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【中图分类号】R522【文献标识码】A【文章编号】1632-5281（2014）09
1前言 水体底泥污染，是世界范围内的一个重要环境问题。其污染物通过大气沉降、废水排放、水土流失、雨水淋浴与冲刷进入水体，最后沉积在底泥中并逐渐富集，使底泥受到严重污染[1]。其中尤以重金属污染问题最为突出。环境中各种重金属进入水体后，与难分解的有机化合物随水流推进、与固体颗粒成胶体结合发生沉淀，当水体环境发生改变时，重金属就会重新释放出来。通过生物富集作用，有毒有机物可以在生物体内打到较高的水平，从而产生较强的毒害作用，通过食物链还可能危害到人类[2]。湘江流域集中了湖南省六成人口和七成左右的省内生产总值，亦承载了60%以上的污染，湘江既是纳污水体，又是该流域居民的重要生活饮用水及农业用水水源，而近年来，随着湘江沿岸工业"三废"的大量排放、城市生活垃圾和污泥的不合理利用、含重金属农药和化肥的过量施用等，致使湘江流域底泥接纳的各类重金属污染物含量逐年增长，部分江段重金属含量已超过环境功能区规划所允许的纳污范围，本文在介绍湘江底泥重金属污染现状的基础上，综述了国内外河流底泥的治理技术进展，为湘江底泥的重金属污染治理提供理论依据。
2底泥重金属污染研究概况
2.1底泥重金属的来源
重金属污染来源主要分为自然因素和人为污染两方面。在自然因素中，重金属是地壳构成的主要元素；人为污染是环境中重金属最主要的来源，主要包括工业、农业和城市污染等方面。
由于重金属污染具有多源性、累积性、隐蔽性、难降解、 长期性和不可逆性等特点，因此被认为是具有潜在危害的重要污染物。它既可以直接进入大气、水体和土壤，造成各类环境要素的直接污染；也可以进行互相迁移，造成各类环境要素的间接污染[3]。重金属通过各种途径进入水体后，绝大部分迅速由水相进入固相，结合到悬浮物中，在被水流搬运过程中，当其负荷量超过搬运能力时，最终进入底泥。因此，底泥是水环境中重金属的主要蓄积库和归宿，可以反映河流受重金属污染的状况。
2.2湘江流域重金属污染现状
由于重金属化学行为和生态效应的复杂性，对底泥中重金属的研究是近20多年来国际环境科学界经久不衰的课题。20世纪70年代以来，国内外对重金属的污染研究已取得明显进展，从最初的土壤环境背景值和环境容量、重金属来源调查到重金属在土壤-植物系统中的迁移转化规律、生态环境效应以及重金属污染土壤修复技术研究都取得了重要的成果[4]。根据湖南省环保厅历年对湘江水质监测数据，湘江总体水质在自上世纪90年代呈恶化趋势，总体污染特征是以有机污染为主的重金属、微生物复合污染，其中重金属污染特征尤为突出[5]。曾北危[6]等最早评价了湘江沉积物重金属污染，结果表明湘江沉积物中相对富集重金属Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn，对该地区生态环境构成潜在威胁。根据中华人民共和国国家统计局2010 年统计，结果表明湖南省的As、Cr、Cd、Pb、Hg 的排放量居全国首位[7]。由于沿河发达的采矿业，冶炼业等也使湘江底泥重金属污染相当严重，黄钟霆[8]等人研究表明湘江霞湾港段底泥受到了严重的Pb污染，底泥含Pb量最高达1827.6 mg/kg，远高于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅴ类水的要求。唐文清[9]等人运用Hankanson 潜在生态危害指数法对湘江的衡阳段表层沉积物重金属的富集程度和潜在生态风险进行了分析，结果显示湘江衡阳段沉积物Pb和As严重超标，该区段底泥存在一定程度的重金属污染，且具有较为明显的复合型污染特点，存在很强的潜在生态危害。研究表明[10]，土壤重金属平均含量与土壤标准值及背景值相比较严重超标，各段Cd的污染均很严重，尤其是湘江一桥，表层和底层底泥的污染指数分别高达74.65和74.88，各采样点的土壤重金属Cu和Pb、底泥重金属Zn的污染程度不一，但均未达到严重污染。在以往研究中，长沙河段仅作为湘江流域的一部分进行过相关的报道，但作为单独的研究对象，系统分析底泥中重金属的研究尚不多见。
