蔣 益，莊 楊，徐焯俊，談新鋒

（1.常州市城市防洪工程管理處,江蘇 常州 213165；2.江蘇大禹水務有限公司,江蘇 常州 213165）

0 引言

老運河（京杭大運河常州段）,是江南運河最古老的河段之一。歷經多代及當代的開挖拓寬、改線,當下已形成“一河四支,四河并城”的獨特水系格局。運河西起武進區(qū)奔牛鎮(zhèn)與丹陽市呂城鎮(zhèn)交界處,東至武進區(qū)橫林鎮(zhèn)與無錫交界處,長44.7 km,其中市區(qū)段長23.8 km。沿河工業(yè)和生活污水常年排入運河,污染了水環(huán)境,各種重金屬和有害化合物也在河道底泥中不斷富集,是水體黑臭的元兇之一。長年累月的集聚效應導致河道底泥影響河道過流能力,汛期會直接威脅到沿岸居民生命財產安全,管理單位需不時組織實施河道疏浚。但疏浚工程之后如何消納淤泥是長期存在的難題,付費堆放是常見的處理方式,可是底泥異味以及污染物超標等情況常影響到堆填區(qū)附近居民的正常生活,科學規(guī)劃底泥資源化利用方向,加強底泥利用力度,可以有效解決這一難題。

國內外學者們?yōu)榇俗隽舜罅康难芯抗ぷ?目前已應用到土地利用、建筑材料、填方材料等多個方面[1],這不僅可以解決疏浚底泥安置問題,減少環(huán)境的污染,還會產生一定的經濟、社會、生態(tài)效益,向實現社會的可持續(xù)發(fā)展邁出了堅實的一步。但疏浚底泥中含有各種重金屬和有害化合物,在加以利用前需根據底泥成分檢測結果,分析、控制利用方向,選用合適的固化方式,降低利用成本。

1 底泥檢測

本次試驗在老運河位于常州市遠東煤炭公司東南側河道至中國華電戚墅堰發(fā)電有限公司西南側河道的區(qū)間范圍內設置河道底泥檢測點,對全長約25 km的流道進行了等間距的底泥采樣檢測,25 個測點都涉及的檢測因子有：pH、鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳、錳、鈷、硒、釩、銻、鉈、鉬16 項。其中4 號、9 號、14 號、20 號、24 號5 個測點進行全因子檢測,增加有機質、氨氮、有效磷、苯并（a）芘、總石油烴、礦物油等項目。

圖1 測點分布圖

2 底泥分析

根據以往清淤經驗,常州地區(qū)疏浚底泥垃圾含量約占邊坡淤泥層的14%,建筑垃圾為主；河底淤泥層雜物以生活垃圾、雜物為主,占比約為5%,現階段通過吹泥可進行垃圾有效分離,這種程度的底泥垃圾占比對資源化利用前景沒有直接影響。淤泥利用的重中之重在于確定其資源化利用方向時的技術控制,需對底泥中有毒、有害的成分進行檢測分析,檢測結果的評價標準主要參考《土壤環(huán)境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 15618-2018）和《土壤環(huán)境質量 建筑用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600-2018）,這兩種標準中不涉及的檢測因子則參考《綠化種植土壤》（GJ/T 340-2016）和《上海市場地土壤環(huán)境健康風險評估篩選值（試行）》。

2.1 重金屬與無機物分布情況與濃度分析

底泥分析報告檢測數據顯示：老運河干流表層混合泥樣中,重金屬和無機物的濃度從低到高依次是鉈、鉬、汞、銻、鎘、硒、砷、鈷、釩、鉛、鎳、銅、鉻、鋅、錳,按濃度排列繪制圖2。

圖2 重金屬濃度走勢圖

由圖2 可知,在該測段不同種類重金屬和無機物濃度相差很大,同種元素則沿線呈多鋒分布,上下游河段含量無明顯的變化趨勢,不同于其他重金屬,無機物硒含量較為穩(wěn)定,不存在明顯的鋒面；部分重金屬濃度走勢一致,但是就整體而言不存在明顯的分界點；相較之下,8 號、23 號、25 號測點附近處多種元素濃度處在波峰,4 號、17 號、18 號、19 號、20 號測點則濃度處于低點。

同時,底泥檢測結果顯示：25 個測點pH值取值范圍是[7.2,8],小于7.5 的數量占8 個,其余均大于等于7.5。根據本文選用的農業(yè)用地規(guī)范,底泥中重金屬含量都低于農用地土壤污染風險的篩選值；滿足綠化種植Ⅱ土壤重金屬含量的技術要求,部分測點甚至滿足綠化種植Ⅰ級土的要求。但是該測段底泥因鉻濃度普遍較高,對照建設用地土壤污染風險管控規(guī)范,僅滿足第二類管制用地要求。

