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矿山生态修复工程案例

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矿山生态修复工程案例

矿山生态修复工程案例范文第1篇

关键词:工业废弃地;修复再生;理念;形式;内涵

一、引言

自18世纪中叶工业革命以来,工业社会发展背景下城市化进程日益加快,然而后工业时代到来后,传统制造业衰落,在城市中留下许多工业废弃地,带来一系列的环境和社会问题,为了解决这些问题,通过合理的规划设计对这些遗留的工业废弃地进行修复再生,从而带来了一种新的景观效应。同时,可以调整城市产业结构,提升生活质量。一些优秀的改造案例甚至可以成为一个城市的代表符号。

二、理论评述

1.工业废弃地

所谓工业废弃地,是指那些曾为工业生产用地和与工业生产相关的交通、运输、仓储用地,随着工厂、制造厂生产活动的结束而出现的很多被废弃的闲置土地,亦称棕地。如废弃的矿山、采石场、工厂、铁路站场、码头、工业废料倾倒场等等。在工业时代的城市发展进程中,这些工业地往往依然保存着城市发展的印迹,见证了一个城市的经济发展和历史进程,承载了人们对过去一段历史的真实回忆,有着很高的历史地位和纪念价值。

2.工业废弃地景观修复再生

后工业时代到来,工业产业衰败,给自然环境造成不可弥补的伤害而唤起的人们日益增强的环保意识,环保运动的兴起带动了工业废弃地的更新与改造。1972年美国西雅图煤气厂公园的改造方案是工业废弃地景观修复再生形式的里程碑,该改造方案全新阐述了公园的形式,工业景观的美学文化价值等概念,掀起了工业废弃地修复再生的浪潮。此外,还有国外许多成功的经典改造案例,值得我们学习借鉴,如德国萨尔布吕肯市港口岛公园、美国波士顿海岸水泥总厂及其周边环境改造、韩国金鱼渡公园。此外,国内的岐江公园、798艺术工厂区也是较为成功的案例。

三、理论创新――后工业时代工业废弃地景观修复再生

工业废弃地的景观修复再生就是在传承以往辉煌的工业文明的同时,为我们再创造一个美的游憩空间。是对社会物质资源的循环利用和社会精神财富的传承发展。往往我们对于工业废弃地的景观修复再生主要是从以下三个方面进行:

1.理念再生

1.1生态学理念

引入了生态学理论之后,景观规划设计的方法和思想发生了重大转变,尊重场地生态发展,注重场地的可持续发展。工业废弃地的受损生态系统有两种恢复模式,一种是当生态系统的损害没有超负荷且是可逆的情况下,通过解除外界压力和干扰,使恢复可在自然过程中发生。另一种是超负荷的并且是不可逆的,需要人工加以干预,才能使受损生态系统恢复。

1.2反传统美学理念

传统美学认为工业废弃地上残留的工业景观是丑陋的,不和谐的,然而在现代艺术的影响下,人们的审美也发生变化,一些设计师追求形式的冲突和无序。在工业废弃地景观修复工程中,生锈的高炉、废旧的工业厂房、生产设备、机械是人类历史上遗留的文化景观,人类工业文明的见证,它们的废弃是自然发展的过程,有着别样的生机和活力的粗狂美,是镌刻着人类工业社会文明历史的纪念碑,这一切都是对传统公园的设计美学的创新和挑战。

2.形式再生

后工业时代到来后,一些新兴的艺术形式,如立体主义、超现实主义、构成主义、极简艺术、波普艺术、达达艺术、大地艺术等都给景观设计带来了很大的影响,扩展了景观设计师的设计思想,极大地丰富了景观表现形式。在这些艺术表现形式中,对景观设计影响最大的就是大地艺术,在其思想影响下,一些艺术家和设计师将工业废弃地的工业景观理解为工业生产在大地上留下的艺术品而加以保留、改造利用,创造新的景观表现形式。新的景观表现形式在给我们带来视觉冲击力的同时,也迎合了当代大众的审美意味。

3.内涵再生

工业废弃地的景观修复再生设计不同于其他的景观设计,它是城市历史发展过程中留下的历史遗迹,是人类工业社会时期留下的遗址,含有其独特的历史价值和景观特色,保存着城市发展的印记,承载了人们对过去一段历史的真实回忆。我们在进行工业废弃地景观修复设计时,一定要提炼其独特的文化内涵,将地方文化融入设计之中。

