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摘要 从受污染底泥的危害入手,提倡在有效控制外源的同时,积极对受污染底泥的释放进行控制。
根据控制方法原理的不同将污染底泥释放控制技术分为物理控制技术及生物控制技术,并综述了上述
控制技术的研究及应用概况,并对其利弊作出评价.最后,分析了受污染底泥释放控制技术的发展方向。
关键词 底泥 物理控制技术 生物控制技术
1前言
来自工业、农业和地表径流等的污染物使水体沉积物受到了不同程度的污染。许多实验已经证明，
水体底泥中的营养盐类、有毒化学物及毒性菌种的含量要比其在上层水体中的含量高出许多，受污染的
底泥已在世界范围内对人类健康和环境构成了威胁。美国EPA在1998年的调查报告中指出，美国已发生
的2100起鱼类消费问题，经多次证实污染来自底泥；在我国，也已发现并证实了水体底泥具有生物毒性，
如乐安江的沽口～香屯河段及深圳大沙河的沉积物。此外，水体富营养化的解决关键也与底泥密切相关。
因此，污染底泥的治理已刻不容缓，势在必行。
截断外源污染是治理内源污染的一个前提，甚至在中度污染区，有时仅靠有效地控制外源的输入后，
利用水体沉积物本身的自然净化过程就能将污染物降低到可以忍受的浓度。但在有些高污染水域中纯粹
的依赖控源、自然净化会有一定的局限性，比如加拿大的大略湖西端的汉密尔顿港，在这样一个底泥高
度受到污染的水域，Van Arkel采用了修正的Snodgrass模型预测发现，在严格的污染源控制下，要经过
数10年，沉积物污染才会恢复到治理前的状况。同时此Snodgrass／Van模型还预测出即使当底泥环境得
到恢复，汉密尔顿港底层滞水带中的溶解氧的含量太小，不适应鱼类的生长。
因此，对于改善高污染水域的水质，除了要有效的控制外源外，还必须对这些水底沉积物的污染释
放进行有效的控制。
污染底泥的释放控制技术按照控制方法原理的不同，大致可分为：物理控制技术及生物控制技术。
物理控制技术是借助工程技术措施，消除底泥污染的方法：主要包括疏浚、覆盖技术；生物控制技术
是利用生物体，主要是微生物来降解底泥环境中的污染物，进而消除或降低其毒性的方法。它是传统
的生物处理方法的延伸，其新颖之处在于它治理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。
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。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11～17m，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New Bedfold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
037m提高到0．8m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03~07mm/a计算，相当于疏浚40~100a的淤积物。但是，在工程竣工17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，有时还可能对
地下水造成潜在的危害。
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，45μgg-1)的划分规定去疏浚沉积物的话，像五大湖的Hamilton湾及Indianat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、焚烧方案的费用竟超过了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。Bona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(Habitat
Quality Index)在内的一种整体性评价方法，评价了意大利Venice环礁湖Lag dei Teneri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。
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
技术后的效果，但实验结果表明该包被技术在短期内能暂时控制了底泥中营养盐的释放，但不能保
持长久，并会在随后表现出一定的“补偿效应”。
表1国外一些原位掩盖工程实例
工
程位置污染物场地条件掩盖条件施工方法
日本Kihama Inner湖
日本Akanoi海湾
华盛顿Denny海湾
华盛顿Eagle海湾
华盛顿Simpson-tacoma
威斯康星Sheboygan河
密执安Manistique河
哈密尔顿海港安大略湖
挪威Eitrbein海湾
营养物
营养物
PAHS,PCBS
木焦油
焦油,PAHS,TCDD
PCBS
PCBS
PAHS,金属,营养物
金属
3700m2
20000m2
靠岸12hm2,深6~8m
22hm2
靠岸688hm2,不同深度
浅河的几个地区/泛滥平原
一个工业海港10000m2
100000m2
6968m2
细纱,5和20cm厚
细纱,20cm厚
079m厚的沙性沉积物
09m厚的沙性沉积物
12~61m厚的沙性沉积物
带硬质石块的沙层
部分05m厚的沙
地基材料和篾筐
6分沙/6分沙砾/6分砾石用驳船撒布用驳船撒布和水力喷射沙箱进行水力喷射
直接机械拖放通过管道输送从驳船撒下从驳船用桶放下
覆盖技术相比别的控制技术，花费低，适用有机、无机处理，对环境潜在的危害小，但
其工程量大，需要大量的清洁泥沙等，来源困难。同时覆盖会增加底泥的量，使水体库容变
小，因而该技术不一定适用于河流、湖泊和港口，而更加适用与深海底泥的污染控制中。实
践中覆盖法可以与疏浚相结合，尤其是在航道中，先疏浚后覆盖。如日本的Biwa湖沉积物治
理项目中采用先疏浚后沙盖的两步处理来限制沉积物中磷的释放。
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