姜 霞, 王書航, 張晴波, 王雯雯,3

1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院, 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100012 2.中交疏浚技術(shù)裝備國(guó)家工程研究中心有限公司, 上海 201208 3.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院, 北京 100875

污染底泥環(huán)保疏浚工程的理念·應(yīng)用條件·關(guān)鍵問題

姜 霞1, 王書航1, 張晴波2, 王雯雯1,3

1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院, 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100012 2.中交疏浚技術(shù)裝備國(guó)家工程研究中心有限公司, 上海 201208 3.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院, 北京 100875

污染底泥是水體最主要的內(nèi)源，存在污染物二次釋放的風(fēng)險(xiǎn)，而環(huán)保疏?？梢杂行У厍宄廴镜啄?、降低內(nèi)源污染負(fù)荷及其釋放風(fēng)險(xiǎn)，因此近年來該技術(shù)在水環(huán)境治理中得到廣泛的應(yīng)用. 環(huán)保疏浚的主要目的是有效清除河流、湖泊(水庫(kù))水體污染底泥中累積的污染物，并對(duì)浚后污泥進(jìn)行安全處理處置，為污染河流、湖泊(水庫(kù))水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù)發(fā)揮工程作用. 作為湖泊、河流水污染綜合治理技術(shù)體系的重要組成部分，環(huán)保疏浚是生態(tài)環(huán)境工程技術(shù)之一，也是湖泊河流水污染治理的重要手段；但底泥疏浚同時(shí)也存在疏浚效果不理想、可能造成原位擾動(dòng)與異地污染、改變水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn). 研究顯示，未來環(huán)保疏浚的主要發(fā)展方向應(yīng)包括：①基于調(diào)查評(píng)估基礎(chǔ)上的污染底泥分區(qū)、分類環(huán)保疏浚及處理處置研究；②污染底泥環(huán)保疏浚與區(qū)域生態(tài)修復(fù)一體化設(shè)計(jì)研究；③污染底泥環(huán)保疏浚-浚后干化-處理處置-資源化集成技術(shù)研究；④污染底泥環(huán)保疏浚、處理和資源化全過程監(jiān)管評(píng)估技術(shù)研究.

內(nèi)源; 環(huán)保疏浚; 生態(tài)修復(fù); 底泥處理處置; 資源化; 全過程評(píng)估

Abstract： Contaminated sediment is one of the main internal sources of pollution in water, and has potential secondary release risks. Environmental dredging is highly efficient for sediment removal to reduce the internal source pollution load and release risk, and has been widely used in water environment protection in recent years. The primary purpose of environmental dredging is to effectively clean all kinds of pollutants accumulated in sediments, and to safely treat the dredged sediments. Dredging projects play a role in water quality improvement and ecological restoration of rivers and lakes (reservoirs). As an important part of the water pollution comprehensive treatment technology system of lakes and rivers, environmental dredging is one of the ecological environment engineering technologies, and is also an important means of water pollution governance. However, ecological risks (e.g. unsatisfactory dredging results, field disturbance and allopatric pollution, changes in the results and functions of water ecosystems) also exist for environmental dredging. The future study directions of environmental dredging should contain: (1) Study on the partition and classification of polluted sediment dredging and the disposal of dredged sediment based on investigation and assessment of sediment; (2) Study on the integrated design of sediment environmental dredging and regional-ecological restoration; (3) Study on the integrated technology of sediment environmental dredging: dehydration-disposal-resource utilization; (4) Study on the technology of the whole-process supervision and evaluation of environmental dredging, disposal and resource utilization of contaminated sediment.

Keywords： internal sources; sediment environmental dredging; ecological restoration; sediment disposal; resource utilization; whole-process evaluation

近年來，隨著我國(guó)對(duì)河流、湖泊(水庫(kù))污染治理力度的加大，在外源污染得到逐漸控制或局部控制情況下，以底泥釋放為代表的內(nèi)源污染治理日顯重要，并已成為目前我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理與生態(tài)修復(fù)的重要內(nèi)容[1- 4]. 河流、湖泊(水庫(kù))污染底泥控制技術(shù)主要有原位處理技術(shù)和異地處理技術(shù)兩類. 原位處理技術(shù)主要包括調(diào)水沖污、底泥覆蓋、底泥化學(xué)固化等，現(xiàn)階段原位處理技術(shù)僅有少量的試驗(yàn)探索或工程實(shí)踐，尤其對(duì)于淺水型河流、湖泊(水庫(kù))而言，在工程成本和效果等各方面因素的約束下難以大規(guī)模的工程應(yīng)用.

