湖庫(kù)型飲用水水源地底泥對(duì)水質(zhì)影響的研究進(jìn)展

申艷冰 王方園 李錦艷 楊倩 葉輝 代曉云 石安 阮奇棟 張偉佳 舒宇峰

（浙江師范大學(xué)，浙江金華 321004）

1 引言

湖庫(kù)型飲用水水源地的水生態(tài)系統(tǒng)有水質(zhì)、水生生物和底泥三大環(huán)境要素，其中底泥承擔(dān)著接納外源污染物和向水體中釋放營(yíng)養(yǎng)鹽的雙重功效［1］，在水生態(tài)系統(tǒng)中有著不可或缺的作用。以前人們認(rèn)為底泥是水體污染的匯，但是隨著學(xué)者們的深入研究，發(fā)現(xiàn)在水生態(tài)系統(tǒng)中，底泥是主要的沉積相和污染源（匯）［2］。

飲用水水源地保護(hù)是飲用水安全保障中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其水質(zhì)狀況直接關(guān)系到供水區(qū)人民群眾的身體健康。我國(guó)水資源存在水質(zhì)差、資源短缺、資源時(shí)間空間分布不合理等問(wèn)題。而這些年由水源地污染引發(fā)的飲用水安全事件，給居民的生產(chǎn)生活造成一定程度的影響。黨的十八大以來(lái)，黨和國(guó)家高度重視生態(tài)文明建設(shè)，各地都在進(jìn)行水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，而飲用水水源地保護(hù)已成為生態(tài)文明建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。

本文從飲用水水源地出發(fā)，綜述了國(guó)內(nèi)外湖庫(kù)型飲用水水源地中底泥的研究進(jìn)展，對(duì)內(nèi)源污染物及其危害做了闡述，對(duì)底泥污染的原因給出了說(shuō)明，最后對(duì)現(xiàn)階段如何修復(fù)受污染底泥進(jìn)行了歸納總結(jié)，并對(duì)湖庫(kù)型飲用水水源地的監(jiān)測(cè)技術(shù)、修復(fù)技術(shù)以及更深一步的研究進(jìn)行了展望。

2 底泥的危害

內(nèi)源污染是指底泥中的污染物向外釋放造成水體污染及底泥污染導(dǎo)致的底棲生態(tài)系統(tǒng)破壞的現(xiàn)象［3］。通常內(nèi)源污染物可分為氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬和難降解有機(jī)物三類。內(nèi)源污染是我國(guó)大多數(shù)湖泊、水庫(kù)存在的普遍問(wèn)題。有研究表明，西湖、巢湖、滇池都不同程度地受到內(nèi)源污染影響，其中滇池的內(nèi)源污染與底泥中含有大量的氮磷有關(guān)［4］。對(duì)于保護(hù)較好的湖泊、水庫(kù)，如深圳水庫(kù)和北京官?gòu)d水庫(kù)等，內(nèi)源污染也是導(dǎo)致水質(zhì)季節(jié)性惡化的重要因素。

底泥污染難治理原因在于底泥在湖庫(kù)水體生態(tài)系統(tǒng)中的作用。一方面，底泥可以吸附水體中的污染物，降低水質(zhì)的污染程度。另一方面，一旦外界條件（水溫、pH、溶解氧、氧化還原電位、水體擾動(dòng)、污染物形態(tài)及理化性質(zhì)、底泥結(jié)構(gòu)、微生物活動(dòng)等）發(fā)生改變［5］，底泥里的污染物會(huì)重新釋放出來(lái)，影響上覆水體的水質(zhì)［6］，尤其是使水體中氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽濃度增加，加劇水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度和藻類水華爆發(fā)的機(jī)會(huì)。除此之外，底泥可以為水體里的動(dòng)植物提供生活場(chǎng)所和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中的污染物質(zhì)，比如重金屬，因其具有富集性，在自然界中不易被降解，最終經(jīng)食物鏈放大后進(jìn)入人體，直接或間接危害人體健康。

