湖泊內(nèi)源污染治理

1、湖泊內(nèi)源污染現(xiàn)狀及其治理技術(shù)研究進(jìn)展制作人：張建利單位：云南大學(xué)工程技術(shù)研究院專業(yè)：市政工程目錄 1.湖泊污染的背景 2.湖泊內(nèi)源污染的現(xiàn)狀 3.湖泊內(nèi)源污染的機(jī)理 4.湖泊內(nèi)源污染治理的技術(shù)和手段 5.發(fā)展和展望湖泊污染的背景 我國是一個湖泊眾多的國家, 大于的天然湖泊有2300余個, 湖泊面積為70988Km2, 約占全國陸地總面積的0. 8% , 湖泊總貯水量為7077多億 m3。目前, 水體的富營養(yǎng)化已經(jīng)成為我國一個較為突出的環(huán)境問題。許多大型湖泊, 如巢湖、太湖、鄱陽湖、滇池等, 都已經(jīng)處于富營養(yǎng)或重富營養(yǎng)狀態(tài), 而且一些河流在部分河段也出現(xiàn)了富營養(yǎng)化現(xiàn)象, 如黃浦江流域、珠江廣州河

2、段等。據(jù)統(tǒng)計, 我國主要湖泊處于因氮磷污染而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的占統(tǒng)計湖泊的56% 。由于水體一旦進(jìn)入富營養(yǎng)階段就會喪失其應(yīng)有的功能, 影響經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展, 因此, 治理富營養(yǎng)化水體, 減少其中的營養(yǎng)物質(zhì)含量, 恢復(fù)水體的綜合功能, 已成為當(dāng)前淡水生態(tài)學(xué)研究的中心問題之一。 湖泊水體富營養(yǎng)化的污染來源湖泊水體富營養(yǎng)化的污染來源外源內(nèi)源點源面源工廠排污生活污水的排放農(nóng)田肥料農(nóng)藥污染地面徑流污染大氣沉降污染固廢淋溶下滲沉降至湖泊底部的營養(yǎng)物質(zhì)的釋放 內(nèi)源污染 內(nèi)源污染主要指進(jìn)入湖泊中的營養(yǎng)物質(zhì)沉降至湖泊底質(zhì)表層，在一定條件下向水體釋放，成為湖泊富營養(yǎng)化的主導(dǎo)因子。在這兩種污染來源中，外源污染主要從源

3、頭上進(jìn)行綜合治理，減少污染物的輸入。對于污染較輕的湖泊，通過削減外源污染可使水質(zhì)得到改善和恢復(fù)，但對于富營養(yǎng)化程度較高的湖泊，沉積物中的污染物會不斷釋放進(jìn)入水體，因此，即使在外源污染得到有效控制的情況下，湖泊仍會長期處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，可見，內(nèi)源污染治理十分重要。湖泊內(nèi)源污染的現(xiàn)狀 1.內(nèi)源性負(fù)荷的產(chǎn)生 湖泊沉積物是水體生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分, 也是水生生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)、能量循環(huán)中的重要環(huán)節(jié)。點源的污水排放、非點源的大氣沉降和地表徑流注入、湖泊水生生物的死亡堆積, 會使湖泊沉積物中的污染物質(zhì)逐步富集起來, 為深層水的細(xì)菌、真菌、原生動物以及一些無脊椎動物提供了食物和能量。這些生物的代謝呼吸將消耗儲

