(地表水+地下水)水环境修复技术介绍
水环境生态修复技术
技术挑战
技术适用性
不同地区的水环境问题 具有差异性，需要因地 制宜地选择和调整生态
修复技术。
长期效果评估
修复技术实施后，需要 长时间监测和评估其效 果，以确定是否达到预
期目标。
技术协同性
水环境生态修复往往涉 及多种技术的综合运用 ，如何实现技术之间的
协同是关键。
公众参与与意识
提高公众对水环境问题 的认识，并鼓励他们参 与到生态修复工作中。
植物修复技术具有成本低、效果好、环境友好等优点，但 也存在一定的局限性，如处理周期较长、对某些重金属的 去除效果不佳等。
动物修复技术
动物修复技术是指利用水生动物如鱼 类、贝类和甲壳类等对污染物的吸收 和转化功能，达到净化水体的目的。
动物修复技术主要包括滤食性动物和 底栖动物两种类型，滤食性动物如鱼 类可以通过滤食作用去除水体中的悬 浮颗粒物和藻类等污染物，底栖动物 如贝类和甲壳类则可以通过吸附和富 集作用去除水体中的重金属和有机污 染物。
湖泊底质改善
通过清淤、底质改良等手 段，改善湖泊底质环境， 提高湖泊水质。
河流生态修复
河流生态系统恢复
通过恢复河流的自然状态 、修复河流生态系统，提 高河流的自净能力。
河流生态流量保障
通过合理调度水资源，保 障河流生态流量，维护河 流生态系统的稳定。
河流岸线修复
通过修复受损的河岸，提 高河岸的抗洪能力和生态 功能。
创新阶段
随着科技的不断进步和创新，水 环境生态修复技术也在不断创新 和完善，为解决全球水危机提供 了有力支持。
02
主要生态修复技术
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命 代谢活动来减少污染物的浓度或毒性，
地下水污染监测与修复技术
地下水污染监测与修复技术地下水是我们生活中重要的水源之一，然而，由于人类活动和工业化进程的加速，地下水污染成为了一个严重的环境问题。
为了保护和修复地下水资源，地下水污染监测与修复技术应运而生。
本文将就地下水污染的监测与修复技术进行探讨，为合理管理和保护地下水资源提供参考。
一、地下水污染监测技术监测是地下水污染控制的基础，只有了解地下水的污染程度和污染源才能采取相应的修复措施。
以下是几种常用的地下水污染监测技术：1. 地下水取样分析地下水取样分析是最常见的监测手段，通过采集地下水样品并进行化学分析，可以获得地下水中各种有害物质的浓度和类型，从而了解污染情况。
这一技术便捷、经济，但也存在着取样点的局限性和不及时的问题。
2. 地下水位监测地下水位监测是记录和监测地下水位变化的一种方法，通过布设水位观测井或水位计等设备，实时记录地下水位的变化情况。
这种技术可以监测地下水的补给与排泄情况，判断地下水流动方向，并提供污染源的可能位置信息。
3. 地球物理勘测地球物理勘测技术，如电法、重力法和电磁法等，可以通过测量地下的物理性质差异来推断地下水污染信息。
这些技术可以有效识别地下水中的不同物质，并判断其扩散范围和污染程度，以便有针对性地采取修复措施。
二、地下水污染修复技术地下水污染修复技术旨在减少或消除地下水中的有害物质，恢复地下水的水质。
以下是几种常用的地下水污染修复技术：1. 地下水氧化还原修复地下水氧化还原修复技术是指通过增加或减少地下水中的氧气来改变地下水的氧化还原环境，进而促使污染物的转化、降解或沉积。
例如，通过注入氧气促使污染物氧化降解，或者通过喷洒有机物质减少氧气来促使还原过程。
2. 地下水生物修复地下水生物修复是利用生物体和生物过程来减少或消除地下水中的有害物质。
常用的生物修复技术包括菌种修复、植物修复和生物墙等。
通过生物的降解和吸附作用，可以有效地修复地下水中的有机和无机物质。
3. 地下反渗透修复地下反渗透修复技术是指通过在污染地下水层上方设置透水性较好的屏障，阻止污染物进一步向下扩散，从而达到修复地下水的目的。
地下水污染修复
主要的自然衰减作用
非降解性作用 仅引起污染物的浓度降低，而系统中的污染物 总量并未改变的那些作用过程，包括水动力学 弥散（机械弥散和扩散）、吸附、稀释和挥发 等
降解性作用 包括生物降解和非生物降解作用 生物降解对污染物的降解起主导作用，取决于 污染物的类型及电子供体或碳源的可用性
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33
3、反应性渗透墙（PRB）
反应性渗透墙（PRB,
Permeable Reactive Barrier）
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1、有机化合物用作生长底物
发酵作用
在发酵反应中，有机化合物在反应的第一步既起着 电子供体、也起着电子受体的作用
发酵过程是唯一不需要外部电子受体的反应 通过一系列的微生物催化下的内部电子迁移过程，
有机化合物被转化成了无毒的化合物 醋酸盐、水、二氧化碳、溶解氢等
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主要的自然衰减作用
主要的自然衰减作用
生物质
树皮/富含丹宁酸的物质 木质素 几丁质/甲壳质 死的生物体 苔鲜 海草/海藻/褐藻酸 废弃的茶叶等
岩土材料
沸石 粘土 泥 有铁氧化物包壳的砂 粉煤灰 菱铁矿 黄土等
