杜鵬程 陶 理

一、工程概況

江蘇省淮河流域重點(diǎn)平原洼地近期治理工程包括南四湖湖西洼地、黃墩湖洼地和里下河洼地，涉及江蘇省徐州、宿遷、鹽城、淮安、揚(yáng)州、泰州、南通等市。工程任務(wù)為通過疏浚河道和加固堤防，提高現(xiàn)有河道的防洪排澇能力。工程主要建設(shè)內(nèi)容包括疏浚河道430.77km，疏浚排澇溝199.98km等。

二、河道底泥污染現(xiàn)狀

該工程共需疏浚底泥3933.35萬(wàn)m3，為了解河道底泥現(xiàn)狀，共在46條河道設(shè)置了49個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括銅、鎘、汞、砷、鉛、鉻、鋅、鎳等8 項(xiàng)，按照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，共有10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)超標(biāo)，超標(biāo)因子為鋅和鎳。超標(biāo)底泥數(shù)量計(jì)算結(jié)果見表1。

由表1可知：疏浚河道中底泥超標(biāo)的總量為23.71萬(wàn)m3，占總疏浚底泥量的0.6%。

三、超標(biāo)原因

根據(jù)調(diào)查，并參考論文《射陽(yáng)河底泥重金屬沿程變化分析及污染評(píng)價(jià)》（徐慶生、王胤等，南京大學(xué)海岸與海島開發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2006年4月），射陽(yáng)河流域的底泥中鎳存在普遍污染，但污染程度較輕；鋅存在中等或中等偏上程度污染。這與射陽(yáng)河及其支流流經(jīng)重要工業(yè)城鎮(zhèn)或工業(yè)區(qū)有關(guān)。射陽(yáng)河是里下河洼地的入海五港通道之一，里下河洼地底泥超標(biāo)主要原因是不銹鋼等產(chǎn)業(yè)外排污水的重金屬沉淀造成。

黃墩湖洼地和湖西洼地鎳超標(biāo)底泥監(jiān)測(cè)點(diǎn)均在徐州市境內(nèi)。根據(jù)調(diào)查及論文《徐州市典型污染源周邊土壤重金屬污染特征及磁學(xué)響應(yīng)研究》（毛應(yīng)明，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2015年6月）可知，火電廠和水泥廠周邊土壤的鎳和鋅含量均超過區(qū)域土壤背景值的兩倍多。因此綜合分析認(rèn)為監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍的火電廠和水泥廠是導(dǎo)致底泥鎳超標(biāo)重要原因之一。

四、重金屬污染的底泥對(duì)環(huán)境的危害

河道疏浚已污染底泥如果不能得到有效處置，難免造成二次污染。在河道疏浚過程中，由于對(duì)河道底泥進(jìn)行擾動(dòng)，底泥中的污染物將會(huì)釋放到河水中，造成二次污染；底泥輸送過程中，如果不注重管理，會(huì)造成底泥流失，重新污染水體和土壤；底泥脫水過程中，如果不對(duì)滲濾水進(jìn)行處理，滲濾水會(huì)進(jìn)入水體和土壤，污染自然水體和地下水；底泥在填埋、利用、焚燒處置過程中，仍存在對(duì)水體、空氣、人群健康的危害。因此河道底泥疏浚必須在各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，避免二次污染發(fā)生。

五、河道底泥的處置方法

河道底泥的最終處置方法有綜合利用、填埋、焚燒等多種方式，綜合利用一般以農(nóng)林利用和建材利用為主。

1.綜合利用

（1）底泥堆肥

底泥堆肥農(nóng)用是一種較佳的最終處置方法。這種利用和處置方式可以使底泥含有的有機(jī)物重新進(jìn)入自然環(huán)境，從而改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。底泥中含有大量植物生長(zhǎng)所必需的肥分（N、P、K）、微量元素（Ca、Mg、Cu、Fe）及土壤改良劑（有機(jī)腐殖質(zhì)）。但是底泥中也含有大量對(duì)植物、土壤及水體有危害作用的病菌、寄生蟲（卵）、難降解有機(jī)物、重金屬離子以及多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性核素等難降解有害物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)造成土壤、地表水和地下水的嚴(yán)重污染，重金屬離子等甚至可能產(chǎn)生致癌物質(zhì)?；实钠毡閼?yīng)用造成底泥堆肥銷售市場(chǎng)難以開發(fā)等，這些使得此種處置方式尚在研究開發(fā)當(dāng)中，未得到普遍推廣。

