第 9章 农业与水环境
? 第一节 水环境
? 第二节 水体中污染物的迁移和转化
? 第三节农业和畜牧业对水体质量的影响
? 第四节水体污染对农业的影响
主要内容
? 水体
? 水污染
? 水污染分类
? 水质评价指标（主要指标 ) 有哪些？
? 水体自净的方式有哪些？
? 水既是资源也是环境，是农业生产必不可
少的资源和环境，农业生产在很大程度上
决定于水的数量和质量。
第一节 水环境
? 一、水体与水环境
? 水：
? 水体：指海洋、河流、湖泊、沼泽、水库、
地下水等地表与地下贮水体的总称。水体
不仅包括水，还包括水中的悬浮物、溶解
物质、底泥及水生物等完整的水生生态系
统。水中的组成物质包括有机和无机物质。
无机盐,Na+,K+,Ca2+,Mg2+,NH4+,NO3-
,SO42-,CL-,CO32-,HCO3 -。
? 水环境：地球上分布的各种水体以及与其
密切相连的诸多要素的总和。
? 水环境和土壤环境、大气环境、生物环境
等构成了一个有机的综合体。
? 二,水体污染物与水质指标
? 水污染 water body pollution：水体因某
种物质的介入，而导致其化学、物理、生
物或者放射性等方面特性的改变，从而影
响水的有效利用，危害人体健康或者破坏
生态环境，造成水质恶化的现象。
分类
? 化学性污染,无机污染物，有各种元素的氧化物，
硫化物，卤化物，酸，碱盐等，改变水体酸碱度，
抑制微生物生长和生物自净作用，重金属的毒害
作用，除了危害水生生物外还会造成污染物在食
物链的富集与传递。有机污染物又分为两类，一
类是有机有毒物质，是生物代谢的有毒物质；还
有人工合成的有毒物质。另一类就是耗氧性有机
物。
? 物理性污染,悬浮物质，热污染，放射性污染。
? 生物污染,病原菌和病毒。
? 水环境质量评价,根据水体的用途，按照
一定的评价参数、质量标准和评价方法，
对水质进行定性和定量的评价，以确定水
体污染程度，污染物来源，污染时段、位
置和发展趋势。从而为水资源保护提供决
策依据。
? 主要的水质指标,悬浮物，溶解氧，有机
物,pH，细菌污染指标，有毒和有害物质。
? 有机物的测定指标主要有,BOD,COD，
TOC,TOD。
? 悬浮物：指水体中呈固体状态的不溶解的物质。
? 溶解氧：指溶解与水中的分子态的氧。（ mg/l）
? 有机物 —— 生化需氧量：指水中有机物经微生物
分解时所需要的氧量，用单位体积的污水所消耗
的氧量。（ mg/l）
? 化学需氧量：用化学试剂氧化水中的有机物质所
需的氧量。（是评定水质污染的重要指标之一）。
? 总有机碳：包括水体中所有有机污染物的含碳量。
? 细菌污染指数：常用细菌总数和大肠杆菌数两种
指标表示水体被细菌污染的程度。
? 地表水的五类分类标准：
I,主要用于源头水
II,集中式生活用水保护区（一级）
III,集中式生活用水保护区（二级）
IV,一般工业用水
V,农业用水
三、水体污染源
? 自然污染源,上游水体自然溶出的有害物
质，又叫自然背景值。
? 人为污染源,工业废水，生活污水，农业
退水，畜禽养殖业废水
? 四、我国的水体污染现状
? 全国环境质量状况 (2003年 )
? 七大水系
? 409个监测断面中,Ⅰ ～ Ⅲ 类,Ⅳ ～ Ⅴ 类和
劣 Ⅴ 类水质的断面比例分别为,37.7％,32.0％
和 30.3％，总体水质与 2002基本持平。
? 各水系干流水质好于支流，干流 118个断面中，
Ⅰ ～ Ⅲ 类水质占 52.6％,Ⅳ ～ Ⅴ 类占 38.1％、劣
Ⅴ 类占 9.3％。主要污染指标为氨氮、五日生化
需氧量、高锰酸盐指数和石油类。
?