4、存在深水層中的氧氣, 并釋放原先與有機(jī)物結(jié)合在一起的氮、磷等營養(yǎng)元素, 從而形成湖泊的“內(nèi)源性負(fù)荷”。 2.內(nèi)源污染的危害 沉積物中蓄積的污染物主要有3大類: 重金屬、營養(yǎng)元素及難降解有機(jī)物。通過各種途徑進(jìn)入水體的重金屬很容易被水體懸浮物或沉積物所吸附、絡(luò)合或共沉淀, 從而在水底的沉積物重富集。人類排放的大量有機(jī)有毒物質(zhì)也有相當(dāng)一部分進(jìn)入水體而沉積在水底沉積物中, 從而對水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成長期的威脅, 產(chǎn)生“三致效應(yīng)”。沉積物中氮、磷和有機(jī)質(zhì)向水體的釋放可以給水生生物提供豐富營養(yǎng)來源, 釋放量過多則會造成水體富營養(yǎng)化。在沉積物中引起富營養(yǎng)化的主要是氮磷的釋放，而磷是水體富營養(yǎng)化的限制性因子。 在

5、外部負(fù)荷較小的情況下, 內(nèi)源負(fù)荷成為主要的富營養(yǎng)誘因。如杭州西湖1988年7月至1989年6月間沉積物釋放的磷占外源輸入磷負(fù)荷的41.5%。由于內(nèi)源負(fù)荷磷的影響, 西湖引水工程的效果在停機(jī)10 d后即消失。1995至1996年間進(jìn)入滇池草海的TP、TN和COD約有90%以上儲存于湖底(少量進(jìn)入大氣), 真正進(jìn)入水體的微乎其微, 沉積物釋放的總磷可維持滇池水體目前水平63年之久。玄武湖沉積物的磷年釋放量為10.46t, 占全年入湖量的21.5%。武漢東湖1997年10月至1998年9月期間, 高達(dá)78.5%的磷滯留在湖內(nèi), 當(dāng)水體養(yǎng)分的外源得到有效控制后, 沉積物中養(yǎng)分的季節(jié)性再懸浮仍能使水體的

6、富營養(yǎng)化持續(xù)數(shù)十年。 營養(yǎng)元素在水- 沉積物界面的行為水- 沉積物界面的結(jié)構(gòu)沉積物的吸附營養(yǎng)元素在水營養(yǎng)元素在水- - 沉積物界面的行為沉積物界面的行為水- 沉積物界面的結(jié)構(gòu)沉積物的吸附沉積物中營養(yǎng)元素釋放規(guī)律氮的釋放磷的釋放 1.水- 沉積物界面的結(jié)構(gòu) 水- 沉積物界面是在水環(huán)境中水相和沉積物相之間的轉(zhuǎn)化區(qū), 是水環(huán)境的一個特殊而重要的區(qū)域, 是底棲生物的棲息地帶, 是水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。根據(jù)氧化還原電位的不同, 可將水- 沉積物界面的結(jié)構(gòu)描述為氧化帶( 電子接受體為氧氣) 、還原帶( 電子接受體為硫酸根和硝酸根離子) 和重還原帶( 電子接受體為二氧化碳) 。由于氧化還原電位不同,

7、污染物在各帶發(fā)生的化學(xué)過程也不同, 從而造成污染物在水- 沉積物界面以不同的形態(tài)進(jìn)行積累, 并對水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響。2002年中國環(huán)境質(zhì)量公報表明, 我國氮、磷污染嚴(yán)重, 導(dǎo)致富營養(yǎng)問題突出。本文側(cè)重說明沉積物上營養(yǎng)鹽的吸附和釋放過程, 以產(chǎn)生富營養(yǎng)化的主要營養(yǎng)鹽磷和氮為例討論在其水- 沉積物界面的行為。 2.沉積物的吸附 沉積物中自然膠體表面的正電荷金屬陽離子能夠與溶液中營養(yǎng)鹽陰離子形成鍵合, 從而使沉積物從水中吸附可溶性營養(yǎng)鹽, 降低湖泊氮、磷濃度。因此,當(dāng)水中污染物濃度過高時, 底質(zhì)對水中污染物具有凈化或惰化作用。沉積物對水體磷酸根的吸附, 主要是沉積物中的粘土、鐵鋁氧化物、碳酸

