李敏 張冠卿 張會(huì)文 孫淑雲(yún) 楊帆

摘 要：對(duì)于不同污染類型底泥，其處理與處置方式存在差異，為使底泥處理與處置更加高效、合理，應(yīng)對(duì)不同污染類型底泥的處理與處置方式進(jìn)行分類、分區(qū)研究。通過對(duì)國內(nèi)外關(guān)于高營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬、有機(jī)物和復(fù)合污染等4類污染底泥的處理技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和梳理，并對(duì)工程中常用的原位覆蓋、原位生物修復(fù)和異位化學(xué)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用效果和應(yīng)用條件進(jìn)行分析，提出了對(duì)于污染負(fù)荷大、污染物種類復(fù)雜的區(qū)域可采取底泥環(huán)保疏浚技術(shù)，并在疏浚后配合生態(tài)修復(fù)工程，建立強(qiáng)大的生態(tài)自凈系統(tǒng)，其中疏浚淤泥需及時(shí)進(jìn)行合理、安全的處置，對(duì)重金屬單一污染淤泥采取“清淤干化+穩(wěn)定化+資源化利用”處置模式，對(duì)有機(jī)物單一污染淤泥采取“清淤干化+化學(xué)氧化+資源化利用”處置模式，對(duì)復(fù)合污染淤泥采取“清淤干化+化學(xué)氧化+穩(wěn)定化+資源化利用”處置模式;對(duì)于污染程度較輕的區(qū)域，可采取生態(tài)安全性高的原位控制技術(shù)，如原位覆蓋技術(shù)，并輔以水生植被修復(fù)，其中輔助的生態(tài)修復(fù)工程需綜合考慮水生動(dòng)植物生長(zhǎng)的水質(zhì)、基質(zhì)和外界條件，使其發(fā)揮最佳效果。

關(guān)鍵詞：底泥;污染類型;分類處置

中圖分類號(hào)：X522;TV697.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.01.020

引用格式：李敏，張冠卿，張會(huì)文，等.不同污染類型底泥處理方式研究[J].人民黃河，2021，43（1）：103-108.

Study on Treatment Methods of Different Types of Contaminated Sediments

LI Min1， ZHANG Guanqing2， ZHANG Huiwen3， SUN Shuyun1， YANG Fan1

（1.Nanjing Water Environment Institute Co.， Ltd.， Nanjing 210036， China;

2.Key Laboratory of Coastal Disaster and Defence （Hohai University）， Ministry of Education， Nanjing 210024， China;

3.School of Civil Engineering， Anhui University of Technology， Maanshan 243032， China）

Abstract： There are differences in the treatment and disposal methods for sediments of different pollution types. In order to make the treatment of sediment more efficient and reasonable， the adopted methods need to be refined. To this end， this paper summarized and sorted out the treatment technologies for the four types of contaminated sediments containing high nutrient salts， heavy metals， organic matter and composite pollution and analyzed the effectiveness and conditions in engineering application of the three technologies of in-situ covering， in-situ bioremediation and ectopic chemical restoration， aiming to provide targeted technical guidance for the treatment of different types of contaminated sediments. It is suggested that environmental protection dredging technology should be adopted for areas with large pollution load and complex pollutant types and a strong ecological self-purification system should be established after dredging in cooperation with ecological restoration project in which the dredged sludge should be disposed reasonably and safely in time. The disposal mode of “desilting and drying + stabilization + resource utilization” should be adopted for sludge with single heavy metal pollution. The disposal mode of “desilting and drying + chemical oxidation + resource utilization” should be adopted for sludge with single organic pollution. The disposal mode of “desilting and drying + chemical oxidation + stabilization + resource utilization” should be adopted for the compound polluted sludge. On the other hand， for areas with less pollution， in-situ control technology with high ecological safety can be adopted， such as in-situ covering technology， supplemented by aquatic vegetation restoration， in which the water quality， substrate and external conditions of aquatic animals and plants shall be comprehensively considered for the auxiliary ecological restoration project to give full play to the best effect.