四.案例分析――北杜伊斯堡景观公园

1.项目介绍

北杜伊斯堡景观公园是德国北杜伊斯堡的一个后工业景观公园,由德国景观设计师彼得・拉茨与合伙人于1991年建立,其原址是炼钢厂和煤矿及钢铁工业,使周边地区严重污染,于1985年废弃,19世纪中期之前为农业用地。1994年正式对外开放。彼得・拉茨也因此设计于2000年获得第一届欧洲景观设计奖。

2.改造原则

2.1破坏最小原则

工厂中的构筑物全部保留,并仔细分析研究,利用结构分析法使这些工业设施成为公园的景观结构要素,部分构筑物被赋予新的使用功能。如高炉等工业设施可以让游人安全地攀登,眺望,废弃的高架铁路可改造成为公园中的游步道,并被处理为大地艺术的作品,工厂中的一些铁架可成为攀缘植物的支架,高高的混凝土墙体可成为攀岩训练场。设计不仅仅是保留部分工业景观的遗迹,而是通过这些改造,为工业衰退所遇到的社会与环境问题带来出路,一方面承袭历史上辉煌的工业文明,另一方面又将工业遗迹的改造融入到现代生活之中。

(1)工业废弃地的景观修复再生设计应尊重场地原貌和历史,不是抹杀它而是为其赋予新的意义,这与国内一些将场地内原有构筑物等完全拆除的作法形成鲜明对比。

(2)建立完整的景观序列,使部分与整体相互协调。场地的建设还要考虑周边环境,与周围形成有机整体。

(3)设计与自然结合。场地改造要尊重自然,保护自身特有的生态体系,植物种植多采用乡土树种,同时,保护场地内的生物多样性。

(4)在进行工业废弃地景观修复再生设计时,应充分运用原有材料,扩展各种景观元素的内涵和用途。

2.2可持续发展原则

公园的设计师拉兹强调,生态恢复是个缓慢的过程,设计师应以长远的眼光采取全面的保护,合理地安排近期建设项目,为当地居民提供多样化的活动空间。不能急功近利,只图短期效益,而造成新的环境污染。

五、结语

工业废弃地的景观修复再生工程不仅仅是改变一块土地的贫瘠与荒凉,也不仅仅是保留部分工业景观的遗迹,更不仅仅是生态、艺术等处理手法的运用,而是通过这些改造,为工业衰退所遇到的社会与环境问题带来出路,一方面承袭历史上辉煌的工业文明,另一方面又将工业遗迹的改造融入到现代生活之中。

参考文献:

[1]王向荣 任京燕,《从工业废弃地到绿色公园――景观设计与工业废弃地的更新》【J】,中国园林,2003(3)

[2]蒋德平,汤跃然,《后工业社会发展趋势下的景观再生设计研究》【J】,中外建筑,2011,(9)

矿山生态修复工程案例范文第2篇

结合当前工作需要,的会员“xiaomao251”为你整理了这篇城市品质活力提升攻坚行动工作总结范文,希望能给你的学习、工作带来参考借鉴作用。

【正文】

城市品质活力提升攻坚行动工作总结

自开展高质量发展“十二大攻坚行动”以来,沂源县自然资源局全力以赴承担起城市品质活力提升攻坚行动牵头部门重任,加强沟通协调,强化工作调度,积极主动、勇挑重担,较好的完成了年度工作目标。现将工作开展情况汇报如下:

