河流底泥的重金属污染现状及治理进展

重金属污染对水资源的影响常图09903008国际商学院国际经济法摘要:介绍了我国河流底泥重金属污染的现状。

结合土壤、污泥的重金属污染修复技术,综述了国内外河流底泥的重金属污染治理进展。

分析了物理修复、化学修复、生物修复技术的优缺点。

随着经济的快速发展和人口的逐年增长,工业废水及生活污水带来的环境问题日益严重,城市河道污染也在逐步加剧。

将物理、化学和生物修复技术有机集成,实现经济、有效生态清淤与处置,将是河流底泥污染异位修复的发展方向。

通过列举王春凤对广州市河流的污染研究、刘伟对上海市小城镇河流污染的研究、杨卓对白洋淀湖区重金属污染的研究以及赵丽霞对汾河底泥污染的等研究，进一步说明了重金属对我国河流的污染之严重。

一、前言随着经济的快速发展和人口的逐年增长,工业废水及生活污水带来的环境问题日益严重,城市河道污染也在逐步加剧。

1999年流经城市的河段普遍受到污染, 141个国控城市河段中有63 . 8%为Ⅳ至劣V类水质[1]。

水体底泥的污染状况是全面衡量水环境质量状况的重要因素[2]。

纳入水体的重金属大部分在物理沉淀、化学吸附等作用下迅速由水相转入固相,沉积于河涌底泥中,在环境条件发生改变时就可能被重新释放出来,使水体的重金属浓度增高,出现明显的二次污染。

水体底泥中的重金属污染,已成为世界关注的环境问题。

前国内外对河流底泥重金属污染的治理主要包括物理、化学、生物及其三者的联合治理。

当前对河流底泥重金属污染的现状调查与评价较多,对河流底泥重金属污染治理技术进展的综述相对较少。

本文在介绍我国河流底泥重金属污染现状的基础上,综述了国内外河流底泥的治理技术进展,以期为河流底泥的重金属污染治理提供理论参考。

二、我国河流底泥的重金属污染现状在我国,许多河流或湖泊底泥都受到了不同程度的重金属污染。

王春凤等[3]研究表明,广州市河流已受到不同程度的重金属污染,工业活动是主要原因。

刘伟等[4]研究显示,上海市小城镇河流沉积物受到不同程度的重金属污染,沉积物n、Pb和Cu污染是上海市小城镇河流重金属污染的一大特征,小城镇生活污水的地面冲淋是河流沉积物Pb的一个重要来源。

白洋淀是我国华北地区唯一的天然大湖,对于拦蓄上游洪水、维护津浦安全、缓解冀中缺水状况、调节当地小气候、改善生态环境等发挥着重要作用。

杨卓等[ 5 ]采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对白洋淀湖区底泥重金属元素进行了污染和生态危害评价,结果表明:白洋淀底泥中重金属Cd、Pb含量较高,分别表现为极强和轻微-中等的生态危害以及极强和中度的污染程度,河流底泥中的重金属污染程度与其周围城市的发展及其工业化进程密切相关。

汾河是山西最大的河流,也是黄河的第二支流。

赵丽霞等[6]分析了汾河底泥中重金属元素污染状况 ,河段底质已受到较严重的重金属元素污染。

巢湖水污染防治是国家“九五”期间环境保护工作的重点。

刘伟等[7]对巢湖清淤合肥项目区域污染底泥调查研究表明,底泥中Pb、Cr、Cd、 As的含量对巢湖尚不构成潜在生态危害。

鄱阳湖是我国最大的淡水湖,湖周边有我国著名的大型铜业基地德兴铜矿和永平铜矿,在河湖交接处,重金属含量较高,且已影响到水生环境。

曹维鹏等[8]对鄱阳湖 6条主要支流底泥中的重金属 (Cu、Co、Cd、Pb、Ni)的形态进行了研究 ,表明赣江支流、抚河底泥中5种重金属的总含量较高,其原因可能是城市生活污水、工业废水以及江支流、抚河区域的许多采矿点的废水未经处理而直接排放。

