

（2）化学过程：水中污染物质会与氧气、微生物等发生化学反应，降解成无害物质。

（3）生物过程：微生物在水中起着关键作用，它们能够分解有机污染物质，并将其转化为无机盐类和二氧化碳等无害成分。

二、影响水体自净能力的因素（1）温度：温度越高，微生物活动越旺盛，降解速度也会加快。

（2）溶解氧：溶解氧充足时，微生物能够更好地进行代谢活动，从而促进水体自净。

（3）光照：光照可以促进水中植物的生长，增加水中氧气含量，从而提高水体自净能力。

（4）污染物质种类和浓度：不同种类的污染物质对水体的影响不同，浓度越高，水体自净能力越弱。

三、水体自净的适用范围（1）适用于轻度污染的水体：轻度污染的水体通常具有一定的自净能力，通过加强生态环境管理和保护，可达到恢复水体生态平衡的目的。

（2）适用于小面积污染：小面积污染通常可以通过人工干预和生态修复措施来解决。

（3）适用于非常规污染物质：对于一些难以处理的非常规污染物质，如重金属、放射性物质等，需要采取其他治理手段。

四、水体自净与人工治理相结合虽然水体具有一定的自净能力，但在现代工业化社会中，人类活动所产生的大量废弃物和排放物已经超出了自然界承受的范围，导致水体污染日益严重。

因此，水体自净只能是治理水体污染的一个方面，还需要采取人工治理手段来加强治理效果。

五、水体自净的意义（1）保护生态环境：水体自净是生态修复的重要手段，可以恢复水体生态平衡，保护生态环境。

（2）维护水资源：水是人类赖以生存的重要资源，通过加强水体自净和治理，可以保护和维护水资源。

（3）促进可持续发展：实现可持续发展需要建立良好的生态环境和健康的自然资源，通过水体自净和治理可以促进可持续发展。