? 七大水系水质（ 2004年）
? 2004年七大水系的 412个水质监测断
面中,Ⅰ ～ Ⅲ 类,Ⅳ ～ Ⅴ 类和劣 Ⅴ 类水质
的断面比例分别为,41.8％,30.3％和
27.9％，七大水系总体水质与去年基本持
平，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、
黄河、松花江水质较差，海河水质差。主
要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高
锰酸盐指数和石油类。
2004
2003
2004
七大水系水质类别比例（ 2004）
水系名称 Ⅰ ～ Ⅲ 类（％） Ⅳ ～ Ⅴ 类（％） 劣 Ⅴ 类（％）
长江 72.1 18.3 9.6
黄河 36.4 34.1 29.5
珠江 78.8 15.1 6.1
松花江 21.9 53.7 24.4
淮河 19.8 47.6 32.6
海河 25.4 17.9 56.7
辽河 32.4 29.7 37.9
总体 41.8 30.3 27.9
? 对 47个环保重点城市集中式饮用水源地水
质监测结果表明,21个城市的所有饮用水
源地水质均达标，其余 26个城市有不同程
度的超标。
? 地表水主要超标项目为总氮、粪大肠菌群、
五日生化需氧量等；
? 地下水主要超标项目为总硬度、硫酸盐等。
2003
第二节 水体中污染物的迁移和转化
? 一、水体自净 self-purification of water body
? 经过水体的物理、化学和生物作用，水体可以降
解一部分污染物，使其水质稳定在一定的范围内。
和土壤一样，具备一定的缓冲容量。
? 其自净的原理有：物理自净，化学自净，生物自
净。
? 自净的场所：水体与大气，水体中，水体与底泥，
水体底泥中的自净。
? 二、耗氧污染物降解与溶解氧平衡
? 有机污染物 —— 微生物 —— 降解 —— 氧
气 ——
? DO与有机物降解过程有很密切的联系，影
响因素有：复氧过程，光合作用，呼吸作
用和有机物氧化。
有机无毒物，又
称耗氧 (需氧 )有
机物，或可生物
降解有机物。
氧垂曲线
8
4
012
污水
21 3
DO
DOBOD
BOD
河流流下时间 /日4
BO
D
及
DO
含量
mg
/L
有机污染物排入
河流后，在被微生
物氧化分解过程中
要消耗水中 DO,DO
曲线呈索状下垂，
称氧垂曲线。
o
a b DO
有机有毒物
? 微生物难以降解的有机物，多为人工合成
的有机物。特点：化学性质稳定，不易被
微生物降解，多数疏水亲油，易被水中胶
粒和油粒吸附扩散，在水生生物体内富集、
积累，对人及生物有毒害。
? 如：酚类、多氯联苯 (PCB)、有机农药、
多环芳烃
? 三、植物营养物质在水体中的迁移和转化
? 含氮的化合物：
? 有机物质 +O2—— CO2+H2O+NH3
? 含磷的化合物：含量稳定，可以和钙铁铝
形成沉淀物质，国家水质富营养化磷的初
始浓度为 0.02mg/L。氮的初始浓度为
0.2mg/L.
四,重金属在水体中的迁移和转化
? 重金属在水体中不能被微生物降解，只能发生形态的相
互转化及位移和富集作用，这些过程统称为重金属迁移。
重金属在水体中的迁移主要有沉淀，吸附，配位螯合作
用，氧化还原作用。
? 沉淀 —— 重金属在水体中经过水解反应生成氢氧化物，
也可和相应的阴离子发生反应生成难溶性的物质。
? 吸附作用 —— 天然水体和底泥中富含有机胶体，胶体带
有大量的负电荷可以吸附阳离子。使重金属主要富集在
排水口的底泥中或者随流水搬运。
? 配位和螯合作用 ——
? 氧化还原 —— 正六价的铬合正三价的铬毒性差异
很大。
? 第三节农业和畜牧业对水体质量的影响
? 加速水资源消耗
? 集约化农业对水体的污染
? 解决牲畜对水的供应和质量的影响问题
? 东亚和东南亚是世界最为重要的畜牧产区，特别
是养猪和养禽部门，这是畜牧业两个最大的水污
染源。现今，东亚的猪存栏量占世界总数的一半
以上，家禽占世界总数的三分之一多。
? 在 2001 年，仅中国、越南和泰国的猪头数就占
世界总量的 52%，家禽占 28%。
? 从环境上讲，非可持续的工业化畜牧生产是南中
国海陆源污染最为主要和迅速扩大的原因之一。