內(nèi)源污染更直接的危害是造成水源水質(zhì)的惡化，水源地的水質(zhì)惡化會(huì)直接影響供水安全。如2007 年太湖爆發(fā)藍(lán)藻危機(jī)，導(dǎo)致無(wú)錫10 萬(wàn)人的飲用水安全得不到保障，2005 年松花江發(fā)生苯污染事件，政府不得不關(guān)閉哈爾濱松花江段取水口，以確保居民的生命安全。

3 國(guó)內(nèi)外湖庫(kù)底泥內(nèi)源污染現(xiàn)狀

3.1 我國(guó)湖庫(kù)底泥內(nèi)源污染現(xiàn)狀

3.1.1 底泥氮磷污染現(xiàn)狀

從20 世紀(jì)90 年代起，長(zhǎng)期的污染開始導(dǎo)致我國(guó)湖庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化。巢湖、太湖、滇池、鄱陽(yáng)湖都不同程度地發(fā)生了水體富營(yíng)養(yǎng)化。20 世紀(jì)90 年代中期，巢湖富營(yíng)養(yǎng)化達(dá)到近30 年的巔峰；2003 年，滇池爆發(fā)藍(lán)藻危機(jī)，水質(zhì)惡化，曾一度達(dá)到劣五類水水質(zhì)；2007 年，太湖大面積的藍(lán)藻導(dǎo)致無(wú)錫市發(fā)生飲用水危機(jī)。

有不少學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，底泥和水體富營(yíng)養(yǎng)化有很大的關(guān)系。吳軍偉等［7］探究了溫度、pH、外界物理?xiàng)l件（擾動(dòng)上覆水）改變時(shí)，底泥可以釋放出氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。謝忱等［8］、原居林等［1］發(fā)現(xiàn)躍進(jìn)水庫(kù)、巖口水庫(kù)底泥受總氮總磷污染嚴(yán)重。水庫(kù)淺水區(qū)低濃度的原始上覆水可加速底泥營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的釋放，水體的磷含量主要受底泥磷的影響［9］。我國(guó)的飲用水水源，如北京的官?gòu)d水庫(kù)［10］、天津的于橋水庫(kù)［11］、保定的飲用水水源地［12］和浙江省紹興市的湯浦水庫(kù)［13］都不同程度地受到了氮磷污染。

3.1.2 底泥重金屬污染現(xiàn)狀

重金屬能長(zhǎng)期穩(wěn)定地存在于底泥中，一旦水體被污染，其很難去除。與有機(jī)物不同，其無(wú)法通過(guò)微生物降解，進(jìn)入水環(huán)境的重金屬主要通過(guò)吸附、離子交換、沉淀等作用遷移至河床表層底泥中，使底泥沉積物中的重金屬含量遠(yuǎn)高于水相。有研究表明，進(jìn)入河流的污染物，只有1%以下能溶于水中，99%以上會(huì)沉積在河流沉積物中［14］。

很多學(xué)者對(duì)我國(guó)的一些湖庫(kù)底泥重金屬進(jìn)行了分析研究，其中三峽庫(kù)區(qū)［15］、小浪底水庫(kù)［16］、玉環(huán)湖水庫(kù)［17］底泥都出現(xiàn)了較低水平的重金屬富集，并存在潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。而香溪河庫(kù)灣［18］底泥重金屬含量從無(wú)到有，輕度污染。福建永定灌洋水庫(kù)［19］Cd 超標(biāo)十分嚴(yán)重，Cu 和Zn 超標(biāo)較嚴(yán)重。紅楓湖［20］沉積物中重金屬Cu，Pb，Cd，Cr，As，Hg 都存在不同程度的超標(biāo)。浙江省浦江縣的通濟(jì)橋水庫(kù)，作為飲用水備用水源地，其表層沉積物出現(xiàn)了嚴(yán)重的重金屬蓄積現(xiàn)象［21］。