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1、生物质
富含丹宁酸物质 丹宁酸中多羟基酚是
吸附重金属的活性组 分 二者可发生离子交换 作用发生,并形成螯 合物
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2、地质材料
沸石
最早用于重金属污染治理的地质材料 斜发沸石是40多种天然沸石中储量最丰富的一种 沸石的吸附特性源于它们的离子交换能力
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2、地质材料
粘土
具有比表面积大、孔隙率高、极性强等特征,对 水中各种类型的污染物质有良好的吸附
蒙脱石具有最小的结晶度,最大的表面积和最强 的阳离子交换能力,从而应具有最强的吸附能力
修复地下水环境的方法有
修复地下水环境的方法有修复地下水环境的方法主要包括地下水净化技术、污染源控制和地下水管理措施等方面。
下面详细介绍一些常见的修复地下水环境的方法：一、地下水净化技术：1. 生物修复技术：通过利用微生物降解污染物，达到去除有机物及部分无机物的目的。
2. 物理化学修复技术：包括吸附、沉淀、离子置换、膜分离等手段，用以去除溶解有机物、重金属等污染物。
3. 土壤气挥发技术：通过给予土壤补充的电子供给经气相传迁修复有机与吸附态污染物。
4. 电动力场技术：通过电流在地下水中的流动和电化学氧化还原等效应，达到去除有机、无机物质的目的。
二、污染源控制：1. 严格管理和监控工业废水的排放，推行生产工艺的改进，减少或避免废水的生成。
2. 建设污水处理厂，对城市生活污水进行收集和处理，确保处理后的污水达到排放标准。
3. 加强农业面源污染防治，合理使用农药和化肥，控制农村污水、农残等对地下水的污染。
4. 加强工业固体废物、危险废物的治理与妥善处置，防止固体废物渗漏或堆放等污染地下水。
三、地下水管理措施：1. 加强地下水资源的管理与保护，建立科学的地下水监测网络，确保地下水资源的合理开发和利用。
2. 制定地下水保护法规和政策，完善地下水管理体制，加强监管和执法力度，严厉打击对地下水的非法开采和污染行为。
3. 加强地下水补给与补给区域的保护，根据地下水流动方向和补给条件，合理划定地下水补给区域，保护补给区的地表水和土壤资源。
综上所述，修复地下水环境需要综合运用地下水净化技术、污染源控制和地下水管理措施等手段，建立健全的地下水保护法规和制度，加强监管和执法力度，并提高公众对地下水保护的意识，共同努力实现地下水环境修复和保护。
地下水和地表水污染治理技术分享
地下水和地表水污染治理技术分享地下水和地表水污染是当前环境保护的重要课题之一。
为了保护水资源并提高水质，在过去几十年里，许多治理技术已被开发出来。
以下是一些地下水和地表水污染治理技术的分享。
一、地下水污染治理技术：1. 地下水位降低技术：通过井泵或其他方法将地下水位降低，以控制污染物的扩散和迁移。
2. 地下水补给技术：通过重复注入水质良好的地下水或经过处理的水，提高地下水质量。
3. 地下水堵截技术：使用隔断层、水井或混凝土墙等结构来阻止污染物的进一步扩散，以保护地下水资源。
4. 地下水生物修复技术：使用微生物或植物来降解污染物，修复地下水污染。
二、地表水污染治理技术：1. 生态修复技术：通过植被恢复、湿地修复等方法，改善地表水生态系统，提高水质。
2. 沉淀技术：利用沉淀池或沉淀池等设施，将悬浮物和污染物沉淀，从而提高地表水质量。
3. 过滤技术：采用滤料、滤网等过滤介质，将悬浮物、微生物和有机物从地表水中去除。
4. 活性炭吸附技术：利用活性炭对有机物和氯等污染物进行吸附，达到净化地表水的目的。
在地下水和地表水污染治理方面，仅依靠技术是不够的，政府、企业和个人也需共同参与与努力：1. 制定和执行水资源保护政策：政府需要制定相关政策和法规，确保水资源的安全和可持续利用。
2. 建立监测和报告体系：建立水质监测系统，及时获取水质信息，对污染状况进行监测和评估，并向公众和相关部门报告。
3. 加强环境教育和意识提升：加强环境教育，提高公众对水资源保护的意识和重视程度，促使个人和企业改变用水行为，减少水污染。
4. 加强对污染者的监管和处罚：对于违反水质标准的企业和个人，必须依法进行监管和处罚，确保污染者承担相应责任和代价。
总之，地下水和地表水污染治理技术的分享是非常重要的。
通过采取适当的技术措施和共同努力，可以有效地改善水质并保护水资源。
然而，单靠技术是不够的，需要政府、企业和个人共同参与，形成合力，才能真正实现水资源的可持续利用。
地下水生态修复技术
地下水生态修复技术随着科学技术的进步，各项地下水修复技术也在不断发展，有传统修复技术、气体抽提技术、原位化学反应技术、生物修复技术、植物修复技术、空气吹脱技术、水力和气压裂缝方法、污染带阻截墙技术、稳定和固化技术以及电动力学修复技术等。
1.传统修复技术采用传统修复技术处理受到污染的地下水层时，用水泵将地下水抽取出来，在地面进行处理、净化。
这样，一方面取出来的地下水可以在地面得到合适的处理、净化，然后再重新注入地下水或者排放进入地表水体，从而减少了地下水和土壤的污染程度；另一方面可以防止受污染的地下水向周围迁移，减少污染扩散。
