DQZHAN技術(shù)訊：水體修復(fù)技術(shù)講解
在國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，人民群眾生活水平顯著提高的情況下，經(jīng)過不懈努力，環(huán)境保護(hù)工作取得很大進(jìn)展，但水環(huán)境嚴(yán)峻形勢(shì)總體上仍沒有根本改變。主要是污染物排放量超過水環(huán)境承載能力，河道水污染，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化，生態(tài)破壞嚴(yán)重，生物多樣性減少，生態(tài)系統(tǒng)功能退化，制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，危害人民健康，影響社會(huì)和環(huán)境**。
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水體修復(fù)的概念和原則
水體修復(fù)： 除了依靠水生生態(tài)系統(tǒng)本身的自適應(yīng)、自組織、自調(diào)節(jié)能力以外，采取人工的物理、化學(xué)和生物的方法，使水體恢復(fù)到原有的生態(tài)功能的過程。
原則：簡(jiǎn)言之，經(jīng)濟(jì)上可行和技術(shù)上可行。
修復(fù)*后要達(dá)到的目的是：
1.重建水體受損傷前的物理?xiàng)l件;
2.恢復(fù)水體的化學(xué)狀況，截?cái)嗷驕p少污染源，**水中化學(xué)污染物;
3.生物種類，包括重新引進(jìn)已消失的土著種類，使生物類群多樣化。
水體修復(fù)分類
按水體種類分：
河流水環(huán)境修復(fù)
地下水水環(huán)境修復(fù)
湖泊水庫水環(huán)境修復(fù)
海洋水環(huán)境修復(fù)
濕地水環(huán)境修復(fù)………
按水體所受到的污染可分為：
水體重金屬污染修復(fù)
水體富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)
石油污染修復(fù)
POPs污染修復(fù)
城市景觀水體修復(fù)…
水體修復(fù)技術(shù)：
01 物理修復(fù)技術(shù)
物理修復(fù)技術(shù)包括引水稀釋、底泥疏浚等。
引水稀釋
引水稀釋就是通過工程調(diào)水對(duì)污染水體進(jìn)行稀釋，使水體在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn). 該方法能激活水流，增加流速， 使水體中DO增加，水生微生物、植物的數(shù)量和種類也相應(yīng)增加，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
我國(guó)的黃浦江曾使用過此方法， 而且效果較好。但引水稀釋對(duì)引水水域和引入水水域有一定的負(fù)面影響，會(huì)導(dǎo)致兩水域生態(tài)體系發(fā)生變化。因此，引水稀釋只能是一種救急方法或水體污染治理的輔助手段。
底泥疏浚
污染底泥是水體污染的潛在污染源，在水體環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，底泥中的營(yíng)養(yǎng)鹽會(huì)重新釋放出水體。對(duì)于類似太湖這種寬淺型湖體，底泥是不可忽視的重要污染源。
底泥疏浚指對(duì)整條或局部沉積嚴(yán)重的河段、湖泊進(jìn)行疏浚、清淤， 恢復(fù)河流和湖泊的正常功能。
我國(guó)許多湖泊及中小河流， 如上海的蘇州河、南京的秦淮河、云南的滇池及長(zhǎng)江三角洲的太湖等，都使用過該技術(shù)。
底泥清污存在的問題：⑴成本高 ⑵不能從根本上解決問題，控制外源污染才是關(guān)鍵。
物理修復(fù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：
由于物理修復(fù)技術(shù)存在暫時(shí)性、不穩(wěn)定性以及治標(biāo)不治本等缺點(diǎn)，所以與生物和化學(xué)技術(shù)相結(jié)合是物理修復(fù)技術(shù)以后的發(fā)展趨勢(shì)。
02 化學(xué)修復(fù)技術(shù)
化學(xué)修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀：
化學(xué)修復(fù)技術(shù)是指通過化學(xué)手段處理被污染水體達(dá)到去除水體中污染物的一種方法。如治理湖泊酸化可投加生石灰;抑制藻類大量繁殖可投加殺藻劑;如除磷可投加鐵鹽等。
例子：Bruning等利用EDTA(乙二胺四乙酸)和PDA(嘧啶-2,6-乙酰乙酸)來萃取底泥中的重金屬，結(jié)果表明，利用0.1M的EDTA，對(duì)Zn的*高去除率可達(dá)70%，Pb的*高去除率為30%
化學(xué)修復(fù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：