一、2020年工作开展情况

(一)国土空间规划编制方面

1.完成了全县625个村基础数据搜集整理工作。

2.结合我县开展的行政村规模调整,开展了四轮村庄分类,完成了《沂源县村庄布局规划》。

5.开展的流水片区规划被列入全省村庄精品工程创建名单,6个村庄被列入全市村庄规划编制规范化试点名单,并顺利通过省市专家评审。

6.完成了全县永久基本农田核实整改补划任务。

亮点工作:试点村庄规划编制工作成绩显著,高堂峪村规划被评为全省村庄规划优秀案例,全市唯一入选的村庄。流水片区规划被列入省级精品工程目录。

(二)全域公园城市建设方面

2.完成222宗553亩散乱污关停企业闲置用地处置。

3.完成19处年度已关闭露天矿山生态修复治理任务。

4.完成5000亩荒山绿化提升工程,实施封山育林3.4万亩。

5.完成了《淄博市全域公园城市建设规划》初步方案意见征求。

6.编制完成了《沂源县绿道系统专项规划》。

7.实施人民路绿道建设工程。

8.精品绿带提升建设,对城区内超过30米宽的瑞阳路、新城路两条现有道路绿化带进行提升改造。

9.新建设悦府等5处拇指公园。

原工作计划中的水上乐园提升改造工程已取消;东埠路2020年底道路工程刚刚完工,道路绿化工程2021年完成;城东公园、城西公园等工程调整为在“十四五”时期内完成。

亮点工作:我县园林工作通过清底子补短板,严抓精细化管理,强化舆论引导,我县城区绿地全部达到一级养护级别。

(三)构建快速通达大交通体系方面

1.沾临高速前期手续办理已完成,完成沂源县北段的招投标,并于12月20日举行了开工仪式。

2.S229沂邳线征地拆迁全部完成,纵向清表完成全线长度的92.6%,完成填挖方总量的28.75%。彩板峪隧道工程、桥涵工程等均已开工建设。已完成工程总投资4.0亿元。

3.华源路及连接线截止目前征地拆迁已全部完成。地面清表、便道修筑基本完成,完成填挖方总量的23.8%,桥涵工程开工率50%。工程完成投资8000万元。

4.G341黄海线大中修工程已完成,辅路加宽工程已经基本完成,完成总投资0.98亿元。

亮点工作:G341胶海线南崔路立交桥是沂源县修建的第一座城市立交桥,科学设计,加班加点,严把质量关,为我县城市立交桥建设摸索经验,自开工以来,一直备受沂源人民关注。

排名情况:道路建设没有排名。

(四)城乡环境大整治精细管理大提升方面

1.全年完成82条道路路域环境综合治理。

2.推进裸露土地整治893块、335.3万平方米。

3.加强426家工业企业和39处建筑工地的扬尘和裸土整治。

4.依法处理各类违规运输车辆9200余台次。

5.完成全县620个村的“清底子”查验复验,创成省级美丽乡村示范村7个、市级美丽乡村示范村24个。

亮点工作:城乡环境大整治精细管理大提升工作“考核+督查”促进落实,将此项工作纳入上半年和全年全县现场观摩点评重要内容,倒逼责任落实,因地制宜治理裸土,探索农村“残垣断壁”整治新思路。

(五)加快主城提质增容方面

1.城市路网建设改造工程。①康源路工程已从人民路PPP项目中剥离,按照县委、县政府要求,调整了工程实施主体,目前鲁中高科公司正在变更相关手续、征地拆迁、部分路基施工中。②学前路、东埠路、北麻路建设工程全部竣工通车。新增城市道路1.7公里,完成总投资约4800万元。③润生路因拆迁问题未全部完成,已拆除路段的工程全部完成。④螳螂河东路雨污分流改造和路面提升工程根据工程实际进行了项目调整,并报市局批准,沂源县2020年底应完成雨污分流改造76公里,实际完成80公里。

2.棚户区改造。2020年完成拆迁协议签订1762余户,基本建成2276套,交付304户。主要是张良社区、儒林社区、沙沟社区等。

3.老旧小区改造。主要是鹏欢现代城及周边楼房改造项目,该项目包括500户、60000平方米的改造任务,因资金问题,2020年完成了保温节能、配套用房及小区院墙的维修、改造。

