水质

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水质

概述

水质（水質，Water Quality）是综合体现水的物理、化学和生物特性的概念，是直接关系到饮用水利用、工业与农业用水以及水生生态系统健康的核心环境指标。水质不仅以污染物浓度评价，还通过水温、浊度、溶解氧(DO)、pH、营养盐、重金属、微生物等多种项目进行评估，并通过各国环境标准以及WHO、EU等国际组织建议值进行管理。随着气候变化、城市化和新兴污染物的出现，水质管理已超越单纯的污染处理问题，扩展为资源循环与可持续性议题。

主要内容

水质的定义与评价指标

水质大致分为物理、化学、生物和生态指标进行评价。

物理指标：水温、浊度、色度、悬浮物(SS)、电导率、气味与味道
化学指标：pH、溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)、总氮(T-N)、总磷(T-P)、重金属(铅、汞、镉、砷)、残留农药
生物指标：大肠菌群、粪源指示菌、总细菌数、叶绿素-a(藻类生物量)
生态健康指标：底栖无脊椎动物指数(BMI)、鱼类群落指数、河岸植被指数

BOD、COD是代表性有机污染指标，近来正向测量快速、重现性高的TOC转换扩大。营养盐浓度被用作富营养化和水华发生的核心预测变量。

水质标准与法律监管

韩国依据《水环境保护法》将河流、湖泊的水质及水生态环境标准从极好(Ia)到极差(VI)分级设定，并通过《饮用水管理法》规定数十个项目的饮用水水质标准。工业废水和公共下水道通过个别排放许可标准和排放水水质标准进行管理。

海外代表性制度包括美国的《清洁水法》(Clean Water Act)和《安全饮用水法》(Safe Drinking Water Act)、EU的水框架指令(2000/60/EC)和饮用水指令、WHO的饮用水水质指南。国际标准化组织(ISO)提供水质试验方法和水服务管理标准(ISO 24512等)。

水质污染的主要原因

点污染源：工业废水、污水处理厂出水、畜产废水、填埋场渗滤液
面污染源：农田肥料和农药流失、城市不透水面的降雨径流、大气沉降、施工现场泥沙
新兴污染物：微塑料、残留药物(PPCPs)、全氟和多氟烷基物质(PFAS)、个人卫生用品、抗生素抗性基因
复合污染：富营养化引起的水华、赤潮，酸性矿山废水(AMD)，盐水入侵，地下水污染扩散

测量与监测

水质测量以采样后进行实验室分析为基本方式，但目前通过水质自动监测网(TMS)和IoT传感器进行实时监控已日益普及。利用卫星遥感可在较大范围内观测湖泊、沿海的藻类分布，并利用无人机、无人船调查难以接近的点位。基于环境DNA(eDNA)的生物相监测、生物早期预警系统、流域数字孪生模型也正在被引入实务。

水质管理与净化技术

污水与废水深度处理：膜分离活性污泥(MBR)、A2O工艺等去除氮、磷，臭氧氧化，活性炭吸附
自来水处理：在混凝、沉淀、过滤的基础工艺上结合臭氧-活性炭深度处理与膜过滤(UF、RO)
污染地下水与土壤修复：渗透性反应墙(PRB)、抽出-处理、生物修复
基于自然的解决方案：人工湿地、河流生态修复、低影响开发(LID)、植被缓冲带
面源污染削减：蓄留、渗透设施，人工湿地，初期雨水处理设施

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