Key words： sediment; different polluted types; classified disposal

水體底泥污染是我國面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的環(huán)境問題，人類活動(dòng)和水文特性是其受污染的重要原因。在泥水界面處，上層水體中的顆粒和溶解物質(zhì)（包括污染物）進(jìn)入下層底泥，在沉淀和吸附作用下積聚，因此底泥通常富含氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬和難降解的有機(jī)物，成為水體主要的內(nèi)源污染物[1]。近年來，關(guān)于河流、湖泊等水體底泥受污染程度、所含污染物種類等方面的研究較多[2-3]。為了減少這些污染物持續(xù)向上覆水傳輸，政府每年都會(huì)實(shí)施各類水利和水環(huán)境治理工程，致使大量疏浚淤泥產(chǎn)生[4]。疏浚淤泥中污染物依舊存在，這些污染物的處理方法因污染物種類不同而存在差異。若水體淤泥基本上沒有污染物或所含污染物未超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則通?？芍苯淤Y源化利用。若水體淤泥污染物水平高于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則需在進(jìn)行資源化利用前將污染物含量控制在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之下[5]，淤泥處理的原則是“無害化、減量化、資源化”。通過總結(jié)和梳理國內(nèi)外不同污染類型底泥的處理技術(shù)，分析各種方法的原理、應(yīng)用效果和應(yīng)用條件，從而對(duì)不同污染類型底泥處理技術(shù)進(jìn)行分析，旨在提出具有指導(dǎo)意義的底泥分類處理方案。

1 不同污染類型底泥處理方法

1.1 高營(yíng)養(yǎng)鹽污染底泥

（1）原位覆蓋技術(shù)。原位覆蓋技術(shù)通過在底泥表層覆蓋一層或多層可吸附或共沉淀有機(jī)質(zhì)材料來阻礙底泥污染物釋放進(jìn)入上層水體[6]，可以抑制氮、磷等有機(jī)質(zhì)的釋放。汲雨等[7]通過批量吸附試驗(yàn)考察自制磁性鐵鋯改性沸石對(duì)水中磷酸鹽的去除效果，以及對(duì)底泥磷釋放的抑制效果，結(jié)果表明該材料能有效吸附水中的磷酸鹽，并抑制底泥中的磷進(jìn)入水體，使水體中溶解性活性磷酸鹽（SRP）維持在較低水平（0.007～0.031 mg/L）;在覆蓋層受損的情況下，該材料不僅仍能降低上覆水SRP的濃度，而且能促進(jìn)底泥中潛在移動(dòng)態(tài)、生物可利用態(tài)磷向穩(wěn)定態(tài)、非可利用態(tài)轉(zhuǎn)變，從而降低底泥磷釋放的風(fēng)險(xiǎn)。Bonaglia等[8]在研究活性炭覆蓋對(duì)沉積物中氮、磷等元素地球化學(xué)循環(huán)過程的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，活性炭能夠使反硝化作用降低62%～63%，使異養(yǎng)硝酸鹽還原作用降低66%～87%，且使泥水界面磷酸鹽通量降低91%。

（2）生化修復(fù)技術(shù)。生化修復(fù)技術(shù)是生物修復(fù)技術(shù)（利用微生物的生命活動(dòng)或者培育的植株來吸收、轉(zhuǎn)移底泥中的有機(jī)質(zhì)）和添加化學(xué)藥劑（降低底泥中氮、磷等有機(jī)質(zhì)的溶解性和遷移性）的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。劉東方等[9]采用自制的生物-化學(xué)復(fù)合藥劑（主成分為反硝化細(xì)菌-硝酸鈣）治理黑臭河道底泥，確定最佳投加藥劑量為2 000 mg/L，此時(shí)底泥的氧化還原環(huán)境得到改善，底泥微生物活性恢復(fù)，上覆水體中TP、氨氮等指標(biāo)削減效果較好。Wang等[10]研究表明，改善的膨潤(rùn)土顆粒與大型沉水植物苦草的協(xié)同作用可以促進(jìn)西湖底泥中各形態(tài)P的去除（膨潤(rùn)土的吸附和沉水植物根系的吸收）。