8、鈣等礦物顆粒對磷酸根的專性吸附, 其中尤以鐵鋁氧化物的吸附作用最為強(qiáng)烈。此外還有微生物通過吸收同化而產(chǎn)生的磷的生物固定。水體pH值、沉積物組成均是其影響因素。 3.沉積物中營養(yǎng)元素釋放規(guī)律 當(dāng)污染物的排放減少或停止之后, 由于污染物在水- 沉積物界面具有存儲和傳輸功能, 在條件合適的時候, 底部沉積物不再作為污染的匯, 而是成為污染物的來源, 這時污染物從底部沉積物釋放出來進(jìn)入水中, 造成水體的二次污染。 磷的釋放 一般情況下磷釋放首先進(jìn)入沉積物的間隙水中(這一步驟通常被認(rèn)為是營養(yǎng)物釋放速率的決定步驟), 然后擴(kuò)散到水土界面, 進(jìn)而向上覆水混合擴(kuò)散,成為湖泊磷負(fù)荷的一部分。沉積物中的磷可以通過

9、3種機(jī)制釋放進(jìn)入上覆水中。磷的釋放生物釋放物理釋放化學(xué)釋放 (1) 生物釋放: 通過細(xì)菌、大型水生植物和底棲生物的消化道釋放。 (2) 物理釋放: 一是由沉積物間隙水與上覆水體間溶解磷的濃度梯度所產(chǎn)生的擴(kuò)散作用; 二是由于風(fēng)吹、波浪等擾動引起的沉積物再懸浮而產(chǎn)生的磷釋放。 (3) 化學(xué)釋放: 厭氧條件下鐵磷礦物的還原是沉積物釋磷的主要機(jī)制, 三價鐵離子被還原為亞鐵離子, 易與磷生成可溶性的磷酸亞鐵鹽, 并與磷酸鹽一起釋入上覆水中。一旦出現(xiàn)利于鈣、鋁、鐵等不溶性磷酸鹽沉淀物溶解的條件, 無機(jī)態(tài)的正磷酸鹽就釋放磷。目前相關(guān)方面的研究較多, 對不同環(huán)境條件下沉積物中氮釋放的實驗室研究表明, 沉積物中

10、磷釋放的影響因素很多, 除溫度、pH、溶氧水平、界面氧化還原狀況、微生物、底泥磷形態(tài)、水體擾動之外, 還有湖泊水化學(xué)組成、藻類、有機(jī)質(zhì)含量及類型, 甚至鹽度等。 反應(yīng)磷釋放通量磷是許多湖泊富營養(yǎng)化進(jìn)程中的關(guān)鍵因子，在靜態(tài)條件下，磷在沉積物-水界面循環(huán)主要受沉積物吸附、釋放及間隙水三個作用的控制。 內(nèi)源磷的賦存形態(tài) 沉積物中磷包括有機(jī)磷和無機(jī)磷兩大類。 無機(jī)磷 在沉積過程中，吸附在沉積物上的溶解磷酸鹽和磷與水體中的金屬離子結(jié)合，以不同的結(jié)合態(tài)存在的磷，主要為鋁磷、鐵磷、鈣磷。我國大量的湖泊水庫調(diào)查資料表明內(nèi)源磷主要以無機(jī)態(tài)存在，一般占總磷的60%以上。 無機(jī)磷中,鐵磷最不穩(wěn)定,在還原條件下,鐵型

11、磷首先釋放出來。一般認(rèn)為:底泥釋磷與鐵磷關(guān)系密切，當(dāng)表層底泥氧化還原電位(Eh）高時,有助于Fe3+與磷酸鹽結(jié)合成不溶的磷酸鐵;而當(dāng)Eh較低(無光通空氣有光通氮氣有光通空氣。就實驗條件而言，上覆水磷濃度大小表現(xiàn)為：無光環(huán)境有光環(huán)境，通氮氣環(huán)境 通空氣環(huán)境 3.溫度 溫度是影響水環(huán)境中的各種物理化學(xué)反應(yīng)、微生物活性的重要因素。從以往大量的試驗結(jié)果來看，無論是好氧還是缺氧條件下，隨著溫度的升高，沉積物釋磷量都明顯增加。在玄武湖內(nèi)源磷釋放模擬試驗中，25條件下上覆水中的溶解磷濃度為0.05mg/L，而35條件下的溶解磷濃度為0.133mg/L，約為25條件下的2倍。此外還發(fā)現(xiàn)，升高溫度不僅釋磷強(qiáng)度明