贾振邦等[9]评价了深圳3条河流的底泥,多数河段都受到重金属严重污染。

洪泽湖是我国 5大淡水湖之一,据刘振坤等[10]对洪泽湖底质重金属污染的分析表明:洪泽湖底质重金属Cd污染严重,湖底中汞的污染呈上升趋势。

盘龙起源于昆明市嵩明县西北梁王山,是滇池流域最大的一条河流,由于城区扩建的加快、工农业的快速发展和城市人口的急剧上升,重金属对盘龙江底泥已造成了一定程度的污染,其中锌(Zn)、铜 (Cu)、镉 (Cd)的污染较为严重[11]。

南四湖位于山东省西南部,是黄河和废弃黄河间的黄泛地区。

王晓军等[12]对南四湖表层沉积物重金属元素的污染分析表明 ,整个南四湖的上级湖已经受到Hg、As、Pb和Mn等重金属元素的污染。

我国河流底泥已受到不同程度的重金属污染,对河流底泥重金属污染的治理已迫在眉睫。

三、河流底泥重金属污染治理现状底泥中的重金属会对水体产生污染,危害河流的底栖生物。

底泥中的重金属毒性主要取决于重金属的形态。

如果能消除底泥中的重金属对水体和底栖生物的作用,则能有效降低污染底泥的环境影响。

当前国内外对河流污染物的修复主要有原位固定、原位处理、异位固定、异位处理等4种方法。

原位固定或处理是底泥不疏浚而直接采用固化或生物降解等手段来消除底泥的污染行为;异位处理或固定则是将底泥疏浚后再行处理,消除。

其对水体的危害。

在这些处理方法中 ,多采用物理修复、化学修复、生物修复以及这 3种技术联合使用。

（一）物理修复物理修复方法是借助于工程技术措施 ,直接或间接消除底泥中污染物的修复方法。

主要由原位修复和异位修复2种技术组成。

原位物理修复技术包括填沙掩蔽、固化掩蔽、引水、物理淋洗、喷气和电动力学修复等。

环保疏浚、工程疏浚、异位淋洗、固化填埋、玻璃化和用作建筑材料等属于异位修复技术,在国外都有普遍的应用。

物理修复效果明显,但工程量大,投入大,疏浚出的污泥如不进一步处理,则会对环境造成二次污染。

（二）化学修复化学修复是利用化学制剂与污染底泥发生氧化、还原、沉淀、聚合等反应 ,使重金属从底泥中分离或转化成无毒的化学形态。

主要有氧化还原、湿式氧化、化学浸提等方法。

常常与物理修复结合在一起应用。

化学修复方法存在花费大量化学药剂,运作困难以及一些固化药剂可能对水生生物产生毒害作用等缺点。

利用化学药剂浸提,能在一定程度上减少底泥中重金属的含量。

Bruning等[13]利用EDT A (乙二胺四乙酸)和PDA (嘧啶-2, 6 -乙酰乙酸)来萃取底泥中的重金属,结果表明,利用0 . 1M的EDT A,对Zn的最高去除率可达70% , Pb的最高去除率为 30%。

McCready等[14]研究发现,利用盐酸能提高20%对河流底泥重金属的浸提能力。

M Nystroem等[15]比较了HCl、NaCl、柠檬酸、乳酸、柠檬酸铵和蒸馏水对污泥重金属的浸提能力,盐酸是最有效的浸提剂。

Jon Renholds[16]采用化学固定的方法对受铅污染的Fox河流的疏浚底泥进行了恢复治理。

治理过程为:先将污泥疏浚,上覆水用泵输送至当地污水处理厂处理,然后向底泥中加入磷酸盐、Mg O和石灰石组成的混合物;磷酸盐用于结合底泥中的铅,形成能在较大pH范围内稳定的磷酸铅化合物,石灰石用于强化化学反应, MgO在处理过程中起缓冲pH值的作用;经一定比例的混合与足够的反应时间,稳定后的底泥被疏浚,脱水稳定后的底泥输送到填埋场作为非有毒有害废物进行填埋。

