水环境修复概述分析学习教案

1、会计学1水环境修复水环境修复(xif)概述分析概述分析第一页，共38页。目的目的技术技术原理原理 技术手段技术手段适应范围适应范围生物生物修复修复改善水改善水质质环境环境生物生物学学曝气、氧化塘、生物接曝气、氧化塘、生物接触氧化、曝气生物滤池、触氧化、曝气生物滤池、复合生态滤床、微生物复合生态滤床、微生物合酶制剂的投放等合酶制剂的投放等 重污染水重污染水体体生态生态修复修复恢复受恢复受损的生损的生态系统态系统 生态生态工学工学水体形态、结构的生态水体形态、结构的生态改造，河道水量、水流改造，河道水量、水流态人为调节态人为调节微污染，微污染，富营养水富营养水体体第2页/共38页第二页，共38页。

2、u水环境污染控制技术和生态恢复技术主要分水环境污染控制技术和生态恢复技术主要分3 3类类u 化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐( (铝铝盐盐) )促进磷沉淀、加入生石灰脱氮等。促进磷沉淀、加入生石灰脱氮等。u 物理方法，如疏挖底泥、机械物理方法，如疏挖底泥、机械(jxi)(jxi)除藻、引除藻、引水冲淤等。水冲淤等。u 生物生物- -生态方法，如放养控藻型生物、构建人工生态方法，如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被。湿地和水生植被。 5.2、水环境修复、水环境修复(xif)技术综述技术综述第3页/共38页第三页，共38页。物理物理(wl)方法方法

3、水体功能受损的主要特征是水体富营养化，水体功能受损的主要特征是水体富营养化，同时伴随着水体浊度增加、透明度下降等，这同时伴随着水体浊度增加、透明度下降等，这些现象进一步加剧水体富营养化进程，近而导些现象进一步加剧水体富营养化进程，近而导致生态系统致生态系统(shn ti x tn)(shn ti x tn)崩溃。根据目崩溃。根据目前国内外在水环境修复中所采用的主要物理措前国内外在水环境修复中所采用的主要物理措施有引水冲刷稀释、曝气、机械人工除藻施有引水冲刷稀释、曝气、机械人工除藻、底泥疏浚等。、底泥疏浚等。 第4页/共38页第四页，共38页。u引水冲刷稀释：采取引水冲污稀释等污染水体，引水冲刷

4、稀释：采取引水冲污稀释等污染水体，增加流域水资源量，加快污染水体流动，加强水体自增加流域水资源量，加快污染水体流动，加强水体自净功能，提高水环境承载能力，使有限水资源经济效净功能，提高水环境承载能力，使有限水资源经济效益、社会效益得到保障的条件益、社会效益得到保障的条件(tiojin)(tiojin)下，最大程下，最大程度地发挥环境效益。引水冲刷稀释在国内外水污染度地发挥环境效益。引水冲刷稀释在国内外水污染控制中得到广泛运用，取得良好的效果。控制中得到广泛运用，取得良好的效果。（1）冲刷）冲刷(chngshu)稀释稀释第5页/共38页第五页，共38页。第6页/共38页第六页，共38页。(2)曝

5、气曝气u厌氧状态，导致溶解盐释放以及臭味气体产生厌氧状态，导致溶解盐释放以及臭味气体产生(chnshng)(chnshng)。通过人工曝气，使水体底层溶解氧得以恢。通过人工曝气，使水体底层溶解氧得以恢复，溶解铁、锰、硫化氢、二氧化碳、氨氮以及其他还复，溶解铁、锰、硫化氢、二氧化碳、氨氮以及其他还原组分浓度大为降低；同时，人工曝气可以显著提高河原组分浓度大为降低；同时，人工曝气可以显著提高河流下游水体溶解氧。因此，该技术可以改善水生生物的流下游水体溶解氧。因此，该技术可以改善水生生物的生存环境。此外，人工曝气可以有效限制底层水体中磷生存环境。此外，人工曝气可以有效限制底层水体中磷的活化和向上扩散