12、顯增加，而且最大值出現(xiàn)的時間均隨溫度的增加而提前。 溫度升高，參與內(nèi)源磷釋放的物理化學(xué)反應(yīng)速度加快，如吸附反應(yīng)、溶解反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)沉淀等，相應(yīng)的內(nèi)源磷的釋放速率也增加。溫度的升高，會使得上述物理化學(xué)反應(yīng)的平衡向解析、溶解的方向移動，致使內(nèi)源磷釋放量增加。另一方面，隨著環(huán)境溫度的升高，底泥中的微生物和底棲生物活動加強(qiáng)，促進(jìn)生物擾動、礦化作用和厭氧轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致間隙水耗氧，降低了泥層中的電極電位，使底泥表面呈還原狀態(tài)，有利于Fe3+的還原，加速底泥中Fe，結(jié)合態(tài)磷的釋放。 4.微生物 底泥中的微生物可能通過直接或者間接的作用改變底泥中所發(fā)生的熱力學(xué)和動力學(xué)過程。因此，底泥中微生物的活動在釋磷過程中起著

13、相當(dāng)重要的作用。有試驗說明:在無微生物狀態(tài)下，沉積物中的磷釋放幾乎為零，而由于微生物參與，沉積物中釋放的P比無菌狀態(tài)下高出50%一100%。 候立軍等人在對蘇州河底泥內(nèi)源磷釋放的試驗研究中也有類似發(fā)現(xiàn):在有微生物作用下的底泥，其內(nèi)源磷的釋放量明顯高于沒有微生物作用底泥內(nèi)源磷的釋放。其原因在于，微生物可把底泥中有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化分解成無機(jī)態(tài)磷，從而可增加底泥中P的釋放量。此外，微生物還可將不溶性磷化物轉(zhuǎn)化為可溶性磷，將進(jìn)一步促進(jìn)底泥中內(nèi)源磷的釋放。 5.擾動 擾動是影響淺水湖泊水一沉積物界面反應(yīng)的主要物理因素。底質(zhì)間隙水中溶解磷的濃度約是上覆水的103倍，擴(kuò)散作用導(dǎo)致磷酸鹽從高濃度方向向低濃度方向遷移

14、，因此擾動會加速這種擴(kuò)散作用，使底質(zhì)中的間隙水?dāng)U散到上覆水中。此外，擾動會使底泥中的顆粒磷再懸浮，增加了泥一水界面的P交換，擾動越大，內(nèi)源性磷從底泥中釋放的量也越大。 當(dāng)水體中的懸浮泥沙達(dá)到一定程度(水:泥為12g/L:14 g/L)時，釋放量趨向于一常量。因此，擾動對P釋放的影響僅是有限的短期效應(yīng)，當(dāng)表層底泥以及再懸浮物受水動力攪動向水體釋放P達(dá)到一定程度后，可能進(jìn)人一種P釋放枯竭狀態(tài)，此時沉積物和懸浮物的P向水體的釋放與水體中的P向沉積物和再懸浮物沉積和吸附達(dá)到一種動態(tài)平衡。因此，只有 水體中P含量降低，P從沉積物上的釋放才能進(jìn)一步講行。 氮的釋放 沉積物中氮主要是有機(jī)氮和無機(jī)氮。氨氮和硝

