河湖底泥修复技术的研究进展

第32卷 第4期2008年12月

黑龙江环境通报H e ilong jiang Environmenta l Journal

V o l 32N o 4D ec 2008

河湖底泥修复技术的研究进展

李立欣 战 友(黑龙江科技学院 资源与环境工程学院 黑龙江 哈尔滨 150027)

摘 要:本文综述污染底泥的修复技术,探讨其发展状况及存在的问题。指出物理修复见效快,但成本高;化学修复

成本较低但易造成二次污染;生物修复投入低,处理量大,但处理效率低,。将这三类技术联合使用,取长补短,具有较广阔的发展前景。

关键词:关键词:底泥;物理修复;化学修复;生物修复

中图分类号:X 26 文献标识码:A 文章编号:1674 263X (2008)04 0027-03

P rogresses of R e m ediation Techniques for P olluted Sedi m ent i n R ivers and Lakes

LI Li x i n Z HAN You(College o fResource and Env ironm ent Eng i n eeri n g ,H e il o ng ji a ng I nstit u te of Sc i e nce and Technology ,H arb i n 150027,China)Abst ract :R e m ediation techn i q ues for polluted sed i m ent are discussed i n this paper Curren tl y there are t h ree ki n ds of re m ediati o n technolog ies inc l u d i n g physica,l che m ical and biore m ed i a ti o n Physica l re m ediation takes effect fast butw ith h i g h cos,t che m ical re m ed iati o n is cheaper butw ith secondary po llution wh ile biore m ed iation can treat great a m ount of po ll u tion w ith l o w i n put and lo w effic i e ncy The co m b i n ation o f the three re m ed iation m ethods w ill be prospective K ey w ords :Sed i m en;t Physical re m ed iation ;Che m i c al re m ediation ;B i o re m ediation 收稿日期:2008 10 12

第一作者简介:李立欣(1980 ),男,环境工程专业,硕士研究生,参加工作2年,助教,研究方向:环境生态及环境微生物。

河湖底泥污染,是一个世界范围内的环境问题。底泥通常是湖泊营养盐、难降解有机物、重金属等污染物的蓄积库。污染物被水体颗粒物吸附、络合、絮凝、沉降而沉积在底泥中,在外源污染得到有效控制后,底泥中的这些污染物仍可能对水体产生 二次污染 。此外,底泥又是底栖生物的主要生活场所和食物来源,污染物质可直接或间接对底栖生物或上覆水生物产生致毒致害作用,并通过生物富集、食物链放大等过程,进一步影响陆地生物和人类健康。污染底泥的治理,经过多年的实践,已取得一定效果,尤其是近几年生物技术的应用,使污染底泥的修复获得了快速的发展,目前主要采用物理、化学和生物方法修复污染底泥,各方法还可相互结合应用到工程技术修复中。下面分别对常用的几类修复方法作简要介绍。

1 物理修复

物理修复是借助工程技术措施,消除底泥污染行为的一种方法,主要有疏浚、引水、填沙掩蔽等措施。1 1 疏浚

当底泥中污染物的浓度高出本底值2 3倍,即认为其对人类及水生生态系统有潜在危害时,则要考虑进行疏浚。在重污染底泥沉积层采用工程措施,最大限度地将储积在该层中的污染物质移出,改善水生态循环,以遏制自然水体退化。疏浚时注重生物多样性和物种保护,疏浚后的基底应为后续生物修复创造条件。薄层精确局部疏浚和严格的环保工艺控制要求为其显著特点,与普通的工程疏浚的扩大湖泊库容、开挖土方等有本质区别。此外,环保疏浚要求在疏浚过程中采取措施防止二次污染,对清除出来的污染底泥进