化學(xué)修復(fù)技術(shù)具有費(fèi)用高、易造成二次污染等缺點(diǎn)，如使用硫酸銅的化學(xué)除藻方**大量殺死微生物而破壞水體的生物系統(tǒng)。 故高效、廉價(jià)、**的藥劑的研制(如絮凝劑的研制)和與生物技術(shù)相結(jié)合是化學(xué)修復(fù)技術(shù)現(xiàn)在以及將來的發(fā)展方向。
03 水體生物修復(fù)技術(shù)
水體的生物修復(fù)技術(shù)是新近發(fā)展起來的一項(xiàng)清潔環(huán)境的低投資、高效益，便于應(yīng)用、發(fā)展?jié)摿薮蟮男屡d技術(shù)，它利用特定生物(主要是微生物)對(duì)水體中污染物的吸收、轉(zhuǎn)化或降解，達(dá)到減緩或*終消除水體污染、恢復(fù)水體生態(tài)功能的生物措施。
從生物的選擇和培養(yǎng)應(yīng)用上來分主要包括直接投加微生物技術(shù)、培養(yǎng)微生物技術(shù)和高等生物修復(fù)技術(shù)等。
直接投加微生物技術(shù)
這種技術(shù)適用于當(dāng)水體中污染物的降解菌很少甚至沒有，在現(xiàn)場(chǎng)富集培養(yǎng)降解菌存在一定難度時(shí)的情況，它是通過向水環(huán)境中引入菌種來實(shí)現(xiàn)的。其微生物的來源有土著微生物、外來微生物和基因工程菌。
培養(yǎng)微生物技術(shù)
這是一種污染水體的微生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)， 它通過向水體中投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、無毒表面活性劑、電子受體或共代謝基質(zhì)等物質(zhì)來強(qiáng)化水環(huán)境中本身具有降解污染物能力的微生物(即土著微生物)的生存環(huán)境，從而達(dá)到激活土著微生物， 使土著微生物對(duì)污染物的降解能力充分發(fā)揮， 從而達(dá)到水體修復(fù)的目的。其中通過投加營(yíng)養(yǎng)物激發(fā)水體微生物的技術(shù)效果非常明顯，營(yíng)養(yǎng)物(激活劑)的組分含有維生素、脂肪酸、氨基酸等，它們?cè)谖⑸锏男玛惔x中起到重要作用。
投加共代謝基質(zhì)的方法:
傳統(tǒng)的曝氣充氧技術(shù)， 該技術(shù)根據(jù)污染水體缺氧的特點(diǎn)(這里氧為共代謝基質(zhì))， 人工向水體中充入空氣(或氧氣)， 加速水體復(fù)氧過程， 促使水體中好氧微生物大量繁殖， 快速的消耗水體中的有機(jī)物， 從而改善河流的水質(zhì)狀況。該技術(shù)由于設(shè)備簡(jiǎn)單、易于操作而被許多國(guó)家優(yōu)先選用。
高等生物修復(fù)技術(shù)
由于水生植物對(duì)污染水體有一定的凈化能力，因此，在污染水體中種植對(duì)污染物吸收能力強(qiáng)且耐受性好的植物， 能夠?qū)λw中的污染物進(jìn)行吸附、吸收、富集和降解等作用， 從而實(shí)現(xiàn)將水體中污染物的去除或固定， 達(dá)到水體修復(fù)的目的。植物對(duì)污染物可通過根系吸收，也可以直接經(jīng)莖、葉等器官的體表吸收。常用于水體修復(fù)的植物有鳳眼蓮(即水葫蘆)、蘆葦、香蒲、喜旱蓮子草、水芹、浮萍、菱、菖蒲等等
植物修復(fù)不足之處：一些植物在富營(yíng)養(yǎng)化水體中生長(zhǎng)迅速，若收集不及時(shí)，可降低水體中的溶解氧，加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化，產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。
與傳統(tǒng)的物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)相比， 生物修復(fù)技術(shù)具有以下特點(diǎn)：(1) 費(fèi)用省，僅為現(xiàn)有環(huán)境工程技術(shù)的幾分之一;(2)環(huán)境影響小， 不會(huì)形成二次污染或?qū)е挛廴疚锏霓D(zhuǎn)移;(3)可*大限度地降低污染物濃度。
生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：
高效、無二次污染的生物處理技術(shù)及產(chǎn)品的開發(fā)研究，尤其是對(duì)具有特殊分解能力的菌種的培養(yǎng)篩選也將成為河流湖泊防治技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。另外，隨著河流湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化問題的日趨嚴(yán)重，以脫氮除磷為主要目標(biāo)的植物修復(fù)技術(shù)將成為河流湖泊污染治理的熱點(diǎn)， 尤其在城市內(nèi)河污染水體的治理中將發(fā)揮重要作用。
