什么是河流自净?

[拼音]：heliu zijing

[外文]：self-purification of stream

河流受到污染后，水质自然地逐渐恢复洁净状态的现象。城市污水排放河流后河水发生的变化过程最能反映河流的自净过程。河流的自净作用主要包括稀释作用、沉淀作用、微生物衰减过程及耗氧-复氧作用。

废水进入河流时，河水和废水相混合，经过一段流程两者混为一体。混合体中虽然掺杂废水带来的各种污染物，但其浓度一般大大低于原废水。这种作用称为稀释，河水流量和废水流量之比称稀释比。稀释比很大时，污染河水的水质和原河水相近，好像没有受到污染。稀释是河流自净也是其他水体自净的一个主要作用。河流稀释废水的流程或河水与废水完全混合的时间，决定于排水系统出水口的做法、稀释比的大小和河流的水文条件。当出水口伸入河流航道且为多口构造、稀释比较小、河流流速高而河床窄时，混合流程或混合时间就较短。

废水带来的悬浮物在水流平缓的河段沉降河底。如果沉降在出水口附近，常年累月地积累往往形成不洁的淤泥岸。如果废水是污水厂出流，悬浮物是活性污泥，则往往为原生动物和其他水生动物所吞食。总之，废水带来的大部分悬浮物比较快地从河水中消失。

微生物是一类特殊的悬浮物。废水中的微生物主要来自粪便，也有来自土壤的。进入河水后，病原体由于失去适宜的环境难于繁殖，相反在不利因素的作用下逐渐死亡。土壤细菌以及大肠菌群能够繁殖，而且开始时由于营养充分数目急剧上升;随着营养物(有机物)的逐渐减少和原生动物的繁殖和吞食，数目就逐渐减少到天然水平。

废水带来的有机物大多是天然有机物和它们的降解产物，是腐生微生物的良好养料。进入河水后，在微生物的作用下有机物可经历完全的降解，转化为稳定的无机物CO2、H2O、NH3、NH嬃、PO婯、SO厈 等。在硝化细菌的作用下，氨进一步转化为硝酸根。

在有机物的无机化过程中微生物同时耗用水中的溶解氧，使它低于饱和量。于是河流在水面上溶解大气中的氧气(称复氧)，补充溶解氧。耗氧速率决定于有机物浓度(以生化需氧量为参数)和水温等因素，复氧速率决定于氧饱和不足量(氧饱和浓度和实际氧浓度之差)和水文条件。溶解氧是容易测定的，因此常用溶解氧浓度变化规律反映河段对有机污染的自净过程。在未污染前，河水中的氧一般是饱和的。污染之后，先是河水的耗氧速率大于复氧速率，溶解氧不断下降。随着有机物的减少，耗氧速率逐渐下降；而随着氧饱和不足量的增大，复氧速率逐渐上升。当两个速率相等时，溶解氧到达最低值。随后，复氧速率大于耗氧速率，溶解氧不断回升，最后又出现饱和状态，污染河段完成自净过程。

如果以河流流程作为横坐标，溶解氧饱和率作为纵坐标，在坐标纸上标绘曲线，将得一下垂形曲线，常称氧垂曲线，最低点称临界点（见图）。常用的氧垂曲线的方程式如下

式中Dt为河水受污流行 t日后河水与废水混合体中的氧饱和不足量（毫克/升）；D为受污点河水与废水混合水体的氧饱和不足量，对洁净河流D值为零；L为受污点河水废水混合体中的碳素总生化需氧量（毫克/升）;K1为耗氧速率常数（日-1）；K2 为复氧速率常数(日-1)，K2值愈大反映河流自净能力愈强。临界点附近的河段的溶解氧低于4毫克/升左右时，鱼类生存将受影响。如果出现无氧状况，河段将呈现黑臭状态，鱼虾绝迹。