经检测,该工艺对底泥中铅的固定率达到了99 . 7% ,而处理费用却相对较低。

Abrego[17]用硝酸对污泥的沥滤结果表明,Cu、Ni的溶出率可分别达到86 . 7%、100%。

河流底泥中重金属所处的环境对其化学性质影响很大。

采用硝酸进行沥滤,可使底泥中绝大部分的Zn、Cd、Ni、Co、Mn、Cu在几天到几周内溶出。

Muller I等[18]通过研究,认为采用调整pH或氧化还原电位的方法,能将底泥中的重金属固定,从而有效防止疏浚污泥中重金属的迁移。

用粘土、有机物等物质来吸附重金属也可以达到固定的目的。

贾今平等[19]研究了利用湿法和干法工艺治理电镀重金属污泥,得到了综合利用产品——铁黑,其在质量和性能方面都能达到相关标准的规定。

利用该研究成果可有效防止电镀企业排放的废水进入河流并沉积于河底,避免对河流生态产生极大危害。

另外,新兴的动电技术是一种经济有效的土壤修复技术,被认为是土壤重金属修复最有前景的技术之一,人们也在考虑借鉴这个技术治理底泥中重金属物质。

M Nystroem等[15]利用电渗析萃取技术修复河流底泥重金属污染,并研究了不同电解液的效果。

研究的电解液主要有HCl、NaCl、柠檬酸、乳酸、柠檬酸铵和蒸馏水。

结果表明,电渗析萃取技术对河流底泥的重金属萃取非常有效 ,利用蒸馏水做电解液对Cu的去除率为 48%、Zn为 80%、 Pb为 96% ,而 Cd达到了98%。

（三）生物-生态修复生物-生态修复是利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动,对底泥中的污染物进行转移、转化及降解,从而达到去除污染物的目的。

分为微生物修复、植物修复、动物修复,以及不同生物联合修复等多种方法。

生物 -生态修复具有处理效果好 ,工程造价相对较低运行成本低廉,不会形成二次污染等优点。

四、结束语当今，就我国来说，水资源污染的事故不断发生，层出不穷。

虽然中央已经颁布了多项措施，但是仍旧有许多存有侥幸心理的地方政府和单位为了经济利益、金钱价值而忽视了环保利益。

保护环保利益是我们目前最刻不容缓的事情。

重金属对河流的污染不是短期性的，而是长期性的。

今后，我们必须加强相关立法监督，对重要责任人追求刑事责任。

俗话说：以道德为底线，以法律为准绳。

既然地方政府和各单位的法人没有良心可循，那么我们应当拿起法律武器去捍卫自己的利益。

参考文献:[1]滑丽萍,华珞,王学东,等。

芦苇对白洋淀底泥重金属污染程度的影响效应研究[J]。

水土保持学报,2006, 20 (2) : 102～105。

[2]郑习键。

珠江广州河段底泥的污染分析[J]。

长江建设, 1996, (5) : 17～18 .[3]王春凤,方展强,郑思东,等。

广州市河涌沉积物及底栖生物体内的重金属含量及分布 [J]. 安全与环境学报, 2003,3 (2) :41～43.[4]刘伟,陈振楼,许世远,等.上海市小城镇河流沉积物重金属污染特征研究[J]. 环境科学,2006, 27(3):538～543。

[5]杨卓,李贵宝,王殿武,等。

白洋淀底泥重金属的污染及其潜在生态危害评价[ J ].农业环境科学学报,2005,24(5):945～951。

[6]赵丽霞,张勇,雷亚春.汾河底泥中重金属元素污染状况研究 [ J ].光谱实验室 , 2005, 22 (1) : 106～108。

[7]鲁裕民。

德兴铜矿会铜废石的综合利用[J]。

华东地质学院学报,2000,23(2) :154～156。

[8]曹维鹏,罗明标,丁建桦,等.鄱阳湖主要支流底泥中重金属形态研究 [J].东华理工学院学报, 2006,29(1):66～73。

[9]贾振邦,等。

毛洲河和东宝河沉积物中重金属的污染及评价[J]。

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[10]刘振坤,张书海。