隨著社會(huì)和化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，近二十幾年來河道、湖泊等水體的污染嚴(yán)重，尤其是河道底泥，底泥中含有大量的污染性物質(zhì)，特別是致病(癌)、破壞生態(tài)的持久性的難分解有機(jī)物、嚴(yán)重超標(biāo)的重金屬離子。這些有害物質(zhì)經(jīng)過食物鏈的累積和擴(kuò)大效應(yīng)，將會(huì)影響人類的健康，破壞自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)。此外，水體富營(yíng)養(yǎng)化的解決關(guān)鍵也仍與底泥密切相關(guān)。水體底泥污染是世界范圍內(nèi)的一個(gè)環(huán)境問題，其污染加劇主要是人為因素造成的，污染物通過大氣沉降、廢水排放、雨水淋溶與沖刷進(jìn)入水體，大量難降解污染物相當(dāng)一部分積累在水體底泥中并逐新富集，溶解于水中的污染物濃度在很大程度上受到底泥的影響。污染底泥的治理已刻不容緩，勢(shì)在必行。

1 底泥中污染物的種類

疏浚底泥具有泥量大，成分復(fù)雜，含水率較高，含有污染物，并且既含有益物質(zhì)又含有害成分等特點(diǎn)。其成分對(duì)處理方案的選擇具有重要意義，主要含有三類：一是重金屬，一般指Hg、As、Zn、Cu等，是環(huán)境中普遍存在的一類污染物，具有難降解性、生態(tài)毒性和可累積性等特點(diǎn)?？赏ㄟ^生活污水及生產(chǎn)廢水的排放、降水徑流等途徑進(jìn)入水體，通過沉淀、吸咐、絡(luò)合等作用而沉積到底泥中。河流底泥中有重金屬與不同載體相結(jié)合，以多種形態(tài)存在，大致有可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和金屬殘片等，不同形態(tài)的重金具有不同的生物有效性。其與水相保持一定的動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)環(huán)境發(fā)生水力沖刷、外界擾動(dòng)等變化時(shí)，可再次進(jìn)入水體，成為二次污染源。二是有機(jī)物，底泥中有毒有機(jī)物通過富集作用在生物體內(nèi)達(dá)到較高的濃度，從而對(duì)生物體產(chǎn)生較強(qiáng)的毒害作用，并通過復(fù)雜的污染生態(tài)化學(xué)過程，即在氣―水―生物―底泥等多介質(zhì)環(huán)境體系中的遷移、轉(zhuǎn)化和暴露，影響人和動(dòng)物的健康，從而對(duì)人類未來的生存發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。三是含有N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化。

2 污染底泥修復(fù)與處理技術(shù)

底泥處理的主要目的是降低受污染底泥對(duì)水體的污染，使其對(duì)生態(tài)和環(huán)境無害。污染底泥的治理，經(jīng)過多年的實(shí)踐，已取得一定效果。

2.1 原位生物修復(fù)技術(shù)

底泥原位生物修復(fù)是指在基本不破壞水體底泥自然環(huán)境件下，對(duì)受污染的環(huán)境對(duì)象不作搬運(yùn)或運(yùn)輸，在原場(chǎng)所進(jìn)行生物修復(fù)。分為原位工程修復(fù)和原位自然修復(fù)。原位工程修復(fù)通過加入生物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)來提高生物活性或添加實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的具有特殊親合性的微生物來加快環(huán)境修復(fù);原位自然修復(fù)是利用底泥環(huán)境中原有微生物，在自然條件進(jìn)行生物修復(fù)。對(duì)底泥進(jìn)行生物修復(fù)，促進(jìn)底泥微生物繁殖，底泥有機(jī)質(zhì)在微生物作用下，迅速分解，釋放出氨氮、硫化氫等有害氣體，使得底泥好氧層加厚，泥層減薄，加快底泥微量營(yíng)養(yǎng)的釋放。有利于提高藻類多樣性，同也可以阻隔下層黑臭底泥有毒物質(zhì)的釋放，加強(qiáng)在泥水界面間的好氧微生物對(duì)機(jī)污染物分解能力，加快水體生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)，提高水體的自凈能力。

2.2 原位掩蔽技術(shù)