2.原位化学反应技术微生物生长繁殖过程存在必需营养物，通过深井向地下水层中添加微生物生长过程必需的营养物和具有高氧化还原电位的化合物，改变地下水体的营养状况和氧化还原状态，依靠本土微生物的作用促进地下水中污染物分解和氧化。
3.生物修复技术原位自然生物修复，是利用土壤和地下水原有的微生物，在自然条件下对污染区域进行自然修复。
但是，自然生物修复也并不是不采取任何行动措施，同样需要制定详细的计划方案，鉴定现场活性微生物，监测污染物降解速率和污染带的迁移等。
原位工程生物修复指采取工程措施，有目的地操控土壤和地下水中的生物过程，加快环境修复。
原位工程生物修复技术有两种途径：一种途径是提供微生物生长所需要的营养，改善微生物生长的环境条件，从而大幅度提高野生微生物的数量和活性，提高其降解污染物的能力，这种途径称为生物强化修复；另一种途径是投加实验室培养的对污染物具有特殊亲和性的微生物，使其能够降解土壤和地下水中的污染物，称为生物接种修复。
地面生物处理是将受污染的土壤挖掘出来，在地面建造的处理设施内进行生物处理，主要有泥浆生物反应器和地面堆肥等。
4.生物反应器法生物反应器法是把抽提地下水系统和回注系统结合并加以改进的方法，就是将地下水抽提到地上，用生物反应器加以处理的过程。
这种处理方法自然形成一个闭路环，包括以下4个步骤。
水环境生态修复技术概况分析 (一)
水环境生态修复技术概况分析 (一)水环境生态修复技术概况分析作为自然生态系统的重要组成部分，水环境的保护与修复已经成为人们关注的焦点。
经过长期探索和实践，水环境生态修复技术也得到了不断的发展和完善。
在此，本文将对水环境生态修复技术进行概况分析，希望能对读者了解和掌握该领域的相关知识提供帮助。
一、水环境生态修复技术的概念和意义水环境生态修复技术是指通过调节水体生态系统，使其达到动态平衡状态的一系列技术手段。
其通过建立健康的水体生态系统，促进水环境的自我净化和修复能力，从而达到恢复水体自然生态系统结构、功能和稳定性的目的。
修复水环境能够提高地区生态环境的可持续性，保护生物多样性，改善人类生活质量和健康。
二、水环境生态修复技术的分类目前，水环境生态修复技术主要分为生态工程修复和生态系统修复两种类型。
1.生态工程修复生态工程修复主要包括湿地、植被、土壤改良等。
其中湿地作为天然的生态系统，其具有明显的生态修复能力。
湿地修复主要采用人工湿地、人工潮汐沼泽、湿地池塘等方式建造，通过人为创造适宜的水文地理、生态环境条件，实现水环境的净化和修复。
在生态修复中，适当种植适应当地气候、土质、水分等因素的植物，可以通过吸收有害物质、增加氧气含量、促进水流动等方式达到水体生态修复的目的。
土壤改良主要是通过合理施肥、改善土壤结构等方式，促进微生物、藻类等生态链的形成，增加种群密度，从而提高水体自净能力。
2.生态系统修复生态系统修复主要是通过动态规划建立模型，综合评估水环境的不同因素，制定有效的治理计划进行水体生态修复。
这种修复方式常用于水源地、山区河流、城市湖泊等大面积的水体生态修复。
三、水环境生态修复技术应用案例1.人工湿地人工湿地通过将自然湿地的水文生态特点复制到人工环境中，实现水体的净化和修复。
云南省大理市曼株湖便是典型湿地人工修复案例。
曼株湖面积较小，但是由于富营养化等多种因素的影响，湖泊失去了原有的生物多样性和水质。
地下水污染的监测和修复技术
地下水污染的监测和修复技术地下水是人类生活中重要的水资源之一，然而，由于人类活动等原因，地下水面临着被污染的风险。
为了确保地下水资源的可持续利用，必须进行地下水污染的监测和修复。
下面将详细介绍地下水污染监测和修复的技术及步骤。
一、地下水污染监测技术1. 地下水采样与分析地下水采样是地下水污染监测的基础，可以通过井水采样、钻孔采样等方法获取地下水样本。
采样完成后，需对样本进行分析，包括测量水质指标如pH值、浑浊度、溶解氧等，以及测定污染物浓度如重金属、有机物等。
2. 地下水位监测地下水位监测主要通过设置水位观测井或水位监测点进行实时测量，可以了解地下水位的变化趋势。
这对于评估地下水流动特性及可能的污染扩散方向非常重要。
3. 地下水流动模拟地下水流动模拟是利用数学模型描述地下水流动规律，预测污染物传输和扩散的过程。
通过模拟计算，可以确定污染源的位置和范围，为后续的污染物修复提供依据。
二、地下水污染修复技术1. 地下水位管理地下水位管理是修复地下水污染的一项重要技术，可以通过调整地下水位达到污染物稀释、稀释增加氧化还原环境等作用。
常见的地下水位管理技术包括人工补给、减水排水等。
2. 生物修复生物修复是利用微生物和植物等生物体对地下水中的污染物进行降解和转化的过程。
生物修复技术包括自然生物修复和人工生物修复。
自然生物修复通过利用土壤和地下水系统中已有的微生物对污染物进行降解。
人工生物修复则是通过添加特定的微生物菌株等手段进行修复。
3. 土壤修复土壤修复是修复地下水污染的重要措施之一，因为地下水与土壤之间存在密切的物质交换。
土壤修复技术包括土壤通气、土壤养分调整、土壤微生物活性培养等。
4. 高级氧化技术高级氧化技术是利用强氧化剂对污染物进行氧化降解的过程。
常见的高级氧化技术包括臭氧氧化、高级氧化过程（Fenton、Fenton-like反应）等。
这些技术通过产生强氧化剂，将有机物氧化成更低毒性的产物。
三、地下水污染监测和修复步骤1. 初步调查与现场勘察：根据地下水周围环境和可能的污染源，进行调查和现场勘察，了解地下水污染的状况。