圖1 環(huán)保疏浚工程關(guān)鍵環(huán)節(jié)Fig.1 The key aspacts of environmental dredging

以底泥環(huán)保疏浚技術(shù)為代表的異地處理技術(shù)是我國(guó)最早研究的污染底泥處理技術(shù)之一，其可以快速、有效地去除水體內(nèi)源污染，被廣泛應(yīng)用于水污染治理的工程實(shí)踐. 通過底泥疏浚，可以清除湖泊、河流污染底泥，改善河流、湖泊(水庫(kù))底質(zhì)環(huán)境，清除泥-水界面聚集的藻種，修復(fù)水生植物的基底條件，改善工程區(qū)水質(zhì)并控制水華發(fā)生，有助于底棲生物的自我恢復(fù)和群落多樣性的發(fā)展[5- 7]. 然而，底泥環(huán)保疏浚耗資巨大，如滇池一期、二期工程共計(jì)投資4.275×108元[8]；還存在由于疏浚方案制定不當(dāng)或疏浚條件不成熟導(dǎo)致疏浚效果不顯著，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重生態(tài)問題的風(fēng)險(xiǎn). 因此，國(guó)際上對(duì)河流、湖泊(水庫(kù))底泥環(huán)保疏浚工程，尤其在疏浚方案的制定方面[9- 11]多持慎重態(tài)度.

該研究通過總結(jié)國(guó)內(nèi)底泥環(huán)保疏浚的研究成果，并結(jié)合筆者在底泥環(huán)保疏浚多年的理論研究與技術(shù)研發(fā)、可行性研究報(bào)告編制等的工作基礎(chǔ)，探討了環(huán)保疏浚的理念、條件、必要性、發(fā)展歷程、存在的問題及今后工作的展望，以期為我國(guó)河流、湖泊(水庫(kù))底泥環(huán)保疏浚工作的進(jìn)一步發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐.

1 底泥環(huán)保疏浚的理念

1.1 環(huán)保疏浚定義

環(huán)保疏浚是采取人工、機(jī)械的措施適當(dāng)去除水體中的污染底泥以降低底泥中污染物的釋放通量和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)疏浚后的污染底泥進(jìn)行安全處理處置的技術(shù)，是河流、湖泊(水庫(kù))水污染治理的重要技術(shù)之一.

環(huán)保疏浚工程是基于污染江河湖(庫(kù))海水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù)為目的，通過物理方法有效減小污染底泥中營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬、有毒有害有機(jī)物等污染物的賦存量，規(guī)避或降低污染底泥的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)浚后底泥進(jìn)行安全處理處置的工程(見圖1).

1.2 環(huán)保疏浚的目的

環(huán)保疏浚的主要目的是有效清除河流、湖泊(水庫(kù))水體污染底泥中累積的各種污染物，并對(duì)浚后污泥進(jìn)行安全處理處置，為污染河流、湖泊(水庫(kù))水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù)發(fā)揮工程作用[12].

1.3 環(huán)保疏浚的定位

環(huán)保疏浚技術(shù)作為湖泊、河流水污染綜合治理技術(shù)體系的重要組成部分，是生態(tài)環(huán)境工程技術(shù)之一，也是湖泊、河流水污染治理的重要手段之一[12]. 環(huán)保疏浚方案的制訂應(yīng)以湖泊、河流水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)改善為目的，從流域高度出發(fā)，將“控制外源、生態(tài)修復(fù)與生境改善(包括環(huán)保疏浚)、流域管理”三者緊密結(jié)合，重視方案的二次污染防治與生態(tài)理念的設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)環(huán)保疏浚與湖濱帶生態(tài)修復(fù)、沉水植物恢復(fù)以及生態(tài)堤岸建設(shè)等工程相結(jié)合.

1.4 環(huán)保疏浚的對(duì)象與應(yīng)用條件

環(huán)保疏浚的對(duì)象為底泥中污染物含量較高且底泥厚度大于10 cm以上的水域，如污染河流入湖口、城市污水排放下游水體、礦山廢渣排放區(qū)、人工水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)、影響飲用水源的地區(qū)以及其他原因引起的河流、湖泊(水庫(kù))水體底泥污染區(qū)等. 污染底泥的一般特征為水體黑臭，底泥中氮、磷、重金屬或有毒有害有機(jī)物等污染物含量較高，水-底泥界面處于缺氧或嫌氧狀態(tài)，水生生物種類極少或以耐污種為主.

