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(jī)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(duì)土壤的滲透性要求較高，尤其是土壤的粘性較大時(shí)，處理效果明顯降低，處理周期也顯著加長(zhǎng)；此外，物理化學(xué)修復(fù)方法會(huì)嚴(yán)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(guò)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(shí)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(duì)上覆水體的污染，但處理費(fèi)用昂貴、污染物泄漏以及對(duì)原有水體底部生態(tài)破壞等缺點(diǎn)限制其推廣應(yīng)用。因此，治理費(fèi)用相對(duì)較低、對(duì)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(duì)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(fèi)用較低，但污染物沒有得到去除且有泄漏的風(fēng)險(xiǎn)；植物修復(fù)技術(shù)同樣處理時(shí)間較長(zhǎng)，且需要篩選專屬植物。電動(dòng)力學(xué)技術(shù)是專門針對(duì)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(jī)和無(wú)機(jī)污染物，具有可控性強(qiáng)和處理效果好等優(yōu)點(diǎn)；在重金屬和有機(jī)物污染土壤修復(fù)方面已有較多的究，在污染場(chǎng)地原位修復(fù)也有相關(guān)報(bào)道1.2沉積物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展對(duì)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(dòng)物修復(fù)法）；有機(jī)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(guò)機(jī)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(duì)水體的污染，但由于處理費(fèi)用高、對(duì)操作人員的風(fēng)險(xiǎn)暴露較大以及對(duì)水體底層生態(tài)破壞嚴(yán)重等缺點(diǎn)在很多污染地區(qū)難以推廣。原位修復(fù)技術(shù)是指無(wú)需將污染沉積物移出水體而在原位進(jìn)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(shì)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(guò)程中對(duì)上層水體和操作人員的危害，不需要額外的場(chǎng)地對(duì)疏浚底泥進(jìn)行堆放和處理，所需處理費(fèi)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(guò)程為自然過(guò)程，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康沒有危害，且處理成本低。對(duì)于沉積物中污染物濃度較高或污染區(qū)域條件較惡劣時(shí)，可以通過(guò)人為措施來(lái)增強(qiáng)修復(fù)效果，如對(duì)瀝青污染底泥進(jìn)行修復(fù)時(shí)補(bǔ)充有機(jī)碳源后，污染物降解速率得到了很大的提高[69]。雖然通過(guò)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(shí)較長(zhǎng)，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(xiàng)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(duì)底泥中的污染物進(jìn)行包封或穩(wěn)定處理。該技術(shù)從物理上抑制了污染物對(duì)上層水體的危害，但并沒有達(dá)到真正去除污染物的目的，污染物保留在底泥中仍會(huì)對(duì)原生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，且污染物存在滲出的危險(xiǎn)；此外，該技術(shù)的工程量很大，材料需求量大，并會(huì)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(guò)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(shí)存在一些問(wèn)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(dāng)外界條件變化時(shí)如攪拌會(huì)引起底泥再懸浮，污染物有可能會(huì)重新緩慢的釋放出來(lái)。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(fèi)用低，且對(duì)環(huán)境不會(huì)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(duì)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(duì)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(shí)收割和后處理；同時(shí)，植物的生物量低、生長(zhǎng)緩慢以及生長(zhǎng)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)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(jí)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(jī)物已有相關(guān)報(bào)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(shí)驗(yàn)室研究階段，離實(shí)際應(yīng)用還有很大的距離，尚需進(jìn)一步的研究和工程實(shí)踐檢驗(yàn)。1.3電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展電動(dòng)力學(xué)修復(fù)，其基本