二、水污染对水生生物的影响

水生生物包括浮游生物、自游生物、漂浮生物和底栖生物等不同类群, 这些生物类群和周围水体环境条件,共同组成了水域生态系统。因此,水污染对水生生物的影响十分复杂,主要有以下三个方面。

  1. 直接毒害

水体中的各种重金属、游离氯、硫化物、酚等有害物,在水中达到一定浓度时,便可引起鱼类和其它水生生物急性中毒。

  1. 氰化物的毒害作用。氰化物是影响水生生物呼吸作用的毒物。当水中 CN-含量达到 0.1 毫克/升时,浮游生物和甲壳类便开始中毒受害;当含量达到 0.15~0.5 毫克/升时,很多鱼类开始死亡。氰化物对各种鱼类的毒性见表 16-4。

  2. 酚类的毒害作用。酚的毒性大大抑制了水中细菌、藻类、软体动物等低等生物的生长。浓度高时能引起鱼类的大量死亡,见表 16-5。

  3. 重金属等毒物的毒害作用。汞、镉、银、铜、硫化物等有毒物质在水中达到一定浓度时,便会引起某些鱼类发育不良或死亡。有人用这些有毒物质进行毒害鱼类的试验,其结果见表 16-6。

  1. 减少水体的溶氧量

生活污水和某些工业废水中常含有大量耗氧污染物。这些污染物在微生

物作用下进行分解,消耗掉大量氧气。在一般情况下,每分解 1 克分子(162 克)碳水化合物,需消耗 6 克分子(192 克)氧气。另外,当水体中植物营养素过多成为富营养化状态

表 16-4 氰化物对鱼类的毒性

鱼的种类

观察指标

氰化物浓度(毫克/升)

白鲢鱼

安全浓度

0.32

鲫鱼与草鱼

致死量

0.15 ~ 0.2

鲫鱼

最小致死量

0.2

鲃鱼

半致死量

0.39

白杨鱼

最小致死量( 4d )

0.06

虾鱼

最小致死量( 4d )

0.2

河鲦

死亡( 5 ~ 6d )

0.05

鲦鱼

死亡( 5d )

0.05

红鳟

中毒(翻肚 3d )

0.07

大翻车鱼

存活( 4d )

0.40

表 16-5 酚及其衍生物对鱼的毒性

含酚溶液或废水

对鱼的致死浓度(毫克/升)

5 ~ 20

甲酚

10 ~ 15

苯二甲酚

5 ~ 10

邻苯二酚

5 ~ 15

间苯二酚

3.5

对苯二酚

0.2

氯—苯酚

2 ~ 4

氰苯酚

10 ~ 20

焦油及煤气混合酚水

3 ~ 5

焦油废水

3

煤气废水

0.5 ~ 5.0

酚(在污染河水)

0.078 ~ 0.25

酚(在污水中)

3 ~ 5

表 16-6 几种毒物对鱼类慢性中毒的试验

毒物

试验鱼

96h 平均忍受限

(毫克/升)

安全浓度

(毫升/升)

最低不安全浓度(毫克/升)

应用因子幅度

最敏感反应

鲦鱼

0.43

0.015

0.03

0.03 ~0.07

产卵率

鲦鱼

9.2

0.03

0.13

0.003 ~0.02

产卵率

马拉硫磷

鲦鱼

10.45

0.02

0.58

0.019 ~0.057

畸形

马拉硫磷

兰鳃鱼

0.110

0.0036

0.0074

0.043 ~0.090

畸形

洗涤剂LAS

鲦鱼

4.5

0.63

1.2

0.14 ~0.88

鱼苗存活率

西维因

鲦鱼

9

0.21

0.68

0.023 ~0.075

产卵率孵化率

鲦鱼

7.2

0.033

0.057

0.005 ~0.008

胚胎孵化率

时,兰藻、硅藻等藻类大量繁殖,在水面形成“水华”。随着这些藻类的陆续分解,水中的溶解氧也要被大量消耗。

在正常大气压下、气温 20℃时,水中溶解氧为 9.17 毫克/升,水中氧的这一含量完全能满足水生动物呼吸的需要,如果水中耗氧污染物和植物营养素数量过多,势必造成溶解氧缺乏,使水生动物呼吸困难,甚至窒息死亡。一些鱼类对水中溶解氧的要求很严格,如河流鱼要求氧含量为 8~12 毫克/ 升,鲤鱼 6~8 毫克/升,家养青鱼、草鱼、鲢鱼等要求 5 毫克/升以上,当水体中的溶解氧不能满足鱼类要求时,鱼类便纷纷逃离,当下降到 1 毫克/升时,大部分鱼类窒息死亡。

  1. 改变水生生物群落类型

在被耗氧污染物严重污染的水体中,各种鱼类、甲壳类、水生昆虫和藻类等生物基本绝迹,而适应污水坏境的细菌和原生动物却发展起来。人们将接纳大量生活污水的河流,从污水注入处开始,按 BOD 和溶解氧曲线划分为三个相连接的河段,即严重污染的多污带、污染较轻的中污带和污染最轻的寡污带。每一带除了各自的理化特点外,群落组成明显不同,见表 16-7。

表 16-7 三种污水带的特征

项目

多污带

强中污带

弱中污带

寡污带

有机物

水中含有大量有机物,主要是未分解的蛋白质和碳水化合物

由于蛋白质等有机物分解,形成了氨和氨基酸

由于蛋白质的进一步分解,形成的化和物为亚硝酸和硝酸, 水中有机物含很少

沉淀的污泥亦已分解,蛋白质达最后分解阶段,形成硝酸盐, 水中有机物含极微

溶解氧

极低或全无

(嫌气性)

少量

(半嫌气性)

(好气性)

很好

(好气性)

BOD

非常高

很低

硫化氢

多量

较多量

少量

生物种

很少

很多

个别优势种

很强

细菌数(个

/毫升)

数十万至数百万

数十万

数万

数百至数十个

水生维管束植物

很少

主要生物群

细菌、纤毛虫

细菌、真菌、蓝藻、绿色鞭毛藻、纤毛虫、蠕虫、轮虫

蓝藻、硅藻、绿藻、绿色鞭毛藻、软体动物、甲壳动物、各种

鱼类

硅藻、绿藻、软体动物、甲壳动物、各种鱼类、水生昆虫