2.2 化合物分析

全因子檢測點主要檢測：揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、農藥類、總石油烴濃度檢測結果均低于標準限值,其中,甲苯濃度低于0.35 mg/kg；菲、熒蒽濃度低于0.3 mg/kg；芘、?、苯并（b）熒蒽濃度低于0.2 mg/kg；苯酚、2-甲基萘、苯并（a）蒽、苯并（a）芘,濃度穩(wěn)定在0.1 mg/kg左右；總石油烴的撿出成份主要為C10-C14、C15-C28、C29-C40,其含量分別處于≤10 mg/kg、68 mg/kg~226 mg/kg、85 mg/kg~232 mg/kg,且各項化合物濃度除C15-C28、C29-C40之外,不同測點之間濃度差別不大,參照《土壤環(huán)境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600-2018）中建設用地土壤污染風險的篩選值和管制值,5個測點所取樣品中化合物濃度均能滿足建設用地第一類用地要求。由此判定,各項化合物濃度在選取該流段底泥資源化利用方向,以及固化脫水方式中不起決定性作用。

3 底泥資源化利用前景與固化處理技術

為加速底泥資源化利用進程,采用統(tǒng)一規(guī)劃的思路,就各斷面的檢測結果而言,樣品中重金屬、無機物、揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、農藥類、總石油烴含量均能滿足《綠化種植土壤》（GJ/T 340-2016）II級標準要求,和建設用地土壤污染風險管控標準第二類管制用地要求。綜合考據底泥轉換為綠化種植土壤后,植株可以通過富集作用吸收底泥中的重金屬物質,如鎘、鉛等,能有效修復底泥土壤,降低重金屬擴散風險,同時植株可以從底泥中獲取部分生長所需營養(yǎng)元素,降低人工肥的需求和經濟投入,由此產生生態(tài)、環(huán)境、經濟等多方效益,而且將底泥用于綠化種植還能避開人類食物鏈,降低各類風險。由此,本文認為該流段底泥資源化利用方向與綠化種植的契合度更高[2]。

在底泥投用前,要對其進行脫水固化,常見的固化方式主要分物理、化學、高溫處理三個方向[3],其中物理固化最為簡便,投入低,但對固化過程的占地面積需求較高；化學固化處理技術可以短時間內有效降低淤泥含水率,多用于填海等大型工程；高溫固化處理技術對設備、技術要求較高,常用于污染物含量嚴重超標的疏浚底泥清潔處理,使用頻率不高。在實際應用中要綜合考慮疏浚底泥的體量、重金屬、化合物濃度、含水率、資源化利用方向等多個方面因素,選用合適的固化方式。

對于準備利用與綠化種植的底泥,可以采用物理固化處理,這種方法既便于控制含水率變化,又可以降低固化成本。鑒于底泥中含有重金屬,為降低重金屬活性,避免重金屬的擴散,減少底泥毒性,同時為了方便運輸和提高固化處理效率,建議采用物理固化方式中的土工袋處理工藝或者機械脫水法。

4 結語

疏浚工程需要以確保河道的防洪承澇能力為出發(fā)點,同時兼顧消除現狀底泥污染,避免底泥對河道的二次污染,統(tǒng)籌考慮通航要求、景觀生態(tài)等因素。

（1）底泥檢測數據顯示：疏浚河段底泥中的污染物基本都呈現表層低、中層高、原狀土層最低的分布特點,建議在疏浚時考慮合適的疏浚深度,盡可能將污染物含量高的底泥移除,避免污染物暴露于水體,影響河水水質。在技術能夠完成的范圍內,盡可能分批次清淤,將不同深度的淤泥分批移除,方便后期資源化利用,同時降低重金屬擴散風險。

（2）結合多地疏浚資料,除個別重污染河段外,擬疏浚河流只要不低于Ⅴ類水標準,絕大多數底泥都能滿足《綠化種植土壤》（GJ/T 340-2016）中對綠化種植用地Ⅲ級土壤的技術要求（pH值大于7.5）,由此建議疏浚底泥經過簡單的分析檢測后,在考慮資源化利用方向時可以側重于還林利用。

（3）河道底泥檢測結果不但可以用于自身資源化利用規(guī)劃,還可以作為沿岸企業(yè)排污管理的依據。不同管理部門之間可以加強聯動合作,河道管理、防洪管理部門在清淤工程中如果發(fā)現某種重金屬超高的流段,在排除污染物長期沉積作用的情況下,應該及時向環(huán)保部門反應情況,加強沿岸企業(yè)污水針對性檢測,及時發(fā)現超標排放情況,協同做好社會管理工作。