3.底泥重金属污染治理措施
修复净化水体污染底泥日益成为保护生态环境的一项艰巨任务。国内外学者对污染水体底泥的修复方法进行了大量的研究试验，如：物理化学覆盖、底泥疏浚、引水、掩蔽、以及适当的添加化学试剂等来解决底泥污染负荷问题。
目前，污染底泥的释放控制技术按照控制方法原理的不同，大致可分为：原位处理技术和异位处理技术两大类。
3.1原位处理技术
受污染底泥的原位处理技术是将污染底泥留在原处，利用物理、化学或生物方法减少受污染底泥的容积，较少污染物量或降低污染物的溶解度、毒性或迁移性，并减少污染物释放的底泥污染整治技术。 原位处理技术一般适用于底泥重金属污染程度较轻，危害较小的情况。按照原理不同，一般分为原位物理处理、原位化学处理、原位生物处理和原位生态处理四种。
3.2异位处理技术
受污染底泥的异位处理技术主要是指疏浚技术以及底泥的疏浚后处理技术， 通过机械或水力方法挖除底泥表层的污染物再进行输移处理减少底泥污染物的释放。一般认为当底泥中污染物的浓度高出本底值2-3 倍时，即认为其对人类及水生生态系统有潜在危害时需要考虑进行疏浚[11]。异位处理技术实质是将水体的内污染源转移走以防止污染水体。
4结束语
单一的治理方法不能彻底解决底泥中复杂的重金属污染问题，并且容易造成二次污染， 因而今后应转向研究多种重金属治理技术的联合使用。物理处理虽然可以短时间内大量减轻重金属的污染，但工程量巨大；化学处理效果显著，但易造成二次污染；生物处理是最具潜在应用前景的一种方法，具有成本低、见效快、实用性强、适用范围广、无二次污染等优点，在使用联合处理的同时可以突出生物处理的作用。另外，疏浚底泥是一种很有利用价值的潜在资源，将底泥经过稳定化、无害化处理后进行资源化利用，同样具有广阔的前景。 基金项目：湖南省大学生创新性课题：《2014年湘江长沙段底泥重金属污染现状评价》
作者简介：钱慧琳（1991-），女，湖南衡阳人，学生，预防医学专业.
通讯作者：杨双波 副教授 .
参考文献
[1]滑丽萍，郝红，李宝贵，等. 河湖底泥的生物修复研究进展. 中国水利水电科学研究学报，2005，3（2）：124 129.
[3]贾广宁.重金属污染的危害与防治[J].有色矿冶，2004，20（1）：39.42.
[4]岳振华，陈均一，罗槐林等.长沙市郊菜园土及部分蔬菜重金属和氟污染状况的研究[J].湖南农学院学报，1991，17（增刊）：342-355.
[5]李彩霞，李彩亭，翟云波，等.湘江衡阳段水质污染现状及对
策分析[J].环境保护科学，2007，33（6）：31-34.
[6]曾北危，潘佑民，黄璋，等.湘江沉积物污染初步评价[J].环境化学，1982，1（5）：352～358.
[7]L.Y. Chai， Z.X. Wang， Y. Y. Wang， et al. Ingestion risks of metals in
groundwater based on TIN model and dose-response assessment - a
case study in the Xiangjiang watershed， central -south China [J].
Science of the Total Environment， 2010， 408（16）：3118-3124.
[8]黄钟霆，罗岳平，周振.湘江霞湾港段底泥的铅含量与分布研究[J].
环境科学与管理， 2009， 34（6）：34-36.
[9]唐文清，曾荣英，冯泳兰，等.湘江衡阳段沉积物重金属污染特征与 生态风险评价[J].环境与健康杂志， 2009， 5（4）：45-52.
