一、天然水的物质组成和水体的自净作用

水体是指海洋、河流、湖泊、沼泽、水库、冰川、地下水等地表与地下贮水体的总称。水体包括水和水中各种物质、水生生物及底质。从自然地理的角度看，水体是指地表水覆盖的自然综合体。

水体可分为海洋水体和陆地水体，陆地水体又可分为地表水体和地下水体。本章研究的主要是陆地水体，而且是与人类生活密切相关的河流、湖泊、水库和地下水。

在环境污染评价研究中，区分水与水体这两个概念十分重要。例如，在河流重金属污染研究中，只根据水中重金属的含量，很难正确评价河流的污染程度。国内外大量的研究表明，通过各种途径排入水体的重金属污染物大部分均迅速地由水相转入固相，即迅速地转移至悬浮物和沉积物中。悬浮物在被水流搬运过程中，当其负荷量超过其搬运能力时，便逐渐变为沉积物。另外，在受重金属污染的水体中，水相中重金属含量很微（常为十亿分之一级），而且随机性很大，随排放状况与水力学条件不同，含量分布往往没有规律。但在沉积物中重金属很容易得到积累（百万分之一级），并表现出明显的含量分布规律。因此，沉积物能更好地反映水质的状况，而且可以作为水环境重金属污染的指示剂。在确定江河湖泊中所发生的复杂的化学过程时，应该同时研究水和沉积物。

（一）天然水的物质组成

在自然界，不存在化学概念上的纯水。天然水是在特定的自然条件下形成的、含有许多溶解性物质和非溶解性物质、组成成分极其复杂的综合体。这些物质可以是固态的、液态的或者是气态的，它们大多以分子态、离子态或胶体微粒态存在于水中（表 6.6）。

天然水中含有地壳中的大部分元素，但其含量变化范围很大，表 6.6 是天然水中含量较多，较常见的物质组成。

水中溶解性固体主要有Cl - 、SO^{2- 、HCO- 、CO2- 、Na + 、K+ 、Ca2+
、Mg2+}

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等八种离子，它们的总量占水中溶解固体总量的 95％以上。

这八种离子在各类水中的含量与自然地理条件密切相关。海水中以 Na+、

Cl含量占绝对优势，河水中以Ca ^{2+ 、HCO-
含量占优势，地下水受局部环境}

地质条件限制，其优势离子变化很大。

天然水中除含有八种主要离子外，还含有一些微量元素。就天然水而言，一般系指含量小于 10mg/L 的元素。主要有 Br、I、Cu、Co、Ni、F、Fe、Ra 等。

溶解于天然水中的气体主要是 O2 和 CO2，还有少量的 N2、H2S 和 CH4。溶解性气体能够影响水生生物的生存和繁殖以及水中物质的溶解、化合等化学和生化行为。