污染水体的物质成分极为复杂，概括起来主要包括有机无毒物、有机有毒物、无机无毒物、无机有毒物和其他污染物。其他污染物包括石油类污染物、病原微生物、寄生虫、放射性污染物、热污染等。污水的污染物不同，污染的类型及后果也不同。
1）有机无毒物
有机无毒物包括碳水化合物，如蛋白、脂肪、葡萄糖等天然（自然）有机物，可在微生物作用下最后分解成二氧化碳和水等简单的无机物，同时，在分解过程中要消耗大量的氧气，也叫耗氧有机污染物。如造纸、皮革、印染、屠宰等工厂所排放的废水和生活污水，多含有碳水化合物等。这些废水排到江河湖海，可使水中溶解氧含量降低，鱼类生存将受到威胁，严重时会引起窒息死亡。当水中溶解氧接近零时，有机物分解，会放出甲烷、硫化氢、氨等难闻的气味，水质可能进一步恶化。
2）有机有毒物
有机有毒物包括酚类化学物：多环芳烃类、苯并芘、苯并蒽；有机农药：杀虫剂、除草剂、灭菌剂（有机Cl、P、Hg）；聚氯联苯（PCBS）、稠环芳烃、多环芳烃、三致物；高分子聚合物：塑料、合成橡胶、纤维、染料、洗涤剂。
我国在2001年5月21—23日签署了《关于对某些持久性有机污染物（POPs）的斯德哥尔摩公约》，首先控制并逐步消除12种对人类健康和自然环境特别有害的持久性有机污染物（POPs），它们是：艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、滴滴涕、六氯代苯、多氯联苯（PCB）、二
英（PCDD）和呋喃（PCDF）。
持久性有毒物质（PTS）是指在环境中不容易被降解、可以被生物蓄积的有毒物质的总称。持久性有毒物质（PTS）如图4-9所示。
图4-9 持久性有毒物质
有机有毒物对人和动物危害很大，如酚主要通过胃肠道进入人体内，少量可由呼吸道吸入酚蒸汽，酚的水溶液也易被皮肤吸收。酚对内脏、肾功能和神经系统有广泛的破坏作用，其中对神经系统损害最大；高浓度的酚能引起急性中毒，严重时可在1小时内死亡。低浓度酚可引起积累性慢性中毒，长期饮用酚污染的水，会出现头痛、头晕、失眠、吞咽困难、恶心呕吐甚至精神障碍等症状，对神经、泌尿、消化系统都有较大的毒副作用。再如“八大公害”中的日本爱知县米糠油事件和“十大事件”中的印度博帕尔公害事件。
3）无机无毒物
地面泥沙、尘土、渣物等颗粒物与有机颗粒混合在一起，统称为悬浮物（SS）或悬浮固体，使水变浑浊；酸碱及无机盐（pH在6～9以外）对生物、给排水及微生物处理造成障碍，与地面反应，伴随盐类污染，抑制生物、土壤板结酸化；植物性营养物有氮、磷、人畜排泄物。
含有氮、磷等营养物质的污水进入天然水体后，造成水的富营养化。富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水体污染现象。在自然条件下，随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，湖泊会从贫营养湖过渡为富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是一种极为缓慢的过程。但由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类就会大量繁殖，使生物量的种群种类数量发生改变，破坏水体的生态平衡。大量死亡的水生生物沉积到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水体溶解氧含量急剧降低，水质恶化，以致影响鱼类的生存，大大加速了水体的富营养化过程。
水体出现富营养化现象时，由于浮游生物大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中叫水华，如太湖的蓝藻事件。在海中叫赤潮。在发生赤潮的水域里，一些浮游生物暴发性繁殖，使水变成红色，因此叫“赤潮”。这些藻类有恶臭、有毒，此水域里面的鱼不能食用。藻类遮蔽阳光，使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去。腐烂后的植物又释放出氮、磷等营养物质，再供藻类利用。这样日积月累，造成恶性循环。藻类大量繁殖，水质恶化，水中缺氧，最终造成鱼类窒息死亡。如2006年，全海域赤潮发生93次，东海为我国赤潮的高发区，为63次，大面积赤潮集中在渤海湾、长江口外和浙江中南部海域。赤潮主要影响沿岸鱼类和贝类养殖。
4）无机有毒物
无机有毒物主要有非金属无机毒性物质如氰化物（CN）、砷（As），金属毒性物质如汞（Hg）、铬（Cr）、镉（Cd）、铜（Cu）、镍（Ni）等。一般富集下游一定范围的底泥中，遇汛产生二次污染。
含无机有毒物污水排入水体后，不易被微生物降解，在低浓度时，可以在生物体内富集，通过食物链的作用，逐级浓缩，最后影响人的健康。在高浓度时，就会出现毒害生物的现象，将水中生物杀死。如人误服0.1 g氰化钾或氰化钠就会致死。水中氰化物含量在0.04～0.01 mg·L-1时，就会使鱼类死亡；对浮游生物和甲壳类生物，氰化物最大允许浓度为0.01 mg·L-1，含氰废水还可使农业大幅度减产。再如“八大公害”中的日本水俣病事件和骨痛病事件和“十大事件”中的莱茵河污染事件。
5）其他污染物
（1）感官性污染物。色、嗅、味、浑浊、泡沫、恶臭等影响感官景观旅游水体的污水。
（2）含油污水。一般来自工业企业含油废水的排放、油船的船舱清洗以及意外事件的溢出，特别油船事故，属于集中性的污染源，具有毁灭性的危害作用。另外沿海及河口石油的开发、油轮运输、炼油工业废水的排放等都会造成油的污染，河口和近海水域尤为严重。如“十大事件”中“卡迪兹号”油轮事件等。
（3）生物污染物。生活污水、医院污水、屠宰肉类污水、食品加工污水、制革废水等含有各种病菌、病毒、寄生虫等病原微生物，流入天然水体会传播各种疾病。
（4）热污染废水。热电厂的冷却水是热污染的重要来源，这些水若直接排入天然水，可引起水温升高，当T＞60℃时，会造成水中溶解氧减少，微生物和藻生长速度加快，严重影响鱼类生存，甚至引起鱼的死亡和水生物种群的改变。
（5）其他污染物放射性：α射线、β射线、γ射线，损害人体组织，长期积累会形成血癌。如切尔诺贝利核漏事件。
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