底泥中污染物修复概述及最新进展

4)生态疏浚方式的选择。一般有两种方式：干湖疏浚和带水 疏浚。干湖疏浚是将水抽干,然后使用排干疏浚设备,如推土 机和刮泥机等 ， 大多数应用在小型湖泊中。带水疏浚应用比 较广泛,方法也较多,要根据污染物的特性采取措施,尽量减少 开挖时污染物在水中扩散所形成的二次污染。如,可使用国际 上在水体中投加明矾的方法来降低底泥河水中磷的含量,沉积 的磷酸盐可以通过之后的生态疏浚从水体清除出去；同时利 用淤泥网、泥沙拦网,把网帘以桩网、浮网或吊缆挂网的方式 设置于清淤区与非清淤区的适当位置,缓流促淤,泥沙迅速在 网帘断面附近落淤,使湖泊再悬浮颗粒限定在一定区域。
(5)生态疏浚设备的选择。应采用环保无扰动型挖泥船,尤其 是疏浚头部设备,密闭和抽吸是关键。疏浚设备选择主要参数； 底泥密度；<1.8g/cm2采用环保绞吸式疏浚船；>1.8g/cm2为 环保斗轮式疏浚船。生态疏浚为薄层精确疏浚,要求超疏深度 ≤10cm,底泥扩散≤0.5m,平面平整度好,不漏疏或形成沟坎。
(7)选定适宜施工期。生态疏浚作业最佳施工期为冬初至春末, 此时开展疏浚可做到费省效高,最大限度去除营养物质。
底泥生态疏浚发生环境风险主要在三个关键点：疏浚挖掘、 泥水远距离输送和排泥场安全。因此设计论证阶段应作严格 的环境风险评估,确保万无一失。
生物修复技术展望
底泥中逐渐积累的有机物，其毒害作用越来越强。很多PAH、 PCBs对底栖和水生生物具有“三致”作用。生物降解是有机 物的有效去除途径之一，底泥生物多样性显示，大部分有机 物在底泥中均能缓慢降解，在毒物浓度高的地区，虽然一些 微生物中毒死亡，但却有部分微生物仍旺盛生长，这种现象 极大地鼓舞了生物修复技术的应用。
3)确定底泥薄层精确疏浚深度。底泥疏浚深度需多参数系统 分析评估。其疏浚深度误差≤10cm,疏浚底泥扩散距离≤0.5m, 并能为后续生物技术介入创造必要的生态环境条件。因此生 态疏浚要控制疏浚后新形成底泥表面高程,且自湖区向湖岸形 成缓坡,为沉水植物修复繁衍创造湖底基质条件。另外,应考 虑沉积底泥水土界面上的高营养含量的半悬浮物的清除。
有机物污染生态修复研究
有机物污染危害：要进行生物氧化分解，需要消耗水中的溶 解氧，而导致水中缺氧。同时会发生腐败发酵，使细菌滋长， 恶化水质，破坏水体。工业用水的有机污染，还会降低产品 的质量。
生态疏浚
生态疏浚是湖库水生态系统中的底泥受到污染损益的背景下 运用发展生态理论实施的生态修复工程。其本质是以工程、 环境、生态相结合来解决湖泊可持续发展或称湖泊“生态位” 修复。
截住外污染源
确定生态疏浚 的地点和范围
确定底泥薄层 精确疏浚深度
选定适宜施工期
划定物种保护区 或保护带
生态疏浚方式 的选择
生态疏浚设备 的选择
1)截住外污染源。包括点源和面源污染,这是生态疏浚的前提 条件。
2)确定生态疏浚的地点和范围。选择有重要影响的地区为施 工重点。同时清淤需考虑设置200～300m的安全范围。
生物修复技术 动物或植物）的生命活动将底泥中的重金属转变 成有效性较低的低毒性形态或淋浸提出而达到修复。
营养物质污染生态修复研究
营养物质污染危害： 可改变养殖鱼、蟹的生存和生长，轻者 导致鱼、蟹生长缓慢，吃食量减弱，引发各种疾病，食用品 质差；重者将引起鱼类中毒死亡，出现水体富营养化。
氮、磷等植物营养物质含量 过多所引起的水质污染
(6)划定物种保护区或保护带。当已确定的疏浚区域较大时, 应专门划定一定面积的物种保护区,或留出保护带不予疏浚,, 疏浚以后,以保护带物种库为基点,藉自然之力繁衍扩大,力求 在较短时间内疏浚区域物种得以恢复和发展。具体施工设计 中也可布置成条田状, 隔一疏一, 待疏浚带植被4～5a自然繁 衍更殖后,再疏生物保留带。具体疏一隔一宽度和间隔时间应 由试验工程、生物科技积累,调查研究后取得设计参数。物种 主要包括水生植物、底栖生物等。