LEAD 主持的一项养分移动研究表明，在氮、磷
和生化耗氧量方面，来自养猪活动的废弃物是水
的主要污染源。地表径流中的养分聚集通过接收
水体富氧化，已经构成了主要威胁。
? 虽然这里不属于缺水的地区，但是如果将
饲料用水、设备维护用水和食品加工业用
水计算在内，畜牧生产在各国用水“足迹”
中所占比重有相当大，而且仍在增加。尽
管这些水实际上并没有完全消耗，但是其
质量的降低减少了用于其它目的的可能性，
将生产地点设在靠近市场地区以满足其他
用户需求的倾向使得这一状况更加严重,
第四节 水污染对农业的影响
? 生长环境的影响
? 土壤污染
? 作物毒害：器官的危害，产量，品质等
? 第一节 水环境
? 第二节 水体中污染物的迁移和转化
? 第三节农业和畜牧业对水体质量的影响
? 第四节水体污染对农业的影响
主要内容
? 水体
? 水污染
? 水污染分类
? 水质评价指标（主要指标 ) 有哪些？
? 水体自净的方式有哪些？
? 水既是资源也是环境，是农业生产必不可
少的资源和环境，农业生产在很大程度上
决定于水的数量和质量。
第一节 水环境
? 一、水体与水环境
? 水：
? 水体：指海洋、河流、湖泊、沼泽、水库、
地下水等地表与地下贮水体的总称。水体
不仅包括水，还包括水中的悬浮物、溶解
物质、底泥及水生物等完整的水生生态系
统。水中的组成物质包括有机和无机物质。
无机盐,Na+,K+,Ca2+,Mg2+,NH4+,NO3-
,SO42-,CL-,CO32-,HCO3 -。
? 水环境：地球上分布的各种水体以及与其
密切相连的诸多要素的总和。
? 水环境和土壤环境、大气环境、生物环境
等构成了一个有机的综合体。
? 二,水体污染物与水质指标
? 水污染 water body pollution：水体因某
种物质的介入，而导致其化学、物理、生
物或者放射性等方面特性的改变，从而影
响水的有效利用，危害人体健康或者破坏
生态环境，造成水质恶化的现象。
分类
? 化学性污染,无机污染物，有各种元素的氧化物，
硫化物，卤化物，酸，碱盐等，改变水体酸碱度，
抑制微生物生长和生物自净作用，重金属的毒害
作用，除了危害水生生物外还会造成污染物在食
物链的富集与传递。有机污染物又分为两类，一
类是有机有毒物质，是生物代谢的有毒物质；还
有人工合成的有毒物质。另一类就是耗氧性有机
物。
? 物理性污染,悬浮物质，热污染，放射性污染。
? 生物污染,病原菌和病毒。
? 水环境质量评价,根据水体的用途，按照
一定的评价参数、质量标准和评价方法，
对水质进行定性和定量的评价，以确定水
体污染程度，污染物来源，污染时段、位
置和发展趋势。从而为水资源保护提供决
策依据。
? 主要的水质指标,悬浮物，溶解氧，有机
物,pH，细菌污染指标，有毒和有害物质。
? 有机物的测定指标主要有,BOD,COD，
TOC,TOD。
? 悬浮物：指水体中呈固体状态的不溶解的物质。
? 溶解氧：指溶解与水中的分子态的氧。（ mg/l）
? 有机物 —— 生化需氧量：指水中有机物经微生物
分解时所需要的氧量，用单位体积的污水所消耗
的氧量。（ mg/l）
? 化学需氧量：用化学试剂氧化水中的有机物质所
需的氧量。（是评定水质污染的重要指标之一）。
? 总有机碳：包括水体中所有有机污染物的含碳量。
? 细菌污染指数：常用细菌总数和大肠杆菌数两种
指标表示水体被细菌污染的程度。
? 地表水的五类分类标准：
I,主要用于源头水
II,集中式生活用水保护区（一级）
III,集中式生活用水保护区（二级）
IV,一般工业用水
V,农业用水
三、水体污染源
? 自然污染源,上游水体自然溶出的有害物
质，又叫自然背景值。
? 人为污染源,工业废水，生活污水，农业
退水，畜禽养殖业废水
? 四、我国的水体污染现状
? 全国环境质量状况 (2003年 )
? 七大水系
? 409个监测断面中,Ⅰ ～ Ⅲ 类,Ⅳ ～ Ⅴ 类和
劣 Ⅴ 类水质的断面比例分别为,37.7％,32.0％
和 30.3％，总体水质与 2002基本持平。
? 各水系干流水质好于支流，干流 118个断面中，
Ⅰ ～ Ⅲ 类水质占 52.6％,Ⅳ ～ Ⅴ 类占 38.1％、劣
Ⅴ 类占 9.3％。主要污染指标为氨氮、五日生化
需氧量、高锰酸盐指数和石油类。
?