環(huán)保疏浚的應(yīng)用必須滿足一定的條件：①實(shí)施的基礎(chǔ)和前提條件是湖泊和河流外源必須得到有效控制和治理，否則無法保證疏浚效果的持續(xù)，也就無法達(dá)到改善水質(zhì)與水生態(tài)的疏浚目的. ②環(huán)保疏浚的重要原則之一是局部區(qū)域重點(diǎn)疏挖，即優(yōu)先在水源地取水口、重點(diǎn)風(fēng)景旅游區(qū)等對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)較大的區(qū)域或底泥污染重、釋放量大的河段與湖區(qū)開展底泥環(huán)保疏浚. ③環(huán)保疏浚需與生態(tài)重建有機(jī)結(jié)合才能達(dá)到良好的效果[12].

2 環(huán)保疏浚的現(xiàn)實(shí)需求

2.1 污染底泥治理是水質(zhì)改善的重要措施之一

長(zhǎng)期的污染物排放導(dǎo)致河湖底泥中生源要素、重金屬和有毒有害有機(jī)物等污染物質(zhì)的含量不斷升高，尤其是富營(yíng)養(yǎng)化水體的藻類堆積區(qū)、有外源排入的局部湖灣和城市黑臭水體，底泥氮、磷的釋放通量一般在100和10 mg/(m2·d)左右[13- 14]. 即使外源性污染負(fù)荷得以控制，巨大的底泥內(nèi)源負(fù)荷仍將繼續(xù)對(duì)水體水質(zhì)構(gòu)成威脅. 環(huán)保疏浚工程針對(duì)水體的底泥污染問題，通過專用疏挖設(shè)備直接并較精確地去除污染底泥層，使其中蓄積的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬以及有毒有機(jī)物等大量污染物直接從水環(huán)境中被有效去除，使底泥內(nèi)源污染負(fù)荷得到有效控制. 底泥環(huán)保疏浚已成為河流、湖泊(水庫(kù))水環(huán)境內(nèi)源控制的重要措施之一，尤其在有毒有害物質(zhì)污染突出、重度富營(yíng)養(yǎng)化、生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化的重污染水域[15- 18].

2.2 污染底泥對(duì)湖泊生態(tài)過程有重要影響

污染底泥一般具有低容重、高含水率、流塑態(tài)、高有機(jī)質(zhì)含量等特征，在風(fēng)浪、船舶等物理作用下易發(fā)生間歇式再懸浮，導(dǎo)致水體中氮、磷濃度升高和透明度顯著降低[19- 20]. 不斷增加的營(yíng)養(yǎng)鹽導(dǎo)致水體中藻類大量繁殖、底棲生物大量死亡，加之較低的透明度使水生生物的種群數(shù)量、多樣性等發(fā)生改變，破壞水體的生態(tài)平衡. 同時(shí)，由于流塑態(tài)污染底泥富含大量有機(jī)質(zhì)，有利于形成厭氧和還原環(huán)境，可促進(jìn)氨氮和無機(jī)磷釋放及有害物質(zhì)生成，加之有機(jī)和無機(jī)懸浮物高而引起水下光強(qiáng)的減弱將加速沉水植物的退化和消亡. 通過環(huán)保疏浚工程的實(shí)施，高含水率呈流塑態(tài)的、以懸浮態(tài)細(xì)顆粒為主的、高度厭氧的污染層底泥被精確去除，露出以較清潔的或具有較強(qiáng)吸附能力的底泥為主的正常泥層，形成底泥新生界面層[15,21]. 新生底泥層中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬以及有毒有機(jī)物含量比原有污染層要低得多，同時(shí)具有較高的氧化還原電位.

