关于河道污染底泥治理问题

蔡文炎

（广州市白云湖水利工程管理中心，广东 广州 510640）

0 引言

国务院颁布的《水污染防治行动计划》中要求，到2030 年，应总体消除城市建成区黑臭水体，住建部和环保部印发的《关于印发城市黑臭水体整治工作指南的通知》（建城〔2015〕130 号）也指出，水体底泥属于内源污染，治理城市黑臭水体有多种技术手段，包括内源治理、控源截污、生态修复等，其中河道污染底泥治理是内源治理的主要手段[1]。河道淤积是水利工程中常见的现象，对河道淤积成因进行分析有利于有针对性地提出合适的治理方案或措施。

1 河道淤积成因分析

河道淤积指河里的泥沙淤积到河底，河床不断抬高的现象。河流水动力变化引起的泥沙转换是引起河道淤积的主要原因，人为破坏亦能带来此种影响[2-3]。人为破坏造成河道淤积最突出的是恶意填河，往河道倾倒垃圾等违法行为，相应地可通过加强执法解决。由于河流水动力变化导致的淤积问题，从淤积颗粒来源进行分类，可分为自然土颗粒淤积和污染悬浮物淤积。

1.1 自然土颗粒淤积

强降雨条件下，地表土壤颗粒随降水进入河流中，从而形成黏附力较强的淤泥，流水冲击造成土壤的迁移、沉积。淤泥的不断堆积可能使河道出现严重堵塞，河道正常功能将受到抑制（如黄河）。对自然土颗粒淤积可通过加强水动力（束水冲沙）或人工清淤来进行治理[4]。

1.2 污染悬浮物淤积

现实生产生活中产生的污水，通常会直接或间接排放到河道中，由于实际河道宽度较大，河道水流速度较为缓慢，污水中的悬浮物下沉造成河床淤积。污染悬浮物淤积主要发生在城区河道，这样淤积形成的底泥中存在大量污染性物质，尤其是致病有机物和重金属离子，这些污染物具有难分解的特点，长期影响将导致城市生态环境恶化。而从避免二次污染的角度考虑，传统的清淤措施难以适用于污染底泥的治理。

2 污染底泥清淤存在的问题

《城市黑臭水体整治工作指南》指出，清淤疏浚是适用于所有黑臭水体的治理手段，有利于清理重度黑臭水体中的底泥污染物，可迅速减轻黑臭水体的内源污染负荷，避免底泥污染物因实施其他治理措施而进入水体。但在实践中发现底泥清淤存在一些问题，包括清淤过程造成的污染水体、污染底泥处置、回淤等问题。

2.1 清淤过程污染水体的问题

水下清淤施工相对简单，造价较低，但清淤过程将对水体造成污染。现在市场上出现不少“环保清淤”技术，但都只能减少而无法避免对水体的污染。排干清淤可尽量避免污染水体，但需围堰施工，施工时间以旱季及雨季来临之前为宜，同时通过高效的施工组织缩短工期以免影响雨季河道行洪。2021 年，为确保白云湖引水渠正常使用以及对原有渠道保护、修复，白云湖引水渠需进行局部围堰清淤施工作业，施工时间选在年末旱季天气干燥、河涌水位较低以及水利调度压力较少的时段，采用分区分段围堰断水排干（图1）后开挖对底泥进行清淤的方式，岸上岸下多台班清淤车辆、运载车辆及人工淤泥装袋集中同时作业（图2），通过精细化管理、各工序密切配合衔接的施工组织方式，以最大效度提高作业效率、缩短工期，降低对河道过水和行洪的影响时长。

图1 白云湖引水渠分区分段围堰排干

图2 白云湖引水渠清淤施工

2.2 污染底泥处置问题

污染底泥含有有毒有害物质，不能像普通的淤泥一样处置，否则容易引起周围环境的二次污染。因此有必要对清淤后产生的淤泥进行合理的处置，需要专门的处置场所和堆放场地。《城市黑臭水体整治工作指南》也指出，由于底泥的运输、处理、处置较为困难，处理不当则会引起二次污染。前几年广州计划对一批河涌进行清淤治理，最后因为底泥处置问题而搁置。

2.3 存在回淤问题

只有还有污水排入河道，必然还存在浮泥淤积问题。海珠区赤岗涌整治是广州市早期城区内河涌整治比较成功的案例，2005 年5 月20 日，水利部汪恕诚部长视察赤岗涌整治工程时给予很高评价，且在2006 年9 月，赤岗涌被广州建委组织选入“广州水乡新八景”[5]。赤岗涌整治采用了沿涌截污、清淤、生态护岸、建闸调控等综合措施，一期工程还对涌底换填砂。但由于有一较大暗涵接入河涌，暗涵平时拦截污水，但在雨季存在污水溢流，导致河底很快就又有浮泥淤积出现。因此，应在其他治理措施实施后再进行底泥清淤才能取得预期效果。