亮点工作:完善路网结构,打通城市道路“中梗阻”,学前路、东埠路、北麻路等补短板项目的建成通车,发挥了“小工程、大作用”,社会效益显著,受到了好评。

二、下一步打算

(一)国土空间规划编制

1.优化全县国土空间布局,完成县级国土空间总体规划的完善、报批工作。

2.编制城区部分重点发展区域详细规划,为具体项目规划审批提供依据。

(二)全域公园城市建设

1.配合做好《淄博市全域公园城市建设规划》方案的修改完善工作。

2.做好6处已关停露天矿山生态修复工作。

3.完成6500亩荒山造林绿化任务。

4.抓好城市公园建设和提升改造,完成已建成道路绿化任务。

(三)构建快速通达的大交通体系工作

1.加大工作力度,督促配合镇办完成沂邳线后期的征地拆迁工作。

2.督促施工单位合理安排工期,沂邳线、华源路关键部位的施工,加大机械设备、人力物力的投入,争取早日建成通车。

(四)城乡环境大整治精细管理大提升

1.紧盯弱项抓整改。突出问题导向,集中力量加快推进实施裸土整治,深入开展农村环境综合整治,持续改善人居环境。

2.巩固成果抓长效。做实做细路长(街长)制管理模式,加大执法监督力度,坚决遏制行业扬尘污染;加大铁路环境综合整治力度,全面巩固提升铁路沿线环境治理水平。

3.精细管理促提升。突出抓好市容市貌整治,不断提升城市精细化管理水平。

4.督导考核促落实。发挥好考核杠杆作用。常态化抓好市第三方测评反馈问题整改工作,推动工作落细落小落实。

(五)主城提质增容

1.继续实施雨污分流改造项目,计划对螳螂河东路、胜利路等4条路段进行雨污分流及路面提升改造。

2.二是完善路网结构,实施健康路北延、祥源路北延工程建设。

3.三是加快推进当前确定的棚改项目,根据省市要求,结合我县实际补充相关社区改造工程。

矿山生态修复工程案例范文第3篇

关键词:固化剂;重金属污染底泥;固化/稳定化修复技术

中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)13-0097-05

重金属是指相对密度在4.5g/cm3以上,或比重大于5的金属。与有机物不同,重金属无法被微生物降解,且能够富集在生物体内,因此重金属污染物潜在危害性大。由泥沙、黏土、有机质及各种矿物混合形成的底泥,经过一系列物理化学、生物、水体传输等作用而沉积于水体底部形成。重金属一旦进入水体,可通过吸附、络合、沉淀等作用,富集在河床表层底泥中,其在底泥中的含量可超过上覆水体含量数个数量级,成为水体重金属的储存库和归宿[1]。当环境条件变化时,部分重金属可能会通过解吸、溶解、氧化还原等作用,从底泥中释放,引起水体二次污染[2]。底泥中重金属的不断积累不仅对水生生物、沿河居民饮用水和农田安全灌溉构成严重威胁,还可能通过食物链危害人体健康。因此,对重金属污染底泥安全处置显得尤为必要。

当前国内外对于底泥中污染物的修复方法主要有4种,分别是原位固定、原位处理、异位固定和异位处理[3]。原位固定或处理是指对污染的底泥不进行疏浚而直接采用固化/稳定化或者生物降解等手段消除底泥污染的行为;异位固定或处理是指将污染的底泥疏浚后再进行处理,消除污染物对水体的危害的行为。原位处理的效率一般情况下低于异位处理的效率,且工艺过程控制较困难,不能彻底消除其毒性,所以原位处理技术并未在实际工程中广泛应用[4]。

固化主要是指向土壤或底泥中添加固化剂而形成石块状固体,并将污染物转化为不易溶解、迁移能力弱和毒性小的状态的过程[5];或投加固化剂使底泥由颗粒状或者流体状变为能满足一定工程特性(如路基填料)的紧密固体,并将重金属包裹在固化体中,减少重金属向外界的迁移[6];稳定化是指在底泥中投加螯合剂使重金属由不稳定态(水溶态、离子交换态)转变成稳定态(残渣态),显著降低重金属的生物活性[7]。利用固化/稳定化技术处理重金属污染底泥,是现阶段比较合理的处理方式[8-9]。本文将从当前我国底泥重金属污染现状及固化/稳定化修复技术发展进行综述,为底泥重金属污染综合治理与修复提供科学依据。

1 我国底泥重金属污染现状

1.1 底泥重金属污染物的来源 底泥中重金属的来源包括自然源和人为源2个方面。自然源中,成土母质及成土过程对底泥中重金属的含量影响较大;而人为源则是底泥中重金属的最重要来源。重金属通过各类废水、土壤冲刷、地表径流、大气降尘、大气降水及农药施用等途径进入水体后[10],通过复杂的物理、化学、生物和沉积过程在底泥中逐渐富集。

