[拼音]：heliu zijing

[外文]：self-purification of stream

河流受到污染后，水質(zhì)自然地逐漸恢復(fù)潔凈狀態(tài)的現(xiàn)象。城市污水排放河流后河水發(fā)生的變化過程最能反映河流的自凈過程。河流的自凈作用主要包括稀釋作用、沉淀作用、微生物衰減過程及耗氧-復(fù)氧作用。

稀釋作用

廢水進(jìn)入河流時(shí)，河水和廢水相混合，經(jīng)過一段流程兩者混為一體?；旌象w中雖然摻雜廢水帶來的各種污染物，但其濃度一般大大低于原廢水。這種作用稱為稀釋，河水流量和廢水流量之比稱稀釋比。稀釋比很大時(shí)，污染河水的水質(zhì)和原河水相近，好像沒有受到污染。稀釋是河流自凈也是其他水體自凈的一個(gè)主要作用。河流稀釋廢水的流程或河水與廢水完全混合的時(shí)間，決定于排水系統(tǒng)出水口的做法、稀釋比的大小和河流的水文條件。當(dāng)出水口伸入河流航道且為多口構(gòu)造、稀釋比較小、河流流速高而河床窄時(shí)，混合流程或混合時(shí)間就較短。

沉淀作用

廢水帶來的懸浮物在水流平緩的河段沉降河底。如果沉降在出水口附近，常年累月地積累往往形成不潔的淤泥岸。如果廢水是污水廠出流，懸浮物是活性污泥，則往往為原生動(dòng)物和其他水生動(dòng)物所吞食?？傊?，廢水帶來的大部分懸浮物比較快地從河水中消失。

微生物衰減

微生物是一類特殊的懸浮物。廢水中的微生物主要來自糞便，也有來自土壤的。進(jìn)入河水后，病原體由于失去適宜的環(huán)境難于繁殖，相反在不利因素的作用下逐漸死亡。土壤細(xì)菌以及大腸菌群能夠繁殖，而且開始時(shí)由于營(yíng)養(yǎng)充分?jǐn)?shù)目急劇上升;隨著營(yíng)養(yǎng)物(有機(jī)物)的逐漸減少和原生動(dòng)物的繁殖和吞食，數(shù)目就逐漸減少到天然水平。

廢水帶來的有機(jī)物大多是天然有機(jī)物和它們的降解產(chǎn)物，是腐生微生物的良好養(yǎng)料。進(jìn)入河水后，在微生物的作用下有機(jī)物可經(jīng)歷完全的降解，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機(jī)物CO₂、H₂O、NH₃、NH?痢?PO?K、SO?{ 等。在硝化細(xì)菌的作用下，氨進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸根。

耗氧－復(fù)氧作用

在有機(jī)物的無機(jī)化過程中微生物同時(shí)耗用水中的溶解氧，使它低于飽和量。于是河流在水面上溶解大氣中的氧氣(稱復(fù)氧)，補(bǔ)充溶解氧。耗氧速率決定于有機(jī)物濃度(以生化需氧量為參數(shù))和水溫等因素，復(fù)氧速率決定于氧飽和不足量(氧飽和濃度和實(shí)際氧濃度之差)和水文條件。溶解氧是容易測(cè)定的，因此常用溶解氧濃度變化規(guī)律反映河段對(duì)有機(jī)污染的自凈過程。在未污染前，河水中的氧一般是飽和的。污染之后，先是河水的耗氧速率大于復(fù)氧速率，溶解氧不斷下降。隨著有機(jī)物的減少，耗氧速率逐漸下降；而隨著氧飽和不足量的增大，復(fù)氧速率逐漸上升。當(dāng)兩個(gè)速率相等時(shí)，溶解氧到達(dá)最低值。隨后，復(fù)氧速率大于耗氧速率，溶解氧不斷回升，最后又出現(xiàn)飽和狀態(tài)，污染河段完成自凈過程。

如果以河流流程作為橫坐標(biāo)，溶解氧飽和率作為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上標(biāo)繪曲線，將得一下垂形曲線，常稱氧垂曲線，最低點(diǎn)稱臨界點(diǎn)（見圖）。常用的氧垂曲線的方程式如下

式中D_t為河水受污流行 t日后河水與廢水混合體中的氧飽和不足量（毫克/升）；D為受污點(diǎn)河水與廢水混合水體的氧飽和不足量，對(duì)潔凈河流D值為零；L為受污點(diǎn)河水廢水混合體中的碳素總生化需氧量（毫克/升）;K₁為耗氧速率常數(shù)（日^-1）；K₂ 為復(fù)氧速率常數(shù)(日^-1)，K₂值愈大反映河流自凈能力愈強(qiáng)。臨界點(diǎn)附近的河段的溶解氧低于4毫克/升左右時(shí)，魚類生存將受影響。如果出現(xiàn)無氧狀況，河段將呈現(xiàn)黑臭狀態(tài)，魚蝦絕跡。

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標(biāo)簽：河流自凈

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