掩蔽是在污染底泥上放置覆蓋物，使污染底泥與水體隔離，防止底泥污染物向水體遷移的物理修復(fù)技術(shù)方法。掩蔽作為底泥的一種原位修復(fù)技術(shù)，對(duì)持久性有毒污染物污染底泥的修復(fù)效果非常明顯，工程造價(jià)低，能有效防止底泥中的持久性有毒污染物污染物進(jìn)入水體而造成的二次污染。但是，掩蔽會(huì)增加底泥的量，使水體庫(kù)容減小，不適于河流、湖泊、港口和水庫(kù)，只適用于深海底泥修復(fù)。目前使用較多的掩蔽材料有未污染的底泥、清潔砂子、礫石、鈣質(zhì)膨潤(rùn)土、灰渣、人工沸石、水泥和其它人工合成材料等。這種掩蔽技術(shù)在國(guó)內(nèi)鮮見應(yīng)用。

2.3 污染物與疏浚物固相分離技術(shù)

淋洗可以是原位修復(fù)也可以是異位修復(fù)，淋洗是將水、油或其它能夠促進(jìn)污染物溶出、溶解遷移的溶劑摻入或注入到污染的底泥中，主要用于重金屬污染土壤，具體是將土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)移至液相中，再進(jìn)行深度處理的過程，土壤經(jīng)清水洗滌后歸原位再利用。底泥淋洗技術(shù)推廣應(yīng)用和修復(fù)效果的好壞關(guān)鍵在于高效淋洗劑的篩選和研制，既能提取重金屬，又不破壞土壤的結(jié)構(gòu)，不能造成二次污染。目前應(yīng)用較為廣泛的疏浚底泥淋洗劑主要有酸、堿、表面活性劑、植物油和EDTA絡(luò)合劑等。淋洗在美國(guó)、日本和德國(guó)等一些國(guó)家已經(jīng)得到應(yīng)用，其在發(fā)展中國(guó)家推廣應(yīng)用面臨的最大問題是費(fèi)用太高，經(jīng)濟(jì)上難以承受。

2.4 清淤疏浚后衛(wèi)生填埋

底泥疏浚，以改善水體環(huán)境質(zhì)量為目的，用機(jī)械手段清除水體底床上層一定范圍內(nèi)富含有機(jī)質(zhì)、氮、磷和重金屬的污染底泥并妥當(dāng)處置，一定程度上去除污染內(nèi)源， 為水體水質(zhì)的好轉(zhuǎn)和穩(wěn)定創(chuàng)造條件。為防止造成二次污染、破壞水體正常生態(tài)層， 因此要著重考慮疏挖及輸送方式的選擇，一般采用水采水運(yùn)方式，即用絞吸式挖泥船進(jìn)行水下疏挖，用加壓管道將泥漿送至堆場(chǎng)。

衛(wèi)生填埋對(duì)于水體底泥處置而言，其優(yōu)點(diǎn)是投資較少、容量大、見效快，且能夠通過產(chǎn)生填埋氣獲取新能源。但填埋不當(dāng)也會(huì)造成新的污染，主要是有害物質(zhì)溶出對(duì)地表水和地下水帶來的污染，所以要借鑒城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)建設(shè)，這種廢物填埋場(chǎng)底部鋪有襯層，可防止溶出液體滲透入土壤并污染地下水，溶出液體經(jīng)管道收集后，送污水處理廠進(jìn)行處理。

2.5 干式熱處理

底泥的干式熱處理包括污泥干化、焚燒、熔融三種方式。

底泥的干化處理，是指通過直接或間接加熱方式，進(jìn)行低溫處理，使污泥脫水、減容，同時(shí)使泥性趨于穩(wěn)定化，它是多種處理工藝中重要的第一步，包括機(jī)械脫水、土工管袋脫水及自然干化脫水等。

焚燒是目前最終處置含有毒物質(zhì)的有機(jī)底泥最有效的方法，適用于土地資源緊張的大中城市采用。將底泥作為固體燃料投入焚化爐中，使其與氧發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成高溫的燃燒氣和少量性質(zhì)穩(wěn)定的固定殘?jiān)?。目前?yīng)用最廣的焚燒設(shè)備是流化床焚燒爐，一般有機(jī)污泥應(yīng)保證燃燒溫度在815℃左右，焚燒過程中所有的病原體、病菌均被殺滅，有毒有害的有機(jī)殘余物被氧化分解，但會(huì)產(chǎn)生二惡英等空氣污染物。

熔融燃燒溫度與產(chǎn)生底灰與焚燒不一樣，熔融的燃燒溫度高達(dá)攝氏1800℃至2400℃，焚化爐的溫度即便在二次燃燒室也僅有攝氏1600℃～2400℃;而熔融燃燒后的灰渣可回收制造路基，焚化爐底灰利用則相對(duì)較為困難，其發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)取代焚化爐。