6、，从而限制浮游藻类的生产力。的活化和向上扩散，从而限制浮游藻类的生产力。第7页/共38页第七页，共38页。(3) 机械机械(jxi)人工除藻人工除藻 u机械人工除藻：可在短期内快速有效地去机械人工除藻：可在短期内快速有效地去 除除藻类及避免藻类及避免“水华水华”的发生。在某些特定环境，利的发生。在某些特定环境，利用自然动力收获藻类可有效地减轻富营养化的危害用自然动力收获藻类可有效地减轻富营养化的危害。太湖利用自然风能和湖流作用，在水源区域建造。太湖利用自然风能和湖流作用，在水源区域建造富集藻类的专门设施，利用风力富集藻类的专门设施，利用风力(fngl)(fngl)、湖流，、湖流，收集藻类，避免

7、收集藻类，避免“水华水华”阻塞取水口并引起水质恶阻塞取水口并引起水质恶化，取得良好的运用效果。化，取得良好的运用效果。第8页/共38页第八页，共38页。第9页/共38页第九页，共38页。第10页/共38页第十页，共38页。u水体沉积物为水生生物提供重要的栖息生境，水体沉积物为水生生物提供重要的栖息生境，是水环境生态系统中的重要组成部分。沉积物中是水环境生态系统中的重要组成部分。沉积物中的大量污染物向水体的释放，是导致水体污染的的大量污染物向水体的释放，是导致水体污染的一个不可忽视的污染源。因此，可以采取疏浚等一个不可忽视的污染源。因此，可以采取疏浚等手段降低底泥的释放风险，以及降低水体的内源手

8、段降低底泥的释放风险，以及降低水体的内源污染负荷量。沉积物疏浚能够污染负荷量。沉积物疏浚能够(nnggu)(nnggu)有效降低有效降低污染负荷，而沉积物中重金属、持久性有毒有机污染负荷，而沉积物中重金属、持久性有毒有机污染物等也只能通过疏浚方法从湖泊中去除。污染物等也只能通过疏浚方法从湖泊中去除。 (4) 底泥疏浚底泥疏浚(shjn)第11页/共38页第十一页，共38页。第12页/共38页第十二页，共38页。化学化学(huxu)方法方法u进入水体中的污染物，在水环境中发生复杂的化学进入水体中的污染物，在水环境中发生复杂的化学反应，污染物形态和化学性质不断发生变化。因此，反应，污染物形态和化学

9、性质不断发生变化。因此，根据水体中主要污染物的化学特征，采用化学方法进根据水体中主要污染物的化学特征，采用化学方法进行处理行处理(chl)(chl)，改变污染物的形态，改变污染物的形态( (化学价态、存在化学价态、存在形态等形态等) )，降低污染物的危害程度。目前，国内外采，降低污染物的危害程度。目前，国内外采用的化学方法主要有化学沉淀法、钝化法、酸碱中和用的化学方法主要有化学沉淀法、钝化法、酸碱中和法、化学除藻等。法、化学除藻等。第13页/共38页第十三页，共38页。u借助铁盐、铝盐等通过吸附或絮凝与水体中的无借助铁盐、铝盐等通过吸附或絮凝与水体中的无机磷酸盐共沉淀的特性，降低水体富营养化机

10、磷酸盐共沉淀的特性，降低水体富营养化(f (f yn yn hu)yn yn hu)的主要限制因子磷的浓度，控制水的主要限制因子磷的浓度，控制水体的富营养化体的富营养化(f yn yn hu)(f yn yn hu)。化学沉淀法通。化学沉淀法通过向水体透加铁盐或铝盐，产生化学沉淀。同时，过向水体透加铁盐或铝盐，产生化学沉淀。同时，铝盐能够形成氢氧化铝沉淀，而氢氧化铝在沉积物铝盐能够形成氢氧化铝沉淀，而氢氧化铝在沉积物表层形成表层形成“薄层薄层”，阻止沉积磷的释放。，阻止沉积磷的释放。(1)化学化学(huxu)沉降法沉降法第14页/共38页第十四页，共38页。 (2) 钝化钝化(dn hu)法法

