河流水环境修复技术汇编
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平均传输距离：细小颗粒10000m/a, 沙子1000m/a, 卵石100m/a
University of Shanghai for Biblioteka Baiducience and Technology
污染物在河流中的传输
❖ 河底积泥也对污染物的储存、迁移和转化起着重 要作用，且受多个因素影响。
❖ 外在因素：地质条件、地貌、土壤类型、气候变化以及河 流管理调度等。
污染物在河流中的传输
2.有机物的迁移转化
❖ 实际上，有机化合物在沉积物中的吸着存在着二种主要机理
分配作用
吸附作用
溶解作用， 吸附等温线是线性的
University of Shanghai for Science and Technology
范德华力，及各种化学键如 氢键、离子偶极键、配位键等
的作用； 吸附等温线是非线性的。
1.泥沙对污染物的传输
❖ 吸附作用是决定河水系统中的污染物分布和归属的一个重
要控制机制。
吸附作用
+
沉淀、共沉淀、凝聚、絮凝、胶化和表面络合
❖ 河流可携带大量泥沙和溶解性物质，进行远距离搬运输送。 ❖ 悬移式泥沙对河流污染物的传输起决定性作用。
细颗粒泥沙吸附能力较强，能吸附大量有机污染物和营养盐 细颗粒泥沙传输距离较远
▪ 可交换态、有机质结合态、碳酸盐结合态、(铁\锰\铝)氧化物结合态
❖ 主要的传输过程
▪ 吸附与解吸、凝聚与沉积、溶解与沉积
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4.重金属离子的迁移转化
❖ 重金属污染物进入天然河流水体后，将很快迁移至底泥沉积 物中。因此底泥是重金属污染物在河流中迁移输送的主要载 体，也是主要归宿。
中国七大河流污染程度由重到轻的顺序： 海河、辽河、黄河、淮河、松花江、长江和珠江
河流污染参数
氨氮、化学需氧量、高锰酸盐、五日生化需氧量、溶解氧、挥发酚
河流污染源的分类
根据污染来源：外部污染源、内部污染源 根据排入水体的方式：点污染源和面污染源 根据污染物的类型：物理性污染、化学性污染和生物性污染
污染物在河流中的传输
❖ 内部因素：颗粒尺寸、河床结构、河岸材料、植被特征、 河边植被、河谷坡度、河道形态、沉积泥沙的形态等。
❖ 一般来说，沉积物长期处于沉降状态。但在长期暴露或发 生风化以及生物作用下，与沉积物结合的污染物可能会释 放进入环境。
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污染物在河流中的传输
3.河床底泥化学变化过程
❖ 底泥成分
▪ 矿物质：各种金属盐、氧化物 ▪ 有机质：天然有机物，如腐殖质(占70-80%)
蛋白类、多糖、脂肪酸和烷烃等(占20-30%)
▪ 流动相：水、气
2.有机物的迁移转化
分配系数（Kd） 有机物在沉积物与水之间的分配，往往可用分配系数(Kd)表示：
Kd=Cs /Cw
Cs 、Cw—分别为有机物在固相沉积物中和水中的平衡浓度。
针对类型各异、组分复杂的有机组分, 引入
标化分配系数(Koc)：
Koc = Kd／fOC
Koc——标化的分配系数，即以有机碳为基础表示的分配系数； fOC——沉积物中有机碳的质量分数。
有机物份额分配系数可通过摇瓶实验法直接测定，或通过与辛醇-水分配系数 （Kow）的关系估算：
Log Koc =0.944 Log Kow-0.485 lgKow=5.00-0.67lg(Sw×103／Mr)
Sw—有机物在水中的溶解度，mg / L； Mr—有机物的分子量。
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腐殖质 含羧基（COOH）和 羟基（OH）取代的芳 香烃结构，可通过离 子交换、表面吸附、 螯合络合、絮凝等作 用，固定有机物、重 金属
自然胶体发挥极为重要的作用，为粘土矿物、有机质、活性金属水合氧化 物和二氧化硅的混合物。