水环境修复
稀释或者冲刷 稀释是向湖中加入新鲜水，而冲刷是注人 大量(也可能是含营养物的水)，将湖中藻类冲走。
(4)消除内源污染
主要包括底泥疏浚、底泥氧化和底泥覆盖等技术措施：
底泥疏浚 是消除内源性污染的最经常采用的办法、尤其 对于浅水湖泊水库等，但是成本和底泥的处置是一个需要 考虑的问题。 底泥氧化 氧化底泥中的有机物，避免其消耗氧气；氧化 底泥中的亚铁离子，避免磷的释放。
等。
（2）水环境修复设计
1)设计原则
制定合理的修复目标以及遵循法律法规的要求； 明确设计概念思路，比较各种方案，进行现场研究； 考虑可能遇到的操作和维修方面的问题，公众的反应， 健康和安全方面的问题； 估算投资、成本和时间等因素的限制，结构施工容易程 度以及编制取样检测操作维修手册等。
四、水环境修复技术
水环境修复技术主要有：
物理方法 包括疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等。
化学方法 包括加入化学药剂杀藻、加入铁盐(铝盐)促进
磷沉淀、加入石灰脱氮等。
生物—生态方法 简称生物方法，包括放养控藻型生物、
构建人工湿地和水生植被。
物理和化学方法比较常见，
生物—生态水体修复技术是当前水环境技术的研究开发热点。
生物除藻剂针对处理富营养化水体的活性微生物和相 应的酶，对水体中的水生生物以及人类等不产生危害
及副作用，微生物迅速激活，与水中藻类竞争营养源，
从而使藻类缺乏营养死亡，沉入水底，越来越多的微 生物继续降解死亡藻类，直至消灭。
（4）生态修复技术
1)生态塘处理技术 以太阳能为初始能源，通过在塘中
种植水生作物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。
地下水修复技术
针对土壤和地下水污染的现状，许多国家已采取或正在采取相应的防护措施，使得地下水修复技术成为现在国际环境领域研究的一个热点问题之一。
地下水的主要修复方法包括：原位修复：监控条件下的自然衰减法（MNA）、渗透性反应强（PRB）；异位修复：抽出处理法（P&T)MNA优点是污染物最终能转化成无毒的副产物、无须人为介入、不会涉及到废物的重新产生或迁移、费用低廉、克服机械化修复设施所带来的局限。
缺点是进行长期监测并负担相关费用、时间很长；受当地水文地质条件的自然变化及人为因素的影响；有利的水文和地球化学条件可能随着时间而发生变化，从而导致曾经稳定化了的污染物重新发生迁移；对修复成果产生负面影响；含水层的各向异性可能是场地特征复杂化；生物降解的中坚产物可能比原来的化合物更毒。
P&T抽取处理法(Pump and Treat，P&T)是最早使用、应用最广的传统经典方法，从污染场地抽出被污染的水，并用洁净的水置换，同时对抽出的水加以处理。
需要注意的是，必须把对抽取处理系统的监测作为修复措施整体必不可少的组成部分，监测系统的运行状态。
处理后的地下水可直接使用，或者回灌以稀释受污染水体、冲洗含水层，加速地下水的循环流动。
该方法存在操作繁琐、时间长、成本高的问题，需要长期监测和维护。
而且，一旦抽水停止，污染物浓度又会升高，不能从根本解决问题。
近几年，随着研究的深入，透水性反应墙法（Permeable ReactiveBarrier，PRB）被认为是替代传统抽取处理方法的一种有效方法。
该技术广泛用于处理地下水中的有机和无机污染物，它具有能够较长时间持续原位处理、处理组分较多、价格相对便宜等优点，因此近年来受到越来越多的关注。
PRBPRB是一种原位被动修复技术，由透水的反应介质组成，一般安装于地下水污染羽状体的下游，通常与地下水流相垂直，并且它也可以作为污染地下水的地面处理设施。
当地下水在自身水力梯度作用下通过活性渗滤墙时，污染物与墙体材料发生各种反应而被去除，从而达到地下水修复的目的。
水生态恢复与修复技术
水生态恢复与修复技术水生态系统是生态系统的一个完整的组成部分，它包括了地表水、河流、湖泊、沼泽、湿地等等。
水生态系统在全球范围内都扮演着非常重要的角色，它们不仅能够提供人类需要的优质清洁的水源，还可以滋养大量的生态资源和生物多样性。
然而，在现实生活中，由于人类的不良活动和自然因素的影响，水生态系统已经遭受了破坏和损失。
为了恢复和修复这些受损的水生态系统，科学家和工程师们在这方面做了很多努力。
本文将介绍水生态恢复与修复技术，包括湿地恢复、湖泊修复和水文学恢复等方面。
一、湿地恢复湿地作为一种兼具生态保护和环境控制功能的高效系统，对于水生态环境的维护和恢复具有重要的作用。
湿地恢复主要通过重新建造和恢复湿地植被、改善水质和控制湿地水位等途径。
湿地恢复技术非常广泛，其中一种重要的技术是生物处理技术。
生物处理技术是一种利用特定种群的微生物和植物来去除污染物的技术，在湿地恢复中广泛应用。
例如，重金属、硝酸盐和磷酸盐等污染物可以通过适当的湿地植物处理获得降解，达到净化水体的目的。
二、湖泊修复随着城市化的加速，大量的建筑和工厂的建设，水生态系统面临的威胁越来越大。
这些威胁包括污染、堵塞和流量控制问题等。
湖泊是城市生态系统的核心组成部分，对城市的生态安全具有非常重要的作用。
湖泊使用不当和污染等行为会导致湖泊的表面水结构破坏、营养物质狂增，导致水体富营养化。
湖泊富营养化会导致湖泊水质下降，增加底泥中重金属的含量，繁殖藻类，甚至导致水体富氧化。
