孙铁珩

更新时间:2023-04-19 15:22:20 阅读: 评论:0

梵净山游记-人造光源

孙铁珩
2023年4月19日发(作者:三国演义作者介绍)污染底泥处理的研究进展

柏学凯;雷立改

【摘 要】Treatment of contaminated diments is an important
component in water pollution control,including ectopic treatment and in-
situ on the introduction of contaminated diment
classification,the diment treatment technology is explored from the
aspects of diment ectopic treatment in-situ development
status and inadequacy of different technologies are paper
points out that the bioremediation has broad market prospects,and the
combined processing technology should be promoted and applied in the
actual projects.%污染底泥的处理是水污染控制的一项重要内容,包括异位处理技
术和原位处理技术。在介绍底泥污染物分类的基础上,从底泥的异位处理及底泥的
原位处理等方面探讨了底泥处理技术,分析了不同技术的发展状况及不足之处,指出
生物修复具有广阔的市场前景,联合处理技术在实际工程中应推广使用。

【期刊名称】《宁夏农林科技》

【年(),期】2012(053)010

【总页数】3(P140-142)

【关键词】污染底泥;异位处理;原位修复

【作 者】柏学凯;雷立改

【作者单位】中核第四研究设计工程有限公司,河北石家庄050021;河北先河环保
科技股份有限公司,河北石家庄050035


【正文语种】

【中图分类】X53


底泥是水环境生态的重要部分,由于排污不当,各种污水大量排入自然水体,造成
了水质的恶化和底泥的污染。水体和底泥之间存在着吸收和释放的动态平衡,当水
体存在较严重污染时,一部分污染物能够通过沉淀、吸附等作用进入底泥中;当外
源造成的污染得到控制后,底泥中污染物的释放可能会导致水体再次污染[1-2]
底泥污染已经成了世界性的环境难题,许多欧美国家的港口、湖泊、河流等底泥都
受到了污染[3-4]。美国环保局在针对数千起关于食用鱼类污染问题的调查中指出,
大多数食用鱼类污染是底泥污染造成的。在中国,多数河湖的底泥也受到了严重污
[5-7],因此,对污染底泥的处理已成为水体污染控制的一项重要内容。经过多
年研究与应用,污染底泥处理技术得到了一定的发展。笔者对不同的技术进行介绍
与比较,同时展望了污染底泥处理技术的发展趋势,旨在为防治底泥污染提供参考。
1 底泥污染物分类
1.1 营养元素
NP等元素污水的排入,是造成水体富营养化的主要原因。通过水体自净,部
分营养元素迁移至底泥中。当上覆水营养元素浓度相对变低时,底泥就会释放一部
分至水体中,造成水体二次污染。
1.2 有机污染物
底泥中的有机污染物分为易降解有机污染物和持久性有机污染物(POPs2类。
通过微生物作用五脏是什么 ,易降解有机物被降解;而POPs一般为毒性较大的有机物,具
有难降解、易积累的特点,会造成长期的毒理作用。
1.3 重金属