2.3 底泥污染控制是水生態(tài)修復(fù)的重要基礎(chǔ)

適宜的水深、光照和底質(zhì)條件是水生植物生長(zhǎng)和恢復(fù)的基本條件[22- 26]，擬疏浚區(qū)域由于底泥和水體的嚴(yán)重污染，生態(tài)系統(tǒng)處于極其不健康狀態(tài)，面臨著水生植被嚴(yán)重退化、覆蓋度下降、生物多樣性下降、食物鏈簡(jiǎn)單等問題；而整體或部分去除富含有機(jī)質(zhì)且處于厭氧狀態(tài)的底泥已成為湖泊生態(tài)恢復(fù)的先決條件. 環(huán)保疏浚最直接的環(huán)境效果是清除大量的污染底泥，在外污染得到控制的前提下，由于內(nèi)源被去除，營(yíng)養(yǎng)鹽釋放得到控制，有機(jī)污染降低，疏挖一段時(shí)間后水體透明度提高、浮游生物生長(zhǎng)受到抑制，水質(zhì)得到改善和富營(yíng)養(yǎng)化程度降低[27]. 這些特性較有利于水生植物的生長(zhǎng)，也為底棲生物的生長(zhǎng)提供良好的棲息環(huán)境，增加了水生生物棲息的安全性[28].

3 底泥疏浚可能存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

3.1 疏浚效果不理想

河湖內(nèi)源污染的主要貢獻(xiàn)者是有機(jī)碎屑，它是有機(jī)體死亡后形成的顆粒有機(jī)物與微生物結(jié)合的整體. 由于風(fēng)力作用，淺水河湖內(nèi)的有機(jī)碎屑長(zhǎng)期懸浮在水中，只有少量沉積于水體底部. 疏浚可轉(zhuǎn)移湖底表面有機(jī)碎屑，但無法去除水體中懸浮的有機(jī)碎屑，故不能一次性完全消除內(nèi)源污染. 如蠡湖底泥疏浚后水體氮磷含量顯著降低，而透明度和懸浮物含量卻沒有顯著改善[29]. 同時(shí)，疏浚施工時(shí)，絞刀的切削和定位樁的移動(dòng)，會(huì)造成底泥擾動(dòng)，導(dǎo)致局部區(qū)域底泥中污染物的釋放和擴(kuò)散，其中底泥中氮、磷、重金屬等污染物的釋放速率較靜止?fàn)顟B(tài)提高數(shù)倍，加速污染物向水體中釋放，造成水體的二次污染[30- 33]. 再者，由于底泥疏浚方式和疏浚深度確定不合理也可能導(dǎo)致底泥疏浚效果不明顯. 此外，在風(fēng)浪的作用下，疏浚后新生表層底泥可能會(huì)形成新的流塑態(tài)底泥層，加之殘留底泥將使新生表層底泥在較短時(shí)間內(nèi)如“接種式”地得到生物活化，進(jìn)而呈釋放狀態(tài)[34- 35]. 如南京玄武湖在疏浚后僅7個(gè)月水質(zhì)又出現(xiàn)惡化的現(xiàn)象[34]；寧波的月湖疏浚后一段時(shí)間內(nèi)水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度增加[36]；玉溪杞麓湖底泥疏浚后，總氮有較小幅度的下降，而總磷還有增加的趨勢(shì)[37].

3.2 原位擾動(dòng)與異地污染

疏浚后底泥和上覆水體的污染物得到有效控制，但疏浚過程中部分表層污染物在施工攪動(dòng)擴(kuò)散中會(huì)對(duì)周邊水體產(chǎn)生不利影響，疏浚后的污泥、排泥場(chǎng)的尾水對(duì)存儲(chǔ)地及受納水體而言是外來污染，并且長(zhǎng)距離輸送中存在跑、冒、滴、漏及管道破裂事故等泄漏風(fēng)險(xiǎn). 疏浚規(guī)模越大，輸送距離越長(zhǎng)，對(duì)沿程管道周邊水體造成污染的風(fēng)險(xiǎn)越大.

3.3 改變水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

環(huán)保疏浚能夠有效地削減底泥中營(yíng)養(yǎng)物、重金屬和持久性有機(jī)物等污染物含量，但同時(shí)也改變了原有表層底泥的物理、化學(xué)及生物條件以及水下地形、水深，環(huán)境因子的改變可能會(huì)改變底泥-水界面原有的營(yíng)養(yǎng)物、重金屬和持久性有機(jī)物的循環(huán)模式. 研究發(fā)現(xiàn)，疏?？墒沟啄嘀羞€原態(tài)硫被迅速氧化，導(dǎo)致底泥的pH驟然降低，重金屬隨即不斷釋放[31,34]. 另一方面，疏浚深度確定不合理的環(huán)保疏浚工程也可能對(duì)水生植物和底棲生物產(chǎn)生危害，具體表現(xiàn)為種類、豐富度與生物量的減少，群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，多樣性降低等方面. 如太湖胥口灣草型湖區(qū)的底泥疏浚破壞了原先良好的水生植物群落，造成湖區(qū)整體水質(zhì)下降，主要生物群落的恢復(fù)相對(duì)緩慢[38]. 英國(guó)瓦士灣高強(qiáng)度的疏浚明顯改變了底棲生物的群落結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致生長(zhǎng)迅速且生殖周期短的種類逐漸取得優(yōu)勢(shì)地位，而生長(zhǎng)緩慢且生殖周期長(zhǎng)的種類(如雙殼類)則逐漸減少，進(jìn)而可導(dǎo)致捕食底棲生物的鳥類種群優(yōu)勢(shì)度發(fā)生改變[39].