15、酸態(tài)氮容易通過擴(kuò)散進(jìn)入水體。易降解的有機(jī)氮在異養(yǎng)微生物作用下降解、銨化。生成的氨氮, 可以被粘土礦物所吸附而成為可交換態(tài)氨氮, 進(jìn)入間隙水, 重新被微生物同化為有機(jī)氮, 或者擴(kuò)散至沉積物氧化層而氧化成亞硝酸氮和硝酸氮。硝化和反硝化作用是水- 沉積物界面氮遷移和交換的主要形式。在富氧條件下,沉積物庫中的有機(jī)氮化合物經(jīng)降解作用, 生成硝酸、氨等無機(jī)離子擴(kuò)散進(jìn)入上覆水體中, 提高了水體氮的營養(yǎng)水平。影響沉積物有機(jī)氮降解的因素有溫度、DO及有機(jī)質(zhì)的生物可降解性等。 間隙水中氮、磷的擴(kuò)散 通常氮、磷釋放時, 首先進(jìn)入的是沉積物的間隙水, 進(jìn)而向上層水土界面和上覆水混合擴(kuò)散。可以滯留在沉積物中, 也可脫逸

16、到上覆水體中被浮游植物吸收而重新被利用。沉積物間隙水中氮、磷向上覆水體的交換通量除了和表層沉積物的再懸浮有關(guān)外, 還取決于以下兩個過程: 沉積物底部間隙水由于濃度梯度而引起的擴(kuò)散; 沉積物表層的氧化還原行為。湖泊內(nèi)的富營養(yǎng)化控制技術(shù)湖泊內(nèi)的富營養(yǎng)化控制技術(shù)減少入湖外源性營養(yǎng)負(fù)荷的技術(shù)控制湖泊內(nèi)源營養(yǎng)負(fù)荷技術(shù)控制湖泊富營養(yǎng)化的湖泊生態(tài)修復(fù)技術(shù)水體中藻類的治理技術(shù) 減少入湖外源性營養(yǎng)負(fù)荷的技術(shù)減少入湖外源性營養(yǎng)負(fù)荷的技術(shù)廢污水遷移氧化塘技術(shù)土地處理系統(tǒng)生物除磷前置庫限制合成洗滌劑含磷量水栽生物過濾法 控制湖泊內(nèi)源營養(yǎng)負(fù)荷技術(shù)控制湖泊內(nèi)源營養(yǎng)負(fù)荷技術(shù)沉積物氧化化學(xué)沉淀底泥覆蓋引水沖刷底泥疏浚湖內(nèi)下層

17、水抽取選擇排放水位操作生物技術(shù) 控制湖泊富營養(yǎng)化的湖泊生態(tài)修復(fù)技術(shù)控制湖泊富營養(yǎng)化的湖泊生態(tài)修復(fù)技術(shù)大型高等水生植物修復(fù)技術(shù)食魚性魚調(diào)控技術(shù) 水體中藻類的治理技術(shù)水體中藻類的治理技術(shù)直接過濾除藻氣浮除藻化學(xué)藥劑除藻養(yǎng)魚除藻機(jī)械收藻 湖內(nèi)控制技術(shù)控制湖泊內(nèi)源營養(yǎng)負(fù)荷方法水文學(xué)方法物理方法化學(xué)方法生物生態(tài)方法稀釋和沖刷抽引及增流覆蓋疏浚曝氧添加化學(xué)絮凝劑植物恢復(fù)和回收食物鏈調(diào)控 方法及原理水文學(xué)方法稀釋和沖刷原理：通過稀釋降低水體中的氮磷等污染物濃度，通過增加水的循環(huán)、縮短水的換水周期，來破壞藍(lán)藻生長環(huán)境，降低藻類生長率，達(dá)到改善水質(zhì)的目的。（杭州西湖）底部引流原理：通過抽吸的方法，把湖泊或者水庫