（3）疏浚底泥資源化處理。清淤疏浚是采用物理手段疏挖表層淤泥，將疏浚底泥轉(zhuǎn)移至地面進(jìn)行處置，疏浚后的高營(yíng)養(yǎng)鹽淤泥可進(jìn)行資源化利用。通過固化、干化、土壤化等一系列技術(shù)處理，淤泥可作為制磚瓦、陶粒等的材料;富含氮、磷等有機(jī)質(zhì)的淤泥可提供植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此可將淤泥還田作為有機(jī)肥施用或在洼地堆放后作為農(nóng)林用土[11]。另外，利用淤泥制備新材料的行業(yè)逐漸得到發(fā)展。將富含大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的灘涂淤泥與水泥混合制作人工藻礁，利用營(yíng)養(yǎng)鹽的溶出特性改善人工藻場(chǎng)藻類的生長(zhǎng)環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用[12]。

1.2 重金屬污染底泥

對(duì)于受重金屬污染的底泥，重金屬不能被環(huán)境降解和生物富集，且淤泥中的重金屬不穩(wěn)定，會(huì)隨著水環(huán)境的變化而進(jìn)入水體，危害生物系統(tǒng)和人類健康。

（1）原位覆蓋技術(shù)。原位覆蓋技術(shù)也適用于處理重金屬污染底泥。Knox等[13]采用磷灰石、有機(jī)黏土和生物聚合物（殼聚糖和黃原膠）組成活性覆蓋層來降低底泥中重金屬Pb、Zn、Ni、Cr、Co、Cd等物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化速率，使其固定于底泥中。鄒彥江[14]研究不同覆蓋材料對(duì)重金屬物質(zhì)釋放、形態(tài)轉(zhuǎn)化等過程的影響發(fā)現(xiàn)，方解石、沸石能抑制重金屬Pb、As、Mn和Cr的釋放，羥基磷灰石對(duì)As和Mn的釋放有抑制作用，且不同覆蓋層厚度和不同材料粒徑對(duì)抑制重金屬釋放的效果不同;不同覆蓋體系在一定程度上能促進(jìn)重金屬易浸出態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)，以及可提取態(tài)和有效態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅堅(jiān)鼞B(tài)。

（2）電動(dòng)力學(xué)處理技術(shù)。電動(dòng)力學(xué)方法具有快速、高效、低廉、使用化學(xué)藥劑少、適用于原位修復(fù)等特點(diǎn)，具有很好的發(fā)展前景[15]。其工作原理是，在污染底泥中施加電場(chǎng)，在電場(chǎng)作用下帶電荷金屬離子定向移動(dòng)，累積在電極附近，定期清理電極附近底泥即可降低目標(biāo)淤泥的重金屬含量[16]。Pedersen等[17]采用優(yōu)化的隔室電滲析方法去除港口底泥中的Pb、Cu、Zn，去除率可達(dá)73%～96%。楊磊等[15]研究不同電極板間電壓、化學(xué)增強(qiáng)劑種類和電極材料對(duì)底泥含水率、重金屬Cd含量的影響表明，將陽離子聚丙烯酰胺作為化學(xué)增強(qiáng)劑，多孔碳作為電極，施加極板間電壓30 V，在0.05 MPa的壓力下抽濾，5 h內(nèi)可使底泥含水率由75.00%降至34.17%，Cd含量由2.000 mg/kg下降至0.178 mg/kg，脫除率達(dá)到91%。