一般重金属是指相对密度在5.0以上的金属元素,而在水环境中主要关注汞、铅等
重金属及类金属等。重金属通过吸附、络合、沉淀等作用迁移至底泥中,当外环境
变化时,就可能被释放出来,对生和音乐有关的成语 物产生毒害作用。
2 底泥处理技术
从处理机制上来看,底泥处理分为物理法、化学法与生物生态法[8]。美国环保局
2005年实施的“污染底泥修复导则”认为,底泥的处理包括监控下的天然恢复、
覆盖、底泥去除[9]。而目前应用较多的是按照处理位置的不同分为异位经典短句 处理和原
位处理。
2.1 底泥的异位处理
把污染底泥搬至其他地方实施处理或处置的方法称为异位处理,最常用的就是底泥
的疏浚,即通过挖除表层受污染底泥,以减少污染物的释放,实现改善水质的功能。
但是,底泥挖出后如何进一步处理有待研究。目前,疏浚底泥的后处理包括物化处
理与综合利用。
2.1.1 底泥的物化处理 底泥的物化处理可选择的方法有淋洗、玻璃化、电动修复、
焚烧、脱水等。
把促溶剂渗入或注入底泥中,然后将含有污染物的溶液从底泥中分离出来,再进行
深度处理的方法称为淋洗。采用淋洗处理时,淋洗剂的选择十分重要,广泛使用的
主要有酸、碱、EDTA络合剂、表面活性剂等[10]。原位处理时也可视情况选择该
法。
玻璃化是将底泥的固体组分经高温处理后,通过挥发或热解作用达到去除有机物的
目的,但重金属等无机离子会被固定在固体组分里[11]
电动法开始用于水坝、地基等的脱水与夯实,后逐渐在底泥处理中加以应用。电动
法原理是将电极插入底泥中,施加直流电后,在电场下污染物离开处理区,通过电
沉积或离子交换作用去除[12-13]。电动法用于去除底泥中的重金属。

上述技术应用成本较高,在发达国家有一定的市场,而在我国尚未普及。
焚烧法是利用高温有氧的条件最大限度破坏底泥中有机物的方法,适用于含有大量
油类或POPs的底泥。焚烧过程中,除了汞等少数重金属通过挥发去除外,大部
分重金属被固定在底泥中[14]。与玻璃化法相比,焚烧法所需温度低、成本小。
另外,真空固结或加入粉煤灰、水泥等物质对底泥进行脱水,然后进行下一步的处
理,也是相对可行的方法[15]
2.1.2 底泥的综合利用 底泥具有一定的利用价值,但大部分底泥未经处理或简单处
理后采取了填埋措施,这既占用土地,也造成了资源的浪费。因此,如何有效地利
用底泥,变废为宝,逐渐成为当前的研究热点。
利用底泥制造建工材料是目前相对成熟的技术。市场上的陶粒以黏土为主要原料,
会对耕地造成一定的破坏,不符合可持续发展战略。研究以污染底泥为主要原料,
进行一定的处理,可以制成轻质陶粒,既可以避免二次污染,也能综合利用[16]
另外,固化后的底泥可以用作填方材料,用于填土工程、道路工程等[17]
底泥含有多种营养物质和微量元素,可利用好氧微生物进行有氧堆肥。但底泥中含
有病原微生物、重金属等物质,使用时需谨慎。太湖疏浚的底泥中有机物含量高、
不含重金属,且底泥中含有大量水生生物种子,在太湖湖滨带生态修复工程中得到
了大量的应用[18]
底泥制氢技术是一项创新性的技术,可分为生物制氢和高温气化制氢2类。生物
制氢是利用微生物的酶催化反应制得氢气[19-20],高温气化制氢是利用热化学技
术将底泥转化为气体燃气,再进一步分离出氢气[21]。底泥制氢技术为底泥的资源
化开辟了新切入点,但目前仍处于研究阶段。
2.2 底泥的原位处理
异位处理工程量大、成本高,对生态系统会造成一定的破坏,实施不当可能导致工
程失败[22]。由此,原位处理技术逐渐为人们所关注。原位处理或原位修复指利用

