水体石油污染和土壤治理不同，水具有流动性，不及时处理会使污染范围以很快的速度不断扩大。因此．水体石油污染首先是控制污染然后再对污染水进行处理。
油污染水治理的传统方法
目前，传统油污染的治理仍以离心法、燃烧法、浮选法和膜分离法等为主，但是上述方法都存在着一定的不足，比如能耗高、用时长、成本高、步骤复杂、添加有害溶剂和易造成二次污染等。
生物处理法处理废水
而对收集上来的污水以及石油工厂排出来的石油污水采用生物处理法。生物处理法也称生化处理法。生物处理法是处理废水中应用最久、最广和相当有效的一种方法。它是利用自然界存在的各种微生物，将废水中有机物进行降解，达到废水净化的目的。
各地江河、海洋、湖泊，为避免生物入侵带来潜在危害，研究中建议采用本土微生物修复。同时，本土微生物的地域性优势表现明显。在中国，北京大学环境学院保存着百余种中国各大油田的样本菌株，可以为中国区域石油海上污染做出贡献。
海洋、江河、湖泊水体治理
对海洋、江河、湖泊石油污染治理，目前仅限于化学破乳、氧化处理方法进行分解处理和机械物理的方法进行净化吸附。清除海洋、江河、湖泊石油污染是非常困难的。防止油水合二为一的唯一选择是喷洒清除剂，因为只有化学药剂才能使原油加速分解，形成能消散于水中的微小球状物。清除水面石油污染还有一些物理方法，如用抽吸机吸油，用水栅和撤沫器刮油，用油缆阻挡石油扩散。英国有一位农场主发明了一种用机编禾草排治理石油污染的方法，不仅能防止石油在海中扩散，而且能吸收比自身质量多15倍的石油，可防止油轮流出的石油污染水岸，禾草中又以大麦秸秆治污最为有效。1992年，一艘油轮在舍德兰群岛附近失事后，在海上放置了22千米长的禾草排，从而保护了海滨浴场和渔场不致遭受污染。而俄罗斯莫斯科精细化工科学院的教授奥列格．乔姆金研制出了用农作物废料清除石油污染的全新方法。演示实验中，乔姆金在一盆水中挤了几滴重油，水盆中顿时漂起了一层薄薄的油花。紧接着乔姆金向水盆中撒人了一小撮稻米壳，几分钟后水盆中的油迹开始减少，二小时后水盆中的油迹完全消失了。
地下水体的治理
对地下水石油污染治理，采用水动力学方法，通过抽水井或注水井控制流场，可以防止石油和石油化工产品污染的进一步扩大，同时对抽取出来的受污染的地下水进行处理。
近年来。臭氧氧化技术对石油污染的地下水处理取得了很大进展。经臭氧氧化反应后，水体中有机物种类增加，经过一定时间接触氧化反应后，苯系物和稠环芳烃类在水中的相对含量有较大幅度下降，但酯、醛、酮类和烷烃类在水中的相对含量却大幅上升。一般认为，水中芳香烃物质危害性较大，多具有较大的毒性和致癌性，而烷烃、酯类和其他低分子物质的危害性小得多。由上我们可以看出．臭氧氧化法是把危害性大的污染物转化为危害小的污染物．污染水体没有得到根本治理，因此臭氧氧化法与吹脱、活性炭吸附、生物氧化等处理方法配合使用，才能得到良好的处理效果。
油污染水治理的最新研究
近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所高分子事业部研究员郑文革团队在前期关于致密结构和均匀取向泡孔结构研究工作基础上（P.K.Huang,etal.Compos.Sci.Technol.171(2019)282-290；P.K.Huang,etal.Compos.PartA-Appl.S.116(2019)180-186），提出了一种新型的中空梯度泡孔结构，并且成功制备了一种新型高效油水分离的中空梯度聚丙烯泡沫。该制备方法不仅快速、成本低，而且绿色环保、无需添加任何溶剂。相关结果已经发表于国际学术期刊（P.K.Huang,etal.Chem.Eng.J.370(2019)1322-1330）上，并且申请了相关的专利。
该结构的设计理念来自于自然界，融合了荷花的粗糙表面、蜂巢结构和秸秆的中空结构等特点。凭借聚丙烯泡沫材料亲油疏水的特性，再加上独特的结构设计，赋予了材料优异的油水分离性能。当油水混合液经过该中空梯度聚丙烯泡沫时，水能够迅速通过中空通道，而油则会储存在材料内部的开孔结构中。