（3）疏浚底泥無害化處理。重金屬污染底泥可采用清淤疏浚手段，而在疏浚淤泥資源化利用前需進(jìn)行“無害化”處理。利用化學(xué)藥劑與重金屬污染淤泥發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)（氧化、還原、聚合等），使重金屬固定于淤泥中或從淤泥中分離/轉(zhuǎn)化成無毒態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)淤泥的“無害化”[16]。Jia等[18]比較不同化學(xué)藥劑對(duì)受Cd污染淤泥中Cd物質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，疏浚淤泥中添加CaCO3可降低Cd的浸出性和生物可利用性。常用的固化劑包括硅鈣類、磷酸鹽類、鐵鹽類、鋁鹽類和礦物類等無機(jī)固化劑，農(nóng)家肥、草炭等有機(jī)肥固化劑，以及有機(jī)和無機(jī)固化劑組成的復(fù)合固化劑[19]。

另外，一些新興的物化手段、生物淋濾手段也被應(yīng)用于去除疏浚淤泥中具有生物可利用性的重金屬。物化方法的工作原理是，在淤泥中添加氧化態(tài)零價(jià)鐵物質(zhì)（ZVI），使重金屬物質(zhì)吸附在ZVI表面，再利用磁分離技術(shù)將形成的重金屬-ZVI物質(zhì)從淤泥中分離出來，從而完成重金屬的去除。Feng等[20]利用ZVI，結(jié)合磁分離技術(shù)將具有生物可利用性的重金屬Cu、Hg、Zn從污染淤泥中去除，從而達(dá)到快速治理重金屬污染淤泥的目的。生物淋濾方法是通過一些微生物或其代謝產(chǎn)物直接或間接將淤泥中的重金屬分離、浸提出來。刁維強(qiáng)等[21]從受重金屬（主要是生物可利用態(tài)Cd）污染的疏浚淤泥中提取出高產(chǎn)酸絲狀真菌黑曲霉，在淤泥濃度為20 g/L、糖濃度為100 g/L、孢子濃度為2×107個(gè)/mL的條件下，經(jīng)過8 d淋洗，淤泥中Cd、Pb、Cu和Zn淋出率分別為93.5%、11.4%、62.3%和68.2%。

1.3 有機(jī)物污染底泥

底泥中有機(jī)污染物主要以難降解有機(jī)物形式存在，能長(zhǎng)期殘留于底泥層或釋放進(jìn)入上覆水體，并通過生物富集作用由食物鏈到達(dá)畜禽等，危及生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境和人類健康。底泥中難降解有機(jī)物包括石油烴、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和有機(jī)氯農(nóng)藥等[22]。針對(duì)底泥中的有機(jī)污染物，通常采用的處理方法為物理法、化學(xué)法和生物法，目前應(yīng)用較多的是根據(jù)處理位置的不同采用原位、異位處理技術(shù)。

（1）原位覆蓋技術(shù)。將新興的強(qiáng)化吸附劑作為覆蓋材料，可以大大降低污染物進(jìn)入水體的通量以及其生物可利用性，且泄露風(fēng)險(xiǎn)低，長(zhǎng)期修復(fù)效果好，是近幾年發(fā)達(dá)國家采用的新型底泥修復(fù)技術(shù)[23]。對(duì)有機(jī)污染物而言，礦物質(zhì)類、生物質(zhì)類以及纖維類活性炭材料作為覆蓋材料的應(yīng)用最廣泛。華山[24]研究活性炭和多壁碳納米管材料對(duì)底泥中有機(jī)氯農(nóng)藥的吸附效果發(fā)現(xiàn)，活性炭的吸附效果更好，150 d后分別減少HCH、DDT泥水通量97%、92%，分別減少DDT、HCH半滲透膜提取量92%、97%。周巖梅等[23]采用2種生物質(zhì)活性炭（椰殼顆粒和果殼顆粒）對(duì)含多環(huán)芳烴、酞酸酯和苯系物污染底泥進(jìn)行原位修復(fù)結(jié)果表明，在投加活性炭10個(gè)月后，底泥孔隙水中3類有機(jī)污染物質(zhì)量濃度降低93.2%以上，修復(fù)效果明顯，且生物質(zhì)活性炭比傳統(tǒng)煤基活性炭對(duì)環(huán)境的污染程度小。

