河流、湖泊水庫和地下水的水環(huán)境修復理論與技術

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1、河流、湖泊水庫和地下水的水環(huán)境修復理論與技術河流、湖泊水庫和地下水的水環(huán)境修復理論與技術水環(huán)境是流域內(nèi)儲存、傳輸和提供水資源的水體，是水生生物生存與繁衍的空間，也是各種污染物的最終歸宿。根據(jù)水的地理位置，將流域中的水環(huán)境分為地表水環(huán)境和地下水環(huán)境。地表水環(huán)境指河流、湖泊、水庫、海洋、沼澤、冰川等以暴露在地面的水為主的水域；地下水環(huán)境指泉水、淺層地下水、深層地下水等存在于包氣帶以下底層空隙的水域[1]。　　人類不合理的生產(chǎn)和生活方式對水環(huán)境造成了不同程度的損害，世界水資源委員會指出，全世界有50%以上的水域已被污染，水域生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞。我國水環(huán)境受損也比較嚴重，超過60

2、%的河流、湖泊和濕地生態(tài)系統(tǒng)的本文由.L.收集整理結構與功能遭到不同程度的破壞[2]?！　∷h(huán)境修復，就是利用生態(tài)系統(tǒng)原理，采取各種技術手段，提高水體質量，修復生態(tài)系統(tǒng)結構，使流域生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)整體協(xié)調、自我維持和自我演替的良性循環(huán)[3-5]。　　隨著水環(huán)境恢復理論地不斷完善和深入，近年來水環(huán)境恢復研究發(fā)展較快。美國有關受損水環(huán)境的修復研究，自1970年起由CleanLakeProgram（CLP）組織實施，投入經(jīng)費逐年增加[6]。歐洲一些國家也從20世紀70年代開始水環(huán)境治理和修復工作。如荷蘭在1990年對AldeFeane地區(qū)水環(huán)境進行修復，成效顯著[7]。20世紀80年

3、代，我國開始了對水環(huán)境恢復的研究工作，并在巢湖、太湖等不同地區(qū)開展了水環(huán)境恢復的研究與實踐[8-10]，取得了許多成功的經(jīng)驗?！　榱吮ＷC人類的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)切實可行的技術對受損水環(huán)境進行修復，成為了環(huán)境科學與技術領域的研究熱點之一。水環(huán)境修復的對象不僅包括水體，還有水體相關的生物地理環(huán)境。而不同的水域形式，因其物理環(huán)境、化學環(huán)境以及生物環(huán)境的不同，需要不同的修復技術體系。河流、湖泊水庫和地下水是與人類生產(chǎn)生活密切相關的水環(huán)境，本文將從這3個方面，綜述其最新的水環(huán)境修復技術，為水環(huán)境修復技術的研究提供基礎?！　?河流修復技術　　河流修復是指使河流生態(tài)系統(tǒng)恢復到未被破壞前的

4、近似狀態(tài)，且能夠自我維持動態(tài)均衡的復雜過程[11]。河流修復技術多種多樣，①物理技術：河道引水技術、生態(tài)防滲技術、底泥疏浚與物理覆蓋技術、人工增氧技術等[12-15]；②化學技術：投加絮凝劑促進污染物沉淀、加石灰脫氮、投加化學藥劑除藻、調節(jié)pH值對重金屬進行化學固定、原位化學反應技術等[16]；③生物-生態(tài)技術：微生物修復技術、水生動植物修復技術[17-19]、人工濕地技術以及多自然型河流構建技術等?！　”疚膶⒅攸c介紹以下方法：河道引水技術、原位化學反應技術和水生植物修復技術?！　?.1河道引水技術　　河道引水技術是指引進外部清潔水源來改善河道水質[20]，在水源允許的情況

5、下，引進外部清潔的水源，增加河水水量，不僅可以人為地縮短水在河道中的停留時間，增加浮游植物的生物量[21]，使污染河水不易黑臭，同時水體復氧量也會增加，提高河道自凈能力。利用調水改善河道水質是一種投資少、成本低、見效快的處理工程?！　?.2水生植物修復技術　　水生植物在水環(huán)境修復中的作用方式主要包括物理過程、吸收作用、協(xié)同作用和化感作用[22]。水生植物修復技術利用水生植物及其共生的微環(huán)境去除水體中的污染物質并恢復永生生態(tài)系統(tǒng)[16]。水生物修復技術的核心是將植物漂浮種植到水面上，利用植物生長從水體中吸收利用大量污染物[23]。生物浮床是其典型的技術應用之一?！　?.3原位

6、化學反應技術　　原位化學反應技術是指通過化學反應和生物反應（氧化、還原、吸附、沉淀、有機金屬絡合等），在受污染的地點，原地使重金屬離子固定下來的方法。常用的物質包括石灰[Ca（OH）2]、灰燼（KOH）硫化鈉Na2S）等。此外，化學氧化可以將有機物轉化為無毒或者毒性比較小的化合物，常用的氧化劑為二氧化氯、次氯酸鈉或者次氯酸鈣和臭氧等[3]?！　?湖泊水庫修復技術　　湖泊水庫水質惡化主要有2個原因：一是外界輸人的大量營養(yǎng)物質在水體中富集，二是內(nèi)源性負荷。因此湖泊水庫修復可從外源性污染物質的控制和內(nèi)源性污染物質的控制2方面展開。外源性污染物的控制技術主要有：清潔生產(chǎn)、退耕還林、

7、改變消費模式[4]、廢水集中處理技術[3]等；內(nèi)源性污染物的控制技術主要有稀釋和沖刷、底泥疏浚和覆蓋、水力調度技術、氣體抽提技術、空氣吹脫技術、投加石灰法、水生植物修復技術、生物調控技術、生物膜技術、微生物修復技術、仿生植物凈化技術、土地處理技術、深水曝氣技術等[3]。外源性污染物控制技術中清潔生產(chǎn)是一項有效技術，內(nèi)源性污染物控制技術中底泥疏浚是修復湖泊水庫的一項有效技術，這不同于河流的修復?！　?.1清潔生產(chǎn)　　清潔生產(chǎn)是指通過原材料和能源的調整替代、工藝技術的改進、設備裝備的改進、過程控制的改進、廢棄物的回收利