水體污染修復技術在生態恢復中的應用

關鍵詞：水體污染；生態修復；物理修復；化學修復；生物修復

中圖分類號：X52；X171.4 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）06-0278-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.06.081

Application of Water Pollution Remediation Technology in Ecological Restoration

XUXiaoyu'，DONGXianbin （1.Anhui Environmental Science and Technology Research Institute Co.，Ltd.; 2.Anhui Environmental Science and Technology Group Co.，Ltd.，Hefei 23oooo，China）

Abstract：Inesponsetoaterpollutioncausedbyindustrial wastewater，domesticsewage，tc.，physical，hmicalnd biologicalremediation technologiesareusedfortreatment.Byestablishingexperimentalmodels，theremoval fectsof technologiessuchasflocculationprecipitation，activatedcarbonadsorption，andmicroialdegradationonpolutantssuchas heavymetals，organic mater，andnitrogenand phosphorus weretested.ExperimentaldatashowsthattheChemicalOxygen Demand （COD） removal rate of the composite bioremediation technology is over 85% ，the total nitrogen removal rate reaches （20 75% ，and the heavy metal removal rate exceeds 90% .At the same time，the recovery of aquatic plant communities was good， andthediversity indexof plankton increasedby1.5times，confirming thepractical applicationvalueof waterpolution remediation technology in ecosystem restoration.

Keywords：waterpollution;ecologicalrestoration;physicalremediation;chemicalremediation;biologicalremediation

水體污染已成為制約生態環境質量的重要因素，嚴重影響了生態系統的穩定。隨著環境治理力度的加大，水體污染修復技術得到快速發展。其中，物理修復技術操作簡單直接，化學修復技術去除效率高，生物修復技術則具有經濟環保的特點。

和富集，最終危及人類健康。有機污染物分解消耗水中的溶解氧，引發水體缺氧甚至厭氧狀態，造成魚類等水生生物大量死亡。水體污染修復是改善生態環境質量的重要手段，對維護生態系統健康具有重要意義。

1水體污染現狀分析

2水體污染修復技術體系

水體污染對生態系統造成嚴重破壞。重金屬污染導致水生生物體內積累毒素，通過食物鏈逐級傳遞

水體污染修復技術體系由物理修復技術、化學修復技術以及生物修復技術組成。

2.1物理修復技術

2.1.1 機械過濾

機械過濾技術在水體污染修復中發揮著基礎性作用。采用格柵、篩網、過濾介質等設備去除水中的懸浮物、漂浮物和顆粒污染物。格柵過濾主要攔截較大的漂浮物和雜質，篩網過濾則能分離出更細小的顆粒。石英砂、活性炭等多孔介質過濾床通過截留、吸附等作用去除微小顆粒物[2]。

2.1.2 絮凝沉淀

紫凝沉淀技術通過投加絮凝劑改變水中膠體和懸浮顆粒的物理化學性質，促使其聚集形成絮體并沉降分離。常用的無機絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽等，有機絮凝劑包括聚丙烯酰胺、殼聚糖等。絮凝過程中，通過調節 pH 值、絮凝劑投加量和攪拌強度等參數，優化絮凝效果。試驗研究發現，采用復合絮凝劑處理后的出水濁度降低至原來的 5% 以下，重金屬去除率超過85%[3]

2.1.3 膜分離技術

膜分離技術利用半透膜的選擇性分離作用，實現水體中污染物的高效去除。根據膜孔徑大小和分離機理劃分，膜分離技術分為微濾、超濾、納濾和反滲透等工藝。微濾膜去除懸浮物和細菌，超濾膜截留膠體和大分子物質，納濾膜分離有機物和二價離子，反滲透膜則能去除單價離子和小分子物質。試驗數據顯示，采用復合膜工藝處理工業廢水，化學需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD）去除率達 98% ，鹽分去除率超過 99% 。該技術在海水淡化、工業廢水處理和市政污水回用等領域表現出巨大應用潛力[4。

2.2 化學修復技術

2.2.1 化學沉淀

化學沉淀技術向水體中投加化學試劑，使溶解性污染物轉化為難溶性物質并沉降分離。重金屬污染物處理中，硫化物和氫氧化物沉淀法應用廣泛，通過調節 pH 值和沉淀劑投加量，控制金屬離子的沉淀效果。磷酸鹽污染治理采用鈣鹽、鋁鹽等沉淀劑，生成難溶性磷酸鹽沉淀物。試驗數據表明，采用硫化鈉處理含鉛廢水，鉛離子去除率高達 99.5% ，出水水質鉛離子濃度低于 0.1mg/L 。

2.2.2 氧化還原

氧化還原技術利用強氧化劑或還原劑改變污染物的價態和形態，降低其毒性或使其轉化為易去除形態。高錳酸鉀、臭氧、雙氧水等氧化劑能有效降解有

機污染物。還原法常用于處理六價鉻等氧化態重金屬，將其還原為毒性較低的三價態。該技術在有機物降解和重金屬去除方面表現出獨特優勢。

2.2.3 離子交換

離子交換技術利用離子交換樹脂選擇性吸附水中的特定離子，同時釋放出等價離子。強酸性陽離子交換樹脂去除重金屬陽離子，強堿性陰離子交換樹脂去除氟離子、硝酸根等陰離子。試驗研究表明，使用Na型強酸性陽離子交換樹脂處理含銅廢水，銅離子去除率達到 98% ，樹脂經鹽酸再生后循環使用效果穩定。