表1 超標(biāo)底泥數(shù)量計(jì)算結(jié)果一覽表

（2）建材利用

利用底泥制磚、水泥、陶瓷等建材是一種變廢為寶的處理方法，不但減少了因堆放而侵占耕地，同時(shí)緩解了磚瓦廠、水泥廠土源緊張和對(duì)農(nóng)田的取土破壞，社會(huì)效益顯著。建材利用對(duì)底泥的預(yù)處理要求較高，必須對(duì)底泥進(jìn)行徹底的除臭除毒，用消化等方法將底泥中極易發(fā)臭腐敗的有機(jī)物腐殖質(zhì)分解成二氧化碳、氮和水，并采取措施殺滅各種病原體，然后用物理化學(xué)方法把底泥中的鉻、鎘、鉛等重金屬轉(zhuǎn)化為水不溶物實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化，再通過脫水使底泥含水率盡可能降低。經(jīng)過除臭除毒滅菌脫水后的底泥方可用來制造建材。

（3）低溫?zé)峤饫?/p>

底泥低溫?zé)峤馐且环N發(fā)展中的能量回收型底泥熱化學(xué)處理技術(shù)，它通過在催化劑作用下無氧加熱干燥底泥至一定溫度，由干餾和熱分解作用使底泥轉(zhuǎn)化為油、反應(yīng)水、不凝性氣體和炭等可燃產(chǎn)物，最大轉(zhuǎn)化率取決于底泥組成和催化劑種類，其性質(zhì)與柴油相似。這是一個(gè)新興的課題，因熱解的無害化和減量化徹底，有很好的發(fā)展前景，目前正在探索和試驗(yàn)階段。

2.焚燒處置

焚燒是底泥最徹底的處理方法，焚燒最大優(yōu)點(diǎn)是可以迅速和較大程度地使底泥減容，并且在惡劣的天氣條件下不需存儲(chǔ)設(shè)備。底泥中含有一定量的有機(jī)成分，經(jīng)脫水干燥的底泥可焚燒處理，焚燒可以迅速降低底泥的體積并降低其有害性。底泥焚燒廢氣中可以獲得剩余能量用來發(fā)電；所產(chǎn)生的焚燒灰可用于改良土壤、作為磚瓦和陶瓷等的原料等。底泥在焚燒之前無需進(jìn)行堆肥、消化等處理，但是需進(jìn)行脫水干燥來降低其含水率。底泥的焚燒操作很復(fù)雜，而且其有機(jī)成分含量直接影響其燃燒熱值，焚燒效果很不穩(wěn)定，有可能需要輔助燃料以提高焚燒的質(zhì)量，焚燒時(shí)動(dòng)力消耗也較大。底泥經(jīng)過燃燒后，質(zhì)量與體積會(huì)大大降低，但焚燒殘?jiān)鼮橛泻ξ镔|(zhì)，仍需進(jìn)行運(yùn)輸和最后處理。另外，底泥焚燒廢氣可能含有致癌物質(zhì)二惡英，故需要配備去除二惡英的裝置，價(jià)格較高。因此底泥焚燒所需的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，工藝操作復(fù)雜。

3.填埋處置

底泥填埋是目前國(guó)內(nèi)外常采用的方式。其優(yōu)點(diǎn)是投資少、容量大、見效快。底泥經(jīng)過簡(jiǎn)單消化滅菌和自然干化脫水后，有機(jī)物含量降低，總體積減少，性能穩(wěn)定，可以直接送到生活垃圾填埋場(chǎng)，可作為填埋場(chǎng)的每天覆土及最終覆土；或者設(shè)置專用的填埋場(chǎng)，根據(jù)底泥的含水率及力學(xué)特性等因素進(jìn)行專門填埋。底泥填埋的操作要求與垃圾填埋相似，需要大面積的場(chǎng)地和一定量的運(yùn)輸費(fèi)用，需做防滲處理以免污染地下水，填埋底泥的穩(wěn)定性對(duì)底泥的脫水、填埋場(chǎng)的防滲層和填埋作業(yè)有較高要求。

