沉積物修復(fù)方法綜述

沉積物修復(fù)方法綜述土壤污染修復(fù)技術(shù)：施加抑制劑或改良劑增加有機肥料控制土壤的氧化—還原狀況改變耕作制度客土、換土及深翻生物修復(fù)技術(shù)以土壤微生物降解為主的修復(fù)技術(shù)以植物降解和富集為主的修復(fù)技術(shù)（一）大部分的土壤治理技術(shù)，如熱處理法、溶劑洗脫（淋洗法）、化學(xué)氧化和生物法等對土壤的滲透性要求較高，尤其是土壤的粘性較大時，處理效果明顯降低，處理周期也顯著加長；此外，物理化學(xué)修復(fù)方法會嚴重影響土壤結(jié)構(gòu)和地下水所處的生態(tài)環(huán)境，而且成本非常高；生物修復(fù)技術(shù)修復(fù)過程非常緩慢、效率低，不能滿足快速修復(fù)的需要，尤其是在比較密實的土壤中，修復(fù)所需要的活性微生物、輔助藥劑很難輸送至受污染區(qū)域。（二）沉積物治理方法中，疏浚技術(shù)（Dredging）是最常用的一種異位（Exsitu）處理方法，該技術(shù)能夠?qū)⑽廴疚飶氐滓瞥鏊w從而削減沉積物對上覆水體的污染，但處理費用昂貴、污染物泄漏以及對原有水體底部生態(tài)破壞等缺點限制其推廣應(yīng)用。因此，治理費用相對較低、對生態(tài)環(huán)境干擾較小的原位（Insitu）修復(fù)技術(shù)更受歡迎。原位治理技術(shù)包括自然修復(fù)技術(shù)、覆蓋技術(shù)以及植物修復(fù)技術(shù)等。自然修復(fù)技術(shù)處理成本低，對生態(tài)環(huán)境不產(chǎn)生干擾，但修復(fù)速度慢，且受沉積物中污染物濃度的限制；覆蓋技術(shù)處理費用較低，但污染物沒有得到去除且有泄漏的風(fēng)險；植物修復(fù)技術(shù)同樣處理時間較長，且需要篩選專屬植物。電動力學(xué)技術(shù)是專門針對粘性土壤開發(fā)的一種土壤治理技術(shù)，該技術(shù)可以有效地去除土壤中有機和無機污染物，具有可控性強和處理效果好等優(yōu)點；在重金屬和有機物污染土壤修復(fù)方面已有較多的究，在污染場地原位修復(fù)也有相關(guān)報道1.2沉積物修復(fù)技術(shù)研究進展對于污染土壤的修復(fù)方法目前已有較多的研究和應(yīng)用，在重金屬污染土壤的修復(fù)方面主要有物理法（如熱處理法、玻璃化技術(shù)）、化學(xué)法（如化學(xué)固定法、淋洗法）和生物法（如植物、微生物和動物修復(fù)法）；有機物污染土壤的修復(fù)方法包括物理化學(xué)法（如淋洗法、熱脫附法和化學(xué)降解法）、植物和微生物修復(fù)法。同土壤治理相比，沉積物治理技術(shù)要少的多，主要分為異位和原位修復(fù)技術(shù)兩大類。在污染沉積物眾多的治理技術(shù)中，疏浚技術(shù)是應(yīng)用范圍最廣的一種異位處理方法，通過機械作用將水體底泥疏浚到地面，經(jīng)脫水預(yù)處理后再采用淋洗、玻璃化、生物降解等技術(shù)去除污染物；該技術(shù)可以在較大程度上消除底泥對水體的污染，但由于處理費用高、對操作人員的風(fēng)險暴露較大以及對水體底層生態(tài)破壞嚴重等缺點在很多污染地區(qū)難以推廣。原位修復(fù)技術(shù)是指無需將污染沉積物移出水體而在原位進行污染物治理的技術(shù)，相比較于異位修復(fù)技術(shù)而言，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在原地處理受污染底泥可以避免沉積物轉(zhuǎn)移過程中對上層水體和操作人員的危害，不需要額外的場地對疏浚底泥進行堆放和處理，所需處理費用低。目前原位修復(fù)技術(shù)包括自然修復(fù)技術(shù)、覆蓋技術(shù)、原位處理技術(shù)以及植物修復(fù)技術(shù)。