18、底部厭氧、富含氮磷的水，排出湖泊或水庫。這個方法適合面積不大、夏季具有溫躍層的湖泊或水庫。人工造流原理：人工造流也被稱為底部曝氣，目的是破壞溫躍層，減少底部的內(nèi)源釋放。適用于內(nèi)源污染比較重而水體又不是特別深的情況下。造流的方法有水泵和射流相結(jié)合的方式，也有把壓縮空氣加入到水底再向上噴射的方法。 物理方法 沉積物覆蓋基本原理：利用未受污染的黃沙、黏土或其他材料覆蓋在富含有機(jī)物和污染物的沉積物上，形成一個物理隔離層，阻礙底泥向上覆水中釋放營養(yǎng)鹽或其他污染物質(zhì)。 沉積物疏?；驹恚阂卜Q底泥疏浚，原稱異位處理，就是把氮磷等富營養(yǎng)化污染底泥取走。適用條件要求外源污染已得到控制。 化學(xué)方法鋁、鐵、鈣絮凝

19、方法原理：通過向污染水體中投加混凝劑，使細(xì)小的懸浮態(tài)的顆粒物和膠體微粒聚集成較大的顆粒而沉淀，使磷等污染物從水體中清除出去。 強(qiáng)化水體的自然凈化 深水曝氣，通過改變底泥界面厭氧環(huán)境為好氧條件來降低內(nèi)源性磷的負(fù)荷。通過向底泥上覆水沖氧的做法能有效地增加深水層的溶氧, 同時氨氮和硫化氫能得到降低。也可采用強(qiáng)化的植物修復(fù), 阻止沉積物的再懸浮和污染物的溶解擴(kuò)散。 原位覆蓋 原位覆蓋是將粗沙、土壤甚至未污染底泥等均勻沉壓在污染底泥的上部, 以有效地限制污染底泥對上覆水體影響的技術(shù)。將污染沉積物與底棲生物, 用物理性的方法分開并固定污染沉積物, 防止其再懸浮或遷移, 降低污染物向水中的擴(kuò)散通量。 原位處

20、理技術(shù)和異位處理技術(shù) 原位處理技術(shù)是將污染底泥留在原處，采取措施阻止底泥污染物進(jìn)入水體，即切斷內(nèi)污染源的污染途徑。 異位處理技術(shù)是將污染底泥挖掘出來運輸?shù)狡渌胤胶笤龠M(jìn)行處理，即將水體的內(nèi)污染源轉(zhuǎn)移走，以防止污染水體。 廣泛應(yīng)用的原位處理技術(shù)主要有覆蓋(掩蔽) 、固化、氧化、引水、物理淋洗、噴氣和電動力學(xué)修復(fù)等。 異位處理技術(shù)主要有疏浚、異位淋洗、玻璃化等。 下面介紹一種原位處理技術(shù)即原位覆蓋 原位覆蓋技術(shù)的原理 原位覆蓋技術(shù)通過在污染底泥表面鋪放一層或多層清潔的覆蓋物,使污染底泥與上層水體隔離,從而阻止底泥中污染物向水體的遷移。 功能 1.通過覆蓋層,將污染底泥與上層水體物理性隔開 2.覆蓋

21、作用可穩(wěn)固污染底泥,防止其再懸浮或遷移 3.通過覆蓋物中有機(jī)顆粒的吸附作用,有效削減污染底泥中污染物進(jìn)入上層水體。研究表明,覆蓋能有效防止底泥中PCBs、PAH及重金屬進(jìn)入水體,對水質(zhì)有明顯的改善作用 主要覆蓋材料及特性 掩蔽材料 未污染的底泥、清潔砂子、礫石、鈣質(zhì)膨潤土、灰渣、人工沸石、水泥,還可以采用方解石、粉煤灰、土工織物或一些復(fù)雜的人造地基材料等。 不同的覆蓋材料與其效果密切相關(guān),選擇覆蓋材料時主要考慮材料的如下幾方面特性: 1.覆蓋材料的粒徑,粒徑越小,阻隔能力越強(qiáng),污染物的穿透能力越低。 2.覆蓋材料中有機(jī)質(zhì)含量、覆蓋材料的比表面積和孔隙率,這些特性與其對污染物的吸附能力相關(guān)。 3

