城市河道底泥污染物特性及修复技术分析
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摘要：本文分析了河道底泥污染物特性，详细阐述了河道底泥中物理修复技术、物理化学修复技术以及生物修复技术的修复原理及其在河道底泥修复中的优势和不足，为城市河道底泥修复技术的实际选择应用提供理论参考，具有积极的现实指导意义。
关键词：河道底泥;治理;植物-微生物原位修复技术
中图分类号：X52 文献標识码：A 文章编号：2095-672X（2019）06-00-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.046
Abstract： This paper analyzes the characteristics of pollutants in river sediments， and elaborates on the physical repair technology， physical and chemical remediation technology and the repairing principle of bioremediation technology in river sediments and its advantages and disadvantages in river bottom sediment repair. The practical selection and application of sediment repair technology provides theoretical reference and has positive practical guiding significance.
Key words： River sediment; Treatment; Plant-microbe in situ remediation
河道污染不仅包括外源污染，还包括内源污染。近年来，随着城市化进程的加快，城市河道治理取得了显著进展，外源污染得到了有效控制。但“重水轻泥”现象较为普遍，即，重河流水污染防治，而对河道底泥的无害化处理却得不到足够重视。目前，河道底泥引发的内源污染成为了河流污染的主要原因。河道底泥污染加剧了水体富营养化，在整治河道、疏通河流的过程中，应本着减量化、资源化和无害化处理原则，认真做好河道底泥污染整治，为市民营造良好的生活环境。
1 河道底泥污染物特性
河道底泥含水量高，不易脱水，且结构复杂，其中主要含有毒有害重金属、N、P等营养元素，以及难以降解的有机污染物。河道底泥也是江河湖泊污染物的主要营养库，会加剧水体的富营养化，不仅威胁水质，也会通过水生生物进入食物链的富集，最终也会影响到陆生生物和人类的健康安全。河道底泥的主要污染物有：
1.1 河道底泥N、P特性
河道底泥中的N、P等营养元素是导致水体富营养化的重要因素，在水体的自净过程中，一些水生植物，如浮萍、水草等会吸收其中部分营养成分，但还有较大部分的营养元素会富集于河道的底泥中，经过水生生物及物质能量交换，又会释放至水体，破坏了水体的生态环境质量，造成水体富营养化。
1.2 河道底泥有机物特性
河道底泥中含有大量的有机污染物，这些有机污染物经过长期的厌氧分解，又会产生硫化氢等臭气，以及硫化亚铁等有色金属硫化物，这些有色金属硫化物又是导致河道变黑变臭的重要原因。底泥中含有大量难降解有机污染物，这些有机污染物经过长期的富集会进入到水生生物，并通过食物链的迁移最终会进入到动物体内及人体，会产生较强的毒害作用。
1.3 河道底泥重金属特性
河道底泥中常见的重金属包括铜、铅、镉、镍、汞、锌、硒、砷等，这些重金属元素通过吸附、絮凝、沉淀等作用后，会不断地沉积于河道的底泥中，并与上覆水体保持吸附与释放的动态平衡。当河道水动力条件发生变化时，沉积于底泥中的重金属元素会再次被激起进入到河道的水体之中，会对河道中上覆水体的水质产生较大影响，这也是导致河道出现二次污染的重要原因。
2 河道底泥修复技术种类及优缺点分析
河道底泥的处理技术包括物理修复、化学修复、生物修复以及相关修复技术的联合修复功能等等。
2.1 物理修复技术
河道底泥的物理处理技术主要包括异位疏浚和原位掩蔽。（1）异位疏浚。大型河道多采用异位疏浚技术，利用疏浚船定点绞吸底泥，而小型河道多采用围堰导流之后再进行清挖。待河道底泥清除之后，再将水生植物种植于河道，辅之以添加微生物，帮助河道恢复或者重建适宜的生态系统。经疏浚船绞吸或清挖出的底泥由于含有有毒有害物质，还需要进一步的处置，多采用脱水后安全填埋，实现减量化，或者改良处理后实现资源再利用，也可以对其进行焚烧减量处置。（2）原位掩蔽法。即，在河道底泥上覆盖未污染的砾石、砂子、钙质膨润土，或者其他人工合成材料，将河道受污染的底泥与水体进行物理隔离，防止河道底泥中的污染物向水体迁移。