4 我國(guó)環(huán)保疏浚的發(fā)展歷程

我國(guó)底泥環(huán)保疏浚的發(fā)展大致可以分為3個(gè)階段：

a) 引進(jìn)、學(xué)習(xí)和嘗試階段. “八五”“九五”期間環(huán)保疏浚的理念被引入我國(guó)，是環(huán)保疏浚技術(shù)發(fā)展的起步階段. 在此期間，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院提出了環(huán)保疏浚的一些基本要求，如合理確定疏浚深度、疏浚過程防擴(kuò)散等，并在“九五”期末引進(jìn)了我國(guó)第一艘IHC環(huán)保絞吸船. “八五”期間，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院在滇池開展了以去除氮、磷為主的污染底泥環(huán)保疏浚技術(shù)研究與10×104m3的工程示范. 1998—1999年實(shí)施的滇池草海污染底泥疏挖及處置工程(Ⅰ期)，疏浚工程量為432.69×104m3，是我國(guó)首例大型水域生態(tài)疏浚工程，取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)和示范效應(yīng). 2000年巢湖實(shí)施了底泥環(huán)保疏浚及處置Ⅰ期工程，完成疏浚工程量301.99×104m3，吹填洼地90.41×104m2，疏浚后水質(zhì)明顯改善.

b) 環(huán)保疏浚體系初步形成階段. “十五”期間“863”太湖子課題提出了生態(tài)疏浚的概念和指標(biāo)，初步構(gòu)建了底泥疏浚范圍、深度、精確疏浚等一系列技術(shù)體系，并在五里湖實(shí)施了以底泥環(huán)保疏浚為主的綜合整治工程. 環(huán)保疏浚工程總面積5.7 km2，平均疏浚深度為0.5 m，共疏浚污染底泥248×104m3，并將底泥疏浚與陸域污染源控制、生態(tài)恢復(fù)和重建相結(jié)合. 在工程完成后的10 a間，五里湖的水質(zhì)從劣Ⅴ類提高到Ⅳ類水平，局部地區(qū)可以滿足Ⅲ類水質(zhì)水平[40]. 與此同時(shí)，疏浚裝備和自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)有了較大的發(fā)展，使得平面定位精度達(dá)到±1 m，而垂直定位精度可達(dá)到±(15～20) cm，通過改造環(huán)保絞刀疏挖精度比普通絞刀的精度也有所提高.

c) 環(huán)保疏浚成套技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用階段. 在“十五”期間各地區(qū)環(huán)保疏浚的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)之上，“十一五”和“十二五”期間逐步形成了以勘測(cè)鑒別、疏浚輸送、脫水干化、處理處置以及資源化有機(jī)結(jié)合的成套技術(shù)體系. “十一五”水專項(xiàng)“高氮磷和有毒有害有機(jī)物底泥環(huán)保疏浚成套技術(shù)”在底泥的勘測(cè)鑒別、疏浚范圍和深度的確定、高濃度疏浚輸送、疏浚干化一體化等方面均有所突破. 該階段，我國(guó)最大規(guī)模的底泥環(huán)保疏浚工程在太湖逐步開展，疏浚區(qū)域主要集中在底泥污染比較嚴(yán)重的東太湖、竺山灣及西沿岸區(qū)北段、梅梁灣、月亮灣、貢湖水源地等區(qū)域，截至“十二五”末，疏?？偯娣e達(dá)到100 km2左右,疏浚工程量接近3×107m3. 2012年水質(zhì)較好湖泊保護(hù)專項(xiàng)啟動(dòng)，底泥環(huán)保疏浚作為環(huán)境綜合整治工程的重要組成部分，在局部湖(庫(kù))灣底泥重污染區(qū)大量開展[12]. 2015年4月16日，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》明確提出，采取控源截污、垃圾清理、清淤疏浚、生態(tài)修復(fù)等措施，加大黑臭水體治理力度，爾后底泥環(huán)保疏浚工程作為重污染水體內(nèi)源控制的重要工程措施在我國(guó)河湖治理中大范圍鋪開.