水體修復(fù)中若干常見問題
01 黑臭問題
1、現(xiàn)象
水呈黑色或棕黑色;有嚴(yán)重的腥臭味;透明度很低、溶解氧也很低甚至為零、PH也很低，水面上常會(huì)冒氣泡，并常會(huì)漂浮著一塊塊黑色的底泥表層的剝離物、嚴(yán)重時(shí)水體缺乏脊椎動(dòng)物甚至軟體動(dòng)物的生存條件或者引起大量死亡。
2、原因
水體發(fā)臭主要是有機(jī)污染物發(fā)生生物作用的結(jié)果。當(dāng)水中有機(jī)碳、有機(jī)氮及有機(jī)磷極為豐富時(shí)，無論水中是否有充分的溶解氧，只要在合適的水溫下，都將受到好氧或厭氧微生物的降解，產(chǎn)生各種不同的發(fā)黑發(fā)臭物質(zhì)。發(fā)生這種現(xiàn)象的水域一般說來是：
①、缺乏固定的補(bǔ)充水源，一潭死水;
②、有外來的污染源(點(diǎn)源或面源)
③、由于受嚴(yán)重的有機(jī)污染，而有機(jī)物的分解消耗大量的氧氣，常使這類水體處于缺氧的狀態(tài)，污染物在厭氧條件下分解產(chǎn)生一些低價(jià)的氧化物如亞鐵類、亞錳類、低價(jià)硫鹽等棕黑色的懸浮顆粒及硫化氫、甲烷、游離氨等帶臭味的氣體，水質(zhì)發(fā)生惡性循環(huán);
④、因水體環(huán)境條件惡劣，使水中的菌相和藻相都不合理，有益微生物群處于弱勢(shì)。
3、措施
①、切斷污染源;
②、引水換水;
③、去除上層浮泥。
若無清潔水源及無法去除上層浮泥的情況下，可采取下列辦法:
①、污染源必須切斷
②、若水的PH值偏低，應(yīng)先調(diào)節(jié)PH值，使之上升到7.5-8.0、因?yàn)榇朔秶腜H值能使微生物維持在較高的脫氮水平。
③、增氧：特別是底層增氧，為好氧微生物創(chuàng)造生存條件。酸性及厭氧環(huán)境容易促進(jìn)底泥磷的釋放。增加水體中的營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷。
④、投加水改劑：如強(qiáng)力去氨氮?jiǎng)⑻烊挥袡C(jī)物螯合劑、復(fù)合微生物制劑、水質(zhì)澄清劑、去磷、去氮?jiǎng)┑?
⑤、采用浮島技術(shù)及適當(dāng)移入水生動(dòng)植物，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。
⑥、使用多功能水質(zhì)凈化機(jī)。
⑦、采用生物膜技術(shù)。
⑧、投加合適的微生物制劑。
02 水華問題
1、現(xiàn)象
水體呈現(xiàn)濃厚的深綠色或棕黑色，水體表面復(fù)盍著一層綠色、棕色或棕紅色的藻類層。使水體的景觀效果喪失殆盡。
2、原因
水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)極為豐富，造成藻類過量繁殖。形成水華的藻類有微囊藻、魚腥藻、水花束絲藻、裸藻、硅藻等。因形成水華的藻種不同所呈現(xiàn)的顏色也不同。微囊藻、魚腥藻形成的水華呈綠色;水花束絲藻形成的水華暗綠色;裸藻水華呈紅棕色等。
3、措施
①、消除外來污染源：
②、使用多功能水質(zhì)凈化機(jī)。
③、化學(xué)除藻法或使用生物型艾可清控藻劑，使用一次效果可保持2.5-3個(gè)月，對(duì)蘭藻形成的水華效果特別明顯。因?yàn)榭卦鍎┲械纳锬芡淌程m藻。
④、配置適當(dāng)?shù)乃参锇ㄍλ参?、浮葉植物、沉水植物以及建造浮島。
⑤、采用絮凝過濾裝置(包括過濾床)，脫磷，除藻。
⑥、運(yùn)用生物膜技術(shù)，
⑦、運(yùn)用生物投菌技術(shù)
⑧、合理放養(yǎng)濾食性魚類和螺、蚌類等水生動(dòng)物。據(jù)研究白鰱對(duì)魚腥藻的利用率可達(dá)35%以上。
⑨、采用氣浮技術(shù)
03 菁苔問題
1、現(xiàn)象
在水質(zhì)較清、水深較淺又不太流動(dòng)的水域或者是在水草上面著生一種絲狀的，形如棉花一樣的綠色藻類。
2、措施
①、在無水草又無魚類的水體可直接投加硫酸銅或**滅藻劑(用量需準(zhǔn)確計(jì)算)
②、在有魚類而無水草的水體，可按比例投加殺菁苔劑
③、在有水草需要保護(hù)的水域，可用石灰加草木灰合劑或潑石膏水。
④、遮陰避光
總結(jié)
(1)國(guó)內(nèi)成功修復(fù)底泥、水體的例子還不多見，仿效發(fā)達(dá)國(guó)家那樣花大量資金用于疏浚和污泥處理來修復(fù)底泥還不現(xiàn)實(shí)，而化學(xué)修復(fù)又容易造成二次污染，不利于環(huán)境治理的可持續(xù)發(fā)展。
(2)生物修復(fù)技術(shù)以其特有的優(yōu)點(diǎn)引起了人們的極大關(guān)注。大力發(fā)展生物修復(fù)技術(shù)如高等植物對(duì)重金屬的累積、開展生物菌工程的研究是一條切實(shí)可行的途徑。
(3)集多種修復(fù)手段為一體，將物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)有機(jī)結(jié)合。