六、工程超標(biāo)底泥的處置措施

根據(jù)該工程的特點(diǎn)，在河道底泥處置上，既要考慮對(duì)河道底泥進(jìn)行綜合利用，又必須避免對(duì)環(huán)境和人群健康造成危害。農(nóng)業(yè)利用一直是河道底泥資源化利用的主要途徑，但由于疏浚河道底泥中重金屬含量超過土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且含有重金屬的河道底泥投放農(nóng)田的長(zhǎng)期潛在危害還一直未有定論，因此，河道超標(biāo)底泥直接投放農(nóng)田具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，可考慮將超標(biāo)底泥用于園林綠化。根據(jù)文獻(xiàn)，河道底泥用于園林投放具有很大的可行性，一方面可以改善園林用地土壤貧瘠的不足，另一方面，底泥中的污染物不進(jìn)入人類食物鏈，消除了人群危害的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，底泥中污染物對(duì)植物的生長(zhǎng)抑制作用并不明顯。

因此，選擇將超標(biāo)底泥干化后用于園林綠化，同時(shí)利用某些植物能忍耐和超量積累某種重金屬的特性來清除土壤中的重金屬，其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施比較簡(jiǎn)便、投資較少和對(duì)環(huán)境破壞?。徊⑶揖G化后土地上生長(zhǎng)的植物基本不進(jìn)入食物鏈，不會(huì)對(duì)人群健康造成影響。同時(shí)，為減少底泥堆置過程中對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)底泥需設(shè)置排泥場(chǎng)進(jìn)行防護(hù)，待底泥干化后再用于園林綠化區(qū)域的填土。

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，工程區(qū)地層組成自上而下依次為黃褐色黏土、壤土、粉質(zhì)黏土等，而（粉質(zhì)）黏土通常具有一定的防滲作用，能有效地阻止底泥中的重金屬污染地下水，遇局部砂質(zhì)土層滲漏嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)鋪防滲膜進(jìn)行防滲處理。

底泥排泥場(chǎng)四周利用棄土中開挖高程在2m以上土方修筑簡(jiǎn)單圍堰，圍堰高2.0m，堰頂寬1.5m，內(nèi)外邊坡均為1∶2。排泥場(chǎng)內(nèi)部設(shè)簡(jiǎn)易排水系統(tǒng)，因滲濾水中含有較多的泥沙等懸浮物，為防止懸浮物重新回到河道污染水體，排泥場(chǎng)滲水需經(jīng)混凝沉淀處理后才能排放，混凝沉淀產(chǎn)生的污泥重新返回至排泥場(chǎng)干化。

施工時(shí)將底泥通過施工機(jī)械輸送至排泥場(chǎng)內(nèi)，排泥場(chǎng)滲濾水通過排水系統(tǒng)排出后，經(jīng)混凝沉淀處理達(dá)標(biāo)后排入附近水體，底泥需在排泥場(chǎng)堆置一定時(shí)間，待表面干化到一定程度后，在排泥場(chǎng)表面撒播草籽綠化，減少因裸露造成的水土流失及對(duì)環(huán)境的二次污染。底泥干化后，運(yùn)至園林綠化區(qū)域用作綠化覆土。

七、結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境要求的提高，河道整治工程不斷增加，河道疏浚超標(biāo)底泥的處置問題日益突出，能否找到合理的利用和處置出路，是每個(gè)工程都要面臨的重大問題。河道疏浚超標(biāo)底泥經(jīng)干化處理用于園林綠化，既解決了綠化用土來源，又使河道超標(biāo)底泥得到了有效處置，降低了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，是河道疏浚超標(biāo)底泥的理想出路■