随着地球上人口的剧增与工农业生产的迅速发展，人类正在干预水的正常循环过程。例如，大面积的森林被砍伐殆尽，许多草原被开显，使植被遭到破坏，造成降水减少，水土流失增加，甚至造成沙漠化。又如修堤筑坝，兴修水利，围湖垦荒等，都对水的惯常循环有一定影响。现在，人类对海水资源的开发与利用已影响到水的循环，造成某些地区缺水，地面下沉，或者使水质恶化。

   水是由氢和氧组成的最简单也是最为人们熟识的化合物之一。水的物理性质和化学性质都随温度而变化。如水的密度和表面张力都是温度的函数。水的极性和氢键合现象更是水的重要的物理化学性质。由于水有很大的热容量，因此自然界的水，主要是海洋，可以调节气候和温度。水的热容量大的性质亦被用于工农业生产中，经常用水作热的传输和储存物质。

   水环境一般指江河湖海、地下水等水体本身，以及水体中的悬浮物、底泥，甚至还包括水生生物等。

   水体具有净化污染物的能力，叫自净作用，即污染物在水中自然地降低浓度的现象。河流在流动过程中，可将污染物稀释，使之扩散，这是物理净化过程;污染物在水中发生氧化、还原或分解等化学过程，这称为化学净化;水中微生物对有机污染物的氧化、还原、分解的过程则是生物净化作用。当污染物排放到水体中的量太大，超过了水体的自净能力，从而使水质恶化的现象就是人们常说的水污染。

   随着现代工业和农牧业的发展，特别是化肥工业的突飞猛进，有越来越多的氮磷等肥料被生产和使用，于是排到水体的氮磷物质增加。氮和磷过多地进入水体后，增加水中养分，发生所谓的水体“富营养化”。水体的富营养化会导致藻类和水生植物茂长，从而过分消耗水中的溶解氧，造成水中峡氧，使水中鱼类等缺氧死亡。富营养化是水体衰老的一种现象，特别是湖泊、水摩、海湾里都可能发生富营养现象。

   污染物质可谓成千上万，污染最多、范围也最广的主要是酚、氯代烃和重金属等。这些物质也是目前研究和了解较多的物质。饮用水的水质如何与人体的健康关系最为密切，所谓“病从口入”，水质也是一个重要因素。

   在城市饮用水中，要用氯进行消毒灭菌。氯与水中所含的微量有机物作用会生成肉化物。据美国对近80个城市饮用水氯化处理进行的调查表明，处理后的饮用水都普遍地存在着4种三卤甲烷:氯仿、一溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷、溴仿。

   生物试验现已证明，某些卤代烷在较大剂量时显示致癌作用，因此饮用水中的离代烃问题特别引人注意。在世界各国的饮水中，都在不同程度上检测到有卤代烃存在，而且主要是三卤代甲烷。

   如前所述，由于饮用水中含有有机物，故在氯化时生成含氯的有机化合物。饮用水中的溴化物也许是由于用于消毒的液氯中含有微量的溴，因而在氯化过程中同时生成微量的溴化合物。此外，饮水中的西化物还来源于大气和地面环境中的一些含卤化合物，如有机氯农药通过降雨和地面径流而进入水体。其次某些含有卤代烃的工业废水直接污染水源，也会使水中含有这类物质。

   酚是普遍存在于水体的一类有机化合物，是水体的重要污染物之一。在化工生产过程如苯酚的合成、石油裂解、聚酰胺纤维的合成、合成染料等等生产过程中，往往产生许多种酚类化合物并随废水排放到水域中。

   水体中的酚类化合物如同其他有机物一样，也会发生一系列的生物氧化与化学氧化等作用，最后可降解为简单的化合物。

   在天然水体中，酚类化合物的分解主要是生物化学氧化作用。生物化学氧化过程极为复杂，不同化学结构的酚在生物氧化过程中还具有不同的氧化速度。

   水体中酚类化合物的生物氧化分解速度受很多因素的影响。如酚的羟基(OH)的数目和羟基的位置、酚的起始浓度、水体的温度、pH值以及微生物条件等都对之有影响。如已发现二元酚、三元酚和酚在水体中比相应的一元酚具有更大的化学稳定性，不易于分解，而且萘酚羟基行生物的分解速度又要比二元酚和三元酚更加缓慢。

   酚在水体中的分解速度与其起始浓度有关。对于挥发酚来说，在有利于微生物活动的条件下，在一定的浓度范围内，随着起始浓度的增加而有利于酚的分解。但是，当水体中酚的浓度超过一定范围之后，酚的浓度增加反而导致分解速度下降。这是由于高浓度的酚能抑制和杀害水体中的微生物，同时水体中高浓度的酚本身也会消耗掉大量的溶解氧，从而显著地减慢了酚的转化过程。对于非挥发性的酚来说，随着起始浓度的增加，其分解速度明显下降。例如萘酚在25℃温度条件下分解，如果起始浓度为1毫克/升，B-萘酚经13昼夜，a-禁酚经17昼夜，就能完全被分解掉。可是，当两种酚的浓度增加到5毫克/升时，在同样的温度和时间内，两种酚都只能被分解掉60％。

   关于温度对生物氧化分解速度的影响，则无论是挥发性的酚还是不挥发性的酚，在0℃-30℃的温度范围内，其分解速度都是随水温的提高面加快。尤其是苯二酚对水温的变化最为敏感。试验发现，酚类化合物最适宜的生化氧化分解温度是15℃～25℃。水温低于10℃，会降低微生物的活性。

   含有高浓度的其他污染物的水体中，由于影响水体中微生物的生活条件，因此也影响酚类的分解。所以从工矿企业排出的高浓度含酚废水，应当经过废水处理，使其中的非酚污染物和酚降到一定的浓度范围，再排放到天然水体中，才有利于酚的天然分解，才能充分利用自然净化能力，使有毒的酚类化合物转变为无机物。