（2）原位生物活化技術(shù)。原位生物活化技術(shù)采取物理、化學(xué)或生物方法使底泥中一些能降解有機(jī)物的微生物受到刺激而活化，從而加速有機(jī)物降解。常用的活化技術(shù)有生物電化學(xué)修復(fù)技術(shù)、生物強(qiáng)化技術(shù)和生物刺激技術(shù)。生物電化學(xué)修復(fù)技術(shù)采用微生物燃料電池催化有機(jī)物的氧化分解。Zhao等[25]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于受有機(jī)物污染（總石油烴、多環(huán)芳烴和環(huán)烯烴等）且有機(jī)質(zhì)含量低的河道底泥的修復(fù)，采用微生物燃料電池（地桿菌和脫硫球莖菌屬）外加甲醇刺激，200 d后可使有機(jī)物的降解效率提高1.45倍～4.38倍。傳統(tǒng)的生物強(qiáng)化技術(shù)通過添加外源微生物促進(jìn)有機(jī)污染物的降解，但引入外源微生物可能對(duì)原生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。生物刺激技術(shù)通過改善底泥環(huán)境來刺激土著微生物繁殖，提高其活性，從而促進(jìn)有機(jī)物生物降解[26]。吳小菁等[27]選用乙酸鈉、甲醇作為共基質(zhì)促進(jìn)底泥中微生物的繁殖，加速底泥中總石油烴、多環(huán)芳烴生物的降解速率，最終實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除。

（3）異位化學(xué)修復(fù)技術(shù)。常用的化學(xué)修復(fù)包括原位和異位化學(xué)修復(fù)技術(shù)，但因投加的化學(xué)藥劑尤其是化學(xué)氧化劑類物質(zhì)可能對(duì)水生生物產(chǎn)生毒性作用[28]，因此對(duì)于有機(jī)物污染底泥多采用異位化學(xué)修復(fù)方法，通過清淤疏浚手段并向疏浚淤泥中添加化學(xué)氧化劑/穩(wěn)定劑使有機(jī)物充分分解或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物。不同有機(jī)污染物對(duì)氧化劑的選擇性不同，常用的化學(xué)氧化劑包括高錳酸鹽、過硫酸鈉、過氧化氫和臭氧等[29]。Usman等[30]比較不同催化劑和化學(xué)氧化劑組合對(duì)多環(huán)芳烴和石油烴污染淤泥的治理效果表明，過氧酸鈉+磁鐵礦組合和過氧化氫+磁鐵礦組合均能有效降解大量烴類物質(zhì)（40%～70%）。Chen等[31]利用一定溫度和零價(jià)鐵物質(zhì)激活/催化過硫酸鈉的氧化過程，結(jié)果顯示在70 ℃條件下，添加0.01 g/L零價(jià)鐵和170 g/L過硫酸鈉處理24 h后，淤泥中約90%芳香烴污染物被降解。

1.4 復(fù)合污染底泥

對(duì)于污染嚴(yán)重的底泥，常含有高營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬、有機(jī)物等多種污染物。針對(duì)復(fù)合污染底泥，需要考慮污染物之間的相互作用、共性。

（1）原位處理技術(shù)。結(jié)合上述單一污染物處理技術(shù)，原位覆蓋技術(shù)不僅能有效控制營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬等無機(jī)污染物的釋放，而且能減少多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等持久性有機(jī)污染物進(jìn)入上覆水的通量。因此，在運(yùn)用原位覆蓋技術(shù)前，需要了解底泥中所含污染物的性質(zhì)，采用具有針對(duì)性的吸附劑組成高效的復(fù)合覆蓋層[32]。對(duì)于受有機(jī)物和重金屬復(fù)合污染的溝渠底泥，李泰平等[33]結(jié)合物化手段，將OP-10（一種非離子表面活性劑）作為強(qiáng)化助劑，利用電動(dòng)力學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了疏水性有機(jī)物HCB和Zn、Ni在電場(chǎng)作用下的定向遷移，從而實(shí)現(xiàn)了底泥污染物的去除;李亞男等[34]利用生物手段處理有機(jī)物-重金屬復(fù)合污染底泥，即通過間作玉米-黑麥草，并接種AM真菌修復(fù)排污河道底泥，結(jié)果Zn、Pb、Cd、Cr等金屬吸收效果明顯，底泥中有機(jī)物（尤其是萘）得到有效降解。

