水体氧平衡的维护与优化

天然水体中溶解氧的多少是评价水环境质量优劣的一项极其重要的指标，是水质预测的一个重要任务。为了有效地预测，则需深刻认识水体的耗氧过程和复氧过程，通过氧平衡计算，预测未来条件下水中溶解氧的变化。

水中溶解氧的变化是一个不断消耗又不断补充的动态平衡过程。从氧平衡的概念可知：某水体在某一时段内溶解氧的变化量，必将等于该时段补给水体的溶解氧量减去消耗的溶解氧量。当补给量大于消耗量时，水体的溶解氧将增加；反之，则减少。

某一水体的耗氧过程可分为以下几个方面。

（1）水中有机物BOD在被氧化过程中变为无机物，其耗氧量为CBOD，这是废水排入水体初期的主要耗氧过程。

（2）水中氨氮继续硝化，转化为亚硝酸盐、硝酸盐过程中的耗氧，其耗氧量为NBOD。

（3）河床底泥中的有机物在厌氧条件下发酵，分解为有机酸、甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等还原性气体，当它们逸出底泥迁移到水体后，有些被氧化，从而消耗水中的溶解氧。另外，底泥有机物在流速较大时发生再悬浮，将像水中的有机物一样耗氧。

（4）水生生物，尤其藻类，由于呼吸作用而耗氧。

（5）水中其他还原性物质引起的耗氧。(www.xing528.com)

（6）流出本水体的水流，将挟带一定的溶解氧输送到下游。

水体溶解氧的补充来源如下。

（1）水体与大气接触过程中，大气中的氧会源源不断地向水体扩散和溶解，称水体的大气复氧，是水体溶解氧的主要来源。

（2）水中生长的光合型水生生物，主要是藻类，白天通过光合作用，吸收CO2，在合成含碳化合物的过程中放出氧，并溶于水中。

（3）流入本水体的水流水中挟带的溶解氧，随水流带入本水体。

图4-7　水流的耗氧过程和复氧过程

由于各类污染物及氧源对水中溶解氧的影响，如图4-7所示，污水自排污口（x＝0）进入水体后在随水流向下游迁移扩散的同时，由于有机物的氧化分解、藻类呼吸作用等使水中的溶解氧不断消耗；另一方面，由于复氧作用和藻类光合作用，使水在流动中的溶解氧不断得到补充。两者的共同作用，使水中的溶解氧DO在距排污口下游的一段距离内，因耗氧超过复氧而沿程逐渐下降，直至最低点；尔后，随着复氧作用大于耗氧作用，溶解氧浓度沿程不断增长，并逐渐趋于溶解氧的饱和浓度OS。图中溶解氧DO随流程x表现出的从下降到上升的变化过程线，称氧垂曲线，它是耗氧与供氧动态平衡的综合结果。氧垂曲线的最低点，称临界点，这时的溶解氧浓度达到最小值，称临界溶解氧浓度OC；氧亏D达最大值，称临界氧亏DC（＝OS-OC）；起始断面到这里的距离，称临界距离xC。