1.1.1 各类废水 工业废水和城市生活污水是造成底泥重金属污染的重要原因。通常,河流沿岸分布着大大小小的企业,如印染厂、制衣厂、皮革厂等等。一方面,一些未经(充分)处理的废水直接进入水体;另一方面,尽管一些废水重金属污染物浓度未超标,但由于废水排放量巨大,使得水体和底泥吸纳了大量污染物,呈现缓慢污染的现象。同时,很多地方的生活污水没有连接到排污管网而直接排放入水体,当进入水体的污染物数量超过了水体的自净能力,导致水体质量下降和恶化,进而造成水体和底泥的污染。

1.1.2 固体废弃物 靠近城镇的河流周边经常随意堆放大量的建筑垃圾、生活垃圾,自然降水(尤其是酸雨)和排水使固体废弃物中所含的重金属元素以废弃堆为中心向四周环境扩散,进入水体,被底泥富集。另外,大型工矿企业的矿渣场(如馇、钢渣等)、灰渣场、粉煤灰场等,在雨水和地表径流的冲刷下,重金属会通过地表径流进入附近水体底泥中。

1.1.3 土壤冲刷 2014年国家环境保护部和国土资源部的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国耕地质量堪忧,Cd成为首要污染物(点位超标率7.0%),其含量呈从西北到东南、从东北到西南逐渐增加的趋势。2015年《中国耕地地球化学报告》显示,我国污染或超标耕地约0.076亿hm2,主要分布在湘鄂赣皖区、闽粤琼区和西南区。土壤中的重金属可通过降雨、地表径流等方式转移到底泥中。如磷肥中重金属Cd的含量较高,长期施用磷肥,会造成土壤中重金属Cd含量增大;规模化养殖场使用的有机肥料中大都含有重金属添加剂(如Zn、Cu等),这些有机肥料在农田施用时,会导致Zn、Cu等重金属元素含量增加。

1.1.4 大气沉降 交通运输、能源产业(发电厂)、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘,金属矿山的开采和冶炼、电镀等是大气中重金属污染物的主要来源。这类污染源中的重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气中,通过干沉降(主要是颗粒物)或湿沉降(主要是雨水)的方式进入水体、土壤,进而沉积到底泥中并最终影响人类健康[11-12]。

1.2 底泥重金属污染现状 滑丽萍等[13]通过搜集我国不同区域湖泊底泥重金属含量背景值发现,我国湖泊底泥重金属污染程度不均,临近工矿企业及人类经济活动区的湖泊底泥重金属污染较重,远离这些区域的湖泊则保持比较洁净的水体环境。张颖等[14]采用潜在生态风险指数分析法对松花江全江段表层沉积物调查发现,松花江表层沉积物中重金属Hg和As的空间分布离散性较大,Cd和Pb相对较均匀,整体上松花江重金属污染处于低度风险水平,仅个别断面处于中度风险水平。戴秀丽等[15]通过对太湖沉积物重金属含量的分析发现,太湖Cu的污染级别高于其他污染金属,且集中在太湖北部地区;Cr属轻度污染,但其空间分布较广且均衡,与周边污染点源关系密切。李鸣等[16]通过测定鄱阳湖湖区、入湖口及出湖口水体及底泥中重金属含量发现,鄱阳湖水体中重金属含量较低(远低于国家标准),但鄱阳湖底泥中重金属积累较严重,Zn、Cu、Pb、Cd的含量均超过背景值。张鑫等[17]对安徽铜陵矿区水系沉积物中重金属进行潜在生态危害评价表明,沉积物中Cu、Pb和Zn的含量变化大,Hg和Cr变化小,除Hg、Cr和Zn外,其他重金属都为强和极强生态危害。

2 固化/稳定化修复技术

底泥重金属污染按修复原理可分为物理、化学、生物及联合修复技术。由于目前尚缺乏经济高效的手段将重金属从底泥中直接去除,因此,通过化学手段降低重金属活性,减小污染物向食物链的迁移是进行底泥重金属污染修复的重要方法。固化/稳定化的目的是封闭污染物,最大程度地减少污染物释放到环境中,同时提高废物的物理力学性质。相比于微生物和植物修复的低效率、长周期以及物理修复高成本的缺点,固化/稳定化技术具有操作简单、成本低、效率高等优点。

固化剂的选择是重金属固化/稳定化修复技术的关键,固化/稳定化所用的惰性材料称为固化剂[18],常用的固化剂类型为无机固化剂、有机固化剂和复配固化剂。无机固化剂主要有磷矿石、磷酸氢钙、羟基磷灰石等磷酸盐类物质以及硅藻土、膨润土、天然沸石等矿物;有机固化剂主要有草炭、农家肥、绿肥等有机肥料[27]。固化材料有水泥、粉煤灰、石灰和石膏粉等。