因此，湖泊修复至关重要，湖泊修复方法主要有两种：常规的物理方法和修复生态学的技术。
常规的物理方法是将浊地或污泥从湖泊中移除，将富营养物质和污染物质从水中净化出来，使水体重新成为透明的。
湖泊常规修复是一个非常长时间的过程。
通常，种子、植物和水生生计管道都要使用前行几年。
湖泊生态学修复的方法是设计生物反应器，然后将水流经过反应器，使污染物质被微生物和植物净化;或使生物群体与水生环境相结合，使再生的湖泊恢复到生机勃勃的状态。
河流、湖泊水库和地下水的水环境修复理论与技术
河流、湖泊水库和地下水的水环境修复理论与技术水环境是流域内储存、传输和提供水资源的水体，是水生生物生存与繁衍的空间，也是各种污染物的最终归宿。
根据水的地理位置，将流域中的水环境分为地表水环境和地下水环境。
地表水环境指河流、湖泊、水库、海洋、沼泽、冰川等以暴露在地面的水为主的水域；地下水环境指泉水、浅层地下水、深层地下水等存在于包气带以下底层空隙的水域[1]。
人类不合理的生产和生活方式对水环境造成了不同程度的损害，世界水资源委员会指出，全世界有50%以上的水域已被污染，水域生态系统遭到严重破坏。
我国水环境受损也比较严重，超过60% 的河流、湖泊和湿地生态系统的结构与功能遭到不同程度的破坏[2]。
水环境修复，就是利用生态系统原理，采取各种技术手段，提高水体质量，修复生态系统结构，使流域生态系统实现整体协调、自我维持和自我演替的良性循环[3-5]。
随着水环境恢复理论地不断完善和深入，近年来水环境恢复研究发展较快。
美国有关受损水环境的修复研究，自1970 年起由clean lake program（clp）组织实施，投入经费逐年增加[6]。
欧洲一些国家也从20 世纪70 年代开始水环境治理和修复工作。
如荷兰在1990 年对aldefeane 地区水环境进行修复，成效显著[7]。
20 世纪80 年代，我国开始了对水环境恢复的研究工作，并在巢湖、太湖等不同地区开展了水环境恢复的研究与实践[8-10]，取得了许多成功的经验。
为了保证人类的可持续发展，开发切实可行的技术对受损水环境进行修复，成为了环境科学与技术领域的研究热点之一。
水环境修复的对象不仅包括水体，还有水体相关的生物地理环境。
而不同的水域形式，因其物理环境、化学环境以及生物环境的不同，需要不同的修复技术体系。
河流、湖泊水库和地下水是与人类生产生活密切相关的水环境，本文将从这3个方面，综述其最新的水环境修复技术，为水环境修复技术的研究提供基础。
1 河流修复技术河流修复是指使河流生态系统恢复到未被破坏前的近似状态，且能够自我维持动态均衡的复杂过程[11]。
地下水修复技术
针对土壤和地下水污染的现状，许多国家已采取或正在采取相应的防护措施，使得地下水修复技术成为现在国际环境领域研究的一个热点问题之一。
地下水的主要修复方法包括：原位修复：监控条件下的自然衰减法（MNA）、渗透性反应强（PRB）；异位修复：抽出处理法（P&T)MNA优点是污染物最终能转化成无毒的副产物、无须人为介入、不会涉及到废物的重新产生或迁移、费用低廉、克服机械化修复设施所带来的局限。
缺点是进行长期监测并负担相关费用、时间很长；受当地水文地质条件的自然变化及人为因素的影响；有利的水文和地球化学条件可能随着时间而发生变化，从而导致曾经稳定化了的污染物重新发生迁移；对修复成果产生负面影响；含水层的各向异性可能是场地特征复杂化；生物降解的中坚产物可能比原来的化合物更毒。
P&T抽取处理法(Pump and Treat，P&T)是最早使用、应用最广的传统经典方法，从污染场地抽出被污染的水，并用洁净的水置换，同时对抽出的水加以处理。
需要注意的是，必须把对抽取处理系统的监测作为修复措施整体必不可少的组成部分，监测系统的运行状态。
处理后的地下水可直接使用，或者回灌以稀释受污染水体、冲洗含水层，加速地下水的循环流动。
该方法存在操作繁琐、时间长、成本高的问题，需要长期监测和维护。
而且，一旦抽水停止，污染物浓度又会升高，不能从根本解决问题。
近几年，随着研究的深入，透水性反应墙法（Permeable ReactiveBarrier，PRB）被认为是替代传统抽取处理方法的一种有效方法。
该技术广泛用于处理地下水中的有机和无机污染物，它具有能够较长时间持续原位处理、处理组分较多、价格相对便宜等优点，因此近年来受到越来越多的关注。
PRBPRB是一种原位被动修复技术，由透水的反应介质组成，一般安装于地下水污染羽状体的下游，通常与地下水流相垂直，并且它也可以作为污染地下水的地面处理设施。
当地下水在自身水力梯度作用下通过活性渗滤墙时，污染物与墙体材料发生各种反应而被去除，从而达到地下水修复的目的。
第三章 水污染生态修复技术-地下水 (ln)
可渗透反应墙 ( Permeable reactive barrier ,PRB)
PRB 主要由透水反应介质组成, 通常置于地下水污染羽状体 下游, 与地下水流垂直。
污染物去除机理：
包括生物和非生物两种，污染地下水在自身水力梯度作用下 通过PRB 时，产生沉淀、 吸附、 氧化还原和生物降解反应， 使水中污染物得到去除。
3、典型原位工程修复系统
典型原位修复系统包括 ① 地下水回收井、 ② 地面处理单元、 ③ 营养添加单元、 ④ 电子受体添加单元、 ⑤ 回注地下受污染区域等，
3、典型原位工程修复系统
1）提高修复效率的措施