22、.覆蓋材料的比重或密度,該特性與其抗水流擾動、穩(wěn)固污染底泥的功能相關(guān)。 覆蓋技術(shù)當(dāng)然也有它的不足之處,因而有一定的局限性。 一方面,由于投加覆蓋材料,會增加湖泊中底質(zhì)的體積,減小水體的水深,改變湖底坡度,因而在淺水或?qū)λ钣幸欢ㄒ蟮乃?如河岸海岸及航線區(qū)域,不宜采用原位覆蓋技術(shù)。 另一方面,在水體流動較快的水域,覆蓋后覆蓋材料易被淘蝕,影響覆蓋的效果。 底泥疏浚（異位處理技術(shù)） 底泥疏浚是目前控制內(nèi)源污染所采取的一種比較普遍的做法, 尤其是在富營養(yǎng)化嚴(yán)重的城市淺水湖泊中。 原理 將高營養(yǎng)鹽含量的表層沉積物質(zhì), 包括沉積在底泥表面的懸浮、半懸浮狀的由營養(yǎng)鹽形成的絮狀膠體或休眠狀態(tài)的活體藻類或

23、藻類殘骸、動植物殘體等清除。疏挖深度的確定應(yīng)綜合考慮清除內(nèi)源性污染、控制巨型水生植物的生長以及有利于生態(tài)恢復(fù)等問題。疏浚設(shè)備的選擇需要考慮設(shè)備的可得性、項目時間要求、底泥輸送距離、排放壓頭以及底泥的物理和化學(xué)特征等。疏浚后的底泥應(yīng)采取治理和開發(fā)相結(jié)合的原則, 充分加以利用。如建立湖濱綠化帶, 場地造景, 開發(fā)旅游資源, 無害化處理后作為林地肥料制造聚合物及廢棄物復(fù)合材料、建筑墻體材料等。 化學(xué)治理 化學(xué)治理技術(shù)包括用“捆綁”試劑來共沉淀、絮凝沉淀、固定、鈍化,使之(停留) 在沉積物中。鐵、鈣、鋁鹽和水中的無機(jī)磷和顆粒磷結(jié)合形成化合物,這種新的化合物可以控制磷酸鹽在水體中的遷移,打破了磷在沉積物

24、及其上層水中的動力學(xué)平衡。 氯化鐵、石灰、石膏、明礬經(jīng)常用來共沉淀磷,使之在沉積物表層停留或營養(yǎng)形態(tài)改變。氯化鐵和硫化氫反應(yīng)可以形成氫氧化鐵和固定態(tài)的磷酸鹽。鋁(常用明礬)也經(jīng)常來沉淀磷和顆粒物質(zhì),鈍化磷的鋁絮凝物質(zhì)和沉降物質(zhì)會聚集在沉積物上,明礬治理的長效性和有效性取決于絮凝物的吸附和擴(kuò)散能力。 物理治理 1.改變氧化還原或水力動力學(xué)條件 應(yīng)用充氧曝氣、人工攪拌、深層水抽提、用清潔水稀釋等方法可以間接降低了富營養(yǎng)化湖泊中沉積物中過營養(yǎng)鹽的濃度。為了改善污染沉積物的氧化還原和水力動力學(xué)狀態(tài),曝氣技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用，其它技術(shù)有人工攪拌、深層水抽提、深水層曝氣、用清潔水稀釋等。在有氧的條件下，阻礙了磷營