[10]孙花.湘江长沙段土壤和底泥重金属污染及其生态风险评价[D].湖南师范大学，2012.
[11]王海龙，常学秀，王焕校. 我国富营养化湖泊底泥污染治理技术展望[J]. 楚雄师范学院学报，2006，21（3）：41-46.
1前言 水体底泥污染，是世界范围内的一个重要环境问题。其污染物通过大气沉降、废水排放、水土流失、雨水淋浴与冲刷进入水体，最后沉积在底泥中并逐渐富集，使底泥受到严重污染[1]。其中尤以重金属污染问题最为突出。环境中各种重金属进入水体后，与难分解的有机化合物随水流推进、与固体颗粒成胶体结合发生沉淀，当水体环境发生改变时，重金属就会重新释放出来。通过生物富集作用，有毒有机物可以在生物体内打到较高的水平，从而产生较强的毒害作用，通过食物链还可能危害到人类[2]。湘江流域集中了湖南省六成人口和七成左右的省内生产总值，亦承载了60%以上的污染，湘江既是纳污水体，又是该流域居民的重要生活饮用水及农业用水水源，而近年来，随着湘江沿岸工业"三废"的大量排放、城市生活垃圾和污泥的不合理利用、含重金属农药和化肥的过量施用等，致使湘江流域底泥接纳的各类重金属污染物含量逐年增长，部分江段重金属含量已超过环境功能区规划所允许的纳污范围，本文在介绍湘江底泥重金属污染现状的基础上，综述了国内外河流底泥的治理技术进展，为湘江底泥的重金属污染治理提供理论依据。
2底泥重金属污染研究概况
2.1底泥重金属的来源
重金属污染来源主要分为自然因素和人为污染两方面。在自然因素中，重金属是地壳构成的主要元素；人为污染是环境中重金属最主要的来源，主要包括工业、农业和城市污染等方面。
由于重金属污染具有多源性、累积性、隐蔽性、难降解、 长期性和不可逆性等特点，因此被认为是具有潜在危害的重要污染物。它既可以直接进入大气、水体和土壤，造成各类环境要素的直接污染；也可以进行互相迁移，造成各类环境要素的间接污染[3]。重金属通过各种途径进入水体后，绝大部分迅速由水相进入固相，结合到悬浮物中，在被水流搬运过程中，当其负荷量超过搬运能力时，最终进入底泥。因此，底泥是水环境中重金属的主要蓄积库和归宿，可以反映河流受重金属污染的状况。
2.2湘江流域重金属污染现状
由于重金属化学行为和生态效应的复杂性，对底泥中重金属的研究是近20多年来国际环境科学界经久不衰的课题。20世纪70年代以来，国内外对重金属的污染研究已取得明显进展，从最初的土壤环境背景值和环境容量、重金属来源调查到重金属在土壤-植物系统中的迁移转化规律、生态环境效应以及重金属污染土壤修复技术研究都取得了重要的成果[4]。根据湖南省环保厅历年对湘江水质监测数据，湘江总体水质在自上世纪90年代呈恶化趋势，总体污染特征是以有机污染为主的重金属、微生物复合污染，其中重金属污染特征尤为突出[5]。曾北危[6]等最早评价了湘江沉积物重金属污染，结果表明湘江沉积物中相对富集重金属Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn，对该地区生态环境构成潜在威胁。根据中华人民共和国国家统计局2010 年统计，结果表明湖南省的As、Cr、Cd、Pb、Hg 的排放量居全国首位[7]。由于沿河发达的采矿业，冶炼业等也使湘江底泥重金属污染相当严重，黄钟霆[8]等人研究表明湘江霞湾港段底泥受到了严重的Pb污染，底泥含Pb量最高达1827.6 mg/kg，远高于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅴ类水的要求。唐文清[9]等人运用Hankanson 潜在生态危害指数法对湘江的衡阳段表层沉积物重金属的富集程度和潜在生态风险进行了分析，结果显示湘江衡阳段沉积物Pb和As严重超标，该区段底泥存在一定程度的重金属污染，且具有较为明显的复合型污染特点，存在很强的潜在生态危害。研究表明[10]，土壤重金属平均含量与土壤标准值及背景值相比较严重超标，各段Cd的污染均很严重，尤其是湘江一桥，表层和底层底泥的污染指数分别高达74.65和74.88，各采样点的土壤重金属Cu和Pb、底泥重金属Zn的污染程度不一，但均未达到严重污染。在以往研究中，长沙河段仅作为湘江流域的一部分进行过相关的报道，但作为单独的研究对象，系统分析底泥中重金属的研究尚不多见。