①可以采用纯氧代替空气或者过氧化氢，提高DO的浓度。 ②也可以采用硝酸盐代替氧和过氧化氢作为电子受体。 ③可以注入甲烷，提高甲烷细菌的活性。 ④采用厌氧、好氧和共代谢组合的方法。
二、地下水的重金属污染及修复
修复技术——
生物修复技术具有可现场进行,投资少，运行费用低，无
二次污染，最终产物少等特点， 应是地下水重金属污染修 复工程的主要修复技术。
三、地下水的硝酸类氮污染及修复
由于工农业生产活动，大量氮素进入土壤，未利用 部分经微生物硝化作用，以硝态氮的形式进入土体 和地下水(最主要)。 浅层地下水已普遍受到氮素不同程度的污染。
2、自然生物修复评价
(二) 表征生物反应指标变化趋势的调查
目前应用比较多的模则是Bioplume Ⅱ，模型包括微生物 的生长、衰减、传递，污染物的传递和降解，电子受体如 O2、NO3-、Fe2+、 SO42-和CO2传质和消耗。 但是该模型有些缺陷：不能够模拟厌氧反应，也不能够模 拟降解速度比较缓慢的生物反应。
四、地下水的石油烃污染及修复
土壤气相抽提( soil vapor extraction ，SVE)
地下水污染与修复技术
地下水污染与修复技术地下水是地球上最重要的水资源之一，它为我们提供饮用水、农业灌溉和工业用水等。
然而，随着工业化和城市化的快速发展，地下水受到了严重污染的威胁。
地下水污染对人类健康和生态系统造成了严重的影响，因此，修复地下水污染成为了一个紧迫的任务。
本文将介绍地下水污染的常见原因和修复技术。
地下水污染的原因可以分为两大类：点源污染和非点源污染。
点源污染是指特定污染源（如化工厂、垃圾填埋场）直接向地下水中排放有害物质。
非点源污染是指来自农田、城市排水系统、道路和工业区域的非特定污染源，通过降雨等途径会渗入地下水。
针对点源污染，常用的修复技术包括：泵抽和处理法、反渗透法、土壤-地下水处理法和化学氧化法。
泵抽和处理法是通过井水泵抽将污染地下水抽到地面上进行处理，常见的处理方法包括活性炭吸附、生物降解和化学处理。
反渗透法则是通过将地下水通过半透膜过滤，去除其中的污染物。
土壤-地下水处理法是通过处理污染土壤，降低其向地下水中的污染物迁移速率。
化学氧化法则是利用化学氧化剂将有机物氧化为无害物质。
对于非点源污染，修复技术相对复杂，常用的包括：湿地修复、植物修复和生物修复。
湿地修复是将污染地下水引入湿地，通过湿地中的湿地植被和微生物去除其中的污染物。
植物修复是利用植物的自然吸收力和降解能力来净化地下水。
常见的修复植物包括樟树、柳树和芦苇等。
生物修复是指利用微生物来去除地下水中的污染物。
常见的生物修复技术包括生物降解、生物吸附和生物转化等。
除了以上常见的修复技术，还有一些新兴的技术正在被研究和应用于地下水污染的修复中。
例如，电化学修复技术可以通过电极间的电荷传递来去除地下水中的污染物。
此外，纳米材料的应用也为地下水污染的修复提供了新的途径。
纳米材料可以通过表面吸附或催化降解的方式去除地下水中的污染物，其具有高效、节能和环保的特点。
修复地下水污染不仅仅是一项技术挑战，还涉及到环境政策、社会经济等多个方面的问题。
政府在制定相关政策时，需要考虑到环境保护、公众健康和经济发展之间的平衡。
地下水污染的修复技术与修复方案设计
地下水污染的修复技术与修复方案设计地下水是地壳中存储的重要水源之一，然而由于人类活动和工业发展的影响，地下水污染问题日益严重。
地下水污染包括有机污染物、无机污染物、重金属以及放射性物质等多种类型，对人类健康和生态环境产生严重影响。
因此，地下水污染的修复技术和修复方案的设计显得至关重要。
一、地下水污染的修复技术1.物理修复技术物理修复技术主要通过物理手段将污染物进行分离和去除，常用的物理修复技术包括挖掘和曝气、吸附和离子交换、电动力场技术等。
挖掘和曝气主要适用于地下水表层的污染修复，通过挖掘并曝气地下水淤泥，促进有机物氧化分解。
吸附和离子交换是利用吸附剂或离子交换树脂将污染物吸附或交换出来，适用于有机物和重金属的去除。
电动力场技术则是利用电流和电极产生的电场力将污染物移动到阳极或阴极以实现去除。
2.化学修复技术化学修复技术是指利用化学方法将污染物转化成无毒或低毒的物质，或者使其变得不溶解、不挥发而稳定存在。
常用的化学修复技术包括还原剂法、氧化法、络合法、沉淀法等。
还原剂法通过添加还原剂将有机物和重金属还原成低毒物质，氧化法则是通过添加氧化剂将有机物氧化为无毒物质。
络合法则是通过添加络合剂将重金属形成不可溶性络合物而降低其污染性。
沉淀法则是利用化学物质的沉淀特性将污染物沉淀于底泥中，达到去除的目的。
3.生物修复技术生物修复技术是利用微生物和植物的活性和代谢能力对污染物进行降解或吸附，将其转化为无毒或低毒的物质。
生物修复技术具有环境友好、成本低、效果明显等优点。
常用的生物修复技术包括生物降解、微生物修复、植物修复等。
生物降解是利用微生物对有机物进行氧化分解，将其转化为二氧化碳和水；微生物修复则是通过添加特定的微生物来分解有机物和重金属；植物修复是利用植物的吸附和生物降解能力来修复地下水。
二、地下水污染的修复方案设计地下水污染的修复方案设计应针对特定的地下水污染源和污染物进行综合考虑。
以下是一般性的步骤和原则：1.污染源识别与监测首先需要对地下水污染源进行识别和排查，确定污染物的种类、来源和分布情况。