1.2.1自然修復(fù)技術(shù)自然修復(fù)技術(shù)主要依靠自然界的自我凈化能力降解和消除環(huán)境中的污染物。由于該技術(shù)處理污染物過程為自然過程，對生態(tài)環(huán)境和人類健康沒有危害，且處理成本低。對于沉積物中污染物濃度較高或污染區(qū)域條件較惡劣時，可以通過人為措施來增強修復(fù)效果，如對瀝青污染底泥進行修復(fù)時補充有機碳源后，污染物降解速率得到了很大的提高[69]。雖然通過改善可以提高修復(fù)效果，但自然修復(fù)技術(shù)的降解速度仍然較慢，歷時較長，且要求沉積物中的污染物濃度不能太高，因此在應(yīng)用中受到一定限制。1.2.2覆蓋技術(shù)與自然修復(fù)技術(shù)相比，覆蓋技術(shù)是一項積極的修復(fù)方法，在污染底泥表面鋪設(shè)一層隔離材料如黏土、沙子、卵石和聚合材料等對底泥中的污染物進行包封或穩(wěn)定處理。該技術(shù)從物理上抑制了污染物對上層水體的危害，但并沒有達到真正去除污染物的目的，污染物保留在底泥中仍會對原生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，且污染物存在滲出的危險；此外，該技術(shù)的工程量很大，材料需求量大，并會減小水深。1.2.3原位處理技術(shù)原位處理技術(shù)是指在原位利用物理化學(xué)或生物方法減少污染物的濃度、毒性或遷移性以及釋放的治理技術(shù)，包括原位氧化或還原以及原位固定化/穩(wěn)定化技術(shù)。原位氧化技術(shù)主要是向底泥中投加化學(xué)氧化劑或沉積物上方水體供氧以減少污染物的遷移性和生物毒性，有利于底泥中微生物群落的后續(xù)生物降解，目前使用較多的氧化劑有雙氧水、Fenton試劑、高錳酸鹽及過硫酸鹽等；原位還原技術(shù)則向底泥中投加還原劑改變底泥的氧化還原電位及降低污染物的毒性，使用較多的還原劑主要是鐵。原位固定化/穩(wěn)定化處理技術(shù)是指向沉積物中投加水泥或化學(xué)藥劑以包裹沉積物中污染物或降低污染物質(zhì)的溶解性、遷移性或毒性。該技術(shù)可以降低污染物的可利用性，減小污染物的危害。原位處理技術(shù)在應(yīng)用時存在一些問題，如引入的化學(xué)藥劑可能導(dǎo)入二次污染，而且藥劑同沉積物中污染物的充分接觸比較困難；此外，當外界條件變化時如攪拌會引起底泥再懸浮，污染物有可能會重新緩慢的釋放出來。1.2.4植物修復(fù)技術(shù)植物修復(fù)技術(shù)主要利用植物或植物根系區(qū)微生物的降解、吸收和代謝以降低或消除污染物毒性，該技術(shù)處理費用低，且對環(huán)境不會造成破壞，在土壤和地下水以及河岸、湖泊和濕地的治理中體現(xiàn)出優(yōu)越性。目前，該技術(shù)在對沉積物中重金屬如鋅、鐵、錳和鎘的修復(fù)效果較好；但是在不同的沉積物環(huán)境下對于不同的污染物需要篩選專屬植物，且處理后的植物需要定時收割和后處理；同時，植物的生物量低、生長緩慢以及生長周期長等缺點同樣限制了該技術(shù)的應(yīng)用。1.2.5其他修復(fù)技術(shù)其他修復(fù)技術(shù)包括高級氧化技術(shù)（如濕式空氣氧化、臭氧氧化等技術(shù)）、超臨界萃取技術(shù)、超聲處理技術(shù)、熱處理及浮選用于處理污染沉積物中的重金屬或有機物已有相關(guān)報道并取得了較好的處理效果，但是目前這些技術(shù)仍處在實驗室研究階段，離實際應(yīng)用還有很大的距離，尚需進一步的研究和工程實踐檢驗。1.3電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)研究進展電動力學(xué)修復(fù)，其基本