总之，原位隐蔽法对于一些持久性有毒有害污染物污染的底泥选择掩蔽法修复效果更佳，修复成本较低。但，原位隐蔽法也会增加河道的底泥量，减小河道断流面，加速河道流速，一些掩蔽材料会被迁移，造成河道底泥污染物重新暴露，因此，原位隐蔽法不适宜河道流速大、通航多的河流底泥修复。异位疏浚法投入资金较大，且在疏浚过程中容易造成河流的二次污染，且疏浚后的污泥还需要进一步处理。且污泥中的污染物成分复杂、含水率较高，后期的处理难度较大。异位疏浚对于经济欠发达地区推广难度较大。
2.2 物理化学修复技术
物理化学技术处理河道底泥，是将污染底泥与化学药剂进行混合，捕获底泥中的污染物或者通过化学药剂与底泥中的污染物产生化学反应，从而降低河道底泥中的污染向外界释放。根据污染物的不同，物理化学处理技术又分为氧化还原技术、稳定固化和淋洗技术。其中，（1）氧化还原技术修复河道底泥，是通过向河道底泥中原位撒播药剂，降解底泥中有机污染物，从而控制河道中的藻类生长。（2）稳定固化。主要是针对河道底泥中的重金属污染治理，也分为原位稳定固化和异位稳定固化两类。其工艺原理是在河道底泥中投加稳定剂/固化剂，采用物理或化学的原理，将河道底泥中的重金属固定，或者将河道底泥中的重金属元素转化成为不活泼形态的，阻止河道底泥中的重金属向周围迁移、扩散，从而达到降低河道中的重金属毒害效果。目前，市场中的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁等通过絮凝沉淀，将河道中的污染物稳定于底泥中，尤其对底泥中的污染物磷具有较好的控制效果。（3）淋洗。将药剂掺入或注入到河道底泥中，从而将底泥中的污染物溶液泥水混合物抽取，并对泥水混合物进行处理，从而达到降低河道底泥中的污染物含量的预期效果。 综上，氧化还原工艺处理河道底泥具有见效快的优势，但操作过程较为复杂，操作的难度较大，且在氧化还原过程中容易带来新的污染，河道底泥的污染修复不够彻底。稳定固化工艺处理河道底泥是一种应用十分广泛的技术，但大多只应用于河道底泥中的重金属污染修复，后续修复条件发生变化时，河道底泥中的重金属污染物有重新释放的风险。淋洗修复技术成本高，经淋洗后的底泥活性丧失，后期还需较长时间恢复。
2.3 生物修复技术
生物修复河道底泥污染，主要利用微生物、水生植物等生命代谢功能，通过生物吸收水体及河道底泥中的N、P，从而改善水体，促进河道中的有益微生物繁殖，达到分解和释放底泥污染物的效果，实现底泥污染物的降解、吸附及转移。生物修复河道底泥主要包括植物修复、微生物修复，以及植物-微生物联合修复技术。（1）植物修复。在河道种植去污能力强的浮水/沉水以及挺水植物，利用植物发达根系实现降解水体富营养物质的效果。（2）微生物修复。微生物是去除水体及底泥污染物的重要载体，通过技术筛选出对河道底泥污染物较强的微生物，在微生物酶或其他微量元素刺激下，以受污染河道底泥中的有机污染物为生长繁殖营养物，从而达到分解淤泥、消除河道恶臭的效果。（3）植物-微生物联合修复技术。底泥生物治理技术应用广泛，微生物联合修复可以直接应用轻微受污染河道底泥修复，植物-微生物联合修复技术可修复受污染较严重的底泥。但植物-微生物联合修复技术速度较慢，也容易受到河道所在区域的气候、季节等外在因素影响。由于河道水质稳定性不强，微生物易受到水质变化而影响其生长质量，进而影响到河道底泥的修复效果，此外，还需要安排专人管护植物-微生物，如，及时进行收割等，防止植物枯萎败谢加剧河道底泥污染程度。
3 结语
近年来，随着城市化进程的加快，为了改善人居环境，城市加大了河道底泥的修复。无论是物理修复、化学修复还是生物修复技术都广泛被应用到河道底泥修复中，取得了良好的应用效果。但各种修复技术又有其优点和不足，在实际应用中需要结合城市经济、河道所在区域的气候、水质等综合因素，选择符合城市实际需要的修复技术，提升河道底泥修复效果，切实改善人居环境。
参考文献
[1]李仲权.重金属污染河道底泥稳定化固化技术分析[J].科技创新导报，2018（13）：133-134.
[2]余灿.河道底泥环保疏浚方式及处理方案研究[J].科学技术创新，2018（12）：95-96.
[3]刘伟，杨富淋，丁金偉.珠三角河道底泥资源化利用探讨[J].环境科学与技术，2018（S1）：363-366.
收稿日期：2019-04-20
作者简介：梁诗雅（1985-），女，汉族，本科学历，工程师，研究方向为水利规划。
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