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行安全处理处置。

1 2 掩蔽法

掩蔽是在污染底泥上覆盖一层30c m的清洁物,使其与水体隔离,防止底泥污染物向水体迁移的修复方法!7∀。目前使用较多的掩蔽材料有未污染的底泥、清洁砂子、砾石、钙质膨润土、灰渣、人工沸石、水泥和其它人工合成材料等。该法是一种原位修复技术,工程造价低,能有效防止底泥中的污染物进入水体而造成的二次污染。但自然水体底部地形复杂难以均匀覆盖、有些覆盖材质还会产生二次污染、覆盖层会被新的沉积物所覆盖、水体库容减小,因此该法不适于河流、湖泊、港口和水库,只适用于深海底泥修复,掩蔽作为底泥的一种原位修复技术,效果明显,还常常与疏浚同时使用,如疏掉上层淤泥后,在上面盖一层沙,以防止下层底泥的再悬浮和污染物的进一步释放。掩蔽宜和固体废物处理相结合,可采用惰性固体废物或废物的固化体作为掩蔽材料,既达到了掩蔽的目的,又处置了固体废物。

2 化学修复方法

其原理是化学制剂与污染物发生各种反应,使污染物转化成低毒或无毒的化学形态。

2 1 淋洗法

淋洗是将水、油或其它能够促进污染物溶出迁移的溶剂掺入、渗入或注入到污染的底泥中,然后将含有污染物的溶液从底泥中抽出,再进行深度处理的过程。该法关键在于采用高效安全的淋洗剂;目前应用较为广泛的淋洗剂主要有酸、碱、表面活性剂、植物油、CO2、和EDTA络合剂等。淋洗法具有投资及消耗相对较少,操作人员不直接接触污染物等优点。

2 2 底泥固化法

投加固化剂(如氯化铁、硫酸铝、氯化钙、硫化物或元素硫等),产生絮凝沉淀作用使污染物稳定在底泥中。但固化剂达到一定浓度后对水质有影响,同时污染物仍沉积在底泥中,随着环境条件的变化有可能溶出对水体造成二次污染,因此需和底泥疏浚一起施用来彻底清除污染物。这种技术常用于一些景观水体,如城市公园湖泊。在对水质要求较高的水体中实施风险太大。2 3 玻璃化法

玻璃化是指对污染疏浚底泥的固体组分给予1600~2000#的高温处理后,其中的有机污染物或挥发或热解而消失,重金属等无机离子则被永久性地固定于固体成分中。20世纪90年代以来,玻璃化技术已在美国、日本和欧洲各国持久性有机污染物污染底泥修复中得到广泛应用。玻璃化是处理疏浚底泥的有效方法,但这种修复方法极易对地下水和处置地生态环境造成二次污染,且成本很高。

2 4 臭氧氧化法

臭氧氧化性强,反应速度快,可与大多数有机物发生反应,将难于或不可生物降解的有机物转化为可以或易于生物降解的有机物;但该法成本较高。

2 5 电动修复法

该技术早期用于水坝和地基的脱水和夯实,目前移用到底泥修复中。其主要优点是:不必添加其它物质,修复时间短(一般少于一个月)。其基本原理是将电极插入受污染的底泥中,施加直流电后,电极之间形成电场。由于底泥颗粒表面具有双电层,且孔隙溶液中离子或颗粒物带有电荷,电场条件下孔隙中的水溶液产生电渗流同时带电离子电迁移,多种迁移运动的叠加载着污染物离开处理区。到达电极区的污染物一般通过电沉积或离子交换萃取被去除,从而达到修复的目的。

3 生物修复方法

生物修复是利用生物体,主要是微生物来降解环境污染物,消除或降低其毒性的过程。它是传统的生物处理方法的延伸,其新颖之处在于它治理的对象是较大面积的污染。随着生物技术和生物科学的不断发展,生物修复已经成为修复污染环境的热点,具有广阔的市场前景。底泥生物修复可分为原位生物修复、异位生物修复以及联合生物修复。

3 1 原位生物修复

是指在基本不破坏水体底泥自然环境条件下,对受污染的环境对象不作搬运或运输,而在原场所进行修复。原位生物修复又分为原位工程修

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