2.6.2河流水体自净机理

　　1.河流水体的自净过程

　　受污染的河流经过物理、化学和生物等方面的作用，使污染物浓度降低或转化，水体恢复到原有的状态这种现象称为水体自净。水体自净机理包括物理作用、化学作用以及生物作用。

　　（1）物理净化作用

　　污水或污染物排于水体之后，可沉淀固体逐渐沉至水底形成底泥，悬浮胶体和溶解性污染物则因混合扩散稀释而逐渐降低其在水中的浓度。污水排入河流的混合过程主要包括三个阶段：

　　①竖向混合阶段；

　　②横向混合阶段；

　　③段面充分混合后阶段。

　　（2）化学净化作用

　　是指污染物质由于氧化、还原、分解等作用而使河水中的污染物质浓度降低的过程。水体中通过多种化学或物理化学作用能去除水中的污染物。

　　（3）生物净化作用

　　由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程称为生物净化作用。生物化学作用后，最终使有机物无机化，由有害向无害转化。

　　2.河流水体的自净模型

　　（1）混合稀释模型

　　（2）氧垂曲线模型

　　排入河水中的有机物经微生物降解，一方面消耗水中的DO使河水亏氧，另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，会使DO逐步增加直至得到恢复，所以耗氧与复氧是同时进行的氧垂曲线分为三段：第一段耗氧速度大于复氧速度，水中的DO含量急剧下降，亏氧量增加，直到耗氧速率等于复氧速率。第二段，复氧速率开始超过耗氧速率，水中DO含量开始回升，亏氧量逐渐减少，直至转折点。第三段，从转折点后，DO含量继续回升，亏氧量继续减少，直到恢复到排污点前的状态。

　　2.6.3流域水污染防治的基本方法

　　流域水污染防治是以某一水系流域作为污染防治对象，通过法制、行政管理、经济和工程技术等方面的综合性措施，有效而经济地防治全流域区域内的污染，使其恢复或保持良好的水环境质量和水资源的正常使用价值。流域水污染防治的内容主要包括以下几个方面：

　　1.水体水质评价

　　通过对水体的水质评价能够判断水体被污染的程度，为制定流域水污染防治方案提供科学依据，根据监测取得的大量资料，对水体的水质作出综合性的定量评价。

　　2.水体水质预测

　　在环境影响评价中非常重要，可以为流域水污染防治的规划与控制提供科学的决策依据，从而为优化污染防治的资金投入服务。

　　水体水质预测包括废水量的预测和污染物排放量预测，预测方法有水质相关法和水质模型法。

　　3.污染物总量控制

　　首先要调查流域内的污染现状和规律，计算出水体的自净容量，即水体对某一污染物在相应水质标准限值时的极限容纳量，进而确定各种污染物的允许排放总量，然后对流域内的污染源通过不同治理方案技术、经济的比较，确定出最优的治理方案。

　　4.综合管理措施

　　应依靠管理，从法律、行政、经济和宣传四大方面着手，做好全流域的水污染防治工作。其管理措施主要包括：

　　（1）加强立法，严格执法；

　　（2）行政措施，落到实处；

　　（3）大力节水，提高效益；

　　（4）宣传教育，重在坚持。

　　2.6.4水体生态修复的基本原理

　　水体生态修复是指利用生态学的原理，使污染水体恢复到未污染状态所采用的技术。其特点是充分发挥现有水利工程的作用，综合利用流域内的湿地、滩涂、水塘和堤坡等自然资源及人工合成材料，对天然水域自恢复能力和自净能力进行强化。

　　1.物理净化法

　　是采用物理的、机械的方法对污染水体进行人工净化，其工艺设备简单、易于操作。

　　（1）引水稀释

　　是通过工程调水对污染水体进行稀释，使水体在短时间内达到相应的水质标准。该方法能增加流速，使水体中氧的浓度增加，使水生微生物、动植物的数量和各类也相应增加，从而达到净化水质的目的。缺点是对引水水域和引入水水域又有一定的负面影响，可能会导致两个水域的生态系统发生变化。

　　（2）底泥疏浚

　　河流、湖泊底泥中含有大量的有机物和氮磷营养盐，在一定条件下会从底泥中溶出使水质恶化。对沉积严重的河段和湖泊进行底泥疏浚可恢复河流和湖泊的正常功能。

　　2.化学净化法

　　通过向污染水体投加化学药剂，使药剂与污染物质发生化学反应，从而达到去除水体中污染物的目的。

　　3.生物净化法

　　利用天然本中的微生物氧化分解有机物，通过人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境，从而可提高对污染水体有机物的降解效率，有投菌法、生物膜技术和曝气充氧技术等。

　　（1）投菌法可以采用生物试剂添加技术和固定化酶等。

　　（2）生物膜技术

　　是以天然材料或人工材料为载体，利用在其表面形成的生物膜对污染水体进行净化。

　　（3）曝气充氧技术

　　是用人工方法向河道中充入空气，加速水体复氧过程，从而改善河流的水质状况。

　　4.自然净化法

　　是根据仿生学原理，并通过恢复水体自净功能降解污染物质的一种方法，该方法强调人与自然的和谐统一，因而成为当前国内外水体生态修复研究的重点。

　　（1）稳定塘与水生植物塘

　　（2）人工湿地净化技术

　　主要是利用土壤-微生物-植物生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能使河流水质得到不同程度的改善。

　　（3）土地处理技术

　　利用土壤和植物系统的吸附、过滤和净化作用达到净化的目的。

　　（4）人工生态浮岛

　　（5）鱼类控制技术