3 污染底泥原位修复

底泥处理主要是为了减少受污染底泥造成的水体污染，从而达到既不污染环境又不危害生态的效果。由于底泥清淤存在各种问题，专家学者经过研究，提出污染底泥原位修复技术。

3.1 原位掩蔽修复技术

3.1.1 定义

原位掩蔽是一种物理修复方式，通过将覆盖物置于污泥之上，隔离水体与污染底泥，达到防止底泥中的污染物向水体扩散的目的。

3.1.2 效果

原位掩蔽对有毒且有污染持久性的污染底泥有十分明显的修复效果，能防止有毒污染物对水体的二次污染，同时还具有工程造价低的特点。

3.1.3 适用条件

原位掩蔽无法处置新淤积的底泥，同时还会提高河床底高程，减小水体库容，因此一般只用于深海底泥修复。国内曾有个别工程使用膜袋混凝土或土工膜进行掩蔽隔离底泥，但引起很大争议，特别是生态专家认为此种将水体与底泥隔离的做法并不生态。

3.2 原位生物修复技术

3.2.1 定义

原位生物修复则是通过生物修复手段，在不危害自然生态环境条件的前提下，不搬运或运输受污染对象，仅在原场所上整治污染。底泥原位生物修复分为原位工程修复和原位自然修复两大类。原位工程修复，是在污染场所加入生物生长所需物质或与特定污染物亲和的微生物以促进环境修复。原位自然修复，则是利用底泥中原有微生物进行环境修复，整个修复过程在自然条件下进行。

3.2.2 效果

从理论上看，生物修复技术可加速底泥微生物的迅速繁殖，这些微生物具有分解底泥中的有机质，有利于氨氮、硫化氢等有毒气体的释放，加厚底泥好氧层，减少泥层厚度。此外，生物修复技术还能加快底泥中微量营养物质的释放，增加藻类多样性，同时阻隔下层底泥释放的有毒物质，促进泥水交界面好氧微生物分解有机污染物，提高水体生态系统的物质循环和能量循环效率，增强水体自净能力。近年来，白云湖积极采用生物修复工程修复水生态，通过构建高水力负荷轻污染人工湖生态系统加快水生态循环，改善水质和底泥，主要措施包括近岸、浮水与沉水水生植物种植、人工生态浮床、人工曝气除藻装置、碳素纤维生态草装置（图3～图5），并配合鱼苗投放、食藻虫应急投放等措施清除有害生物，沉水植物的成活率得到提高，对沉水植物群落的构建，加强底泥净化能力有显著成效。

图3 生态护岸水生植物

图4 人工生态浮床

图5 碳素纤维生态草装置

3.2.3 适用条件

原位生物修复技术适用于静水水体或流速很小的河流，不适用于流速较大的河流。广州曾在内河涌开展过原位生物修复试验，一开始效果还不错，但一场大雨后，水体中的微生物被冲走，就又回复到原来的状态。

4 结语

作为我国现阶段水污染治理中亟待解决的问题之一，黑臭水体治理也是国家“水十条”中强调的重点工作之一。正如《城市黑臭水体整治工作指南》所指出，由于城市黑臭水体成因复杂，且影响因素众多，因此城市黑臭水体的整治也应更综合、全面，在技术措施的选择上应系统考虑，通过组合不同技术手段，多策并用，消除城市黑臭水体。

黑臭水体是河流污染的一种表象，其严重损害河流生态系统，影响城市景观，对居民生活和公共卫生健康有诸多负面影响。外源污染物排放、内源污染物影响、水动力不足都是造成河涌水体黑臭的原因，因此，河道内部的修复技术只是治理黑臭水体的手段之一，从源头上杜绝污染物的随意排放，才是治理河道污染的根本途径，只有如此才能循序渐进地恢复水生态环境，使河涌水体不再黑、臭。当前，“控源为本，截污优先”是受到广泛认同的黑臭水体治理基本原则，“控源截污”其根源在岸上，关键在于排口，管网则是其核心。只有严格控制岸上污染源，消除污染根源，系统合理分配排口、管网，控制污染源出口，才能达到有效治理。此外，由于控源截污角度治理黑臭水体的方式众多，各地需因地制宜，根据实际情况选用恰当的治理措施。

而污染底泥治理也应在控源截污基础上基于对底泥污染物成分和河流水文特性的调查分析，结合具体情况采取合适的底泥治理措施对河流进行生态修复。