   臭氧是一种强氧化剂，有破坏苯环的作用。在水处理工程中，常常用臭氧处理含有芳香化合物的一些有机废水，如印染工业废水、炼油废水和焦化废水等。

   氰化物也是水体的重要污染物之一。水体中的氰化物主要来自一些工矿企业所排放的含氯废水。

   氰化物包括有无机氯、有机氰化物和以络合物存在的氧。如剧毒的氯化氢，又叫氰氢酸，是无机物。它能以任何比例与水混溶。有机氯化物随着分子量增加，在水体中的溶解度迅速降低。有机氯化物亦是有毒的，但不像无机那样剧烈。此外，氯离子(CN-)与几平所有的重金属都能形成络合物。

   天然水体中的氰化物在自然环境条件下，会发生一系列的物理化学和生物化学变化。很多化物最后转化为可溶性的氧化物，如氰氢酸(HCN)。

   氧化物是一种剧毒化学物质。水体中的氯对鱼类有很大的危害，当水体中的氯离子浓度达到0.3～0.5毫克/升时，就可使鱼类中毒死亡。

   总之，无论是含酚废水还是含氰废水，都必须经过适当处理、达到排放水质标准，方可排放。

   洗涤剂是一类极性很大的分子，分子的一端非常容易溶解于水，具有亲水性，叫做亲水基团。另一端则很容易溶解于油，具有疏水性，叫做疏水基团。

   洗涤剂的水溶性亲水基团有羟基、硫酸根及磺酸基，它们都可以形成相应的钠盐。合成洗涤剂主要有三种类型:阴离子型、阳离子型和非离子型。

   合成洗涤剂中最广泛使用的是烷基苯磺酸钠(ABS)，主要是由丙烯四聚合而制备。

   由于烷基苯磺酸盐ABS是一种带有甲基支链的异烷烃，在水体中很难被微生物降解。因此，后来把洗涤剂的分子结构改变为具有长的直链烃。把皂也是人们生活中用得比较多的一种洗涤剂。

   实验证明，直链的烷基苯磺酸钠易于发生β-氧化而逐步降解，最后苯环被破坏。当河水中LAS的浓度为5毫克/升时，在8天之内就几乎完全被分解掉

   随同污水排入水体的洗涤剂，对水生生物尤其是鱼类，具有严重的危害。鱼主要是靠它的味觉器官觅食维持生存，而鱼的味觉器官味蕾组织中含有类脂质物质。由于洗涤剂对油质有很强的溶解能力，因此，水体中的洗涤剂就可能会对鱼的味觉器官味葦组织细胞分离和脂质的溶出产生影响，从而使鱼的味觉器官迟饨，甚至丧失觅食能力。鱼的味觉器官不仅具有发现食物的机能，而且还具有识别水体中如酸、碱、重金属以及其他污染物的作用。如果鱼的味蕾遭受破环，鱼就将会失去避开有毒污染物的。

   石油是重要的能源之一。随着石油能源开发和利用以及石油化学工业能力的突飞猛进，也给环境造成了严重的影响。

   石油，即原油，它是一种复杂的碳氢化合物的混合物。据现在所知原油中所含化合物的数目几乎达百万种之多。一般地讲，原油可分为三大部分，即油、树脂和沥青。油是由烃类和少量含氮、硫、氧杂原子化合物组成的，烃约占总油量的85％-100％，其中又分成烷烃、芳烃和环烷烃。沥青和树脂的结构都十分复杂。

   现代的石油化学工业都是规模庞大，厂房林立、产品繁多、成分复杂。仅仅是在石油裂解制烯烃生产所排放的废水中，就含有烃类、有机酸、盐类、醛类、氯化物、氨、各种聚合物和焦油等污染物。又如丙烯氨氧化制丙烯腈，排放的污染物就有丙烯腈、聚丙烯胺、丙烯醛、不饱和關及其聚合物、氯醇、乙、氢氯酸、有机酸、硝酸盐和亚硝酸盐等。因此，石油化工污染物的种类多，数量大，造成环境的大面积污染。

   随着海底石油的开发和石油海运事业的发展，石油对海洋的污染也日趋严重。据估计，每年通过各种途径进入海洋的石油和石油产品的总量约达1亿吨左右，约占世界石油总产量的3％。烟波浩渺的海洋和人类美好的大自然环境，正在受到污染的威胁。

   根据海洋环境生态学的研究，一且海洋遭受石油的污染，污染海域里的生物就必须经过5～7年之后才能重新繁殖。进入海洋的石油，虽然可以在海洋环境中被氧化，但是，1升石油完全被氧化，往往需要消耗掉40万升海水中的溶解氧。海水中大量的溶解氧被消耗掉，势必造成海水缺氧，导致海洋生物死亡。石油污染了海洋，还可能会导致世界气候的异常。污染海洋的石油总是漂浮在海面上，形成一层闪闪发光的油膜和油斑。一吨石油在海面上形成的油可以覆盖12平方千米的海面。油膜把海水和大气隔开，破坏了海洋与大气之间的各种正常交换作用。尤其是海面上的油膜和油斑能够吸收太阳辐射能，使得海洋表层水温升高。例如，日本的伊势湾，受石油污染海域的水温较之没受污染的海域高出3℃。

   总之，石油对海洋的污染，不仅破坏了优美的海洋环境，而且还会破坏海洋生物资源和海洋生态平衡，进而可能导致世界性的气候异常。因此，必须保护海洋环境，使浩瀚的海洋永远碧波荡漾，湛蓝澄清，造福人类。

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