11、u钝化法：根据铝盐、铁盐、硫酸铝铁、钙盐、泥土颗钝化法：根据铝盐、铁盐、硫酸铝铁、钙盐、泥土颗粒和石灰泥等均能与无机和颗粒磷产生沉淀，减少水体粒和石灰泥等均能与无机和颗粒磷产生沉淀，减少水体中磷的含量。美国有一种称为中磷的含量。美国有一种称为CLEAM-FLOLAKE-CLEASETMCLEAM-FLOLAKE-CLEASETM的产品的产品(chnpn)(chnpn)，是一种硫酸钙、硫酸铝和硼酸的混，是一种硫酸钙、硫酸铝和硼酸的混合物，可以沉淀水体中的铁和磷，同时也可以降低亚硝合物，可以沉淀水体中的铁和磷，同时也可以降低亚硝酸盐和锰的水平，在许多不同湖泊和水库的应用中能成酸盐和锰的水平，在许多

12、不同湖泊和水库的应用中能成功地去除藻类和其他水生植物。功地去除藻类和其他水生植物。 第15页/共38页第十五页，共38页。u酸性污水、大气沉降等造成水体酸碱度发生变酸性污水、大气沉降等造成水体酸碱度发生变化，影响水体的生态系统结构和功能。目前，主化，影响水体的生态系统结构和功能。目前，主要通过向水体中添加石灰要通过向水体中添加石灰(shhu)(shhu)进行酸碱中和进行酸碱中和，调整水体酸碱度，以适应水生态系统的物种生，调整水体酸碱度，以适应水生态系统的物种生长、繁殖等需求。长、繁殖等需求。(3) 酸碱中和法酸碱中和法第16页/共38页第十六页，共38页。u化学法除藻：采用各种化学除藻剂，其效

13、果最显著，但化学法除藻：采用各种化学除藻剂，其效果最显著，但也最具有危险性，所以使用时要非常慎重，严格按照要求也最具有危险性，所以使用时要非常慎重，严格按照要求的用量操作，否则会造成严重后果。因为这些除藻剂的化的用量操作，否则会造成严重后果。因为这些除藻剂的化学成分均为易溶性的铜化合物学成分均为易溶性的铜化合物( (硫酸铜硫酸铜) )，或者螯合铜类物，或者螯合铜类物质，这些化合物对鱼类、水草等生物产生一定程度的伤害质，这些化合物对鱼类、水草等生物产生一定程度的伤害甚至导致死亡，并且有致癌作用，还会产生其他的一些不甚至导致死亡，并且有致癌作用，还会产生其他的一些不可预测可预测(yc)(yc)的不

14、良后遗症。的不良后遗症。 (4) 化学化学(huxu)除藻除藻法法第17页/共38页第十七页，共38页。生物生物(shngw)方法方法u生物修复：用一种或多种微生物来降解有机毒物，如农生物修复：用一种或多种微生物来降解有机毒物，如农药、石油烃类和有机磷、有机氯等。目前已成功应用于底药、石油烃类和有机磷、有机氯等。目前已成功应用于底泥、地下水、河道和近海洋面的污染治理。泥、地下水、河道和近海洋面的污染治理。u原位生物修复：对受污染的介质原位生物修复：对受污染的介质( (土壤土壤(trng)(trng)、水体、水体) )不做搬运或输送而在原位污染地进行的生物修复处理，其不做搬运或输送而在原位污染地

15、进行的生物修复处理，其修复过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力修复过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件。和人为创造的合适降解条件。u异位生物修复：植被污染介质异位生物修复：植被污染介质( (土壤土壤(trng)(trng)、水体、水体) )搬搬动或输送到他处进行的生物修复处理。动或输送到他处进行的生物修复处理。第18页/共38页第十八页，共38页。地下水生物地下水生物(shngw)修复技修复技术术u地下水生物修复工程技术可以分为三类地下水生物修复工程技术可以分为三类u原位处理：与土壤原位处理：与土壤( (底泥底泥) )基本相同基本相同u物理拦阻：使用

16、暂时的物理屏障以减缓并阻滞污染物物理拦阻：使用暂时的物理屏障以减缓并阻滞污染物在地下水中的进一步迁移，该方法在一些在地下水中的进一步迁移，该方法在一些(yxi)(yxi)受有毒受有毒有害污染物污染的地点已取得成功经验；有害污染物污染的地点已取得成功经验；u地上处理：又称为抽取地上处理：又称为抽取处理技术，该技术是将受污处理技术，该技术是将受污染地下水从地下水层中抽取出来，然后在地面上用一种染地下水从地下水层中抽取出来，然后在地面上用一种或多种工艺处理，之后再将水注入地层。或多种工艺处理，之后再将水注入地层。第19页/共38页第十九页，共38页。地表水生物地表水生物(shngw)修复技术修复技术