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③-可有效改善地表水体、污水水质
④-可缓冲对水力和污染负荷的冲击 ⑤-可提供和间接提供效益，如绿化、野生动物栖息、娱乐。
人工湿地主要分为两种类型： ①-表流人工湿地 ②-潜流人工湿地
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4.4 人工湿地
人工湿地的核心技术是“潜流式湿地”。一般由两级湿地串联，处理单元并联组成。 湿地中根据处理污染物的不同而填有不同介质，种植不同种类的净化植物。水通过基质、 植物和微生物的物理、化学和生物的途径共同完成系统的净化，对BOD、COD、TSS、 TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率；此外该工艺独有的流态和结构形成的良好 的硝化与反硝化功能区对TN、TP、石油类的去除明显优于其他处理方式。主要包括内部 构造系统、活性酶体介质系统、植物的培植与搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、 冬季运行技术。潜流人工湿地又主要分为表流人工湿地和垂直流人工湿地
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4.4 人工湿地
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4.4 人工湿地
常用湿地植物
湿地植物选择基本原则：
①-植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能
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4.4 人工湿地
人工湿地是由人工建造的与沼泽地类似的带有静止或流动水体的成片浅水区，主要 利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，涵养水源，改 善地表水体水质，或对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、 过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分 吸收及各类动物的作用。
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4.4 人工湿地
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4.4 人工湿地
人工湿地是一个综合的生态系统，具有如下优点: ①-建造和运行费用便宜 ②-易于维护,技术含量低
化学污染物-包括无机污染物(如汞、镉、铅、砷等重金属，过量的氮、磷植物营
养元素以及氧化物和硫化物等)和有机污染物（如各种化学农药、石 油及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等)； 物理污染物-指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等； 生物污染物-指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施（包括医院）排出的废水、 废物以及厩肥等。 放射性污染-主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区，以锶和铯等在土壤中生 存期长的放射性元素为主。
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3.3 水质改善
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3.3 水质改善
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4.5 推流曝气
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4.6 生态填料
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3 地下水污染途径
主要包括： 化工、冶金等工业生产泄露；企业排污、渗坑及污水灌溉；垃圾、废渣等渗滤；污 染大气降水；农业生产用药施肥、畜禽养殖以及交通运输等流动点源。
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4 地下水污染类型
根据污染物性质，大致可分为4类:
园林、人工景观、生态景观建设，修复效果与美观完美结合。
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3.3 水质改善
消除黑臭现象，有效降低养分及污染物含量。
主要技术措施
①-生态防渗
③-生态浮床
②-生态护岸
④-生态填料
⑤-推流曝气除藻 ⑥-（微）生物措施 …………
（1年）
（10年）
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（20年）