水泥固化主要产生起胶结作用的水化硅酸钙;粉煤灰与水泥混合使用产生水化铝酸钙和水化硅酸钙;粉煤灰主要起充填作用;石灰固化产生碳酸钙,具有一定的脱水作用;石膏固化产生钙矾石,具有充填作用[20],具体如表1。

2.2 磷酸盐类固化剂 羟基磷灰石和磷酸氢钙等磷酸盐类固化剂效果好、性价比较高,磷酸盐将重金属元素吸附在其表面或与重金属发生反应生成沉淀或矿物[19]。陈世宝[21]等为了研究含磷化合物对固化/稳定化土壤中有效态铅的影响,向重金属污染的土壤中施加了不同性质的含磷化合物,结果表明,在重金属污染的土壤中加入羟基磷灰石、磷酸氢钙和磷矿粉能明显降低土壤表层的有效态铅含量,并且发现有效态铅的含量随施入的磷含量的增加而显著降低。

2.3 含铁类固化剂 一些研究表明,针铁矿、铁砂FeSO4、Fe2(SO4)3、FeCl3和石灰对As有良好的固定作用[25-27]。在碱性和氧化条件下,铁主要以Fe3+存在,水解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3既能吸附不稳定扩散状态的胶体,起到水质净化的作用,又可以利用其自身带有正电荷的特性,强烈地吸附磷,降低底泥磷的释放。此外,Fe(OH)3还能与磷反应生成磷酸铁以及络合物(FeOOH-PO4)的形态而去除磷[28]。但含铁类固化剂的处理效果容易受氧化还原电位和pH值的影响,通常都需结合其他的辅助措施[5]。近年来出现的复合铁盐与高分子聚合铁盐,如复合亚铁、聚硫酸铁等被逐渐应用于重金属污染底泥的固化处理中且效果较好[29]。

2.4 铝盐类 作为底泥固化/稳定化应用最早和最广泛的铝盐,主要有硫酸铝(明矾)、氯化铝和聚合氯化铝等,其水解后形成的A1(OH)3絮状体,既能去除水体中的颗粒物并吸附底泥中溶出的磷[5],又可以吸附水体中的重金属离子,如铬、铜、铅、锌等[30]。铝盐用于底泥钝化效果较稳定,不受氧化还原电位影响,成本低,且有效时间长。如在美国佛蒙特州的Morey lake,投加铝酸钠和明矾来控制底泥磷的释放,5年后该湖上层水体总磷浓度由20~30μg/L下降至10μg/L以下[31]。

2.5 天然矿物类固化剂 海泡石、沸石等天然矿物材料,颗粒小、比表面积大,矿物表面富集负电荷,具有较强的离子交换能力和吸附性。章萍等[32]向苏州河的污染底泥中加入了膨润土,结果表明,钙基膨润土对铜、铅和锌均具有较大的吸附性能,且溶液pH值升高时,对这3种重金属的吸附效果增强。

2.6 有机物料 农家肥一类的有机质用于固化/稳定化底泥中的重金属,作用机理主要是含有的胡敏素和胡敏酸等能够与底泥中的重金属离子发生络合作用,形成难溶物,以此降低重金属毒性及生物可利用性[19]。华珞[33]等向重金属污染的土壤中施加了猪厩肥进行固化/稳定化研究,结果显示,施入猪厩肥可以使土壤中的碳酸盐态锌和有效态锌的含量升高,而铁猛氧化物结合态镉、有效态镉及铁猛氧化物结合态锌的含量降低。Houben等[34]向重金属污染底泥中施加有机肥后,可交换态的铅、镉和锌的含量均有大幅度的减少,固化/稳定化效果明显。

2.7 复配固化剂 底泥和土壤中重金属污染多为复合污染,多种重金属之间有相互作用,且不同固化剂对不同重金属的固化效果存在差异。现阶段,通常将多种固化剂复配后再使用,以此达到对多种重金属污染高效修复的效果[19]。曾卉[22]等用海泡石、膨润土、硅藻土、沸石分别与石灰石以不同的质量比进行复配,对重金属污染的底泥进行固化试验,结果表明,石灰石与硅藻土以质量比2∶1复配时固化效果最好。