5 目前存在的主要問題

5.1 認(rèn)知缺陷導(dǎo)致環(huán)保疏浚效果無法保障

a) 環(huán)保疏浚工程與其他河湖生態(tài)治理工程隔離. 環(huán)保疏浚技術(shù)與流域陸源污染源控制技術(shù)和生態(tài)修復(fù)技術(shù)共同組成湖泊河流水污染綜合治理技術(shù)體系，單純的底泥環(huán)保疏浚工程短期內(nèi)對(duì)內(nèi)源污染有較好的控制作用，但長(zhǎng)期效果可能減弱. 若外源未得到有效控制或未進(jìn)行外源污染治理，點(diǎn)源與面源污染物仍源源不斷地進(jìn)入水體，即便進(jìn)行了環(huán)保疏浚，新生界面層表面很快會(huì)被污染層覆蓋形成新的污染層，加上外源輸入使水體中污染物濃度維持較高水平，環(huán)保疏浚難以發(fā)揮應(yīng)有的水質(zhì)改善、生境改善與促進(jìn)水生態(tài)修復(fù)的效果. 若環(huán)保疏浚后未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，水體未建立強(qiáng)大的自凈能力，隨著時(shí)間的推移，上覆水體中懸浮顆粒物的沉降加上新生表層的污染殘留物，導(dǎo)致水環(huán)境改善不能長(zhǎng)期維持，水體的理化指標(biāo)將再次惡化.

b) 將環(huán)保疏浚等同于工程疏浚. 用工程疏浚來代替環(huán)保疏浚導(dǎo)致疏浚效果不明顯. 如寧波的月湖疏浚，其本質(zhì)是一項(xiàng)水利清淤工程，沒有滿足環(huán)保疏浚的相關(guān)要求，導(dǎo)致疏浚后水質(zhì)不僅沒有改善反而有惡化的趨勢(shì). 環(huán)保疏浚屬于生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程，是在充分考慮環(huán)境效益的基礎(chǔ)上進(jìn)行高精度的疏浚，疏浚的對(duì)象主要為高氮磷、有毒有害有機(jī)物的底泥，具有工程量小、污染物含量高、疏挖深度和邊界要求特殊、防止疏浚全過程中產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn). 一般的工程疏浚指用水力或機(jī)械的方法，挖掘水下的土石方并進(jìn)行輸移處理的工程，其主要以水利為目標(biāo)，如加深、加寬和清理現(xiàn)有航道和港口，疏通河道、渠道，水庫(kù)清淤等.

5.2 技術(shù)瓶頸限制環(huán)保疏浚的推廣應(yīng)用

對(duì)底泥污染等級(jí)劃分、疏浚深度確定、疏浚范圍確定與疏浚的協(xié)同布局等疏浚方案的關(guān)鍵問題的研究還不夠深入，特別是對(duì)疏浚效果后評(píng)估、生態(tài)修復(fù)監(jiān)測(cè)研究較少，科研相對(duì)滯后；同時(shí)，疏浚后污染底泥的處理處置和資源化作為環(huán)保疏浚的重要組分部分，還僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室和小范圍的示范性階段，真正可以大規(guī)模應(yīng)用到實(shí)踐的技術(shù)還比較缺乏，亟須加強(qiáng)疏浚污泥資源化利用創(chuàng)新技術(shù)研發(fā).

5.3 產(chǎn)業(yè)鏈不完善制約環(huán)保疏浚規(guī)?；l(fā)展

近年來，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)投入的逐步加大，加之《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中關(guān)于消除黑臭河流的相關(guān)部署，國(guó)內(nèi)底泥疏浚工程有大規(guī)模開展的趨勢(shì)，在疏浚裝備、勘測(cè)、疏浚技術(shù)和底泥的資源化方面成果顯著，也帶動(dòng)了疏浚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展. 然而，目前研發(fā)的一些底泥處理處置技術(shù)，如制造建筑材料技術(shù)、制陶粒等土工材料技術(shù)和填地造景等技術(shù)，在市場(chǎng)推廣方面還存在一些瓶頸，普遍存在成本較高、底泥消耗量有限、與其他固有資源相比沒有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等缺點(diǎn)，難以進(jìn)行推廣應(yīng)用，亟需形成適合流域特點(diǎn)的底泥環(huán)保疏浚和資源化產(chǎn)業(yè)鏈.