2.3生物修復技術

微生物修復技術利用細菌、真菌等微生物的代謝活動降解水體中的有機污染物，將其轉化為簡單無機物或無害產物。馴化篩選獲得的優勢菌株對特定污染物具有較強的降解能力，如假單胞菌降解苯系物，脫氮菌群轉化氮素污染物。試驗證實，復合菌群處理造紙廢水時，COD去除率達 87% ，氨氮去除率超過 90% 。

3試驗研究與分析

3.1試驗方案設計

試驗選取某工業園區重度污染水體作為研究對象，水質特征如下：COD含量為 350mg/L 、總氮含量為 45mg/L 、總磷含量為 3.8mg/L 、重金屬銅離子含量為 2.5mg/L 。試驗采用物理－化學-生物三級組合工藝，建立了處理規模為 100L/h 的中試裝置。物理處理單元包括機械格柵、混凝沉淀池和超濾裝置；化學處理單元設置化學氧化反應器和離子交換柱；生物處理單元由生物接觸氧化池和人工濕地系統組成。

3.2污染物去除效果分析

在不同處理階段下，銅離子、COD、有機物、總氮、總磷等水體污染物的處理效果如表1所示。物理處理階段，混凝沉淀工藝對銅離子的去除率為 78.3% ，超濾膜對COD的去除貢獻率達 35.6% 。化學處理階段，臭氧氧化對有機物的降解率為 62.4% ，離子交換處理使銅離子濃度降至 0.15mg/L 生物處理階段，表現出最佳的凈化效果，COD、總氮、總磷去除率分別達到 85.7% /75.2% 和 88.9% 5。另外，試驗得出，物理處理階段懸浮物去除率達 96.5% ，濁度由 100% 降低至 4.2% 。

3.3生態系統恢復評價

水質改善推動生物群落恢復，浮游植物由藍藻優勢轉變為綠藻和硅藻共優勢，種類數由15種增至42種。

浮游動物群落結構趨于合理，輪蟲、枝角類和橈足類密度比例達 4：3：3 。修復區中，挺水植物蘆葦和香蒲蓋度超過 80% ，沉水植物黑藻和狐尾藻自然繁殖。

4技術應用效果評估

4.1水質改善情況

溶解氧從 2.8mg/L 提升至 6.5mg/L ， ΔpH 值穩定在7.2～7.8 。污染物指標顯著降低，COD含量維持在25mg/L 以下，五日生化需氧量（BiochemicalOxygenDemandafter5days， BOD₅ ）含量低于 6mg/L ，氨氮含量控制在 0.8mg/L 以下。總氮和總磷含量分別降至1.2mg/L 和 0.1mg/L ，葉綠素a含量降至 12μg/L 銅、鋅、鉛等重金屬離子含量均低于環境質量標準限值。水體透明度由 0.3m 提升至 1.2m ，有利于沉水植物生長和光合作用。

4.2生物群落恢復狀況

生物群落結構隨水質改善呈現良性演替趨勢，如圖1所示。浮游植物群落中，代表水質優良的硅藻比例升至 45% ，綠藻占 32% ，藍藻數量明顯減少。浮游動物種類增加至56種，個體數量分布趨于均衡，小型濾食性浮游動物數量增加，群落營養結構完善。大型水生植物覆蓋度達 65% ，形成了以香蒲、蘆葦為主的挺水植物帶，黑藻、狐尾藻等沉水植物在水下形成立體空間結構。

4.3生態系統穩定性分析

修復后的水生態系統表現出較強的自我調節能力。生態系統完整性評價指數從0.45提升至0.82，表明系統結構和功能逐步恢復。食物網結構復雜化，能量流動和物質循環途徑多樣化，增強了系統抵御外界干擾的能力。水生植物－附著生物－底棲動物復合生態鏈的構建，提高了系統的凈化功能。

5結論

通過系統的試驗研究和實踐應用，證實了水體污染修復技術在生態恢復過程中具有顯著效果。物理、化學及生物修復技術的協同應用不僅能高效去除水體中的污染物，還能促進水生態系統的自然修復。試驗數據表明，采用復合修復技術后，水質指標得到明顯改善，生物多樣性顯著提升，生態系統穩定性增強。

這為今后水體污染治理工作提供了有效的技術支撐，也為生態文明建設積累了寶貴經驗。

參考文獻

1鄭紅，翟瑞雪，方聰，等.城市水體污染的生態修復技術與應用[J].清洗世界，2024（10）：121-123.

2 劉兵.水生植物在水污染修復中的應用研究及展望[J].園藝與種苗，2024（8）：108-110.

3 王亞宇，李敏.廢棄礦區周邊受污染水體生物修復技術[J].能源與環保，2024（3）：47-52.

4 孫玉陽.河流水體污染的生態修復技術研究[J]環境科學與管理，2023（12）：143-147.

5 王曉輝.生物修復技術在城市水環境治理中的應用[J].資源節約與環保，2019（11）：65.