? 七大水系水质（ 2004年）
? 2004年七大水系的 412个水质监测断
面中,Ⅰ ～ Ⅲ 类,Ⅳ ～ Ⅴ 类和劣 Ⅴ 类水质
的断面比例分别为,41.8％,30.3％和
27.9％，七大水系总体水质与去年基本持
平，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、
黄河、松花江水质较差，海河水质差。主
要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高
锰酸盐指数和石油类。
2004
2003
2004
七大水系水质类别比例（ 2004）
水系名称 Ⅰ ～ Ⅲ 类（％） Ⅳ ～ Ⅴ 类（％） 劣 Ⅴ 类（％）
长江 72.1 18.3 9.6
黄河 36.4 34.1 29.5
珠江 78.8 15.1 6.1
松花江 21.9 53.7 24.4
淮河 19.8 47.6 32.6
海河 25.4 17.9 56.7
辽河 32.4 29.7 37.9
总体 41.8 30.3 27.9
? 对 47个环保重点城市集中式饮用水源地水
质监测结果表明,21个城市的所有饮用水
源地水质均达标，其余 26个城市有不同程
度的超标。
? 地表水主要超标项目为总氮、粪大肠菌群、
五日生化需氧量等；
? 地下水主要超标项目为总硬度、硫酸盐等。
2003
第二节 水体中污染物的迁移和转化
? 一、水体自净 self-purification of water body
? 经过水体的物理、化学和生物作用，水体可以降
解一部分污染物，使其水质稳定在一定的范围内。
和土壤一样，具备一定的缓冲容量。
? 其自净的原理有：物理自净，化学自净，生物自
净。
? 自净的场所：水体与大气，水体中，水体与底泥，
水体底泥中的自净。
? 二、耗氧污染物降解与溶解氧平衡
? 有机污染物 —— 微生物 —— 降解 —— 氧
气 ——
? DO与有机物降解过程有很密切的联系，影
响因素有：复氧过程，光合作用，呼吸作
用和有机物氧化。
有机无毒物，又
称耗氧 (需氧 )有
机物，或可生物
降解有机物。
氧垂曲线
8
4
012
污水
21 3
DO
DOBOD
BOD
河流流下时间 /日4
BO
D
及
DO
含量
mg
/L
有机污染物排入
河流后，在被微生
物氧化分解过程中
要消耗水中 DO,DO
曲线呈索状下垂，
称氧垂曲线。
o
a b DO
有机有毒物
? 微生物难以降解的有机物，多为人工合成
的有机物。特点：化学性质稳定，不易被
微生物降解，多数疏水亲油，易被水中胶
粒和油粒吸附扩散，在水生生物体内富集、
积累，对人及生物有毒害。
? 如：酚类、多氯联苯 (PCB)、有机农药、
多环芳烃
? 三、植物营养物质在水体中的迁移和转化
? 含氮的化合物：
? 有机物质 +O2—— CO2+H2O+NH3
? 含磷的化合物：含量稳定，可以和钙铁铝
形成沉淀物质，国家水质富营养化磷的初
始浓度为 0.02mg/L。氮的初始浓度为
0.2mg/L.
四,重金属在水体中的迁移和转化
? 重金属在水体中不能被微生物降解，只能发生形态的相
互转化及位移和富集作用，这些过程统称为重金属迁移。
重金属在水体中的迁移主要有沉淀，吸附，配位螯合作
用，氧化还原作用。
? 沉淀 —— 重金属在水体中经过水解反应生成氢氧化物，
也可和相应的阴离子发生反应生成难溶性的物质。
? 吸附作用 —— 天然水体和底泥中富含有机胶体，胶体带
有大量的负电荷可以吸附阳离子。使重金属主要富集在
排水口的底泥中或者随流水搬运。
? 配位和螯合作用 ——
? 氧化还原 —— 正六价的铬合正三价的铬毒性差异
很大。
? 第三节农业和畜牧业对水体质量的影响
? 加速水资源消耗
? 集约化农业对水体的污染
? 解决牲畜对水的供应和质量的影响问题
? 东亚和东南亚是世界最为重要的畜牧产区，特别
是养猪和养禽部门，这是畜牧业两个最大的水污
染源。现今，东亚的猪存栏量占世界总数的一半
以上，家禽占世界总数的三分之一多。
? 在 2001 年，仅中国、越南和泰国的猪头数就占
世界总量的 52%，家禽占 28%。
? 从环境上讲，非可持续的工业化畜牧生产是南中
国海陆源污染最为主要和迅速扩大的原因之一。
LEAD 主持的一项养分移动研究表明，在氮、磷
和生化耗氧量方面，来自养猪活动的废弃物是水
的主要污染源。地表径流中的养分聚集通过接收
水体富氧化，已经构成了主要威胁。
? 虽然这里不属于缺水的地区，但是如果将
饲料用水、设备维护用水和食品加工业用
水计算在内，畜牧生产在各国用水“足迹”
中所占比重有相当大，而且仍在增加。尽
管这些水实际上并没有完全消耗，但是其
质量的降低减少了用于其它目的的可能性，
将生产地点设在靠近市场地区以满足其他
用户需求的倾向使得这一状况更加严重,
第四节 水污染对农业的影响
? 生长环境的影响
? 土壤污染
? 作物毒害：器官的危害，产量，品质等