（2）異位處理技術(shù)。一般而言，原位處理技術(shù)主要用于污染程度較低的底泥，而對(duì)污染水平較高的底泥，修復(fù)難度較大，因此對(duì)于這類底泥通常采用異位處理技術(shù)。對(duì)于受重金屬和石油烴污染底泥的修復(fù)，Jongchan等[35]采用疏浚法進(jìn)行異位處置，并將FeCl3作為萃取劑提取淤泥中的Cu、Zn，提取效率分別為70.1%、69.4%。在萃取過程中Fe3+被還原成Fe2+，并作為催化劑參與過氧化氫和過硫酸鈉氧化分解石油烴的過程，從而實(shí)現(xiàn)淤泥的“無害化”處理。

2 處理技術(shù)工程應(yīng)用分析

近年來，針對(duì)不同污染底泥處理技術(shù)的研究較多，但大多數(shù)都是基于實(shí)驗(yàn)室的模擬研究，當(dāng)這些修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程時(shí)，需要綜合考慮各方面的因素，如場(chǎng)地條件、水文地質(zhì)條件、水生環(huán)境影響等。因此，對(duì)于目前實(shí)際工程中常用的幾種技術(shù)進(jìn)行分析，討論其適用環(huán)境及限制因素，以期為不同污染底泥提供有效、合理的工程化修復(fù)手段。

2.1 原位覆蓋技術(shù)

原位覆蓋技術(shù)采用的覆蓋材料多為生物質(zhì)、天然礦物等，性狀較為穩(wěn)定，一般情況下不會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生影響，對(duì)環(huán)境危害較小，修復(fù)效果明顯[32]，具有成本低、施工容易、應(yīng)用廣等優(yōu)勢(shì)。郭赟等[36]模擬研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，方解石和沸石組成的覆蓋層可穩(wěn)定削減60%以上的TN、TP釋放量，進(jìn)而開展了太湖流域梁塘河薛家浜段南側(cè)原位活性覆蓋工程初試，工程修復(fù)效果較好，進(jìn)而提出底泥覆蓋技術(shù)可應(yīng)用于駁岸老舊、大型機(jī)械不易到達(dá)的河段，無通航、有景觀需求的河段，以及環(huán)境污染需應(yīng)急處理的河段。但由于投加覆蓋材料會(huì)增加底質(zhì)體積，減少水體庫容，改變水底坡度，因此在淺水或?qū)λ钣邢拗频膮^(qū)域不宜采用覆蓋技術(shù);一些水流流速快、水力沖刷強(qiáng)的區(qū)域會(huì)影響覆蓋效果，也不宜采用該技術(shù)。Samuelsson等[37]采用黏土、碎石灰石、活性炭混合后的黏土混合物對(duì)挪威格倫蘭峽灣30 m和95 m處底泥（受汞和二英污染）進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)原位覆蓋修復(fù)工程試驗(yàn)，結(jié)果表明在覆蓋治理14個(gè)月后，盡管活性炭能有效減少二英向上覆水的釋放量，但活性炭與黏土混合物相較于其他兩種材料對(duì)底棲生物群落擾動(dòng)較大，因此對(duì)于不同的污染物，覆蓋材料的作用效果存在差異，在對(duì)覆蓋材料的選擇上要具有針對(duì)性，且滿足無污染、粒徑小、密度適中、孔隙率低、抗擾動(dòng)力強(qiáng)等要求[32]。

