[发明专利]季节性河流重金属污染底泥疏浚和异位治理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于季节性河流(含江、河流、江河、河道)等水体受重金属污染底泥疏浚及异位治理的系统及方法，属于污染底泥的治理修复技术领域。

背景技术

底泥是水体底部的表层沉积物质，是微生物、腐殖质、土壤及泥沙等的混合物，经过长时间物理化学、生物作用及水体传输而沉积于水体底部所形成。底泥能够反映水体演化的历史过程，为河流、湖泊、河流入海口滩涂等自然水体生态系统的重要组成部分。

底泥中的重金属来自于大气降尘、降水、土壤冲刷、地表径流、各类污水、固体垃圾以及农药等，具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，能通过食物链成千百倍地富集，最终危害人体健康。目前世界各国对底泥重金属污染的治理规划和治理技术方案各不相同，尤其是在我国，受污染和经济地域性等因素影响，尚不具备全面开展底泥重金属污染治理工作的条件。

季节性河流又称间歇性河流、时令河，指河流在枯水季节，河水断流、河床裸露；丰水季节，形成水流，甚至洪水奔腾。这类河流通常流经高温干旱的区域，而且年平均流量较小，但因暴雨、融雪引发的洪峰却很大。现时因人类对河流的过度引水、截流会使常年河流变成季节性河流。我国的内流河多为季节性河流。

底泥疏浚是指按规定的疏浚范围和疏浚深度，采取人工或机械的方式将受重金属或其他污染的底泥(包括泥、沙、石和其它杂物)等从水域系统中清除出去并加以处理的工程，疏浚过程避免二次污染。底泥疏浚已成为污染底泥，特别重金属污染底泥异位治理的首要环节。

目前常用的底泥疏浚技术主要包括三种形式，即工程疏浚、环保疏浚和生态疏浚。

工程疏浚技术通常可分为干法工程疏浚和湿法工程疏浚，其中，干法工程疏浚具有出泥含水率低、体积小的特点，但其操作过程中会使治理流域含有重金属的底泥长时间暴露于空气中，极易对周边环境和操作人员产生危害；湿法工程疏浚可以较好地控制了对环境的二次污染问题，但其挖泥船绞刀的设计形式，决定了其在操作过程中会对水体产生较大的扰动，从而使底泥中的污染物质向上覆水体中迁移，会对疏浚区域水体带来不利影响。工程疏浚作为目前水利行业常用疏浚方法，技术及装备较为成熟，其中的干法工程疏浚对季节性河流具有较强的适应能力，但由于其对疏浚对象的疏浚范围和疏浚深度控制要求不高，容易造成超挖、欠挖和疏浚过程二次污染的问题。

环保疏浚技术作为最直接、最快速清除内源的途径之一得到了广泛运用。如中国专利文献CN2837389公开的一种《双吸口环保疏浚绞刀装置》、CN101787720A公开的《一种生态清淤方法及其清淤装置》和CN103643713A公开的一种《河床环保疏浚的方法》等为了减少疏浚过程中底泥扩散造成的二次污染问题，研发了双吸口绞刀、疏浚吸头、带罩螺旋绞刀等较为先进的疏浚装置，可以基本满足疏浚过程精确控制的要求，但因上述疏浚技术或装备一般需要配备船体作为载体，适用于一定水深的疏浚工作区域，从而限制了其在季节性河流的应用和推广。

生态疏浚是一种新兴的疏浚模式，主要强调控制底泥的清淤厚度，为今后介人生态修复创造条件，但技术装备尚未成熟，具有一定环境风险。

根据受污染水体的污染程度不同，结合污染场地的实施条件，目前常用的重金属污染底泥的修复技术主要分为原位治理技术和异位治理技术。

原位治理技术主要包括原位植物修复和原位材料覆盖技术，其中原位植物修复以其成本低、操作简单、不易产生二次污染等优势而备受关注，但仍存在处理效率低、植物种植易受当地气候、河道行洪状况影响等缺陷。原位材料覆盖技术是在底泥表面覆盖钝化材料，阻断重金属向水体中的释放途径，受覆盖材料的理化性能及自然水体的水利水文特征影响较大，且目前尚无可靠的覆盖材料投放设备，实现均匀和无漏点覆盖难度较大。因此，对于污染较重水体或原位治理难度较大时，常采用异位治理技术。