物理、化学或生物技术在原地对底泥进行处理或修复。
2.2.1 物理覆盖 底泥覆盖是指在污染底泥上放置一层或多层覆盖物,使其与水体隔
开,防止底泥释放的污染物进入水体。国外目前已经有较多工程应用,效果明显
[23]。国内对覆盖技术进行了大量的研究。有研究利用红土材料添加粉煤灰作为覆
盖介质,发现其对藻类的生长和营养元素的释放有一定的抑制作用[24]。林建伟等
研究结果表明,方解石可以有效抑制磷的释放[25];天然沸石可以有效抑制氨氮、
重金属的释放,而改性后的沸石也具有抑制磷释放的效果[26]。底泥覆盖工程量大,
耗费原材料多,还导致水体容积减少,用于河流、湖泊和港口时需综合考虑。
2.2.2 化学处理 化学处理是利用化学药剂来实现对污染底泥的控制[27]。目前应用
于底泥处理的药剂有铁盐、铝盐、聚丙烯酰胺等,它们通过絮凝沉淀作用将污染物
稳定在底泥中,尤其对于磷有较好稳定效果。高锰酸钾和过氧化氢等对控磷有一定
的效果,但持续性较差,不能稳定地降低底泥中的不稳态磷和铁磷的含量[28]。过
氧化钙在水中释放氧气,使底泥处于氧化状态,同时Ca2+对游离磷有很强的结合
作用,但过氧化钙会造成水体pH明显升高,难以大范围应用。硝酸钙进入水体后
利用反硝化作用可去除底泥中部分有机物,促进Fe3+的生成,阻碍Fe3+
SO42-的减少,从而实现抑制磷释放的目的,但硝酸盐易溶于水,作用时间短,应
用受限。有研究将硝酸钙与黄土混合后制成颗粒,以避免其快速溶于水中,延长作
用时间[29]。宗栋良等研究表明,在底泥中注入硝酸钙,对有机物、磷和硫化物均
有降解或抑制作用[30]。也有研究认为,硝酸钙会加剧氨氮的释放[31],因此,利
用硝酸钙进行底泥处理时应先进行试验研究,参考试验结果确定方案。化学处理技
术操作简单,成本较低,但对水质可能会产生一定的影响。
2.2.3 生物修复 生物修复是通过生物的生命代谢行为来减少环境中的污染物,使环
境部分或完全恢复到原有状态。生物修复具有不损害原有生态、成本低廉的特点,
近年来得到了快速发展。生物修复包括植物修复和微生物修复2类。

目前多利用植物修复污染底泥。乔建荣等研究表明,许多沉水植物和挺水植物能大
量吸收底泥中的氮、磷等物质,一些种类还能富集重金属或吸收降解某些有机物
[32-33]。以太湖流域的长荡湖为例,虽然排入的水质为Ⅳ~Ⅴ类,但湖心部分水
质较好,长期维持在Ⅰ~Ⅱ类,研究认为这是可能是由于湖内所存在的大量沉水植
被和良好的生态系统发挥了作用[34]。但植物修复也存在生长周期较长,需定时收
割等不足。
有机污染物的降解多通过微生物修复来进行。一般通过人工驯化、固定化微生物和
转基因工程菌等获取有价值的微生物。有研究将某种固定化微生物用于污染底泥中,
发现底泥和水体中CODCr含量、底泥厚度均有明显降低[35]。也有研究表明,通
过投加某种微生物菌剂,有效降低了湖水中的CODCr、氨氮、总磷和浊度[36]
有研究利用某种净化促生液对上澳塘水环境进行修复,结果发现底泥中有机物含量
减少,生物多样性逐渐增加[37]。从理论上讲,微生物可通过氧化、还原和甲基化
使重金属转化而失去毒性,但目前对利用微生物去除底泥中重金属的研究较少。影
响微生物活性的因素较多,且不易控制,目前还难以大规模地投入使用。
3 结语
目前可用的底泥处理技术都存在一定的不足:异位处理工程量大、成本高,对水环
境生态造成一定的破坏,底泥的资源化有待进一步发展;原位覆盖不适于大规模应
用于河湖;化学处理可能会对水质产生一定的影响;植物修复周期较长;微生物修
复受自然环境条件限制等。
尽管如此,原位生物修复由于成本低、不破坏原有生态等特点,具有广阔的市场前
景,应加快对生物修复的试验研究与工程应用;另外,应在工程中根据实际情况推
广物理-化学梦见花开是什么预兆 -生物联合处理技术,使其做到优势互补,最大程度地发挥其经济效益
与环境效益。



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