黑臭流域 环境底泥修复之原位底泥修复

原位底泥修复是指将修复药剂施用到底泥或与底泥进行混合。混合可以依靠生物扰动过程被动达到，或者采取主动的机械混合（如螺旋钻）。


修复药剂适用于以下两种情况：
（1）污染程度较高的区域，并依靠监测式自然恢复或加强型监测式自然恢复无法在可接受时间内达到风险降低目的；
( r) ]$ q9 J; y$ U  v（2）需要迅速达到风险降低的区域。


6 i3 [% b5 V  ]2 k0 P0 f" m9 t8 }
0 g4 o9 p4 F3 p9 O. Z) ]
0 L) u" z4 ^! ~( ^7 I& A针对不同污染物可以使用不同的修复药剂，活性炭是使用最广泛的一种用来固定污染物的原位药剂。活性炭对污染物固定的效果已经在许多大型原位底泥修复工程中得到证明，它能降低一系列有机污染物和金属污染物的生物有效性和移动性，污染物包括多氯联苯、多环芳烃、二甲基二恶烷、二恶英/呋喃、氯苯、三丁基锡以及汞。活性炭现场投加的方法有许多种，包括：
3 N! Z9 l) `# d2 e
5 {4 K2 G- Q. v0 E1 i$ y) l直接投加活性炭，使用或不使用粘合剂以及加重剂
提前与底泥或砂混合，再投放
- D* G6 \/ D! r/ P1 E& b8 [& C将活性炭置于封盖之下

% @# X; a6 G- c( q9 L其他修复药剂则被用于降解污染物或将污染物转化为毒性更小的物质。这些药剂包括磷灰石、营养物质或臭氧（用作生物刺激）、细菌菌株KB-1（用作生物加强）和零价铁。
- w9 y/ p  P) X5 O% g
! R& q- b! a: d3 h水泥、水泥加石灰或粉煤灰可以物理上稳定或固化污染物。这些原位固化方式适用更高浓度的污染物，但被认为是一种更主动，侵入性更强的修复方式。
2 h5 u6 ]" Q; r1 T3 B6 s7 ~, [

01

修复方法

$ ?4 j1 o+ [" s& C5 c( S
* f4 \2 q7 g# i任何运用原位修复的设计都必须解决两个关键问题：修复药剂(材料)和输送系统(方法)。下面的部分总结了一般类型的修复药剂和输送发方法，并提供了关于每种方法发展状况的信息。
* Y' F7 w- i, [  p4 [9 L. G
生物修复药剂包括三类：

生物强化是将培养的微生物(例如 KB-1)直接添加到底泥上或底泥中，来降解和转化特定的污染物。
生物刺激是指去除或改进底泥中限制反应速率的因素，从而刺激土著微生物降解和转化特定的污染物。
4 t7 `. a; s& ]' t$ g  U7 x: ~抑制作用是指通过添加修复药剂来抑制现有条件下会导致污染物转化更具毒性形式的生物反应过程。

化学修复药剂是主要用于将污染物降解成毒性或生物有效性更小的混合物（零价铁）。
8 {* E8 m0 R% p9 M4 _
( I0 C; V- I# X物理修复药剂可以被用来达到两种效果：
; a* V% s9 z0 R" ^4 k, M2 N2 a
添加化学物质或其他材料(如活性炭, 有机黏土，沸石，铝钒土和氧化铁/氢氧化铁)可以通过物理或化学机制结合(吸附)污染物，降低它们的生物有效性。活性炭是这其中应用最广泛，被试验最多的材料。
0 r' B( J) R5 P. s固化/稳定化涉及到添加化学物或水泥(如硅酸盐水泥，生石灰和粉煤灰)来将被污染的底泥封存在固化物中，从而减少污染物的移动性和生物有效性。
2 S$ T2 O6 j/ b3 b/ j
' P7 }7 W$ x% \' p* \" v修复药剂的输送
/ S5 T: l8 ]' {
底泥原位修复的成功必须保证修复药剂与底泥中的污染物有充分的接触。

修复药剂可以机械性地撒在水层表面，也可以喷洒在水面上。修复药剂之后通过水体沉降到底泥表面。另一些输送系统可利用小船或驳船拖着机器，将修复药剂直接注入底泥。
5 j/ Q2 N" a3 T' E
修复药剂与底泥的混合可以通过机械方式(如,使用螺旋钻) 主动完成，也可以通过依靠自然生物过程(如,底栖生物的生物扰动作用)和物理过程(如重力)这些被动的方式完成。


" q' Z6 _$ k$ D/ z* T1 W
. D$ y; b" G7 K+ T' J$ R机械方法投加修复药剂



, Y( I7 J( g- t/ h0 U, T使用螺旋钻机混合修复药剂
3 Z, r; T( E! f
' M( G- \, B  ^, s& @; s7 o, G

02

原位修复设计所需的数据

& D% R. I% a; t0 w1 W/ W; b- U1 p查看关于原位修复的关键场地特征的汇总表 （表格2）
2 _7 b: V8 W( I0 @# j5 L: N6 k
! V6 k; [6 A4 c4 `% I
在选择原位处理作为最终修复措施之前， 有必要开展以下一种或多种类型研究作为评估依据。除此之外，修复设计过程中或是施工之前也有可能需要开展这些研究。
; ^& a; Z6 i+ j9 ~% C) B% G  q, G0 f
& E( X( B& E, j0 m6 X可行性研究
3 J5 ]9 Z. C/ y9 `, e7 }实验室小试
! Q- f' _! h0 ^2 p  B/ i- M4 w现场中式
/ j5 U2 F- z7 ^! I) r1 ]
设计过程中应确定原位修复处理技术是否能将污染物当前以及未来风险降低至修复目标。评估通常基于以减小污染物的流动性、有效性，污染物实际降解为标准。
7 o/ j! ]$ p0 c( P
$ J0 L( r7 ?7 ^+ ?9 L4 Z8 q6 o对于原位修复的接受度部分取决于修复工程短期内造成的负面影响。包括对当地的生态圈和栖息地环境影响，污染物的释放、重新悬浮和未经处理的残渣，以及资源消耗和达到修复目标所需要的时间。
5 w- S  G- }' f
7 d3 n2 j- I8 \+ [+ Y! m. c原位修复的接受程度同样取决长期的修复效果。长期效果的考虑因素包括可能从修复区域释放的化学物质，修复深度，修复容量以及二次污染。

原位修复处理费用因修复药剂量和成本，投放药剂设备的花费，以及投放和实施的花费（包括监测和验证）而不同。影响修复费用的驱动主因有：
, n" ]6 g: u1 D9 H* L$ a9 c+ P
修复药剂材料
4 L% S; u5 I/ e, R/ w# V- V! d实施方法
2 B+ t- z5 w+ a1 b7 C1 ^! g! }监测效果

03

监测

监测河流和底泥情况对确认修复药剂的投加量和分布是否足够以及对应的修复效果至关重要。在施工阶段，淤泥底床中的污染物可能在混合过程中重新悬浮，并迁移至下游无污染区域。所以在实施过程中，必须对含有修复药剂淤泥底床的稳定性， 有效处理区厚度以及修复药剂浓度进行监测， 来确认垂直和水平方向具有充足的处理容量。

施工过程中监测确认修复技术恰当实施之后， 对河流和泥底状态的监测可用于评估修复的整体效果。必须评估修复效果来决定修复处理是否成功将污染暴露降低至可接受水平。
  K( ^) N) O& m