3 展望

近年来,水体污染治理力度不断加大,2015年2月《水污染防治行动计划》的颁布后,与水体水质密切相关的底泥重金属污染的治理也越来越得到人们的关注。2016年3月17日,中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要提出开展66.67万hm2受污染耕地治理修复和266.67万hm2受污染耕地风险管控,深入推进以湘江流域为重点的重金属污染综合治理。这些条例和规划纲要的,都有助于我国大气、土壤和水体环境质量的改善。因此,当前底泥重金属污染治理重要的是进一步减少进入水体和底泥的污染物,达到“控源”目的,以及针对历史遗留的重度污染底泥区进行修复和治理,减少底泥污染物的总量,实现“减存”目标。

然而,当前能够实现底泥污染物“减存”的方法成本高,操作复杂,少有推广应用。更多的是采用固化方法,降低污染物的活性,减少污染物对其他生物的毒性,且目前已经有一些实际应用案例。如1996年长春南湖湖区内用硫酸铝钝化底泥,显著增加了底泥中可溶性磷酸盐的去除率[35]。2006年,为了解决香港城门河水质恶臭问题,特区政府按照“生化处理为主,疏浚为辅”的原则,疏浚底泥29×104m3,采用投加硝酸钙原位钝化方法从根本上治理城门河淤泥,改善了城门河的生态环境[36]。

尽管如此,固化方法当前还存在很多不足。首先,对于固化剂材料本身,需要满足高效、不产生二次污染、低成本且操作便捷;其次,由于底泥性质差异大,对于多种重金属复合污染,既要考虑到重金属之间的相互作用,又要考虑到不同固化剂所针对不同重金属的固化效果的不同(如能够较好固定Cu、Cd、Pb的碱性固化剂,往往会增加As的活性),将多种固化剂复配之后使用,以达到高效修复的效果。

当前已经有不少学者在重金属底泥固化方面进行了大量的研究,但在实际的底泥固化中,仍存在固化效率不稳定、底泥固化速率差异大等现象,尤其是酸雨的作用可能会导致固化后底泥污染物的二次释放,可能会危害水生生物生存,甚至导致鱼类死亡。关于底泥固化修复技术的实施,国内还缺少自主生产的机械设备,如固化剂造粒设备、机械化投加固化剂设备等),需要加强研发,降低修复工程中对施工人员的健康的危害,提高可操作性。

因此,今后的一段时间内,在固化剂产品的研发上,要加强复合固化剂的研发力度,研发出高效、绿色、低成本、效果持久的新产品。同时,要加强固化机理的研究,明确固化剂产品的最佳投加环境条件,加强对固化修复技术装备的研发投入,降低对国外机械的依赖程度。最后,结合国内底泥重金属污染形势(如湖南湘江流域、广西环江流域、江西鄱阳湖流域),适当选取部分严重污染区,开展重金属污染底泥的固化修复示范试点,总结好的经验,进行更大范围的推广示范。

参考文献

[1]包建平,朱伟,汪顺才,等.固化对淤泥中重金属的稳定化效果[J].河海大学学报(自然科学版),2011,39(1):24-28.

[2]Pejman A,Bidhendi G N,Ardestani M,et al.A new index for assessing heavy metals contamination in sediments:A case study[J].Ecological Indicators,2015,58:365-373.

[3]楚维国.污染底泥重金属去除技术研究进展[J].广东化工,2013,40(12):95-96.

[4]何光俊,李俊飞,谷丽萍.河流底泥的重金属污染现状及治理进展[J].水利渔业,2007,27(5):60-62.

[5]贾陈蓉,吴春芸,梁威,等.污染底泥的原位钝化技术研究进展[J].环境科学与技术,2011,34(7):118-122.

[6]刘军,刘云国,许中坚.湘江长株潭段底泥重金属存在形态及生物有效性[J].湖南科技大学学报,2009,24(1):116-121.

[7]Dermatas D,Meng X G.Utilization of fly ash for stabilization/solidification ofheavy metal contaminated soils[J].EngineeringGeology,2003,(70):377-394.

[8]谢华明,曾光明,罗文连,等.水泥、粉煤灰及 DTCR 固化/稳定化重金属污染底泥[J].环境工程学报,2013,7(3):1121-1127.