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7 技术选择
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前期场地调查及风险评估
搜集场地使用类型及相关资料
确定场地风险可接受水平
多地地下水污染事件频发：
2012年-央视曝光山东省潍坊工厂高压渗井地下排污 2013年-央视曝光河北沧县张官屯乡小朱庄村红色井水 2014年-央视曝光河北无极皮革厂渗坑直排污水10多年
…………
河北省网曝地下水排污事件分布
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②-植物具有很强的生命力和旺盛的生长势
如抗冻、抗热能力;抗病虫害能力;对周围环境的适应能力等。 ③-所引种的植物必须具有较强的耐污染能力 ④-植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物
⑤-所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性
⑥-具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值
第一阶段
确定关注污染物 确定预修复目标 确定修复范围
修复技术预评估 预目标是否可达
评估预设修复目标
详细分析修复技术
单一技术
组合技术
第二阶段
技术分析评价
筛选评估修复技术
制定监测计划
经济分析评价
技术集成整合
确定工艺参数
第三阶段
实验室小试 现场中试
估算修复（土/水）方量 成本效益分析
制定修复技术方案
制定安全计划 确定进度计划
二 地下水污染修复
•1 地下水污染现状 •2 地下水污染特征 •3 地下水污染途径 •4 地下水污染类型 •5 主要业务范围 •6 主要修复技术 •7 业务流程
录
三 社会经济效益 四 业务模式 五 企业竞争优势
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地下水污染现状
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1 地下水污染现状
地下水占中国水资源总量的1/3，中国地质调查局专家在国际地下水论坛的发 言中提到，全国90%的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60%污染严重。有关部 门对118个城市连续监测数据显示，约有64%的城市地下水遭受严重污染，33%的地 下水受到轻度污染，基本清洁的城市地下水只有3%。
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3 主要业务范围
生态规划
生态景观建设
河 湖
水质改善 底泥修复
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3.1 生态规划
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3.2 生态景观建设
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2 地下水污染特征
地下水污染是指人类活 动产生的有毒、有害污染物 进入地下水体，并积累到一 1
形成的复杂性
2
定程度，使其组成和性质等
发生变化，导致其自然功能 失调，引起质量恶化，对人 类生产生活构成不利影响和
主 要 特 征
4
发生的隐蔽性 毒性的缓效性 诊断的特殊性
3
危害的现象。
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化学氧化/还原
生物（强化）降解
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6 地下水污染修复技术
应用Visual Modflow、GMS、FEFLOW等地下水专业模拟软件，建立水文地质模型， 对地下水动态变化及污染物运移进行模拟预测及分析评价。
地下水模型及污染运移模拟预测
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2 水质污染过程及特征
污染特征：
①-污染面积广，范围大 ②-污染程度深，污染浓度大
河湖水质污染过程
③-污染物种类多，呈现复合污染
④-水生态功能丧失或退化 ⑤-对地下水和饮用水安全造成威胁
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环境修复事业部 水生态业务简介
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一 河湖水生态修复
•1 河湖水生态现状 •2水质污染途径与特征 •3主要业务范围 •4 主要修复技术 •5 业务流程 •6 工程案例
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5 主要业务范围
环境影响评价
污染调查
地下水
模拟预测 污染治理
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