3.1.3 底泥持久性有機(jī)污染物污染現(xiàn)狀

除了營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬，近幾年來(lái)，持久性有機(jī)污染物在水體及沉積物中的富集逐漸引起研究者的重視。持久性有機(jī)污染物在環(huán)境中殘留時(shí)間長(zhǎng)、難降解，且可以通過(guò)食物鏈的富集作用與生物放大作用最終影響人類的健康。研究表明，在華南地區(qū)部分地下水中檢出有機(jī)氯類污染物；淮河、黃浦江等水體中多氯有機(jī)物濃度高于國(guó)外相應(yīng)的濃度，沉積物中多氯有機(jī)物濃度與國(guó)外部分水體沉積物中的多氯有機(jī)物濃度基本相當(dāng)。除了江河湖海，飲用水水源地沉積物中也檢測(cè)出了持久性有機(jī)污染物。暴志蕾等［22］對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)飲用水水源地沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥污染進(jìn)行了研究，采集的沉積物中測(cè)定的22 種有機(jī)氯農(nóng)藥都有檢出，滴滴涕（DDTs）、六氯苯、六六六（BHCs）、五氯苯的檢出率為100%。除了有機(jī)氯農(nóng)藥，林莉等［23］發(fā)現(xiàn)三峽庫(kù)區(qū)水體和底泥中存在多環(huán)芳烴和鄰苯二甲酸酯類。太湖貢湖飲用水水源地發(fā)現(xiàn)了多氯聯(lián)苯污染［24］，而太湖典型飲用水水源地中也檢出了多溴聯(lián)苯醚［25］。

3.2 國(guó)外湖庫(kù)底泥內(nèi)源污染現(xiàn)狀

底泥內(nèi)源污染已經(jīng)對(duì)人類健康及環(huán)境造成了很大的影響。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署的統(tǒng)計(jì)，全美10%的底泥足以對(duì)魚類及食用魚類的人和野生動(dòng)物構(gòu)成威脅［26］。此外，由于人為干擾，許多底泥面臨被污染的威脅。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署調(diào)查，在美國(guó)很多工業(yè)和經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，流域底泥已被氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬污染。美國(guó)與加拿大交界的五大湖自20 世紀(jì)中期開始就出現(xiàn)了嚴(yán)重的水體污染，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，重金屬含量超標(biāo)；近幾年在湖泊底泥中發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的汞污染。丹麥的湖泊水體水質(zhì)污染，其中較大的壓力來(lái)自湖泊沉積物中釋放的營(yíng)養(yǎng)［27］。而在日本九州、印度恒河以及韓國(guó)西海岸底泥中都不同程度地監(jiān)測(cè)到了全氟辛烷磺酸化合物［28］。

4 湖庫(kù)底泥內(nèi)源污染來(lái)源及成因分析

4.1 外部自然因素

進(jìn)入庫(kù)區(qū)底泥的污染物主要來(lái)自上游污染物的排放，隨著雨水的沖刷作用，這些污染物隨地表徑流進(jìn)入庫(kù)區(qū)。除了雨水沖刷之外，大氣的干濕沉降也是污染物的一個(gè)來(lái)源。污染物通過(guò)干沉降或者濕沉降降至地面或水體，地面的污染物又隨地表徑流進(jìn)入湖庫(kù)，最終沉積在湖庫(kù)底泥。通過(guò)大氣沉降途徑向湖庫(kù)輸入氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽以及Zn，Pb，Cd，Ni 等重金屬元素，對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化、重金屬元素污染都有較大的影響。

4.2 湖庫(kù)內(nèi)源影響

4.2.1 水體和底泥的營(yíng)養(yǎng)物交換

由于水庫(kù)的蓄水作用，導(dǎo)致水流入庫(kù)后水勢(shì)變緩，搬運(yùn)能力下降，庫(kù)區(qū)底部成為重要的蓄積場(chǎng)所。水流攜帶物及庫(kù)區(qū)內(nèi)土壤顆粒和動(dòng)植物殘?bào)w等的混合物，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)及生物作用沉積于庫(kù)底形成底泥，內(nèi)含豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽以及各種污染物。有研究表明，當(dāng)水體中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的含量降低時(shí)，底泥中的氮磷物質(zhì)便會(huì)釋放出來(lái)，以滿足正常的水體功能。

