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受污染底泥原位修复技术研究进展

发布时间:2022-02-19 08:39:00 浏览数:

摘要:介绍了受污染底泥原位覆盖技术、原位生物修复技术、原位化学修复技术的研究进展,提出了底泥原位修复技术联合应用的建议。

关键词:底泥;原位修复技术;进展

1引言

当前,国民经济飞速发展,城市规模不断扩大,城镇人口急剧增加,但大多数地区的环境基础设施建设却严重滞后,导致排入河流及湖泊的工业废水、生活污水及固体废物大幅增加,引起河流湖泊水质严重恶化,其中甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。研究表明进入河流湖泊的污染物中只有1%以下的污染物能溶解于水中,99%以上的污染物会沉积在河流湖泊的底泥中[1]。因而,底泥淤积了大量的耗氧性物质、重金属污染物、持久性有机污染物和N、P营养盐等并缓慢而持久的向水体、水生生物体释放[2],导致水体的二次污染,严重威胁水生生态环境及人类健康。因此,要从根本上解决河流湖泊的污染问题,不仅仅是要从源头上切断污染源,更重要的是要修复受污染底泥。

根据处理过程中是否需要移动底泥,可将底泥修复技术分为原位修复和异位修复两大类。由于异位修复技术需要挖掘出受污染的底泥并寻找场地进行堆放和处置,工程量巨大且花费不菲,而且很容易造成二次污染,所以底泥原位修复技术受到越来越多的重视[3]。本文对近年来受污染底泥原位修复技术的研究进展进行了简要综述。

2原位覆盖技术

原位覆盖技术不需要移动底泥,直接采用砂石、粉尘灰、炉灰渣、人工合成物等材料在底泥上方形成一层或多层覆盖物,从而阻止底泥与上覆水的接触,防止受污染底泥中的有害物质扩散到水体中。最早的底泥原位覆盖技术是美国于1978年首先使用[4],在流动性不大的水体中采用沙土覆盖的的方式,随后推广到其他国家。实验证明,原位覆盖技术能够有效阻止底泥中的耗氧性物质、重金属污染物、持久性有机污染物和N﹑P营养盐等进入水体[5,6],对水质改善具有显著作用。原位覆盖技术适用于多种污染类型的底泥,成本低廉,便于施工,应用范围较广[7]。但原位覆盖技术也存在减小水体容量、改变河道及湖底坡度等缺陷,此外,水流速较快、水动力较强的区域也不适合使用原位覆盖技术[8]。

3原位生物修复技术

原位生物修复技术是近年发展起来的一种新型底泥修复技术。这种技术利用水生植物、微生物等的生命活动,对水体中的污染物进行吸附、转移、转化和降解作用,从而净化水体并重建水生生态系统[9]。在原位生物修复技术中,主要采用向底泥中加入具有降解污染物能力的微生物、转基因工程菌和栽种沉水植物[10,11]。这种技术不需要向水体投放化学试剂,工程造价相对较低,修复效果较好,有利于水体生物多样性的恢复,是底泥原位修复技术的一个重要发展方向[12]。

4原位化学修复技术

原位化学修复技术是向受污染的水体中投放多种化学药剂或酶制剂,通过化学反应消除底泥中的污染物或改变原有污染物的性状,为后续微生物降解作用提供有利条件。根据投放试剂的种类,可以将原位化学修复技术分为原位还原修复技术和原位氧化修复技术。原位还原修复技术是向底泥中加入还原剂,使底泥的氧化还原电位发生改变,营造适合微生物降解污染物的还原性环境;原位氧化修复技术是向底泥中加入氧化剂或向底泥上覆水充氧,使氧化还原电位提高从而降低污染物的毒性,这种方法费用低、见效快,目前应用较为广泛[13]。

5结语

目前,国内许多河流湖泊的污染程度都比较严重,污染物种类复杂,并且随着生态文明建设的大力推进,人们对于河流湖泊的治理又提出了新要求,不仅要改善水质,更要美化水体生态环境,从而给人们提供一个休闲的绿色空间,实现人与自然和谐发展。因而,在实际操作中单一的原位修复技术很难胜任,往往是将多种原位修复技术联合应用。对某一需要修复的水体,首先通过多点取样检测方法摸清楚不同区域底泥的污染情况,对于污染较为严重、难以修复区域的底泥可以采用原位覆盖技术进行隔离;其他的区域先使用原位化学修复技术进行处理,降低污染物浓度、改变污染物性状,再使用原位生物修复技术处理,恢复水生生态系统,最终达到美化水生生态环境的目的。

参考文献:

[1] 孙作登.受污染底泥原位修复技术研究[D].上海:上海海洋大学,2011.

[2] 毕磊,邱凌峰.污染底泥修复治理技术[J].中国环保产业,2011(11):32~35.

[3] 孙远军,李小平,黄廷林,等.受污染沉积物原位修复技术研究进展[J].水处理技术,2008,34(1):14~18.

[4] 唐艳,胡小贞,卢少勇.污染底泥原位覆盖技术综述[J].生态学杂志,2011,26(7):1125~1128.

[5] 朱兰保,盛蒂,葛友成.原位覆盖法控制底泥氮释放的研究[J].蚌埠学院学报,2013,2(3):29~31.

[6] 苏青青,胡志华,罗玉红,等.原位覆盖层厚度对污染底泥氮磷释放的影响[J].安徽农业科学,2012,40(27):13531~13532,13563.

[7] 祝凌燕,张子种,周启星.受污染沉积物原位覆盖材料研究进展[J].生态学杂志,2008,27(4):645~651.

[8] 朱兰保,盛蒂.污染底泥原位覆盖控制技术研究进展[J].重庆文理学院学报:自然科学版,2011,30(3):38~41,55.

[9] 王鹤霏.生物-生态技术对水体修复效果的研究[D].大连:大连理工大学,2013.

[10] 刘成.生物促生剂联合微生物菌剂修复城市黑臭河道底泥实验研究[D].南宁:广西大学,2012.

[11] 程士兵.生物-生态组合技术对黑臭河流原位修复的研究[D].重庆:重庆大学,2012.

[12] 奚健,李晓粤,陈越.污染水体底泥原位生物修复技术的探索及应用[C]//编者.全国河道治理与生态修复技术汇总。出版地:出版者或编者,2012:272~275.

[13] 黄建军.城市河道底泥营养盐释放及化学修复研究[D].天津:天津大学,2009.

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