干式熱處理成本都較高，都有可能產(chǎn)生二次污染，并且處理產(chǎn)物焚燒灰雖可減容90%以上，還需與其他方法結(jié)合使用進(jìn)行最終處置。

3 底泥資源化技術(shù)

3.1 土地利用

此技術(shù)操作簡(jiǎn)單能耗低，較適合作為低污染底泥的處理方式，疏浚的底泥需經(jīng)測(cè)定達(dá)到《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GIM284-84)及《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。主要有農(nóng)業(yè)園林利用、濕地及棲息地建設(shè)、修復(fù)受擾動(dòng)的土地區(qū)三種方式。

底泥的土地利用是一種符合中國(guó)國(guó)情的安全積極的底泥處置方式，此方法需底泥有機(jī)質(zhì)的含量要比較多，需去除有害的病菌、病原體、重金屬、難分解的持久性有害有機(jī)物等物質(zhì)，避免長(zhǎng)期使用對(duì)人體及土地的毒副作用。底泥中含有豐富的有機(jī)物和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素以及植物生長(zhǎng)必需的各種微量元素鈣、鎂、鐵等施用于農(nóng)田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)。但是底泥中也含大量病原菌、寄生蟲，以及銅、鋁、鋅、鉻、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性元素等難降解的有毒有害物。所以，底泥要作土地處置必須經(jīng)無毒無害處理，否則底泥中的有毒有害物會(huì)導(dǎo)致水體或土壤二次污染。

3.2 建筑材料

底泥中除了有機(jī)物和重金屬外，還含有20%左右的礦物無素，如硅、鐵、鋁、鈣等，其組成與粘土基本相似。以往技術(shù)都是以污泥焚燒灰作為原料生產(chǎn)建材，現(xiàn)在可直接利用污泥來原料來生產(chǎn)建材，這樣可充分利用污泥自身的熱值，節(jié)省能耗，節(jié)約投資，目前相關(guān)方面的技術(shù)已開發(fā)成功。污泥制水泥的原料有三種形式：脫水污泥、干燥污泥、污泥焚燒灰?，F(xiàn)已確認(rèn)以污泥為原料生產(chǎn)水泥時(shí)，水泥窯排出的氣體中NOx含量減少40%，這是因?yàn)槲勰嘀械诟邷叵聯(lián)]發(fā)，與氣體中的NOx反應(yīng)，使之分解，從而起到脫硝劑的作用。另外還有污泥制輕質(zhì)陶瓷、污泥制微晶玻璃、污泥制生化纖維板。選取適當(dāng)?shù)睦猛緩?，可能?shí)現(xiàn)清淤底泥不脫水直接利用，成功在把污泥處理費(fèi)用轉(zhuǎn)移到有用的產(chǎn)品生產(chǎn)上來，因此，污染底泥用于建筑材料有著顯著的節(jié)能效果，但其適用于性質(zhì)穩(wěn)定、有機(jī)質(zhì)的含量比較低、粘土成份的含量高，無毒害且不含具有放射性的元素的污染底泥。

3.3 填方材料

疏浚底泥可以通過脫水、固化和熱處理等預(yù)處理方法使其滿足作為填方材料的要求，固化土有透水性小、強(qiáng)度高、不易固結(jié)沉降的特點(diǎn)，一般應(yīng)用道路路基、低洼地區(qū)的回填、筑堤材料。

3.4 污水處理材料

疏浚底泥能制備污水處理填料與其自身性質(zhì)有關(guān)，含有大量的腐殖質(zhì)，對(duì)金屬離子有吸附交換和絡(luò)合的作用，并且其吸附能力與底泥表面積有關(guān)，表面積越大，吸附能力越強(qiáng)，所以粉狀底泥較顆粒狀底泥具有更強(qiáng)的吸附能力和富集能力。此技術(shù)制備的產(chǎn)品應(yīng)用于污水處理，具有良好的環(huán)保效益。

4 結(jié)語

由于河流河段不同，污染源差異較大，因此底泥的污染程度和成分也有一定的區(qū)別。所以應(yīng)加強(qiáng)底泥性質(zhì)及處理技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的相關(guān)性研究，以確保取得最佳的處理方式。就是要結(jié)合我國(guó)國(guó)情，實(shí)現(xiàn)底泥減量化、無害化和資源化利用，降低或者減少底泥對(duì)環(huán)境和對(duì)人體的危害，走一條適合我國(guó)國(guó)情的經(jīng)濟(jì)有效型、環(huán)境友好型的底泥可持續(xù)發(fā)展道路。