要包括掩埋及电极法、电磁法和活性炭吸附等物 理通常是用硫酸、硝酸或盐酸等将底泥的酸度降低， 方通法过。溶解作用，使难溶态的金属化合物形成可溶解 的金属离子，或者用EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸 等络合剂通过氯化作用、离子交换作用以及络合 作用，将其中的重金属分离出来
目前生物修复技术是应用生物体（微生物、原生
图1.底泥中重金属出现的总频次
污染指数计算公式 Pi=Ｃi/Ｃ0 式中Pi为污染指数；Ｃi为底泥中ｉ元素浓度；Ｃ0为背景底 泥中ｉ元素中的浓度。 P=√（1/n） 表1.重金属污染综合指数与污染级别划分
物理修复技术 化学修复技术
主要包括掩蔽为主的原位修复法和疏浚பைடு நூலகம்主的异 位
修复法。对疏浚后的底泥中的重金属处理的方法 主
就我国而言，湖泊河流众多，且都受不同程度的污染。而我 国成功修复底泥、水体的例子还不多见，花大量资金用于疏 浚和污泥处理来修复底泥，在我国还不现实。大力发展生物 修复技术，如高等植物对底泥中重金属的累积，特异微生物 对有机物的分解等，则是一条切实可行的途径。
污染物
底泥中污染 物构成
重金属污 染
营养物质 污染
有机物污 染
底泥中重金属污染生态修复研究
重金属污染危害：一方面危害水生态系统，对水生生物产生 各种有害作用；另一方面通过饮用水、皮肤接触、食物链途径 直接或间接地影响人类健康。在工业废水的排放过程中，有相 当程度的重金属元素沉积在天然水体中，在这些重金属污染物 中，尤以汞、镉、铬、铅的毒性最大。 常用的有物理修复技术、化学修复、生物修复三种修复方法
底泥中污染物修复概述及最新进展
人员：王琰玮、许国伟、邵昕楠 完成时间：2015/5/18
底泥
通常是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长 时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部 所形成。表面0至15公分厚之底泥称表层底泥(Surface sediment)，超过15公分厚之底泥称为深层底泥(Deep sediment)。
结语
底泥的修复技术中，物理修复虽然见效快，但工程巨大，要 耗费大量的人力、物力、财力，且疏浚污泥处理也难以达标 。要达到大面积大规模的治理，目前来说难以实现。
虽然从目前的情况看，生物修复多半还停留在实验室阶段， 但随着生物技术的发展，大规模大面积地利用植物、微生物 来修复污染底泥，前景广阔。通过生物技术可以筛选驯化出 对PAH、PCBs等具有较强降解能力的微生物，并制成颗粒，或 采用固定材料将其固定，投入底泥中对底泥中的有机物进行 降解。或者改变底泥的环境条件，使之适于微生物强烈活动 的需要。这种原位修复技术具有投资小、操作容易、不易产 生二次污染等优点。
在今后较长的一段时间，微生物修复将与疏浚相结合，利用 人工反应器来处理疏浚污泥，处理后的污泥再利用。还可以 发展高等植物修复，利用高等植物对重金属和其他污染物的 超积累能力，通过基因手段，培育出生物量大，生长快，耐 恶劣环境的品种，将使高等植物修复取得较好效果。同时， 高等植物可作为微生物原位修复的载体，一些高效降解菌制 剂，包括输氧剂或替代电子受体和营养物，可以附着在沉水 植物上，对水体和底泥起净化作用。而且二者的联合作用可 能会对污染物的降解起促进作用。