有机物质量比仅占2%左右，但是从表面积来看约占90%。 因此沉积物中的有机质与周围环境的离子、有机物和微生物等相互作用起 着主要的作用。 例如：氧化铝颗粒吸附有机质后，等电点从pH=9 下降至5左右，说明沉积 物表面的负电荷与有机质的阴离子基团相关。
4.2. 河流污染
由于人类的活动，使得河流中某些物质的浓度增加，当排入河流 概念 中的物质的量超过自净能力对其降解、转化的量，改变了河流原
有生态系统的能量交换和物质循环过程，破坏了河流生态系统的 结构与功能，影响了人类对河流的可持续利用时，便形成了污染
河流污染现状
世界自然基金会2007年3月公布亚洲五在河流已成为世界上遭受 破坏最严重的河流，包括长江、萨尔温江（怒江）、印度河、 恒河、湄公河
第四章 河流水环境修复技术
1. 河流 2. 河流污染 3. 河流水环境修复概述 4. 河流水环境修复技术
1.背景知识介绍——河流
背景知识介绍——河流
背景知识介绍——河流
河流流域
背景知识介绍——河流水力学
背景知识介绍——河流泥沙
背景知识介绍——河流生态
背景知识介绍 ——河流生态
① 大型水生植被：浮游类、根生类植物 ② 微型植物：藻类，1-300μm ③ 河流动物：软体动物、蠕动动物、甲壳动物、昆虫、鱼类 ④ 细菌和真菌：存在水流、底泥、石头和植物表面
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污染物在河流中的传输
4.重金属离子的迁移转化 ❖ 河流水体中重金属离子的主要来源
▪ 地质自然风化作用 ▪ 矿山开采排放的废水和尾矿 ▪ 金属冶炼和化工过程排放的废水 ▪ 垃圾渗滤液
❖ 重金属在沉积物中的形态
污染物在河流中的传输
2.有机物的迁移转化 ❖ 当水体条件发生改变是，沉积物中的有机物可能
重新释放进入水相。 ❖ 如：降雨将导致河流有机物含量增加：
▪ 1）降水通过地表浸流将地表污染物冲刷进入河流 ▪ 2）降水径流形成侧向淋溶将土壤表面的水溶性有机物
冲进河道，尽管河水具有一定稀释作用，但大多数情况 下，有机物浓度呈升高变化，尤其是在每年的几次初期 降雨期间，有机负荷比较大。
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污染物在河流中的传输
❖ 河底积泥也对污染物的储存、迁移和转化起着重 要作用，且受多个因素影响。
❖ 外在因素：地质条件、地貌、土壤类型、气候变化以及河 流管理调度等。
污染物在河流中的传输
2.有机物的迁移转化
❖ 实际上，有机化合物在沉积物中的吸着存在着二种主要机理
分配作用
吸附作用
溶解作用， 吸附等温线是线性的
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范德华力，及各种化学键如 氢键、离子偶极键、配位键等
的作用； 吸附等温线是非线性的。
1.泥沙对污染物的传输
❖ 吸附作用是决定河水系统中的污染物分布和归属的一个重
要控制机制。
吸附作用
+
沉淀、共沉淀、凝聚、絮凝、胶化和表面络合
❖ 河流可携带大量泥沙和溶解性物质，进行远距离搬运输送。 ❖ 悬移式泥沙对河流污染物的传输起决定性作用。
细颗粒泥沙吸附能力较强，能吸附大量有机污染物和营养盐 细颗粒泥沙传输距离较远
▪ 可交换态、有机质结合态、碳酸盐结合态、(铁\锰\铝)氧化物结合态
❖ 主要的传输过程
▪ 吸附与解吸、凝聚与沉积、溶解与沉积
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4.重金属离子的迁移转化
❖ 重金属污染物进入天然河流水体后，将很快迁移至底泥沉积 物中。因此底泥是重金属污染物在河流中迁移输送的主要载 体，也是主要归宿。
中国七大河流污染程度由重到轻的顺序： 海河、辽河、黄河、淮河、松花江、长江和珠江
河流污染参数
氨氮、化学需氧量、高锰酸盐、五日生化需氧量、溶解氧、挥发酚
河流污染源的分类
根据污染来源：外部污染源、内部污染源 根据排入水体的方式：点污染源和面污染源 根据污染物的类型：物理性污染、化学性污染和生物性污染
