表示水汙染程度之水質指標,依性質大致可分為物理性、化學性及生物性三類,分別釋述如下:
1.物理性的水汙染指標之意義及影響
(1)水溫:表示水的冷熱程度,常用°C表示。水溫可影響水的密度、粘度、蒸氣壓、表面張力等。物理特性在化學方面可影響水中的溶解度、化學反應速率及氣體交換率,在生物方面可影響生物的活動及生化反應速率。熱汙染為水溫受廢水影響所形成的。
(2)外觀:可憑視覺、嗅覺等感官的直覺反應來判斷,包括色度、濁度、臭味、沉澱物等。
(3)臭味:臭味可能來自有機物及無機物質、汙水及工業廢水的排放,自然界的有機物經厭氣分解,皆可產生臭味,可由舌頭感覺出或鼻子之嗅覺聞出,發出臭味的物質大部分為揮發性物質。
(4)色度:分真色度及表色度,前者是除去水中懸浮固體測得的色度,後者是水樣直接測得的色度。自然水多呈淡黃色,一般採用鉑氯酸鉀及氯化亞鈷溶液為標準。色度雖對某些特殊工業,如造紙、染整、食品等會著色於成品而影響其品質,但在衛生上的問題較小,僅於美觀土、視覺上的不適。
(5)濁度:濁度表示水對光的反射及吸收性質。在供水方面、濁度量測的結果,具有特殊的重要性,對於水生植物的光合作用魚類的生長及繁殖亦有影響。
2.化學性的汙染指標意義及影響
(l)pH值:pH值大於7為鹼性,小於7為酸性,一般以pH測定計測定或以太酚、甲基橙等指示劑判定。pH值影響生物的生長、物質的沉澱與溶解、水及廢水的處理等。
(2)酸度:表示水中和鹼的能力。水中酸度的形態及大小,可推知水質的好壞,廢水處理加藥的多少,並影響水體的自淨作用。
(3)鹼度:鹼度可指示廢水處理的加藥量,水的腐蝕性、生物處理操作的效果等。
(4)氯化物:指水中的氯離子[Cl-],具有腐蝕性,高濃度時對農作物有妨礙。若水中氯化物升高,可能因海水入侵汙染或工業廢水的排入。
(5)固體:廢水經103-105度C蒸乾後的殘餘物,稱為總固體物(TS),可再分為懸浮固體物(SS)與溶解固體物(DS)。水樣過濾後的濾液蒸乾所得的重量為溶解固體物。懸浮固體可影響水體的外觀。有機性固體如水生物及有機物耗用水中溶氧降低水體溶氧量。無機性顆粒會發生沉積作用。
(6)化學需氧量(CODcr):化學需氧量代表水中可破強氧化劑氧化的有機物量。測定時取定量的廢水,以重鉻酸鉀在酸性下氧化有機物產生CO2及H2O,再計算氧化消耗的氧量。CODcr的測定,廣泛用於工業廢水及家庭汙水之有機物含量分析。
(7)生化需氧量(BOD):BOD之定義為細菌在好氧情況下使分解的有機物所需的氧量。在好氧情況下,家庭與工業廢棄物排入水溝中所造成汙染的程度,可用BOD試驗根據其需氧量來決定。一般所稱的BOD為五天2O度情況下試驗所得的結果。BOD是測定生物性可氧化有機物的唯一方法,並可用於控制河川汙染的主要基準。
(8)溶氧(DO):水中的溶氧可能來自空氣中或人為曝氣,植物光合作用產生,其溶解度受溫度的影響很大,自O度C的14.6mg/l到35度C時的7mg/l.氧的低溶解度為自然水淨化能力受到限制的主因。溶氧的測定可用來控制河流汙染程度,以維持魚類或其它水中生物的繁殖與生長的最適情況。
(9)氮:氨氮是生物活動及含氮有機物分解的產物:可指示汙染。氮在汙水中的主要狀態有氨氮(NH3-N),亞硝酸氮(NO2-N),硝酸氮(NO3-N),有機氮等,其中氨氮及有機氮的和稱為純凱氏氮。通常可藉氮的測定,以控制生物處理淨化的程度。
(10)磷:汙水中的磷一般以正磷酸監及聚磷酸鹽存在。若水中濃度高,表示可能受工礦廢水、家庭汙水、清潔劑、肥料等汙染。湖泊、水庫的藻類滋生,亦受到磷的影響。
(11)硫化合物:硫酸鹽為原水中最主要的一種陰離子,在厭氧狀態下,硫酸鹽常被微生物還原為硫化氫氣體,更進一步和氧反應成硫酸腐蝕下水道管渠。
(12)重金屬:最常見之有害重金屬包括鎳、錳、鉛、鉻、鎘、鋅、銅、鐵、汞等。若含量太高,對生物有急性或慢性的毒性,產生味道及影響水體外觀,並且減少河川的自淨作用。
(13)放射性物貿:可立即分裂產生放射線物質,如α、β、γ射線等以達穩定的物質稱為放射性物質。水中生物可累積微量的放射物質,若食用之將導致癌症及遺傳上的突變,其放射性強度單位為居裡(Curie)或倫琴(Roentgen)。輻射線與生物體或水作用,會產生許多遊堆的粒子是極具反應性,因此會繼續與蛋白質反應,降低的活性,阻止細胞分裂、破壞細胞膜或破壞細胞的功能。
(14)清潔劑:清潔劑的主要成份為一種陰離子表面活性劑,其產生的泡沫及磷會影響淨水作用及產生富營養化現象。
3.生物性的水汙染指表標之意義及影響
(1)大腸菌類:大腸菌類系大腸菌與大腸茵類似性質細菌之總稱。細茵學上定義為普通棲於人畜盲腸管內之格蘭姆染色陰性,無芽孢之桿菌類,能分解乳糖而生成酸及氣體。大腸菌類有下列幾種特性,常用於給水之汙染指模。a.數量大,易檢出。b.大腸菌較一般致病菌生存力強可顯示汙染的久暫。c.檢驗簡單且很快得到結果。d.極少量即可檢出。e﹒大腸菌類可為糞便汙染的指標。
(2)細菌總數:細菌總數指平面培養上之聚落數,常以此為水質判定的標準,細菌總數愈多表示汙染愈嚴重。
(3)水生物:水中生物對水質有不同的敏感度,一般潔淨的水中生物種類多而數量少,而受汙染的水生物種類減少但數量增多,但若受到嚴重汙染時,較高等的水生物無法生存。
(4)富營養生物:若水中含有過多的養分,致藻類、岸生植物水草的繁殖,形成富營養化,間接影響動物性浮遊生物、魚及底棲生物等的採殖,因水的營養程度不同,各生物的種類及數量也不同。因此可藉此特性判斷水的營養態及汙染的程度。