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。
- 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。
-
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。
-
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。
-
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。
- 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) |
---|---|
酚 |
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 |
---|---|---|---|---|---|---|
铜 |
鲦鱼 |
0.43 |
0.015 |
0.03 |
0.03 ~0.07 |
产卵率 |
锌 |
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 |
镉 |
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。
- 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) |
多 (好气性) |
很好 (好气性) |
BOD |
非常高 |
高 | 低 |
很低 |
硫化氢 |
多量 |
较多量 |
少量 |
无 |
生物种 |
很少 |
少 | 多 |
很多 |
个别优势种 |
很强 |
强 | 强 |
弱 |
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 |
无 |
很少 |
少 |
多 |
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 |