5.4 監(jiān)管缺失導(dǎo)致環(huán)保疏浚可能存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不能被有效識(shí)別

目前國(guó)內(nèi)尚未建立完善的疏浚、處理、資源化全過程評(píng)估體系. 對(duì)疏浚工程的可行性研究、疏挖過程的二次污染、實(shí)施后對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響、底泥處理和利用方案、疏浚后的生態(tài)恢復(fù)等一系列涉及環(huán)保疏浚效果的問題缺乏必要的監(jiān)管技術(shù)手段和明確的制度規(guī)定，因此不能有效監(jiān)督、評(píng)估環(huán)保疏浚工程的全過程實(shí)施狀況，也不可能定量分析疏浚工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度.

6 研究展望

6.1 污染底泥環(huán)保疏浚及處理處置分類、分區(qū)研究

在污染底泥調(diào)查評(píng)估的基礎(chǔ)上，針對(duì)污染底泥的種類和危害程度、污染治理和水質(zhì)改善不同階段的目標(biāo)，進(jìn)行分區(qū)、分類環(huán)保疏浚. 根據(jù)底泥化學(xué)分析結(jié)果，將底泥環(huán)保疏浚范圍劃分為營(yíng)養(yǎng)鹽污染疏浚區(qū)、重金屬污染疏浚區(qū)、有毒有害有機(jī)物污染疏浚區(qū)和復(fù)合污染疏浚區(qū). 針對(duì)僅含營(yíng)養(yǎng)鹽污染底泥，環(huán)保疏浚時(shí)可以采用絞吸挖泥船清淤或其他經(jīng)濟(jì)可行的底泥疏浚技術(shù). 疏浚后的底泥經(jīng)過脫水干化處理后，可用于農(nóng)田、菜地、果園基肥，或用于道路、土建基土等資源化途徑. 疏浚后的底泥堆場(chǎng)可結(jié)合周邊的整體景觀規(guī)劃，建設(shè)成景觀綠地或濕地.

針對(duì)重金屬及有毒有害有機(jī)污染底泥，應(yīng)采用先進(jìn)的低擾動(dòng)、高固含率的底泥疏浚技術(shù)進(jìn)行疏浚，在運(yùn)輸過程中應(yīng)采取嚴(yán)格的防泄漏措施，以避免重金屬及有毒有害有機(jī)污染細(xì)顆粒物的擴(kuò)散和底泥中污染物的解吸，對(duì)于含有易揮發(fā)性污染物的底泥應(yīng)采取必要的防護(hù)措施，防止其中的揮發(fā)性物質(zhì)向大氣環(huán)境中逸出，從而減小底泥疏浚過程中的污染物釋放風(fēng)險(xiǎn)及生態(tài)毒理風(fēng)險(xiǎn). 重金屬及有毒有害有機(jī)污染底泥的堆場(chǎng)應(yīng)建在遠(yuǎn)離人類活動(dòng)、不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害、遠(yuǎn)離水體的區(qū)域，同時(shí)要避免選址在地下水豐富的區(qū)域，以免對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生危害. 由于重金屬及有毒有害有機(jī)污染底泥危害性較大，疏浚后的底泥不得用于農(nóng)作物種植，而疏浚后的堆場(chǎng)應(yīng)采取必要的土壤修復(fù)措施，從而快速地對(duì)堆場(chǎng)進(jìn)行恢復(fù).

