底泥对水污染的影响及治理对策

底泥对水污染的影响及治理对策

土壤污泥是湖泊生态系统的重要组成部分，也是土壤表面材料的积极交换带。近年来,随着经济的迅速发展及人口的快速膨胀,大量工业及生活污染物都排入相邻的河流与湖泊中,湖泊河流的污染也日益加剧,而底泥,作为陆源性入湖污染物的主要蓄积场所,也自然成为水污染的主要污染源之一。因此,修复湖泊河流底泥成为我们的当务之急。笔者根据固废处理“减量化;无害化;资源化”(以下简称“三化”)原则,提出了“三化”原则在底泥问题上的应用。1减少固废排放量减量化,即通过适当的技术,一方面减少固废排放量,另一方面,减少固废容量。而在底泥污染上即指通过适当的技术,减少污染底泥的量,达到治理水体污染的目的。1.1底泥疏浚的必要性疏浚是指通过挖除表层污染底泥以达到减少底泥污染物释放的技术措施。这是最直截了当的减量化技术,而且见效快,效果好。通过运用这种方法,可以使长期沉积在湖底的污染物随着淤泥的疏浚而得以排出,直接减少污染物。同时河道容量得以扩大,过水流量增加,河流排水能力得到提高,间接提高水体循环更新的能力,从而能够双管齐下减轻河流湖泊的污染问题。但是如果疏浚不当,可能会使底泥生态环境平衡被破坏,从而导致更严重的环境问题。因此疏浚前应当严格计算疏浚底泥深度、数量等,维护生态平衡,保护生物和物种的多样性,疏浚后的基底应能为后续生物修复创造条件。1.2底泥的减量化目前国际上一种常用的方法就是建筑大坝、引水冲污,如东京的隅田川、俄罗斯的莫斯科河、德国的鲁尔河的污染治理等均采用此法,并且取得很好的治理效果。这种通过利用水的重力势能,将水中的底泥冲走的物理方法能很好的减少水中底泥的含量,达到冲淤的效果。但是建坝需要投入巨额资金,建设周期长,而且会改变河流流量和动力条件,影响内河航运,且冲走的底泥不能得到有效的治理,因此对于筑坝的时序和地址安排应统筹兼顾,慎重考虑。从宏观上讲,减量化是“三化”原则应用在底泥处理问题上的第一步,通过各种方法将污染的底泥进行挖掘,冲刷,集中,以达到减量化目的。在减量化过程中,应该注意统筹考虑操作方法,防止对生态造成破坏,产生二次污染。但是减量化操作仅仅能直接清除水中底泥,并不能彻底清除底泥中的污染,所以需要将疏浚冲刷后的底泥收集起来进行下一步无害化处理。2底泥治理的意义无害化,即采用适当的工程技术对废物进行处理,使其对环境不产生污染,不至对人体健康产生影响。而应用到底泥治理上,即通过适当的技术对底泥进行无害或低危害安全处理,使其对水体不产生污染。底泥无害化的处理方法主要有化学修复和生物修复两种技术。2.1化学修复技术化学修复是利用化学原理,将化学制剂与污染物发生化学反应,使污染物转化成低毒或无毒的化学形态,以达到无害化效果。常用的化学修复方法有淋洗法,底泥固化法,玻璃化法,臭氧氧化法,电动修复法等。但是化学试剂与污染物反应必然会产生其他的化学物质,虽然根据化学原理可以知道产生的是何种成分,但其污染元素始终还残留在底泥中,如果不彻底移除,还是存在一定的危险,对生态环境产生破坏;而且化学修复花费巨大,所以一般只在紧急情况时使用。2.2原位修复技术生物修复是利用生物体(主要是微生物)来降解环境污染物,消除或降低其毒性,达到无害化效果。这种修复方法耗资少,对原有生态破坏小,去污效率高,能有效降低污泥中的毒性成分。生物修复法可分为原位修复和异位修复,原位修复技术是指不搬动底泥,在原场所进行修复,但是这种修复技术易受各种自然条件因素的制约,所以效果不是很明显;异位生物修复技术是指将受污染的底泥搬运到其他场所再进行集中的生物修复,主要应适用于疏浚后底泥的处理。