17、u地表水环境的主要污染特征是水体地表水环境的主要污染特征是水体(shu t)(shu t)富富营养化、重金属、有毒有机物以及有机污染，根据营养化、重金属、有毒有机物以及有机污染，根据污染物的主要特点，地表水环境修复技术可以分为污染物的主要特点，地表水环境修复技术可以分为生物操纵恢复法以及植被群落恢复、生物除藻等类生物操纵恢复法以及植被群落恢复、生物除藻等类型。型。第20页/共38页第二十页，共38页。u生物操纵：以改善水质为目的的湖泊水生生物群落管生物操纵：以改善水质为目的的湖泊水生生物群落管理，水体富营养化主要是外源营养物质的大量输入引起理，水体富营养化主要是外源营养物质的大量输入引起藻类异

18、常繁殖，进而使水质恶化藻类异常繁殖，进而使水质恶化( hu)( hu)的过程；比如的过程；比如：向巢湖投放适当密度的食藻性鱼类鲢（俗名白鲢）、：向巢湖投放适当密度的食藻性鱼类鲢（俗名白鲢）、鳙（俗名花鲢）鱼苗，通过藻类吸收水体中的氮磷、鱼鳙（俗名花鲢）鱼苗，通过藻类吸收水体中的氮磷、鱼类摄食吸收藻类的食物链关系，捕捞成鱼带出氮磷，从类摄食吸收藻类的食物链关系，捕捞成鱼带出氮磷，从而达到遏制水华、减轻湖泊富营养化的目的。而达到遏制水华、减轻湖泊富营养化的目的。(1) 生物操纵生物操纵(cozng)恢复法恢复法第21页/共38页第二十一页，共38页。第22页/共38页第二十二页，共38页。第23页

19、/共38页第二十三页，共38页。(2)植被植被(zhbi)群落恢复群落恢复u生态系统恢复通过逐步恢复受损水体的生态生态系统恢复通过逐步恢复受损水体的生态系统的结构，包括生产者系统的结构，包括生产者( (主要主要(zhyo)(zhyo)是水生是水生植物植物) )、消费者、消费者( (鱼类鱼类) )、分解者、分解者( (细菌细菌) )等，生产等，生产者、消费者、分解者等之间建立有效的食物链者、消费者、分解者等之间建立有效的食物链，促进系统的物质循环，进而恢复水体的功能，促进系统的物质循环，进而恢复水体的功能，达到水体生态系统恢复的目的。，达到水体生态系统恢复的目的。第24页/共38页第二十四页，共

20、38页。u生物除藻技术生物除藻技术(jsh)(jsh)能从根本上解决水体的富营养化问题能从根本上解决水体的富营养化问题，消灭水藻，去除异味，降解含有大量氮磷营养积累的底泥，消灭水藻，去除异味，降解含有大量氮磷营养积累的底泥，彻底消除藻类产生的根源，净化水质。，彻底消除藻类产生的根源，净化水质。u生物修复除藻剂：目前世界上最先进的生物修复除藻产品生物修复除藻剂：目前世界上最先进的生物修复除藻产品，包含针对处理富营养化水体的十几种活性微生物和相应的，包含针对处理富营养化水体的十几种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，酶，对水体中的水生生物以及人类等不产生危害及副作

21、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，养死亡，沉入水底，越来越多的微生物继续降解死亡藻类，直至将其消灭，使水体变清。直至将其消灭，使水体变清。 (3) 生物生物(shngw)除藻除藻第25页/共38页第二十五页，共38页。5.3 水环境水环境(hunjng)修复评价修复评价河流河流(hli)修复可行性研究修复可行性研究u河流恢复目标：生态系统保护和重建，使得河流生态河流恢复目标：生态系统保护和重建，使得河流生态系统研究日益重视河流生态系统健康评价、流域生态系系统研究日益重视