6.2 污染底泥環(huán)保疏浚與區(qū)域生態(tài)修復(fù)一體化設(shè)計(jì)研究

環(huán)保疏浚方案的制訂應(yīng)注重生態(tài)理念的設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)環(huán)保疏浚與沉水植物恢復(fù)工程、湖濱帶生態(tài)修復(fù)工程、生態(tài)堤岸建設(shè)工程等工程項(xiàng)目相銜接，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①疏浚布局與水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)相結(jié)合. 在確定疏浚范圍和深度時(shí)，綜合考慮水生植物生長(zhǎng)的水深、光照、基底要求與立地條件，為沉水植物群落重建與水體生物多樣性恢復(fù)創(chuàng)造適宜的生境. ②疏浚后底泥的處置與生態(tài)建設(shè)相結(jié)合. 底泥環(huán)保疏浚工程作為河湖生態(tài)環(huán)境綜合治理工程的有機(jī)組成部分，在方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量結(jié)合河湖及其流域規(guī)劃開展相關(guān)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程，將疏浚后重金屬和有毒有害有機(jī)物含量較低的底泥用于濱水岸帶生態(tài)修復(fù)、緩沖區(qū)的生態(tài)林、綠地建設(shè)，盡量做到取之流域、還之流域. 與生態(tài)恢復(fù)相結(jié)合的環(huán)保疏浚，既能清除河湖污染物，同時(shí)又為生態(tài)恢復(fù)創(chuàng)造條件，通過二者的緊密配合，實(shí)現(xiàn)區(qū)域水環(huán)境的改善.

6.3 污染底泥環(huán)保疏浚-浚后干化-處理處置與資源化的產(chǎn)業(yè)化研究

基于減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化和產(chǎn)業(yè)化等原則，集成研發(fā)勘測(cè)鑒別、疏浚輸送、脫水干化、處理處置和資源化有機(jī)結(jié)合的底泥環(huán)保疏浚成套技術(shù). 根據(jù)流域特點(diǎn)和其他生態(tài)治理工程的規(guī)劃進(jìn)行技術(shù)篩選和集成，統(tǒng)籌規(guī)劃、合理劃分治理區(qū)片，綜合考慮輸送管路和處理場(chǎng)，進(jìn)行工廠化處理和產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作.

6.4 污染底泥環(huán)保疏浚、處理和資源化全過程監(jiān)管評(píng)估研究

針對(duì)底泥環(huán)保疏浚、處理處置和資源化利用過程中可能引起的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，建立有毒有害與高氮磷污染底泥的多目標(biāo)、多介質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，指導(dǎo)底泥勘測(cè)鑒別、環(huán)保疏浚、底泥處理處置和資源化，規(guī)范工程監(jiān)管措施，規(guī)范環(huán)保疏浚事前、事后評(píng)估評(píng)價(jià)體系. 主要包括疏浚工程設(shè)計(jì)階段的“底泥質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建”、施工階段的“疏浚工程懸浮釋放風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建”、疏浚后的“疏浚工程效果評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建”和底泥處理處置的“底泥處理處置、資源化利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建”.

綜上，底泥環(huán)保疏浚主要圍繞設(shè)計(jì)階段的精確疏浚、施工階段的防止污染物擴(kuò)散、疏浚后的效果評(píng)估以及浚后底泥的處理處置等環(huán)節(jié)開展工程措施，具有水質(zhì)改善見效快、內(nèi)源清除徹底、能夠迅速增加河湖水體環(huán)境容量等優(yōu)點(diǎn)，并且能為水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)創(chuàng)造條件. “十三五”期間應(yīng)在分區(qū)、分類環(huán)保疏浚及處理處置、環(huán)保疏浚與區(qū)域生態(tài)修復(fù)一體化設(shè)計(jì)、環(huán)保疏浚-浚后干化-處理處置-資源化集成以及全過程監(jiān)管評(píng)估等方面開展深入研究及推廣應(yīng)用.

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聲明

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特此聲明！

《環(huán)境科學(xué)研究》編輯部

Analysis of Concepts, Conditions and Critical Problems in Environmental Dredging

JIANG Xia1, WANG Shuhang1, ZHANG Qingbo2, WANG Wenwen1,3

1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 2.CCCC National Engineering Research Center of Dredging Technology and Equipment Co. Ltd., Shanghai 201208, China 3.College of Water Sciences, Beijing Normal University, Beijing 100875, China

X524

1001- 6929(2017)10- 1497- 08

A

10.13198/j.issn.1001- 6929.2017.02.83

2017-03-07

2017-06-20

國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2017ZX07206- 003)

姜霞(1974-)，女，山東蓬萊人，研究員，博士，博導(dǎo)，主要從事湖泊水環(huán)境研究，jiangxia@craes.org.cn.

姜霞,王書航,張晴波,等.污染底泥環(huán)保疏浚工程的理念·應(yīng)用條件·關(guān)鍵問題[J].環(huán)境科學(xué)研究,2017,30(10):1497- 1504.

JIANG Xia,WANG Shuhang,ZHANG Qingbo,etal.Analysis of concepts, conditions and critical problems in environmental dredging[J].Research of Environmental Sciences,2017,30(10):1497- 1504.