疏浚后的底泥,利用生物的生命代谢活动降解底泥中有毒有害物质,使其浓度得以降低甚至达到完全无害化。因此异位生物修复常用做底泥减量化操作后的后续处理。无害化处理是底泥处理的第二步,通过化学和生物处理方法,有效的将疏浚后的污染底泥中的污染减小到最低,从而实现底泥“三化”处理的第二步无害化,同时也为第三步底泥的资源化处理打下基础。3底泥的高效处理资源化,即从固废中回收有用的物质和能源,加快物质循环,创造经济价值的技术和方法。而在底泥应用上,即将处理后的底泥,根据不同的受污染类型转化为不同的用途,变废为宝,实现资源的最大化利用。以往的底泥常规处理方式有堆放,吹填和抛海等,但是这些处理方法不仅在浪费资源,而且会对环境造成不利影响,产生各种问题(如占用土地,由于雨水的冲刷而产生的二次污染等)。因此,实现底泥的资源化利用是底泥处理最重要的一步。3.1用于农业和农作物肥料对于富营养化的底泥,可用于农田,绿化用地或制成农作物肥料,这样的底泥,不仅N、P等营养元素丰富,而且含水量充足,孔隙度高,能够有效提高土壤肥力,改善土壤性状,增加农作物产量,非常适合用作农业耕地或者农作物肥料。3.2工业用途3.2.1水泥、材料对于那些受重金属污染或者富营养化的底泥,经过相应的工序处理后可制成不同的建筑材料,如水泥,砖瓦,陶粒,瓷砖等,因为底泥具有颗粒细小,含沙量较少,可塑性,结合力强,干燥敏感性好,收缩率大等优点,而且有些有机物受重金属污染的底泥,在制成建筑材料后,其中含有的金属能够有效的提高材料的硬度,强度,熔点等,是非常理想的建筑材料用品。3.2.2其它地基处理施工与一般的土料相比,固化后的底泥具有不产生固结沉降、强度高、透水性小等优点,除可以免去进行碾压、地基处理施工外,有时还可达到普通土砂所达不到的工程效果。用这类底泥建造的堤坝路基之类工程,边坡稳定,能够有效的起防渗,防冲刷的作用。由此可见,将疏浚回收的底泥经过压缩、干燥等一系列处理后,可以作为填方材料用于工业生产,相比普通土方填料更加密实、牢固,具有明显的优越性。3.2.3底泥的生物处理效果经过试验验证,底泥具有很好的吸附功能,能够有效的吸附水中的一些有机污染物和重金属污染物。刘贵云等曾采用曝气生物滤池用自制河道底泥陶粒对生活污水进行深度处理试验,同时用对照陶粒和活性炭进行对比试验,实验结果表明底泥陶粒滤料在生活污水深度处理中对NH4+-N的去除效果较好,运行稳定,且去除污染物的效果不亚于对照陶粒和活性炭。任乃林等利用底泥吸附处理了模拟含Cr废水,结果表明,底泥对废水中铬具有较强的吸附能力,底泥对铬的吸附量及去除率远远大于陶土。这些实验都充分说明,底泥的吸附能力远高于其他一般吸附物,如果用于污水治理,得到能够很好效果,以污治污,是上佳的污水治理材料。资源化是“三化”原则的最后一步,也是最重要的一步,经过减量化和无害化处理后的底泥可以广泛应用于工农业生产,最大程度的发挥其用途,从而实现底泥的资源化处理。当下我国正处于社会主义初级阶段,经济飞速发展,工农业发展迅猛,同时由于人口众多,人均资源短缺,可持续发展的推进迫在眉睫。发展中的中国,农业和建筑业可以消纳大量的底泥,将过剩的湖泊底泥经处理后加以利用,这样不仅解决了底泥的出路问题,同时可以变废为宝,带来很高的经济效益,走上一条可持续发展的道路。4建立起一种新的固废处理系统及措施底泥污染是一种新兴的污染,且有愈见严重的趋势,但目前尚无科学完善的治理修复系统,而一个独立的科学的治理系统,对污染底泥就具有指导性作用。因此,在这种情况下将固废处理“三化”原则应用到底泥处理问题上,形成独立科学的治理系