第一节 水环境概念及特性
一、水环境的概念
在介绍“水环境”一词的概念之前，首先了解一下对“环境”的解释。“环境”是与某一中心事物有关的周围事物的总称。在环境科学中，“环境”一般被认为是围绕人类的空间，及其中可以直接影响人类生活和发展的各种自然因素的总体。但也有人认为环境除自然因素外，还应包括有关的社会因素（《中国大百科全书·环境科学》，2002）。因此，“环境”按其主体可分为两类：①以人类为主体，其他生命物体和非生命物质都被视为环境要素的环境；②以生物体作为环境的主体（包括人类和其他生命物体），只把非生命物质视为环境要素，而不把人类以外的生命物体看成环境要素的环境。
水环境则是指自然界中水的形成、分布和转化所处的空间环境。因此，水环境既可指相对稳定的、以陆地为边界的天然水域所处的空间环境，又可指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体，其正常功能的各种自然因素和有关的社会因素的总体。水环境主要由地表水环境和地下水环境两部分组成。地表水环境包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽、冰川等；地下水环境包括泉水、浅层地下水、深层地下水等。水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的领域。
通常，“水环境”与“水资源”两个词很容易混淆，其实两者既有联系又有区别。水资源是水环境的形成要素，水环境是水资源存在的场所。水资源是自然资源的一种，其含义十分丰富，文献［2］将“水资源”定义为两种：广义水资源是指“地球上各种形态（气态、液态或固态）的天然水”；狭义水资源是指“与生态系统保护和人类生存与发展密切相关的、可以利用的、而又逐年能够得到恢复和更新的淡水，其补给来源为大气降水”。水资源的表现形态有气态、液态和固态，存在形式有地表水（如河流、湖泊、水库、海洋、冰雪等）、地下水（潜水、承压水）、土壤水和大气水。从水资源这一概念引申，也可以将水环境分为两方面：广义水环境是指所有的以水作为介质来参与作用的空间场所，从该意义上来看基本地球表层（大气圈、水圈、岩石圈、生物圈）都是水环境系统的一部分；而狭义水环境是指与人类活动密切相关的水体的作用场所，主要是针对水圈和岩石圈的浅层地下水部分。
二、水环境与地球表层环境系统
1.水环境是地球表层环境系统的组成要素
所谓地球表层环境系统是指地球表面由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈所共同组成的环境系统，是地球上与人类息息相关的生存环境。地球表层环境系统中各个圈层可以看做该系统的子系统，各子系统内部可继续划分亚子系统。对于地球表层环境系统中子系统和亚子系统而言，它们既是相对独立的，又都不是孤立的，而是相互作用、相互联系的有机整体，是在全方位上开放的系统。也就是说该系统的子系统和亚子系统之间，不断通过物质与能量的交换、迁移与富集过程而相互影响和相互制约，这是认识、分析、研究水环境作为地球表层环境系统的一个子系统发生、发展因果关系的根本出发点和依据。
2.水环境在地球表层环境系统中的地位和作用
前面介绍过，狭义的水环境主要是指位于地球陆地表面的水圈，其上界面直接与大气圈和生物圈相接，下界面则主要与岩石圈相连。可见水环境在整个地球表层环境系统中占据着特殊的空间地位——处于大气圈、生物圈、岩石圈的交接地带，是连接无机环境和有机环境的纽带。从环境系统来看，它与大气、生物和土壤都密不可分。它是地表环境系统中各种物理、化学、生物过程以及界面反应、物质与能量交换、迁移转化过程的重要发生场所，也是环境变化信息较为敏感和丰富的子环境系统。正是由于水环境的这种特殊位置，促使它在该环境系统中起着重要的稳定与缓冲作用。此外，由于水圈与大气圈、岩石圈之间有着密切的联系，也使得水圈成为大气环境、土壤环境中污染物质浓度变化的调节平衡机制之一，如地下水对土壤环境中的污染物质迁移转化起到重要作用，水循环也对大气中SO2、N2O等有害气体的减少起到一定作用。
由于水环境有较强的自净能力、较大的环境容量，因而它在地球表层环境系统的污染净化过程中起着极为重要的作用。例如，人类很早就意识到水环境的这一功能，把它当作生活污水、工业废水的排放处理场所。水体作为一个重要的环境要素，其稳定协调与缓冲作用等环境功能，正在受到人们的重视和重新认识。但水环境的这种稳定和缓冲作用是有限的，若输入水环境的污染物质的数量和强度超过了水体的自净能力，或超过了水环境容量，不但会使水环境遭受污染或招致水生态系统平衡的破坏，而且可通过各种迁移途径，使大气、生物、土壤环境发生“次生污染”。
三、水环境的特性
水环境系统是一个复杂的，具有时、空、量、序变化的动态系统和开放系统。系统内外存在着物质和能量的变化和交换，表现出水环境对人类活动的干扰与压力，具有不容忽视的特性。
（1）整体性。自然界中所有的水都是流动的，地表水、地下水、土壤水、大气水之间可以相互转化，这是由水自身的物理性质决定的。正是由于水的这一固有特性，才使得水资源成为一种可再生资源，为水资源的可持续利用奠定物质基础。同时，这一特性还使地球上的所有水体形成一个整体，从而构成水环境的整体性。
（2）可恢复性。自然界中的水不仅是可以流动的，而且是可以补充更新的，处于永无止境的循环之中。水的这种循环特性，使得水环境系统在水量上损失（如蒸发、流失、取用等）后和（或）水体被污染后，通过大气降水和水体自净（或其他途径），可以得到恢复和更新。可恢复性是水环境系统自我调节能力的体现。
（3）有限性。虽然水环境是在不断恢复和更新的，但水环境对污染物的自净能力是有限的。当人类向水环境排放的污染物数量超过水环境容量时，水体就无法自净恢复到以前状况，从而使得水质变差，水体使用功能降低，甚至无法使用。
（4）滞后性。除了突发性的污染与破坏可直观其后果外，日常的水环境污染与破坏对人们的影响，其后果的显现需要经过一段时间。
（5）持续性。大量事实证明，水环境污染不但影响当代人的健康，而且还会造成世世代代的遗传隐患。