环境自净是指在物理、化学和生物等自然作用下环境中污染物浓度或总量降低的过程。降低的速率和数量因环境结构和状态的不同而不同,它是环境基本特性的表现,通常又称环境自净能力。环境自净是环境内在的一种自动消除污染物,使之达到净化的机能。它大致可以分为物理净化 、化 学净化和生物净化三类。物理净化作用是自然界中最直观的一种
自净作用。如在大气中,强大的气流可以把一个点源 (烟囱)排放出来的SO2迅速地扩散到别处去,从而使SO2的浓度很快降低到接近大气本底水平,不再构成对人体和生物体的危害。物理净化除开扩散以外,还有稀释、淋洗、挥发、沉 降等。自然界的化学净化作用是一种非常复杂的过程。
环境自净是指遭到污染的大气、水、土壤等环境要素,通过物理、化学和生物作用,污染物的浓度和毒性自然地逐渐稀释降低,以至消失而使这些环境要素恢复到原来的洁净状态。环境自净能力是有限度的。当进入环境的有害物质超过环境白净能力时、环境污染就会发生。环境自净作用对环境保护极为重要,合理地利用环境自净能力,对消除污染、保护环境能收到良好的效果。
环境自净的物理作用有稀释、扩散、淋洗、挥发、沉降等。如含有烟尘的大气,通过气流的扩散、降水的淋洗、重力的沉降等作用,而得到净化。混浊的污水进入江河湖海后,通过物理的吸附、沉淀和水流的稀释、扩散等作用,水体恢复到清洁的状态。土壤中
挥发性污染物如酚、氰、汞等,因为挥发作用,其含量逐渐降低。物理净化能力的强弱取决于环境的物理条件和污染物本身的物理性质。环境的物理条件包括温度、风速、雨量等。污染物本身的物理性质包括比重、形态、粒度等。此外,地形、地貌、水文条件对物理净化作用也有重要的影响。温度的升高利于污染物的挥发,风速增大利于大气污染物的扩散,水体中所含的粘土矿物多利于吸附和沉淀。
环境自净的化学反应有氧化,还原、化合、分解,吸附,凝聚、交换,络合等作用。例如,某些
有机污染物经过氧化还原作用生成水与
二氧化碳等,铜、铅、锌,镉,汞等重金属离子与硫离子化合生成难溶解的硫化物沉淀,铁,锰,铝的水合物、粘土矿物、腐殖酸等对重金属离子有化学吸附作用和凝聚作用,土壤和沉积物中的代换作用也可以起到化学净化的作用。影响化学净化的环境因素有酸碱度、氧化还原电势、温度和化学组分等。污染物本身的形态和化学性质对化学净化也有重大的影响。温度的升高可加速化学反应,所以温热环境的自净能力比寒冷环境强。这在对有机质的分解方面表现得更为明显。有害的金属离子在酸性环境中有较强的活性而利于迁移;在碱性环境中易形成
氢氧化物沉淀而利于净化。氧化还原电势值对变价元素的净化有重要的影响。价态的变化直接影响这些元素的化学性质和迁移、净化能力。如三价铬(Cr)迁移能力很弱,而六价铬(Cr)的活性较强,净化速率低。环境中的化学反应如生成沉淀物、水和气体则利于净化;如生成可溶盐则利于迁移。
生物的吸收、降解作用使环境污染物的浓度和毒性降低或消失。植物能吸收土壤中的酚、氰,并在体内转化为酚糖甙和氰糖甙,球衣菌可以把酚、氰分解为二氧化碳和水;绿色植物可以吸收二氧化碳,放出氧气。凤眼莲可以吸收水中的汞、镉、砷等化学污染物,从而净化水体。同生物净化有关的因素有生物的科属,环境的水热条件和供氧状况等。在温暖、湿润、养料充足、供氧良好的环境中,植物的吸收净化能力强。生物种类不同,对污染物的净化能力可以有很大的差异。有机污染物的净化主要依靠微生物的降解作用。如在温度为20~40℃,pH值为6~9,养料充分、空气充足的条件下,需氧微生物大量繁殖,能将水中的各种有机物迅速地分解、氧化、转化成为二氧化碳、水、氨和硫酸盐、磷酸盐等。
厌氧微生物在缺氧条件下,能把各种有机污染物分解成甲烷、二氧化碳和硫化氢等。在
硫磺细菌的作用下,硫化氢可能转化为硫酸盐。氨在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下被氧化为
亚硝酸盐和硝酸盐。植物对污染物的净化主要是根和叶片的吸收。城市工矿区的绿化,对净化空气有明显的作用。
环境自净能力是一种宝贵的资源,在我国国民经济高速发展的同时要保护好环境,应充分利用环境自净能力,以防为主,防重于治,在发展规划过程中就应考虑到环境的自净资源的利用和再生。地质地球化学场是决定环境自净能力的重要因素,自净能力可以通过添加催化剂等方式得以提高。