2.2 原位生物修復(fù)技術(shù)

原位生物修復(fù)技術(shù)具有成本低，對(duì)環(huán)境影響小，可實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)重建，提高水體景觀功能等優(yōu)勢(shì)，因此得到了廣泛應(yīng)用。由于原位生物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵是維持水環(huán)境中微生物的活性、培育動(dòng)植物良好的生長(zhǎng)環(huán)境，一旦水體pH值、溫度、有機(jī)質(zhì)等理化性質(zhì)發(fā)生改變，修復(fù)效果將會(huì)受到干擾，因此存在難以達(dá)到預(yù)期效果的問題。對(duì)于污染較為嚴(yán)重的水域，水生動(dòng)植物的培養(yǎng)或微生物的繁殖較為困難，且存在效率低、周期長(zhǎng)的問題，因此原位生物修復(fù)技術(shù)更適用于大面積、低污染負(fù)荷的底泥處理[19，28，38]。另外，長(zhǎng)效監(jiān)管機(jī)制的建立是原位生物修復(fù)工程取得良好效果的保障。Mench等[39]通過分析一些歐洲國家開展的污染土壤、底泥原位植物修復(fù)工程認(rèn)為，試驗(yàn)研究和實(shí)際工程應(yīng)用過程中植物修復(fù)效果存在明顯差異的原因主要是缺乏專業(yè)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)，未能長(zhǎng)期、有效地提供對(duì)底泥原位植物修復(fù)監(jiān)測(cè)和管理的專業(yè)技術(shù)服務(wù)。

2.3 異位化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)作為發(fā)展較早，相對(duì)成熟的技術(shù)手段得到了廣泛應(yīng)用。盡管原位化學(xué)處理技術(shù)成本相對(duì)較低，見效快，操作簡(jiǎn)單，但在投加試劑量上需謹(jǐn)慎，過量可能致使水生生物死亡，破壞水生態(tài)環(huán)境，甚至有些試劑本身會(huì)對(duì)水生態(tài)環(huán)境造成不利影響[40-41]。因此，對(duì)于污染嚴(yán)重或污染物復(fù)雜的區(qū)域，從保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)的角度，采用異位化學(xué)修復(fù)技術(shù)更加安全。但在疏浚過程中，一方面設(shè)備移動(dòng)會(huì)造成底泥擾動(dòng)、擴(kuò)散和釋放，形成二次污染;另一方面疏浚方式、范圍、深度確定的不合理會(huì)造成疏浚效果不佳[42]。因此，為了有效清除河湖（庫）水體受污染底泥，通常采用環(huán)保疏浚技術(shù)轉(zhuǎn)移底泥，并通過添加固化劑/穩(wěn)化劑處理其中的重金屬物質(zhì)，添加化學(xué)氧化劑處理其中的有機(jī)物。汪華安等[43]通過河道底泥調(diào)查、污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、底泥環(huán)保疏浚及底泥固化/穩(wěn)定化措施對(duì)汕頭市貴嶼鎮(zhèn)北港河重金屬污染底泥進(jìn)行修復(fù)，為類似水體治理工程提供了思路;Taneez等[44]對(duì)法國地中海沿岸清淤疏浚產(chǎn)生的淤泥進(jìn)行中試規(guī)模處理試驗(yàn)，通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋁礬土藥劑的不斷改良來抑制淤泥中陽離子和陰離子的浸出性，使其滿足法國《沉積物質(zhì)量指南》中沉積物安全處置的要求。