25、養(yǎng)和金屬從沉積物向水體釋放的速度，潛在地加快了硝化和或反硝化過程。 2.掩蔽 沙子、卵石、黏土等經(jīng)常用來覆蓋污染的沉積物,抑制營養(yǎng)物的釋放,達(dá)到減小內(nèi)源污染的目的。將泥灰土和水噴灑在德國東北部的Arendsee湖,湖底形成了20120 mm的石灰質(zhì)層，該層共沉淀了磷和藍(lán)藻，同時也減少了磷從沉積物釋放到水體中去。 但是該技術(shù)的工程量很大，需要清潔的掩蔽物質(zhì)，對淺水湖泊來說減少了湖泊的庫容。 為了達(dá)到相同的目的,多聚材料也用來覆蓋在污染沉積物上面,達(dá)到抑制營養(yǎng)鹽釋放的目的。這些材料包括高密度聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯和尼龍等。這種措施雖然有一定效果,但成本較高,安裝困難,易被刺破,耐久性也是其應(yīng)用的

26、限制因素。 生物治理 1.生物修復(fù) 生物修復(fù)是指應(yīng)用有機(jī)物,主要是用微生物降解污染物質(zhì),減小或者消除污染物的危害。 優(yōu)點 它是傳統(tǒng)生物治理技術(shù)的擴(kuò)展,生物修復(fù)技術(shù)通常比傳統(tǒng)治理技術(shù)應(yīng)用的對象面積要大。 治理有機(jī)污染物(當(dāng)然包含營養(yǎng)物，如農(nóng)藥)的沉積物,和疏浚相比較。 生物修復(fù)通常需要額外加入高效的微生物和平衡營養(yǎng)的營養(yǎng)物質(zhì),有時還要加入電子受體或氧化劑。很早沉積物中有機(jī)物質(zhì)的礦化作用是從有氧到無氧的過程,這個過程是通過細(xì)菌消耗很多電子受體來完成的。 氧是最受歡迎的電子受體和能量,通常在沉積物與上層水界面之間因為呼吸作用而被消耗掉。當(dāng)在降解有機(jī)污染物時,氧氣被消耗掉后,被細(xì)菌作為中間電子受體應(yīng)用

27、的有NO3- 、MnO2 、Fe(OH)2+、SO42-和CO2 。首先是硝酸鹽被利用,接下來就是按照上面的順序依次被利用。 生物絮凝劑也常用來調(diào)理污染沉積物狀態(tài)。生物絮凝劑JMBF 25對治理石化廢水有很好的效果,同時也能夠改善底泥的沉降性能。 生態(tài)措施 廣泛應(yīng)用的生態(tài)措施是高等水生植被修復(fù)和生物操縱技術(shù) 基本原理 利用水生植物、魚或者底棲動物從水環(huán)境中吸收或去除營養(yǎng)物。他們可以規(guī)范生物結(jié)構(gòu)和改進(jìn)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的健康。 適用條件 水生植物對營養(yǎng)的吸收主要依耐水生植物的葉、莖，并且底棲動物的擾動可能會促進(jìn)營養(yǎng)物從沉積物向上層水釋放。因此，在污染嚴(yán)重的流域,待外源污染得到截除，內(nèi)源污染降低到一定程度后，沉水植物等大型水生植被的修復(fù)才經(jīng)濟(jì)可行。 在分子生態(tài)水平，提高生物磷去除是一個普遍的生物磷去除方法。 該法依靠“多聚磷酸鹽富積有機(jī)物(PAOs) ”循環(huán)在厭氧、好氧和缺氧的底泥環(huán)境中生物富積磷而去除。 在厭氧條件下，PAO將乙醇等低分子有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化成多聚堿性磷酸鹽( PHA) ，并且伴隨著多聚磷酸鹽和肝糖的降解,以及磷酸鹽的釋放。 在好氧或缺氧的條件下，PHA被轉(zhuǎn)化為肝糖，磷酸鹽被吸收,多聚磷酸鹽在分子內(nèi)產(chǎn)生。在PHA 降解期間，細(xì)菌的生長和磷酸鹽的吸收被釋放的能量