黑臭底泥治理是种药水環境治理的重要組成部分，如果底泥中汙染物的剂对究釋放不能得到有效控製，水環境治理也將難以取得良好效果。黑臭底泥治理可分為清淤疏浚和原位修複，底泥的研其中清淤疏浚通常需要投入大量機械設備和人力物力，原位且清淤上岸的修复效果底泥需要較大的處理場地進行消納，在實際應用中存在一定製約。种药底泥的剂对究原位修複有著廣泛的應用需求。底泥原位修複技術主要分為兩類：一是黑臭生物法，通過向水體或底泥中投加微生物製劑，底泥的研促進底泥有機物的原位降解；二是化學法，常用的修复效果有向底泥中投加過氧化鈣、過氧化氫等具有強氧化性質的种药藥劑，氧化分解底泥中的剂对究有機物，並減緩氮、黑臭磷、COD向水體釋放，或向底泥中投加固化劑及輔助劑，如石灰、火山灰、水泥、改性二氧化鈦等，以降低氮、磷、重金屬等汙染物的溶解度、遷移性或毒性。

目前，化學法在底泥原位修複方麵有較廣的應用前景和較多的應用案例。已有較多關於水泥、石灰以及過氧化鈣等藥劑對底泥原位修複的研究，主要集中在對底泥和水體黑臭現象的改善、黑臭有機質的分解去除、氮磷物質的削減等方麵。關於投加上述藥劑對底泥向上覆水釋放氮磷、底泥和上覆水pH值的綜合變化，以及對沉水植物存活生長的綜合影響，缺少相關的研究報道。本研究采用水泥、生石灰以及過氧化鈣等3種常見的化學藥劑對黑臭底泥進行固化穩定化處理，考察其對底泥汙染釋放的抑製作用以及對沉水植物生長的影響等，為該方法在水生態治理領域的工程適用性提供科學依據。

1材料與方法

1.1底泥采樣

供試底泥采集於合肥市瑤海區二十埠河汙染嚴重的黑臭區段，周邊有較多排汙口。采樣工具為長柄鐵鍬，底泥樣品以表層稀泥為主，采樣深度為15cm。完成采樣後，將底泥帶回實驗室，去除其中的大顆粒物、塑料垃圾、動植物殘渣等雜物，然後用小鐵鏟反複攪拌混勻，置於4℃冰箱中保存待用。

1.2試驗材料

水泥為矽酸鹽水泥，標號為P·O42.5；生石灰粉末，規格為60目；過氧化鈣粉末，規格為60目。

沉水植物選用長勢良好的新鮮苦草，平均高度約為20cm。

1.3試驗方法

(1）試驗分組及設置。分為水泥組、生石灰組以及過氧化鈣組，另外設置1個空白對照組。將底泥充分攪拌混勻，裝入4個圓柱形透明容器中，每個容器中加入200g底泥，泥層厚度約2cm，然後分別向水泥組、石灰組以及過氧化鈣組投加6g相應藥劑（經提前測試確定用量，可確保底泥適度固結），攪拌均勻，靜置3d，待底泥固結。對照組不添加藥劑，其他處理同前述。

(2）完成3d靜置後，向各試驗組分別添加2L去離子水，加水過程通過玻璃棒引流，緩慢向各組加水，盡量避免加水過程對底泥的擾動，防止底泥泛起。之後靜置14d，再從各組的上覆水中取水樣，分別測定氨氮、總氮、總磷、pH值等指標，以探究各組的汙染釋放情況。

(3）完成4次水質指標測試後，用玻璃棒輕戳各組底泥，以了解底泥是否固結。然後用玻璃棒對上覆水進行攪拌，觀察底泥是否上翻。

(4）選取長勢良好、大小相近的新鮮苦草，在試驗組底泥中分別栽種5株。之後靜置14d，期間觀察植物的生長成活情況。完成沉水植物試驗後，倒出各組的上覆水，測定底泥的pH值。

2結果與討論

2.1 不同修複藥劑對底泥的汙染釋放影響

從底泥上覆水取樣檢測，考察不同修複藥劑對底泥的汙染釋放影響，結果如表1所示。

從底泥上覆水取樣檢測的結果顯示，各試驗組均表現出一定的氨氮釋放抑製效果，上覆水中氨氮濃度均低於空白對照組，各組底泥上覆水中氨氮濃度大小依次為生石灰組、水泥組、過氧化鈣組，表明過氧化鈣對底泥氨氮釋放的抑製效果相對較好。底泥作為黑臭水體的主要內源汙染，有向自然水體遷移、釋放氮磷營養鹽的趨勢，因而對照組的底泥在未做處理的狀態下，氨氮向上覆水大量釋放，濃度最高。水泥和生石灰具有對底泥的固化穩定化作用，在固結狀態下，氮、磷物質較難自由遷移，從而抑製了這兩組底泥的氨氮釋放。過氧化鈣在底泥中可緩慢釋放氧氣，提高氧化還原電位，具有較強氧化性。本研究中過氧化鈣組氨氮濃度最低，可能是因為底泥中的氨氮被氧化，轉化為硝態氮。

由表1可以看出，與空白對照組相比，水泥組和生石灰組對總氮的釋放有抑製效果，其中水泥組的總氮抑製效果大於生石灰組。過氧化鈣組的總氮濃度高於空白對照組，表明向底泥中投加過氧化鈣在一段時間內將促進總氮的釋放，這可能是因為過氧化鈣的強氧化性促進了底泥有機質的分解，以及氨氮向硝態氮的轉化，從而增加了總氮的釋放。

由表1還可知，與空白對照組相比，水泥組、生石灰組以及過氧化鈣組均表現出良好的總磷釋放抑製效果，其中過氧化鈣組的總磷抑製效果最好。徐垚研究發現在底泥中投加過氧化鈣能夠加快有機磷的礦化速度，鐵鋁結合態磷和鈣結合態磷也明顯增加，使得內源磷持留能力增強。

2.2對上覆水pH值的影響

從底泥上覆水取樣檢測，考察不同修複藥劑對底泥上覆水pH值的影響，結果如表2所示。空白對照組的上覆水呈中性偏弱酸，可能是因為底泥中的有機質酸有少量釋放進入上覆水。3個修複劑處理組的上覆水均呈堿性，其中生石灰組和過氧化鈣組的pH值均超過9，呈較強的堿性。陳奎章等研究發現投加生石灰作為底泥穩定劑會明顯提高上覆水的pH值。過氧化鈣能夠分解為氧化鈣和氧氣，氧化鈣與水反應可進一步生成氫氧化鈣，從而釋放堿性物質。較高的pH值環境不利於沉水植物的成活與生長。

2.3沉水植物的栽種成活情況及底泥pH值

采用不同修複藥劑處理底泥後，沉水植物栽種成活情況如表3所示。

各試驗組栽種的苦草，在測試開始第7天即已全部死亡，根部枯黃腐爛。通過檢測底泥pH值，發現除對照組外，各試驗組底泥均呈強堿性，該結果與王鋒等研究結論一致。由於底泥堿度大幅升高，沉水植物無法生存，限製了3種藥劑在黑臭底泥原位修複中的應用。

3結論

采用水泥、生石灰以及過氧化鈣對底泥進行處理後可抑製氮、磷汙染物的釋放，改善底泥的黑臭現象，但造成的底泥強堿性環境讓後續水生態工程無法實施，沉水植物群落無法構建。因此，建議在黑臭水體治理工程中謹慎采用水泥、生石灰以及過氧化鈣進行底泥的原位修複。

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