4.2.2 水體分層

水庫(kù)中的水體存在著分層現(xiàn)象。由于水體垂向溫度梯度的存在，使垂向水體的密度不同，從而造成水體分層［29］。具體來(lái)說(shuō)，夏季由于太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，表層水體溫度高，底層水體溫度低，所以表層水體密度相對(duì)底層水體密度要小；而冬季，表層水體溫度低于4 ℃，底層水體由于太陽(yáng)輻射程度弱，水溫基本保持不變，接近4 ℃，這樣一來(lái)，底層水體溫度比表層水體溫度高，導(dǎo)致底層水體密度相對(duì)于表層水體要小。由于密度差異，表層水體和底層水體會(huì)進(jìn)行水的垂直交換，即所謂的翻庫(kù)，這時(shí)沉積在底泥的內(nèi)源污染物會(huì)隨著水庫(kù)的翻庫(kù)而被搬至表層水體，導(dǎo)致水體里營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增加，為夏季水體藻類的大量繁殖創(chuàng)造了條件。

5 湖庫(kù)內(nèi)源污染對(duì)水質(zhì)影響機(jī)理剖析

湖泊水庫(kù)等緩流水體具有以下特征：水體更新周期長(zhǎng)；水流速度慢；污染物濃度積累快。這些特征導(dǎo)致污染物極易沉積到湖庫(kù)的底部，進(jìn)而影響湖庫(kù)的水質(zhì)。通常來(lái)說(shuō)，湖泊和水庫(kù)的內(nèi)源污染主要通過(guò)以下過(guò)程影響水質(zhì)［4］。

5.1 底泥耗氧，造成水體缺氧

底泥耗氧一般分為化學(xué)性耗氧和生物性耗氧?；瘜W(xué)性耗氧是指底泥內(nèi)耗氧化合物，如Fe2＋，Mn2＋，HS－等和有機(jī)質(zhì)等物質(zhì)發(fā)生氧化或降解消耗溶解氧；而生物性耗氧則是指微生物和底棲生物的耗氧。有研究表明，底泥耗氧通常占整個(gè)水體耗氧的50%以上，尤其在夏季，底泥耗氧是造成湖庫(kù)底部水體缺氧的主要原因。此外，底泥耗氧還能影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（如氮磷等）和金屬在底泥/水界面的釋放通量，進(jìn)而影響湖泊水庫(kù)的水質(zhì)。

5.2 底泥污染物釋放

底泥污染物的釋放過(guò)程較為復(fù)雜，可將其釋放機(jī)制大致分為生物釋放、化學(xué)釋放和物理釋放［30］。污染物釋放的一個(gè)客觀條件是底泥和上覆水體之間的濃度差。其釋放過(guò)程有兩個(gè)［31］：一個(gè)是解析擴(kuò)散，當(dāng)?shù)啄嘀泄桃合嘀g的有機(jī)物沒(méi)有達(dá)到平衡時(shí)，此時(shí)有機(jī)物被解吸至毛管水中，隨后進(jìn)入重力水最終擴(kuò)散至上覆水體；另一個(gè)過(guò)程是降解，當(dāng)固液相中的有機(jī)物達(dá)到平衡，底泥中的微生物將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成溶解狀態(tài)，隨后解吸擴(kuò)散至水體中。底泥污染物釋放（包括碳、氮、磷和金屬元素等物質(zhì)），造成水體污染物含量增大。底泥釋磷指的是水體進(jìn)入底泥中的磷和底泥向水體輸出的磷通量之差，包含兩個(gè)過(guò)程［4］：（1）由底泥進(jìn)入間隙水；（2）通過(guò)擴(kuò)散、水體擾動(dòng)及環(huán)境因素的作用，由間隙水向上部水體擴(kuò)散傳輸。底泥釋磷是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，要受底泥性質(zhì)、DO/Eh、pH、溫度、有機(jī)質(zhì)及水體擾動(dòng)的影響。底泥釋氮的機(jī)理更加復(fù)雜，主要是測(cè)定底泥氨氮、硝態(tài)氮以及有機(jī)氮從底泥間隙水進(jìn)入上覆水的釋放速率。影響底泥釋氮的因素包括溶解氧、底泥性質(zhì)、溫度、鹽度和pH 等。

6 湖庫(kù)污染的控制與修復(fù)技術(shù)

