污染底泥释放控制技术的研究进展

万方数据环境保护科学第30卷总第126期2004年12月的对象是较大面积的污染。既可在原位进行生物修复，也可以对疏浚污泥进行生物处理，因而生物控制技术又可分为两类：即原位生物控制及易位生物控制技术。本文针对上述污染底泥控制技术进行总结，并对其利弊进行简要评述，进而在此基础上展望了上述技术的发展方向。2物理控制技术2．1疏浚控制技术底泥疏浚通过挖除表层的污染底泥，从而减少底泥污染物释放。是污染底泥释放控制技术中有最多工程实践的技术单元。疏浚方式包括机械疏浚和水力疏浚两大类。机械疏浚的物料含固率近似于原地底泥的含固率，其含固率相对较高，但其疏浚过程中的底泥再悬浮和污染物释放比较严重；而水力疏浚物料的含固率较低，所要疏挖的物料体积也会显著增加，但其适合于疏浚污染程度较高的悬浮层淤泥，针对性较强∞3。对于疏浚沉积物能否消除水体的内源污染还存在很大的争议盯’。在纵多的工程实践中，有取得比较成功的例子，如瑞典的Trummen湖，清除表层1m厚的底泥后，水深增加1．1～1．7m，TP浓度迅速下降，且这种状态维持了18年∽；美国马萨诸塞州的NewBedfold港，疏浚有效地消除了沉积物PAHs和重金属释放。’；我国滇池草海一期工程疏浚工程实施后，疏浚区水体不再黑臭，水质明显好转，水体透明度由原来小于0．37m提高到0．8m(1∞。然而已有的实践中也不乏失败的例子，如1998年初南京玄武湖清淤工程，平均清淤30cm，按测定的淤积速率o．3～o．7mm／a计算，相当于疏浚40～100a的淤积物。但是，在工程竣工1．7个月后的底泥释放实验中却发现释放量已达到12mg／(m2·d)，超过了原有8mg／(m2·d)的水平，这说明疏浚后水质比疏浚前更差了。¨。另外，疏浚残留下的沉积物堆容易倒塌、扩散，当船只通过这些松散的厌氧沉积物堆积区时可能会立即引起强烈的再悬浮，造成如缺氧症、高浓度硫化氢、高浊度等水质问题n∞，有时还可能对地下水造成潜在的危害o∞。人们普遍认为疏浚有着见效快，并能够增加湖、库水体容量或提高河流过水能力及夹沙能力等优点，但疏浚工程也存在着以下一些不足，从而限一30一制了其大规模的推广：(1)沉积物污染的疏浚及疏浚污泥的治理费用都十分昂贵。如果按照美国国家海洋及大气管理局关于底泥中多氯联苯(PAHs，45弘gg叫)的划分规定去疏浚沉积物的话，像五大湖的Hamilton湾及Indianat04’这样的污染港口进行底泥疏浚的费用相当惊人(Hamilton湾的污染中心区需2千万美元，全部治理要40亿美元)，由于财政、人力及自然条件的限制，疏浚所有的污染沉积物几乎是不可能的。疏浚底泥的后续资源化处理费用甚至比疏浚费用还高，如Hamilton湾的疏浚费用大约是达到70美元／m2，而底泥的生化处理费用要350美元／m2、焚烧方案的费用竞超过了500美元／m2。(2)疏浚主要是挖走污染层和部分过渡层的沉积物，而大部分的沉水植物的根系是扎身在过度层中，若疏浚深度控制不当，就会导致疏浚的同时也将大量的植物根系挖走，这会打破原有的生态系统，引起不良的生态反应，从而使水质更加恶化。(3)疏浚的过程中还易产生噪声、臭气、有毒有害气体威胁作业人员或让其产生不舒适的感觉。2．2覆盖控制技术覆盖是在污染底泥上放置一层或多层覆盖物，使污染底泥与水体隔离，防止底泥污染物向水体迁移，采用的覆盖物主要有未污染的底泥、沙、砾石或一些复杂的人造地基材料等。覆盖可以起到以下三个功能：(1)将污染沉积物与底栖生物物理性地分开；(2)固定污染沉积物，防止其再悬浮或迁移；(3)降低污染物向水中的扩散通量。最早的掩盖技术是1978年在美国进行的，随后其他几个国家如日本(1983年)、挪威(1992年)以及加拿大(1995年)也相继使用这一技术。Azcue等人实验测定了hamilton港施用覆盖技术控制底泥污染的效果，实验结果表明，掩盖能有效防止底泥中的PCBs、PAH及重金属进入而造成二次污染，对水质有明显的改善作用o∞。Bona。63等曾采用一种包括化学分析、毒性测定以及栖息地质量评价(HabitatQualityIndex)在内的一种整体性评价方法，评价了意大利Venice环礁湖I。agdeiTeneri区沙土覆盖法治理污染沉积物的工程效果。评价结果表明对于水动力强度不大、污染程度不太高的沉积物，沙土覆盖可以有效地阻止污染沉积物扩散，使水底栖息地的氧含量能够满足底栖生物的需要。万方数据污染底泥释放控制技术的研究进展敖静目前在国外覆盖法已经在河道、近海、河口等地有成功的使用，其中国外比较成功的覆盖工程实例见表1，而在国内，像这样单独的采用覆盖技术来控制底泥污染还只停留在实验探索阶段，比如，童昌华，濮培民‘173等通过对实验场地的底泥采取塑料包被的物理措施来模拟底泥在采用覆盖控制技术后的效