污染物在河流中的传输
❖ 内部因素：颗粒尺寸、河床结构、河岸材料、植被特征、 河边植被、河谷坡度、河道形态、沉积泥沙的形态等。
❖ 一般来说，沉积物长期处于沉降状态。但在长期暴露或发 生风化以及生物作用下，与沉积物结合的污染物可能会释 放进入环境。
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污染物在河流中的传输
3.河床底泥化学变化过程
❖ 底泥成分
▪ 矿物质：各种金属盐、氧化物 ▪ 有机质：天然有机物，如腐殖质(占70-80%)
蛋白类、多糖、脂肪酸和烷烃等(占20-30%)
▪ 流动相：水、气
2.有机物的迁移转化
分配系数（Kd） 有机物在沉积物与水之间的分配，往往可用分配系数(Kd)表示：
Kd=Cs /Cw
Cs 、Cw—分别为有机物在固相沉积物中和水中的平衡浓度。
针对类型各异、组分复杂的有机组分, 引入
标化分配系数(Koc)：
Koc = Kd／fOC
Koc——标化的分配系数，即以有机碳为基础表示的分配系数； fOC——沉积物中有机碳的质量分数。
有机物份额分配系数可通过摇瓶实验法直接测定，或通过与辛醇-水分配系数 （Kow）的关系估算：
Log Koc =0.944 Log Kow-0.485 lgKow=5.00-0.67lg(Sw×103／Mr)
Sw—有机物在水中的溶解度，mg / L； Mr—有机物的分子量。
University of Shanghai for Science and Technology
腐殖质 含羧基（COOH）和 羟基（OH）取代的芳 香烃结构，可通过离 子交换、表面吸附、 螯合络合、絮凝等作 用，固定有机物、重 金属
自然胶体发挥极为重要的作用，为粘土矿物、有机质、活性金属水合氧化 物和二氧化硅的混合物。
有机物质量比仅占2%左右，但是从表面积来看约占90%。 因此沉积物中的有机质与周围环境的离子、有机物和微生物等相互作用起 着主要的作用。 例如：氧化铝颗粒吸附有机质后，等电点从pH=9 下降至5左右，说明沉积 物表面的负电荷与有机质的阴离子基团相关。
4.2. 河流污染
由于人类的活动，使得河流中某些物质的浓度增加，当排入河流 概念 中的物质的量超过自净能力对其降解、转化的量，改变了河流原
有生态系统的能量交换和物质循环过程，破坏了河流生态系统的 结构与功能，影响了人类对河流的可持续利用时，便形成了污染
河流污染现状
世界自然基金会2007年3月公布亚洲五在河流已成为世界上遭受 破坏最严重的河流，包括长江、萨尔温江（怒江）、印度河、 恒河、湄公河
第四章 河流水环境修复技术
1. 河流 2. 河流污染 3. 河流水环境修复概述 4. 河流水环境修复技术
1.背景知识介绍——河流
背景知识介绍——河流
背景知识介绍——河流
河流流域
背景知识介绍——河流水力学
背景知识介绍——河流泥沙
背景知识介绍——河流生态
背景知识介绍 ——河流生态
① 大型水生植被：浮游类、根生类植物 ② 微型植物：藻类，1-300μm ③ 河流动物：软体动物、蠕动动物、甲壳动物、昆虫、鱼类 ④ 细菌和真菌：存在水流、底泥、石头和植物表面
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污染物在河流中的传输
4.重金属离子的迁移转化 ❖ 河流水体中重金属离子的主要来源
▪ 地质自然风化作用 ▪ 矿山开采排放的废水和尾矿 ▪ 金属冶炼和化工过程排放的废水 ▪ 垃圾渗滤液
❖ 重金属在沉积物中的形态
污染物在河流中的传输
2.有机物的迁移转化 ❖ 当水体条件发生改变是，沉积物中的有机物可能
重新释放进入水相。 ❖ 如：降雨将导致河流有机物含量增加：
▪ 1）降水通过地表浸流将地表污染物冲刷进入河流 ▪ 2）降水径流形成侧向淋溶将土壤表面的水溶性有机物
冲进河道，尽管河水具有一定稀释作用，但大多数情况 下，有机物浓度呈升高变化，尤其是在每年的几次初期 降雨期间，有机负荷比较大。