異位化學(xué)修復(fù)工程應(yīng)用的關(guān)鍵在于清淤疏浚的有效性、環(huán)保性，不能將工程疏浚等同于環(huán)保疏浚，前者屬于水利工程，側(cè)重于疏通河道、增加庫容，而環(huán)保疏浚屬于水生態(tài)治理工程，注重在環(huán)境效益的基礎(chǔ)上開展高效的疏浚，最大限度地清除含高營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬和有機(jī)物等有毒有害污染物的底泥，盡可能避免二次污染。因此，在環(huán)保疏浚工作開展前需要對(duì)底泥污染等級(jí)進(jìn)行劃分，進(jìn)而合理確定疏浚深度和范圍，對(duì)底泥性質(zhì)、區(qū)域水文地質(zhì)、地形狀況進(jìn)行分析，協(xié)同布局、制定配套的疏浚方案[42]。另外，對(duì)于疏浚淤泥的“無害化”處理需要考慮添加藥劑的針對(duì)性、相互作用性和順序性。關(guān)于添加藥劑的針對(duì)性，不同固化劑對(duì)不同重金屬的固化效果不同[19];關(guān)于添加藥劑的相互作用性，不同藥劑之間可能存在協(xié)同作用或抑制作用;關(guān)于添加藥劑的順序性，如修復(fù)有機(jī)污染物的化學(xué)氧化劑可能會(huì)因改變底泥中重金屬、營(yíng)養(yǎng)鹽等無機(jī)污染物的形態(tài)而降低復(fù)合污染物修復(fù)效果，需先添加氧化劑，再使用穩(wěn)定劑，必要時(shí)可開展前期小試試驗(yàn)。

3 建議和展望

包括底泥覆蓋、底泥化學(xué)固化、生物修復(fù)在內(nèi)的原位處理技術(shù)，現(xiàn)階段僅有少量的試驗(yàn)探索或工程實(shí)踐，尤其對(duì)于污染負(fù)荷大、污染物復(fù)雜的水體以及淺水型河（湖、庫）而言，在工程成本、效果、內(nèi)部水生環(huán)境等因素的約束下難以進(jìn)行大規(guī)模的工程應(yīng)用[42]。對(duì)于污染程度較輕的水域，開展異位疏浚工程必要性不大，且可能存在疏浚工程開展后產(chǎn)生新的污染問題，難以發(fā)揮環(huán)保疏浚水質(zhì)改善的效果。因此，在對(duì)不同污染底泥的處理上應(yīng)分類、分區(qū)進(jìn)行研究。對(duì)于污染負(fù)荷大、污染物復(fù)雜的區(qū)域可采取底泥環(huán)保疏浚技術(shù)，并在疏浚后配合生態(tài)修復(fù)工程，建立強(qiáng)大的生態(tài)自凈系統(tǒng)。疏浚淤泥需及時(shí)進(jìn)行合理、安全的處置，如對(duì)重金屬單一污染淤泥采取“清淤干化+穩(wěn)定化+資源化利用”處置模式，對(duì)有機(jī)物單一污染淤泥采取“清淤干化+化學(xué)氧化+資源化利用”處置模式，對(duì)復(fù)合污染淤泥采取“清淤干化+化學(xué)氧化+穩(wěn)定化+資源化利用”處置模式。對(duì)于污染程度較輕的區(qū)域，可采取生態(tài)安全性高的原位控制技術(shù)，如原位覆蓋技術(shù)，并輔以水生植物修復(fù)。輔助的生態(tài)修復(fù)工程需綜合考慮水生動(dòng)植物生長(zhǎng)的水質(zhì)、基質(zhì)和外界條件，使其發(fā)揮最佳效果。

對(duì)于不同污染類型底泥的處置，粗略套用常規(guī)治理模式，不僅會(huì)增加額外的治理成本，而且其治理效果也不一定能達(dá)到預(yù)期。因此，對(duì)底泥中污染物的種類、范圍、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別以及水質(zhì)治理目標(biāo)進(jìn)行全面梳理，針對(duì)不同污染類型底泥的實(shí)際情況和存在的突出問題，合理匹配不同技術(shù)手段，制定分類、分區(qū)、分段的細(xì)化處理方案，這種針對(duì)不同污染類型的底泥處理與處置方法是底泥處置工程高效化的研究方向。

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