3.底泥重金属污染治理措施
修复净化水体污染底泥日益成为保护生态环境的一项艰巨任务。国内外学者对污染水体底泥的修复方法进行了大量的研究试验，如：物理化学覆盖、底泥疏浚、引水、掩蔽、以及适当的添加化学试剂等来解决底泥污染负荷问题。
目前，污染底泥的释放控制技术按照控制方法原理的不同，大致可分为：原位处理技术和异位处理技术两大类。
3.1原位处理技术
受污染底泥的原位处理技术是将污染底泥留在原处，利用物理、化学或生物方法减少受污染底泥的容积，较少污染物量或降低污染物的溶解度、毒性或迁移性，并减少污染物释放的底泥污染整治技术。 原位处理技术一般适用于底泥重金属污染程度较轻，危害较小的情况。按照原理不同，一般分为原位物理处理、原位化学处理、原位生物处理和原位生态处理四种。
3.2异位处理技术
受污染底泥的异位处理技术主要是指疏浚技术以及底泥的疏浚后处理技术， 通过机械或水力方法挖除底泥表层的污染物再进行输移处理减少底泥污染物的释放。一般认为当底泥中污染物的浓度高出本底值2-3 倍时，即认为其对人类及水生生态系统有潜在危害时需要考虑进行疏浚[11]。异位处理技术实质是将水体的内污染源转移走以防止污染水体。
4结束语
单一的治理方法不能彻底解决底泥中复杂的重金属污染问题，并且容易造成二次污染， 因而今后应转向研究多种重金属治理技术的联合使用。物理处理虽然可以短时间内大量减轻重金属的污染，但工程量巨大；化学处理效果显著，但易造成二次污染；生物处理是最具潜在应用前景的一种方法，具有成本低、见效快、实用性强、适用范围广、无二次污染等优点，在使用联合处理的同时可以突出生物处理的作用。另外，疏浚底泥是一种很有利用价值的潜在资源，将底泥经过稳定化、无害化处理后进行资源化利用，同样具有广阔的前景。 基金项目：湖南省大学生创新性课题：《2014年湘江长沙段底泥重金属污染现状评价》
作者简介：钱慧琳（1991-），女，湖南衡阳人，学生，预防医学专业.
通讯作者：杨双波 副教授 .
参考文献
[1]滑丽萍，郝红，李宝贵，等. 河湖底泥的生物修复研究进展. 中国水利水电科学研究学报，2005，3（2）：124 129.
[3]贾广宁.重金属污染的危害与防治[J].有色矿冶，2004，20（1）：39.42.
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[5]李彩霞，李彩亭，翟云波，等.湘江衡阳段水质污染现状及对
策分析[J].环境保护科学，2007，33（6）：31-34.
[6]曾北危，潘佑民，黄璋，等.湘江沉积物污染初步评价[J].环境化学，1982，1（5）：352～358.
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groundwater based on TIN model and dose-response assessment - a
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[8]黄钟霆，罗岳平，周振.湘江霞湾港段底泥的铅含量与分布研究[J].
环境科学与管理， 2009， 34（6）：34-36.
[9]唐文清，曾荣英，冯泳兰，等.湘江衡阳段沉积物重金属污染特征与 生态风险评价[J].环境与健康杂志， 2009， 5（4）：45-52.
[10]孙花.湘江长沙段土壤和底泥重金属污染及其生态风险评价[D].湖南师范大学，2012.
[11]王海龙，常学秀，王焕校. 我国富营养化湖泊底泥污染治理技术展望[J]. 楚雄师范学院学报，2006，21（3）：41-46.