造成懸浮固體的原因是什么?
水體中的懸浮固體通常是自然原因造成的。這些天然固體包括有機材料(例如藻類)和無機材料(例如淤泥和沉積物)。一些藻類,例如浮游植物,是經(jīng)常發(fā)生的,特別是在海洋中。無機材料很容易由于季節(jié)性水流的徑流,侵蝕和再懸浮而變得懸浮。但是,當懸浮固體超過預(yù)期濃度時,它們會對水體產(chǎn)生負面影響。超過本底金額通常直接或間接地歸因于人類的影響37。污染取決于來源,可能導(dǎo)致有機或無機懸浮固體。藻類,沉積物和污染將根據(jù)存在的數(shù)量以不同的方式影響水質(zhì)。
藻類
藻類是植物類的光合作用生物,可以在淡水和鹽水中繁盛11。這些生物的大小各異,從浮游植物到巨型海帶森林12都有。浮游植物和海藻形式的藻類都會消耗水中的養(yǎng)分,并可以通過光合作用增加溶解氧的水平。但是,當它們死亡時,有機物質(zhì)會被水柱中的微生物分解。該分解過程可以將溶解氧水平降低至正常水平以下。
發(fā)現(xiàn)海藻和海帶扎根于海底,但在水面或整個水柱11中都可以發(fā)現(xiàn)浮游植物和其他微藻。尤其是,藍藻或藍藻具有漂浮機制,使它們停留在表面,從而阻擋了水的日照。這些浮游植物有助于總懸浮固體濃度,而生根的植被或附著的河床狀藻類則不起作用。但是,如果這些生根藻類脫落(通常是在藻類死亡或被強行去除時),那么它們的質(zhì)量便成為懸浮固體測量的一部分。
藻類水華中zui明顯的例子是藻類對濁度的貢獻。當過量的藻類在水體表面快速生長時,就會發(fā)生藻華。這些水華通常是由于農(nóng)業(yè)徑流或分解引起的氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)的涌入而引起的,盡管水溫升高和日照時間較長也有助于它們的生長。漂浮的藻華會阻擋陽光,釋放毒素并耗盡水體中的氧氣含量。
盡管某些藻類自然生長(通常是季節(jié)性),但過度生長通常歸因于養(yǎng)分污染。濁度監(jiān)測可用于確定懸浮固體的增加是自然的還是由于農(nóng)業(yè)徑流引起的6。
泥沙:徑流和侵蝕
沉積物由可以通過水,風或冰23輸送的任何固體材料組成。通常將其定義為沉積在水體21底部的土壤顆粒(包括淤泥,粘土和沙子)。這些顆粒通常按尺寸分類,從zui小(粘土直徑小于0.00195毫米)到zui大(粗砂可達1.5毫米)19。淤泥介于0.0049至0.047毫米之間。
在高流量區(qū)域,甚至巖石也可以視為沉積物,因為它們沉積在水22中。但是,并非所有沉積物都被懸浮。懸浮沉積物的數(shù)量和大小取決于水流17。流動越快,可以懸浮的顆粒越大。更高的流速還可以支持更高濃度的懸浮固體。大于0.5毫米的顆粒通常會隨著水流量的減少而沉降19。剩余的大部分懸浮沉積物(膠體固體)由細沙,粉砂和粘土19組成。
水體中存在的大部分懸浮沉積物來自徑流和侵蝕6。如果水體周圍的土地只有稀疏的植被,則表層土壤很容易被沖刷到水中3。植被茂密的地區(qū)將吸收大部分徑流,使水體更清澈。
除了從徑流中收集懸浮顆粒之外,由于恒定的水流,河流和溪流還會慢慢侵蝕柔軟的河岸。河流流量和流量的增加(由于降雨或其他原因)會增加侵蝕的速度18。另一方面,基巖流可能沒有太多可懸浮的沉積物。當?shù)氐刭|(zhì)將根據(jù)正常流量,土壤類型,土地結(jié)構(gòu)和植被6確定自然濁度水平。如果周圍的土地因農(nóng)業(yè),建筑或其他干擾土壤的用途而發(fā)生變化,則會加速侵蝕和徑流,增加濁度3。
污染
人類直接或間接添加到環(huán)境中的任何潛在有害物質(zhì)均被視為污染29。細菌的種類繁多,包括沿污水處理廠排放的細菌傳播,以及從采礦區(qū)飄來的煤和鐵礦石顆粒。如果這些污染物大于2微米,它們將有助于總懸浮固體濃度。
一些更常見的懸浮固體污染物是病原體(細菌,原生動物,蠕蟲),微珠(來自脫落的肥皂),廢水,污水,空氣中的顆粒物和道路顆粒(例如瀝青和輪胎斑點)。有色廢水排放和染料是會影響濁度的污染物,但不會影響懸浮固體。
營養(yǎng)鹽(例如硝酸鹽和磷)通常被認為是污染物,但是由于它們是溶解物質(zhì),因此它們不會直接導(dǎo)致懸浮固體濃度30。相反,它們是間接貢獻者,因為它們助長了藻華,這確實會影響TSS和濁度。
這些溶解的營養(yǎng)物,以及溶解的金屬,化學物質(zhì)和難熔的有機物,將影響水體的質(zhì)量29。硝酸鹽和磷會引起富營養(yǎng)化(植物和藻類過度生長),進而由于植物的呼吸作用和微生物分解而導(dǎo)致低的溶解氧水平。難熔有機物通常會致癌,而重金屬和其他化學物質(zhì)可能對水生生物有毒29。
盡管這些污染物可以溶解的形式進入水中,但其中許多污染物卻沿著土壤顆?;蚱渌^大的污染物(例如油漆斑點或瀝青顆粒)騎行29。在這種情況下,可以將它們收集在懸浮的泥沙樣本中。化學染料會影響濁度讀數(shù),因為有色分子會影響光吸收,但不會將它們包含在懸浮固體測量中??。
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