摘要：水环境退化是全球面临的重要问题，其修复成为迫切的需要。流域水环境中河流、湖泊水库和地下水与人类生产生活密切相关，对该3种水环境类型的修复技术分别进行了介绍，为这些技术在我国的推广和应用提供理论和技术支持，以期能对我国水环境修复技术的研究和管理有所帮助。
关键词：水环境修复；河流；湖泊水库；地下水
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。WwW.11665.CoM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]。河流修复技术多种多样，①物理技术：河道引水技术、生态防渗技术、底泥疏浚与物理覆盖技术、人工增氧技术等[12-15]；②化学技术：投加絮凝剂促进污染物沉淀、加石灰脱氮、投加化学药剂除藻、调节ph值对重金属进行化学固定、原位化学反应技术等[16]；③生物-生态技术：微生物修复技术、水生动植物修复技术[17-19]、人工湿地技术以及多自然型河流构建技术等。
本文将重点介绍以下方法：河道引水技术、原位化学反应技术和水生植物修复技术。
1.1 河道引水技术
河道引水技术是指引进外部清洁水源来改善河道水质[20]，在水源允许的情况下，引进外部清洁的水源，增加河水水量，不仅可以人为地缩短水在河道中的停留时间，增加浮游植物的生物量[21]，使污染河水不易黑臭，同时水体复氧量也会增加，提高河道自净能力。利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的处理工程。
1.2 水生植物修复技术
水生植物在水环境修复中的作用方式主要包括物理过程、吸收作用、协同作用和化感作用[22]。水生植物修复技术利用水生植物及其共生的微环境去除水体中的污染物质并恢复永生生态系统[16]。水生物修复技术的核心是将植物漂浮种植到水面上，利用植物生长从水体中吸收利用大量污染物[23]。生物浮床是其典型的技术应用之一。
1.3 原位化学反应技术
原位化学反应技术是指通过化学反应和生物反应（氧化、还原、吸附、沉淀、有机金属络合等），在受污染的地点，原地使重金属离子固定下来的方法。常用的物质包括石灰[ca（oh）2]、灰烬（koh）硫化钠na2s）等。此外，化学氧化可以将有机物转化为无毒或者毒性比较小的化合物，常用的氧化剂为二氧化氯、次氯酸钠或者次氯酸钙和臭氧等[3]。
2 湖泊水库修复技术
湖泊水库水质恶化主要有2 个原因：一是外界输人的大量营养物质在水体中富集，二是内
源性负荷。因此湖泊水库修复可从外源性污染物质的控制和内源性污染物质的控制2方面展开。外源性污染物的控制技术主要有：清洁生产、退耕还林、改变消费模式[4]、废水集中处理技术[3]等；内源性污染物的控制技术主要有稀释和冲刷、底泥疏浚和覆盖、水力调度技术、气体抽提技术、空气吹脱技术、投加石灰法、水生植物修复技术、生物调控技术、生物膜技术、微生物修复技术、仿生植物净化技术、土地处理技术、深水曝气技术等[3]。外源性污染物控制技术中清洁生产是一项有效技术，内源性污染物控制技术中底泥疏浚是修复湖泊水库的一项有效技术，这不同于河流的修复。
2.1 清洁生产
清洁生产是指通过原材料和能源的调整替代、工艺技术的改进、设备装备的改进、过程控制的改进、废弃物的回收利用、产品的调整变更等措施，达到污染物的源头削减、过程控制、提高资源利用效率的目的，减少或者避免生产和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境危害的技术[24]。清洁生产技术主要包括源头控制、过程减排和末端循环3类技术。源头削减应尽量采用无污染、少污染的能源和原材料；过程减量应尽量采用消耗少、效率高、无污染、少污染的工艺和设备；末端循环时对必须排放的污染物，采用回收、循环利用技术，回收其中有利用价值的资源。清洁生产可以产生环境和经济双重效益，使得汇入湖泊水库中的外源性污染物浓度大大减少，达到修复的目的。 2.2 底泥疏浚
底泥是湖泊水库中的内污染源，有大量的污染物质积累在底泥中，包括营养盐、难降解的有毒有害有机物、重金属离子等[3]。底泥中的有害物质释放到水体中会使水质急剧恶化。底泥疏浚可以彻底去除其中的有害物质。一般有2 种形式的疏挖，一种是把水抽干，然后用推土机和刮泥机进行疏挖，另一种是采用带水作业。第1 种方法存在一定的技术限制，第2 种方法应用性更强。带水疏挖可以采用机械式疏挖，也可以采用水力式疏挖。疏浚技术主要包括确定疏挖底泥体积、选择挖泥机、计算压头和功率、设计底泥堆放场以及底泥利用几个部分。疏浚时应注意防止底泥泛起以及底泥的合理处置，避免二次污染。欧洲多国均采用过该技术对湖泊水库进行修复，并且效果显著。例如瑞典的trummen 湖，清除表层1 m 厚的底泥后，水深增加1.1～1.7 m，tp 浓度迅速下降，这种状态维持了18 年[25]。
3 地下水修复技术
地下水具有多种功能，与人类生活密切相关。随着工农业的快速发展和人民生活水平的提高，地下水受到了严重污染。因此，对受污染的地下水环境修复变得越来越重要，其修复技术的研究已引起国外学者的广泛关注[26]。
根据其主要工作原理地下水修复技术可大致归并为4 类，即物理技术、化学技术、生物技术和复合技术[27]。物理技术包括水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法、水力破裂处理法等[27]；化学技术包括有机粘土法[28]和电化学动力修复技术[29]；生物技术包括原位生物修复技术例如bs 技术，和异位生物修复技术例如堆肥式处理法、预制床法、厌氧处理法、生物反应器法等；复合技术包括渗透性反应屏法、抽出处理法、注气～土壤气相抽提（sev）法[27]。复合法修复技术兼有以上2 种或多种技术属性，例如抽出处理法同时使用了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术，综合各种技术有点，在修复地下水时更加有效。抽出处理技术，简称b&t 技术，是最常规的污染地下水治理方法。该方法采用水泵将含水层中地下水面附近的地下水抽取出来，把水中的有机污染物质带回地表，然后在地面用地面污水处理技术对其进行净化处理，最后将处理好的水重新注入地下或排入地表水体，以防止地面沉降，或海水人侵，并且可以加速地下水的循环流动。地面污水处理技术方法很多，最常用的包括以下7 种：沉淀、膜分离、交换树脂、活性炭吸附、空气吹脱、化学氧化和生物降解[30]。由于液体的物理化学性质各异，p&t 技术只对有机污染物中的轻非水相液体去除效果很明显，而对于重非水相液体来说，治理耗时长而且效果不明显[27]。
参考文献：
[1]姬鹏程，孙长学.流域水污染防治体制机制研究[m].北京：知识产权出版社，2010.
