地表水主要包括江河、湖库和海洋等。地表水的污染首先是化学物质污染，如各种有机物、无机物及金属离子等。其污染的重要特征之一是通过生物化学作用，许多化学污染物将转化成生物性污染，导致水体自净功能的丧失和水生生态系统的破坏，产生“富营养化”现象。

一、水体污染物与来源

水体的污染物包括有机物和无机物。

有机污染物主要来自生活污水、工业废水、地表径流、降水降尘、水生动植物分解以及养殖饵料等。在雨季，大量的雨水将地表层的有机物冲刷进入水体，构成湖水中有机物的主要来源。在旱季，降雨较少，湖水主要靠地下水补给，补给水中的有机物浓度较低。排入水体中的有机物分为易降解有机物和难降解有机物两种，易降解部分能很快被微生物利用，难降解部分除腐殖质和纤维素之外，大多为毒性比较大的有机物，易在水体中积累，导致长期毒理效应。

无机污染物除氮和磷外，还可能有各种金属离子甚至重金属离子。排入水体中的氮主要有有机氮、氨氮和硝态氮几种形式，城市污水及工业污水即使是达标排放也会有相当数量的氮、特别是硝态氮排入水体，值得注意的是，化肥的使用和氮素的流失是水体中氮素的重要来源之一。磷的主要来源有3个方面，即城市污水和工业废水、含磷矿物（如磷灰石）、农田排水以及大气沉降。水体中的重金属污染除由于特殊的地址条件造成背景浓度高以外，绝大多数情况是人类活动造成的。其主要污染源是采矿废水和工业废水，特别是冶炼废水和化工行业废水。重金属离子主要通过悬浮颗粒的吸附和输送进入水体，进而产生沉淀，沉积于底泥中。

此外，湖泊水库除上述污染物外，还由于悬浮泥砂的进入造成泥砂淤积，其来源包括周围径流和河流输送，在水土流失严重地区，湖泊水库的泥砂淤积现象非常严重，由此导致（包括金属、营养盐和有机物等）污染物积累增加，另外导致湖泊水库容积损失，对航道、水电站、水轮机部件及下游河道的冲刷等都有不利影响。

二、地表水污染的特征与危害

（1）湖泊水库的污染特征及危害

在湖泊水库中，有机污染物是微生物的电子供体，易降解性有机物能迅速被微生物降解，导致水体溶解氧下降，对水体中的微生物生态和鱼类都有一定影响。另外，有机物分子可吸附在黏土颗粒表面，使颗粒表面的Zeta电位发生改变，通过静电吸引和络合而吸附金属离子Mg2+、Ca2+、Mn2+、Cu2+以及其他的重金属离子，影响这些物质的迁移、储存和释放等。

湖泊水库中的氮和磷是浮游植物合成蛋白质、叶绿素的元素，是引起藻类大量生长和富营养化的关键因素之一。

有机氮、氨氮、硝态氮与微生物细胞之间的转化有着复杂反应关系。湖泊、水库及河流中，氮素的转化即遵循氮素循环的基本原理。氮素是在水体中存在形式多样，是衡量湖泊水库营养状态的关键元素之一。另外，富营养化与磷的关系也极为密切，研究表明磷是藻类生长速率的主要限制性元素。

磷在水体中以正磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷3种化学形态存在，其存在形态又可分为溶解态、悬浮态和胶体3中。溶解态的正磷酸盐是浮游植物吸收的主要形式，而悬浮态及胶体态的磷在一定条件下会转化为溶解态。在大多数情况下，水体中的磷循环单向流动，大多数的磷因沉淀进入底泥，在厌氧条件下，底泥中的磷可被重新释放用于藻类的快速繁殖。所以磷的污染及对富营养化的影响是极为复杂的问题。

水体中的重金属虽然不可生物降解，但具有生物积累特性。它可通过水体食物链进行生物富集和浓缩，也可在一定条件下集中释放，对顶级生物或人类造成危害。

水体中的污染产生的严重后果是富营养化，导致水体pH下降、水体发黑、发臭，致使高等水生植物病害和死亡，也导致水生动物（如鱼、虾、贝等）因缺氧而死亡甚至绝迹，使湖泊、水库的宏观生态恶化，其危害是极为严重的。

（2）河流污染的特征及危害

河流生态系统的特点是流水生态，有较好的生物多样性。河流生态系统的另一个显著特点是其由很强的自净作用。由于河水流动，复氧能力强，对污染物的稀释与更新能力强，各种物质能得到比较较迅速的降解。

河流污染的来源主要有工业污水、城镇生物污水和垃圾、农业用化肥农药以及牲畜养殖、屠宰等粪便及污水等。由于河水的流动特性，其污染物容易波及整个流域，影响周围陆地生态、周围地下水生态，对流域内湖泊水库的生态、下游河口、海湾、海洋生态系统均有影响。因此，河流生态系统的污染，其危害远比湖泊水库等静态水体大。

三、地表水污染的生物修复技术

(1)湖泊水库水环境的生物修复技术

• 控制营养物质来源的技术

该法主要通过改变生产和消费方式，从源头上减少污染物的产生，使水体中污染物质的浓度和总量得以减少。该方法从源头上为生物修复创造条件。

• 控制藻类和植物的技术

包括机械清除技术、生态控制技术，利用食物链原理，增加噬藻型动物或滤食藻类的鱼类，控制藻类的繁殖。消除或及时收割一些水生植物，避免其腐烂、消耗氧气、增加有机物，为藻类提供营养等。该法是主要的生物修复（恢复）技术。

• 水动力学修复技术

利用水动力学原理，将湖泊水库中的分层现象打破，或将含污染物、营养物丰富的底层水去除、曝气、人工循环、稀释或冲刷等，控制营养物质的释放和藻类的生长繁殖。该方法是间接的生物控制修复技术。

• 消除内源污染技术

通过底泥疏浚、底泥氧化及覆盖底泥层，消除内源污染，防止根生植物生长和营养释放。该法是从生态系统的管理上抑制部分生物过程，便于生物恢复技术的实施。

(2)河流水体的生物修复技术

河流水体具有较强烈的自然净化功能。污染物进入河流后，有机物在微生物作用下进行氧化降解，逐渐被分解并转变为无机物。随着有机物的被降解，细菌将走向衰亡，当有机物被去除后，河水水质改善，河流中的其他生物逐渐重新出现，生态系统得到恢复。

河流水体的生物修复技术通常以两种途径来强化河流固有的自净修复过程，使其修复过程加快。这两种途径是：1向河流中进行人工复氧，2向河流中投加人工培养的活性微生物或构建微生物膜，提高污染物的降解转化能力。