22、河流生态系统健康评价、流域生态系统与河流生态系统的相互作用、河流生物群落的生态功统与河流生态系统的相互作用、河流生物群落的生态功能以及河流生态系统的管理等。能以及河流生态系统的管理等。u河流生态恢复的基本目标：促进河流生态恢复的基本目标：促进(cjn)(cjn)生态系统自生态系统自我维持和陆地、缓冲区域和水生生态系统间相互联系的我维持和陆地、缓冲区域和水生生态系统间相互联系的出现，保护河流的生物完整性及其生态健康。河流生态出现，保护河流的生物完整性及其生态健康。河流生态系统价值和服务功能巨大，主要体现在水资源、水质、系统价值和服务功能巨大，主要体现在水资源、水质、生态功能、对洪水的调节功能以及

23、文化美学功能等方面生态功能、对洪水的调节功能以及文化美学功能等方面。第26页/共38页第二十六页，共38页。uMoss(2000)Moss(2000)建议河流生态系统的恢复是系统结构、功能建议河流生态系统的恢复是系统结构、功能的全面恢复，而不是局限于生态系统的种群保护。同时，的全面恢复，而不是局限于生态系统的种群保护。同时，河流生态系统的恢复应从流域生态学角度出发，综合考虑河流生态系统的恢复应从流域生态学角度出发，综合考虑流域土地利用方式、森林砍伐、农田耕种、河流缓冲区域流域土地利用方式、森林砍伐、农田耕种、河流缓冲区域、管理措施、堤坝、防浪墙等的影响，而不能局限于河道、管理措施、堤坝、防浪墙

24、等的影响，而不能局限于河道范围内。目前的河流生态系统恢复主要侧重于某一个断面范围内。目前的河流生态系统恢复主要侧重于某一个断面，过分强求生态系统的迅速恢复，这主要是出于政治、经，过分强求生态系统的迅速恢复，这主要是出于政治、经济、社会济、社会(shhu)(shhu)等需求目的，而忽略河流生态系统是自等需求目的，而忽略河流生态系统是自然长期演替、进化的结果。然长期演替、进化的结果。第27页/共38页第二十七页，共38页。u河流生态系统健康程度是河流生态系统的结构、功能河流生态系统健康程度是河流生态系统的结构、功能的综合反映，河流生态系统健康日益引起人们的重视，的综合反映，河流生态系统健康日益引起

25、人们的重视，而河流生态系统恢复的实质是使河流生态系统处于健康而河流生态系统恢复的实质是使河流生态系统处于健康、可持续的发展状态。因此，对河流生态系统恢复的评、可持续的发展状态。因此，对河流生态系统恢复的评价也可从河流生态系统健康的角度出发，对恢复河流生价也可从河流生态系统健康的角度出发，对恢复河流生态系统中的水文水力、物理化学态系统中的水文水力、物理化学(w l hu xu)(w l hu xu)、生、生态特性等进行研究，分析恢复的效果以及相应的控制措态特性等进行研究，分析恢复的效果以及相应的控制措施等。施等。河流恢复河流恢复(huf)评价评价第28页/共38页第二十八页，共38页。uRapp

26、ortRapport认为生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳认为生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性，即在时间上具有其组织结构、自我调节和定性和可持续性，即在时间上具有其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力。对胁迫的恢复能力。u河流生物群落是在化学、物理和生物等因素影响下形成的河流生物群落是在化学、物理和生物等因素影响下形成的，其结构和功能，其结构和功能(gngnng)(gngnng)特性能够揭示外界干扰特性能够揭示外界干扰( (化学污化学污染、生境破碎化、物种入侵、水质恶化等染、生境破碎化、物种入侵、水质恶化等) )。因此，目前对。因此，目前对污染的生态效应评价主要借助于生

27、物监测，利用生物群落的污染的生态效应评价主要借助于生物监测，利用生物群落的变化揭示生态胁迫对水环境的生态效应。变化揭示生态胁迫对水环境的生态效应。河流生态系统河流生态系统(shn ti x tn)健康健康第29页/共38页第二十九页，共38页。第30页/共38页第三十页，共38页。河流河流(hli)生态系统健康评价生态系统健康评价第31页/共38页第三十一页，共38页。第32页/共38页第三十二页，共38页。u指示物种法：根据河流生态系统中的指示物种指示物种法：根据河流生态系统中的指示物种( (浮游植物浮游植物、底、底 栖无脊椎动物、鱼类等栖无脊椎动物、鱼类等) )评价河流生态系统健康。评价河流生态系统健康。 u指标体系法：采用底栖无脊椎动物的有机污染程度方法指标体系法：采用底栖无