在自然界的物质循环中，天然有机物（Natural Organic Matter，NOM）如同一位神秘的 “多面手”，以丰富多样的形态广泛存在于水体、土壤等环境介质中。从植物细胞壁中的纤维素、木质素，到动物代谢产生的蛋白质、油脂，再到微生物活动释放的氨基酸、多糖。这些由生物体活动或自然过程孕育的含碳化合物，不仅构成了生态系统的重要物质基础，更与水体质量之间编织出一张复杂而紧密的互动网络。 它们既是维持水生生物生存的营养源泉，也可能在特定条件下成为水质恶化的 “推手”，其存在与变化时刻牵动着水环境的健康脉搏。

什么是天然有机物

天然有机物（Natural Organic Matter，NOM）是指在自然界中由生物体活动或自然过程产生的含碳有机化合物。天然有机物的种类非常繁多，以下我们从从来源和功能两个角度进行介绍。

天然有机物的种类

1. 按来源分类

• 植物源有机物：植物通过光合作用合成并在生长、衰老过程中释放或分解产生的有机物。其中包括
  - 果胶、纤维素、木质素，广泛存在于植物细胞壁中，是植物结构的重要组成部分；
  - 丹宁，存在于植物的叶、树皮、果实中，具有涩味，在植物防御病虫害等方面起作用；
  - 植物精油，如玫瑰精油、薄荷精油等，多具有挥发性和特殊香味，常用于香料、医药等领域。
• 动物源有机物：来自动物的代谢产物、分泌物或遗体分解产物。其中包括
  - 蛋白质，是动物机体的重要组成成分，动物死亡后蛋白质会逐步分解；
  - 油脂，动物体内储存能量的物质，如猪油、牛油等，在环境中也会发生降解；
  - 尿素，是动物排泄的含氮有机物，会进入水体等环境中。
• 微生物源有机物：微生物的代谢活动产生的有机物。其中包括了
  - 氨基酸，是微生物生长繁殖过程中合成或分解的重要物质；

- 多糖，某些微生物分泌的多糖类物质，如黄原胶；

- 核酸，微生物细胞内的遗传物质，微生物死亡后会释放到环境中。

2. 按化学结构和性质分类

• 碳水化合物：由碳、氢、氧三种元素组成，如葡萄糖、淀粉、纤维素等，是生物体的重要能源和结构物质。
• 蛋白质与氨基酸：蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的大分子化合物，氨基酸是其基本组成单位，在生命活动中具有重要功能。
• 脂质：包括脂肪、磷脂、固醇等，不溶于水，溶于有机溶剂，在生物体内起储存能量、构成生物膜等作用。
• 核酸：包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），是遗传信息的携带者和传递者。
• 其他有机化合物：如维生素、激素、生物碱等，虽然含量较少，但在生物体内具有重要的生理作用。

天然有机物与水质量之间的关系

天然有机物在水体中普遍存在，其与水质量之间存在着复杂的相互关系，既可能对水质产生积极影响，也可能带来一些负面效应。

1. 对水质的积极影响

• 作为生物的营养物质：天然有机物中的碳水化合物、蛋白质、氨基酸等可为水中的微生物、藻类等生物提供碳源和氮源等营养物质，维持水体生态系统的正常运转。例如，微生物分解天然有机物获取能量，同时将复杂的有机物转化为简单的无机物，参与物质循环。
• 缓冲和调节水体酸碱度：部分天然有机物具有一定的酸碱缓冲能力，可帮助维持水体 pH 值的相对稳定，减少外界因素对水质酸碱度的剧烈影响。
• 促进矿物质的溶解和运输：某些天然有机物如有机酸等能与水中的矿物质离子结合，形成可溶于水的络合物，从而促进矿物质的溶解和在水体中的运输，为水生生物提供必要的矿物质营养。

2. 对水质的负面影响

• 导致水体富营养化（**）：当水体中天然有机物含量过高时，尤其是在氮、磷等营养元素充足的情况下，会促进藻类等浮游生物的大量繁殖，形成水华或赤潮。藻类过度繁殖会消耗水中的溶解氧，导致鱼类等水生生物缺氧死亡，同时藻类死亡分解过程中还会释放有害物质，进一步恶化水质。

• 影响水的感官性质：天然有机物中的某些成分如腐殖质等会使水体呈现颜色（如黄褐色），并可能产生异味，影响水的感官品质，使水不适于饮用或其他用途。

• 与水处理剂反应影响水质：在饮用水处理过程中，天然有机物会与水处理剂如氯气等发生反应，生成卤代烃等有害副产物，增加饮用水的安全风险。同时，天然有机物还可能吸附在水处理设备和管道上，影响水处理效果和设备的正常运行。
• 降低水体的透明度：大量天然有机物的存在会使水体变得浑浊，降低水体的透明度，影响水生植物的光合作用，进而影响整个水体生态系统的能量流动和物质循环。

综上所述，天然有机物以其多元的化学构成和广泛的环境分布，与水体质量形成了相互依存又彼此制约的动态关系。它既是水体生态系统物质循环的关键参与者，通过提供营养、调节酸碱等方式维系着水生态的平衡。又可能在过量积累或特定环境条件下通过引发富营养化、产生有害副产物等途径对水质构成威胁。我们深入理解天然有机物与水质量的作用机制，对于精准把控水环境健康状态、优化水处理技术以及制定科学的水环境保护策略具有至关重要的意义，这也让揭开两者互动关系的奥秘成为守护水资源可持续发展的重要课题。