受污染的湖泊水庫(kù)的修復(fù)是一項(xiàng)大工程。湖泊水庫(kù)不僅在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)和屏障作用，也積蓄著大量的淡水資源，是人類使用水資源的主要來(lái)源之一。湖泊水庫(kù)的環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系到人類的生存與發(fā)展，因此，對(duì)受污染的湖泊水庫(kù)進(jìn)行修復(fù)是重要又緊迫的。

6.1 源頭控制

湖庫(kù)型飲用水水源地底泥的來(lái)源分為外源性和內(nèi)源性。內(nèi)源污染指的是湖庫(kù)在淹庫(kù)前未清理干凈的面源污染以及湖庫(kù)的本底污染。從外源上切斷污染物，進(jìn)行源頭控制，能最大程度地減少污染物，可以給湖泊水庫(kù)營(yíng)造一個(gè)好的生態(tài)環(huán)境。由于湖庫(kù)的上游范圍內(nèi)主要分布著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)、居民區(qū)以及工廠企業(yè)，所以外源污染主要是生活點(diǎn)源污染、農(nóng)業(yè)面源污染以及工業(yè)污染。點(diǎn)源污染主要是居民生活污染，比如未經(jīng)處理直接排放至周邊溪流湖庫(kù)的生活污水以及生活垃圾。面源污染主要來(lái)源于施用的化肥農(nóng)藥以及零星的畜禽養(yǎng)殖散戶?；兽r(nóng)藥無(wú)法完全被植物吸收，隨地表徑流進(jìn)入湖庫(kù)；畜禽飼料以及排放的糞便隨地表徑流進(jìn)入湖庫(kù)。從源頭控制，就要排查上游所有的排污口和可能造成污染的工廠企業(yè)，控制化肥農(nóng)藥等面源污染，對(duì)生活污染以及畜禽養(yǎng)殖業(yè)、餐飲旅游業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的控制，提出整改措施，以確保從源頭上控制污染物的進(jìn)入。

6.2 物理修復(fù)

目前常見(jiàn)的物理修復(fù)技術(shù)有電動(dòng)力學(xué)修復(fù)、原位覆蓋技術(shù)以及底泥疏浚技術(shù)。

電動(dòng)力學(xué)修復(fù)受污染底泥有很好的發(fā)展前景，其原理是在受污染底泥中加入電場(chǎng)，帶電荷的重金屬離子在電場(chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)，并在電極附近累積，定期處理電極附近的淤泥，從而降低底泥重金屬污染物。但此方法同時(shí)受到pH 值、Zeta 電位、極化問(wèn)題、化學(xué)性質(zhì)等因素的影響。

原位覆蓋技術(shù)又稱封閉、掩蔽或帽封技術(shù)，其原理是尋求好的底泥覆蓋物，將底泥中的污染物與上覆水分隔，減少底泥中污染物向水體的釋放能力。覆蓋技術(shù)具有下述3 個(gè)方面功能［32］：（1）物理阻隔，阻斷了污染物和上層水體之間交換的通道；（2）覆蓋物使受污染底泥穩(wěn)固，防止其再懸浮或遷移；（3）覆蓋物中含有機(jī)顆粒，對(duì)污染物有一定的吸附作用。常用的底泥覆蓋材料有清潔的沙子、鈣質(zhì)膨潤(rùn)土以及粉煤灰。世界上首例原位覆蓋工程是美國(guó)于1978 年實(shí)施的，隨后日本、挪威以及加拿大等國(guó)相繼實(shí)施了這一技術(shù)。1984 年在華盛頓西雅圖Duwamish 航道實(shí)施了沙子覆蓋工程控制重金屬及PCBs 的污染；1988年在華盛頓塔科馬St. Paul 航道實(shí)施了原位覆蓋工程，采用取自Puyallup 河粗糙的沙礫覆蓋近海岸的底泥［32］。我國(guó)首例原位覆蓋技術(shù)要追溯到1999 年巢湖市環(huán)城河河道底泥環(huán)保疏浚。