[9]王川,杨朝晖,曾光明,等.DTCR 协同水泥固化/稳定化重金属污染底泥的研究[J].中国环境科学,2012,32(11):2060-2066.

[10]王华,冯启言,郝莉莉.我国底泥重金属污染防治[J].污染防治技术,2004,17(1):75-78.

[11]吴辰熙,祁士华,方敏,等.福建省泉州湾大气降尘中的重金属元素的沉降特征[J].环境科学研究,2006,19(6):27-30.

[12]龚香宜,祁士华,吕春玲,等.福建省兴化湾大气重金属的干湿沉降[J].环境科学研究,2007,19(6):31-34.

[13]滑丽萍,华珞,高娟,等.中国湖泊底泥的重金属污染评价研究[J].土壤,2006,38(4):366-373.

[14]张颖,周军,张宝杰,等.松花江表层沉积物有毒重金属污染评价[J].湖南大学学报:自然科学版,2015,42(6):113-118.

[15]戴秀丽,孙成.太湖沉积物中重金属污染状况及分布特征探讨[J].上海环境科学,2001,20(2):71-75.

[16]李鸣,刘琪Z.鄱阳湖水体和底泥重金属污染特征与评价[J].南昌大学学报:理科版,2010,34(5):486-489.

[17]张鑫,周涛发,等.铜陵矿区水系沉积物中重金属污染及潜在生态危害评价[J].环境化学,2005,24(1):106-107.

[18]张春雷.基于水分转化模型的淤泥固化机理研究[D].南京:河海大学,2007.

[19]王猛.重金属污染底泥羟基磷灰石复配固定化技术研究[D].济南:山东建筑大学,2014.

[20]范昭平,朱伟,张春雷.有机质含量对淤泥固化效果影响的试验研究[J].岩土力学,2005,26(8):1327-1334.

[21]陈世宝,朱永官,马义兵.不同磷处理对污染土壤中有效态铅及磷迁移的影响[J].环境科学学报,2006,26(7):1140-1144.

[22]曾卉,徐超,周航,等.几种固化剂组配修复重金属污染土壤[J].环境化学,2012,31(9):1368-1374.

[23]苏良湖,梁美生,赵由才.不同固化剂对底泥重金属稳定化效果的研究[J].环境工程学报,2010(7):1655-1658.

[24]周雪飞,张亚雷,章明,等.金山湖底泥重金属稳定化处理效果及机制研究[J].山东建筑大学,2008,29(6):1705-1712.

[25]Moore TJ,Rightmire CM,Vempati RK,et al.Ferrous iron treatment of Soils contaminated with arsenic-containing wood-preserving solution[J].Soil and Sediment Contamination,2000,9(4):375-405.

[26]Hartly W,Edwards R,Lepp NW.Arsenic and heavy metal mobility in iron oxide-amended soils as evaluated by short-and long-term leaching tests[J].Environment Pollution,2004,131(3):495-504.

[27]雷鸣,曾敏,等.3种含铁材料对重金属和砷复合污染底泥稳定化处理[J].环境工程学报,2014,8(9):3983-3988.

[28]黄建军.城市河道底泥营养盐释放及化学修复研究[D].天津:天津大学,2009.

[29]雷晓玲,巫正兴,冉兵,等.原位钝化技术及其在环保疏浚中的应用[J].环境科学与技术,2014,37(3):200-204.

[30]王绿洲,管薇,李维平,等.富营养化湖泊中沉积物原位治理技术进展[J].陕西师范大学学报(自然科学版),2006,34:76-81.

[31]Smeltzer EA.Successful alum/aluminate treatment of lake MoreyVermont[J].Lakeand Reservoir Management,1990,6:9-19.

[32]章萍,钱光冬,周文斌,等.膨润土对底泥重金属的抑制效果及机制探讨[J].南昌大学学报(工科版),2012,34(4):43-48.

[33]华珞,白铃玉,韦东普,等.有机肥镉锌交互作用对土壤镉锌形态和小麦生长的影响[J].中国环境科学,2002,22(4):346-350.

[34]Houben D,Pircar J,Sonnet P.Heavy metal immobilization by cost-effective amendments in a contaminated soil:effects on metal leaching and phytoavailability[J].Journal of Geochemical Exploration,2012,123:87-94.