[2]廖文根，杜强，谭洪武等.水生态修复技术应用现状及发展趋势[j].中国水利，2006，17（563）：61-63.
[3]李明传.水环境生态
复国内外研究进展[j].中国水利，2007（1）：25-27.
[4]张锡辉.水环境修复工程学原理与应用[m].北京：化学工业出版社，2002.
[5]司全印，冉新权，周孝德等.区域水污染控制与生态环境保护研究[m].北京：中国环境科学出版社，2000.
[6]张维昊，张锡辉.内陆水环境修复技术进展[j].上海环境科学，2003，22（11）：811-816.
[7]claassen t，maasdam r.restoraton of the broads area alde leanen，the netherlands measures and results[j].wat sci tech，1995，3l（8）：229-233.
[8]hu weiping，zhai shuijing，zhu zecong，et al.impacts f the yangtze river water transfer on the restoration of lake taihu[j].ecological engineering，2008，34（1）：30-49.
[9]zhang shuqing，liu panwei.strategy of water pollution prevention in taihu lake and its effects analysis[j].journal of great lakes research，2010，36（1）：150-158.
[10]zhai shuijing，hu weiping，zhu zecong.ecological impacts of water transfers on lake taihu from the yangtze river，china [j].ecological engineering，2010，36（4）：406-420.
[11]martin r，perrow a j.handbook of ecological restoration [m].the united kingdom：cambridge university press，2002.
[12]陈亚宁，李卫红，陈亚鹏等.塔里木河下游断流河道输水的生态响应与生态修复[j].干旱区研究，2006，23（4）：521-530.
[13]侯俊.生态型河道构建原理及应用技术研究[d].南京：河海大学，2005.
[14]钟萍，李丽，李静媚等.河流污染底泥的生态修复[j].生态科学，2007，26（2）：181-185.
[15]刘晓海，高云涛，陈建国等.人工曝气技术在河道污染治理中的应用[j].云南环境科学，2006，25（1）：44-46. [16]汪雯，黄岁棵，张胜红等.海河流域平原河流生态修复模式研究i—修复模式[j].水利水电技术，2009，40（4）：14-21.
[17]pokorny j，kvet j，onodak j p.functioning of the plant component in densely stoked fish ponds [j].bulletin of ecology，1990，21（3）：44-48.
[18]scheffer m，berg m，breuklaar a，et al.vegetated areas with clear water in turbid shallow lakes [j].aquatic botany，1994，49：193-196.
[19]kivaisi a k.the potential for constructed wetlands for wastewater treatment and reuse in developing countries：a review[j].ecological engineering，2001，16：545-560.
[20]彭喜花，于鹄鹏.城市河道水体修复技术综述[j].水资源研究，2011，32（2）：25-28.
[21]marten s.the effect of aquatic vegetation on turbidity.how important are the filter feeders[j].hydrobiologia，1999（408）：307-316.
[22]徐洪文，卢妍.水生植物在水生态修复中的研究进展[j].中国农学通报，2011，27（3）：413-416.
[23]webb a a，erskine w d.a practical scientific approach to riparian vegetation rehabilitation in australia[j].journal of environmental management，2003，68：329-341.
[24]段宁，但智钢，王璠.清洁生产技术：未来环保技术的重点导向[j].环境保护，2010（16）：21-24.
[25]holdren c w，taggart j.managing lakes and reservoirs（3rd edition）[m].us：north american lake management society，2001.
[26]薛晓菲，崔建国.地下水环境修复技术进展[j/ol].科技情报开发与经济，2006（6）：148-150.
[27]杨梅，费宇红.地下水污染修复技术的研究综述[j].勘察科学技术，2008（4）：12-20.
[28]xu s，sheng g，boyd s a.advance in agronomy [m].usa：academic press，1997.
[29]刘庆生，邱廷省.受污染土壤及地下水修复的新进展[j].能源环境保护，2004（18）：25-28.
[30]周怀东，彭文启.水污染与水环境修复[m].北京：化学工业出版社，2005.