底泥疏浚是最常用的一種修復(fù)受污染底泥的異位處理技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可以短期內(nèi)清除內(nèi)污染源，使水質(zhì)質(zhì)量變好；（2）促進(jìn)水生及河岸帶生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)；（3）增加水深和蓄水量，提高水環(huán)境承載能力，增強(qiáng)污染物的擴(kuò)散與水體自凈能力；（4）保障疏挖區(qū)的景觀環(huán)境。當(dāng)?shù)啄嘀形廴疚锏臐舛雀叱霰镜字?～5 倍時(shí)，通常認(rèn)為其對(duì)人類及水生生態(tài)系統(tǒng)存在潛在危害，可考慮進(jìn)行疏挖［3］。日本、匈牙利、美國(guó)、瑞典、荷蘭等國(guó)家均有局部或大規(guī)模的對(duì)水庫(kù)、湖泊、河道等進(jìn)行底泥疏竣的先例，并取得了不錯(cuò)的成果［33］。在我國(guó)這項(xiàng)技術(shù)也得到大力發(fā)展，底泥疏竣技術(shù)在我國(guó)的北京市官?gòu)d水庫(kù)、深圳市長(zhǎng)流陂水庫(kù)等都有應(yīng)用。我國(guó)太湖、天津海河和蘇州河等地也都依次開展了不同程度的疏浚工程。

6.3 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)原位修復(fù)技術(shù)是投加化學(xué)藥劑，使污染物和化學(xué)藥劑發(fā)生一系列物理、化學(xué)、物化反應(yīng)（如氧化、還原、沉淀、水解、絡(luò)合、聚合等），從而使污染物從底泥中分離或者轉(zhuǎn)化成低毒或無(wú)毒形態(tài)的物質(zhì)。目前常用的化學(xué)藥劑有鋁鹽、鐵鹽、生石灰、Ca（NO3）2、CaO2、H2O2和KMnO4等。日本的琵琶湖、瑞典的Lillesjon 湖采用原地化學(xué)處理技術(shù)處理后，底泥釋放磷的速率大大下降［34］；Mamindy－Pajany Y 等［35］在多種修復(fù)試驗(yàn)中證實(shí)了鐵系物、鋁系物等對(duì)于污染底泥中重金屬都有較高的固定效率，不僅能降低底泥重金屬的浸出率，還能降低底泥重金屬離子的毒性。

6.4 生物修復(fù)

生物修復(fù)技術(shù)是利用微生物的代謝作用降解污染物，包括植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、微生物修復(fù)以及聯(lián)合修復(fù)。

6.4.1 植物修復(fù)

植物修復(fù)在底泥重金屬的修復(fù)中應(yīng)用廣泛，如蜈蚣草對(duì)砷有超富集作用。近年來(lái)，學(xué)者們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了很多種對(duì)單一重金屬或者多種重金屬有特定富集作用的植物。臧曉梅等［36］發(fā)現(xiàn)冬麥草對(duì)底泥中Cr，As 的去除效果最好。華常春等［37］發(fā)現(xiàn)水葫蘆能從污泥中除去鉻、鉛、汞、銀、鈷、鍶，效果良好。Sivaci A等［38］利用沉水植物狐尾藻對(duì)受Cu，Zn 污染的底泥進(jìn)行修復(fù)，證明狐尾藻能有效去除Cu，Zn 離子，去除率分別達(dá)到74%和81%。

6.4.2 動(dòng)物修復(fù)

動(dòng)物修復(fù)是用一些原生動(dòng)物來(lái)修復(fù)底泥的污染物。鄧錦松等［39］在蝦池引入適宜密度的雙齒圍沙蠶，發(fā)現(xiàn)雙齒圍沙蠶能有效降低蝦池底質(zhì)中氮磷和硫化物的積累速率，對(duì)蝦池底質(zhì)具有較好的改良（修復(fù)）作用。叢瑋瑋等［40］發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞能有效改變底泥的理化性質(zhì)，使其能更好地適合植物生長(zhǎng)。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明，底棲生物對(duì)受損水體有修復(fù)作用，常用于受損水體的生態(tài)修復(fù)。底棲生物是水生生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，在水生生態(tài)系統(tǒng)中占有十分重要的地位。寡毛綱底棲生物顫蚓［41］對(duì)底泥重金屬Cu，Cd 的遷移轉(zhuǎn)化有一定的影響，褶牡蠣和菲律賓蛤等幾種底棲生物的放流，有利于長(zhǎng)江河口區(qū)的生態(tài)修復(fù)［42］。底棲生物的研究，是未來(lái)水體生態(tài)修復(fù)的突破口。

6.4.3 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)技術(shù)是利用天然的或經(jīng)過(guò)馴化的微生物，通過(guò)氧化、還原等作用去除底泥中的有機(jī)污染物，達(dá)到凈化沉積物、削減內(nèi)源污染的目的。

加拿大的漢密爾頓港、美國(guó)馬薩諸塞州的Salen河等通過(guò)向水體中投放微生物，利用其代謝作用降低污染物的毒性［32］。劉兵兵［43］在研究中提到底泥中檢測(cè)到的功能菌具有能夠促進(jìn)氮、磷削減的代謝機(jī)制，且在水質(zhì)凈化過(guò)程中的作用要比水體微生物還要強(qiáng)。

7 底泥資源化技術(shù)

被污染的底泥最常見(jiàn)的處理方式就是底泥疏浚。疏浚底泥的常規(guī)處理方式有堆放、吹填和海洋拋泥等［6］，但是這些方式各有利弊。比如，單純堆放不僅侵占大量土地資源，還會(huì)由于雨水的沖刷造成二次污染。吹填所用土地地基非常軟弱，地基處理費(fèi)昂貴，且容易出現(xiàn)泥水向圍堰外部擴(kuò)散，引發(fā)二次污染。海洋拋泥則會(huì)影響漁業(yè)，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。所以現(xiàn)在提倡合理利用底泥，將其資源化，不僅能在一定程度上保護(hù)環(huán)境，還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。例如用底泥制氫，在有效利用資源的同時(shí)，還能緩解能源壓力。還可以用底泥制備建筑材料，用于生產(chǎn)陶粒、磚和生態(tài)水泥。還有將含氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的底泥用作農(nóng)田土地改良，改良土壤的特性，從而增加土壤的肥力，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。還可以將底泥作為填方材料用于湖濱帶生態(tài)建設(shè)的基底重建與修復(fù)工程。任乃林等［44］用疏竣底泥中含有的大量腐殖質(zhì)對(duì)金屬離子的吸附交換和絡(luò)合作用的特點(diǎn)，處理了含鉻廢水，效果良好。

8 結(jié)論與展望

8.1 結(jié)論

綜上所述，水源地飲用水水源承擔(dān)著廣大人民群眾的飲水安全，應(yīng)該加強(qiáng)水源地的水質(zhì)保護(hù)，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，對(duì)其可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定期評(píng)估，給水源管理提供建設(shè)性意見(jiàn)，

8.2 展望

（1）國(guó)內(nèi)外部分湖庫(kù)型飲用水水源地的底泥存在氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)剩、水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重、重金屬和持久性有機(jī)污染物存在潛在風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題，需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，制定相應(yīng)的應(yīng)急方案。

（2）湖庫(kù)型底泥污染物的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理需要進(jìn)一步研究。

（3）受污染底泥的修復(fù)方法有待進(jìn)一步研究，目前采用最多的還是疏挖方式，但同時(shí)要注意避免引發(fā)二次污染和破壞底泥生態(tài)環(huán)境。而在原位修復(fù)技術(shù)中生物修復(fù)具有費(fèi)用低、管理簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、有效時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。未來(lái)根據(jù)發(fā)展的需要，以生物修復(fù)技術(shù)為基礎(chǔ)，大力發(fā)展底泥生態(tài)修復(fù)具有很好的前景，可以實(shí)現(xiàn)底泥自我凈化，減少人為干預(yù)。同時(shí)要控制外源污染物進(jìn)入水體，必要時(shí)可采用一些措施，比如污水截流、加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)用地的管理、加強(qiáng)水庫(kù)周邊的水土保持等。

（4）疏浚底泥的利用有很大的發(fā)展空間，開發(fā)出新的疏浚底泥的處理技術(shù)，最大限度地節(jié)約與利用資源。

（5）構(gòu)建水質(zhì)的區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，在線更新，打造環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，省時(shí)省力又方便管理。