富營(yíng)養(yǎng)化水體底泥污染狀況及修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

王瑞寧 王淼 衣萌萌

摘要? ? 底泥是水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，修復(fù)池塘底質(zhì)是保持水質(zhì)穩(wěn)定和防控水生生物病害的基礎(chǔ)，也是水體富營(yíng)養(yǎng)化防治的關(guān)鍵。本文介紹了水體和底泥富營(yíng)養(yǎng)化形成的原因，描述了富營(yíng)養(yǎng)化水體底泥的污染現(xiàn)狀，論述了當(dāng)前修復(fù)底泥使用的2種技術(shù)手段，即原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)，詳細(xì)闡述了2種技術(shù)手段中的物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展，并就修復(fù)技術(shù)今后的發(fā)展方向做了概述。

關(guān)鍵詞? ? 富營(yíng)養(yǎng)化;底泥污染;修復(fù)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)? ? X52? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

Abstract? ? Sediment is an important part of aquatic ecosystems.The remediation of sediment is an efficient way to improve water quality and prevent aquatic animal diseases，which is also the key to control the water eutrophication.This paper introduced the formation of eutrophication of water and sediment，and described the pollution status of sediment in eutrophicated water，and discussed two kinds of remediation technology，such as in-situ remediation and ex-situ remediation.The research progress on physics remediation，chemistry remediation and biology remediation of these two kinds of technology was elaborated，and the development direction of the remediation technology was also summarized.

Key words? ? eutrophication;sediment pollution;remediation technology

富營(yíng)養(yǎng)化指在人類(lèi)活動(dòng)的影響下，生物所需的氮（N）、磷（P）等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起一些特征性藻類(lèi)的異常增殖，使水體的顏色加深（褐色或墨綠色），水體透明度下降，溶解氧（DO）降低，水質(zhì)惡化，魚(yú)類(lèi)和其他生物大量死亡，水體有魚(yú)腥氣味，從而破壞水體生態(tài)平衡[1]。底泥為水生植物的生長(zhǎng)提供了養(yǎng)分，為底棲動(dòng)物的繁衍提供了場(chǎng)所，但同時(shí)也為各種污染物的積累和富集提供了更加穩(wěn)定的場(chǎng)所。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，即使在外源污染物被截?cái)嗟那闆r下，底泥作為內(nèi)源污染，仍會(huì)釋放N、P等營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)藻類(lèi)異常增殖，從而加速水體富營(yíng)養(yǎng)化的進(jìn)程[2-4]。底泥污染物濃度可以初步反映出水體的受污染程度。水體底泥具有生物毒性，如馬? 梅等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，樂(lè)安江20～195 km處的沉積物皆顯示毒性。因此，對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體底泥的研究至關(guān)重要，本文描述了湖泊和池塘底泥的污染現(xiàn)狀，并據(jù)此論述了污染底泥的修復(fù)技術(shù)，此研究也為進(jìn)行底泥修復(fù)提供參考。

1? ? 底泥的污染現(xiàn)狀

1.1? ? 湖泊底泥污染現(xiàn)狀

底泥作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，是沉積物-水界面物質(zhì)交換的過(guò)渡帶[6]。湖泊底泥中原本存在著大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可滿足水體中植物和動(dòng)物的生長(zhǎng)需求。近年來(lái)，由于污染加重，水體中N、P含量的增加使水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀況日益嚴(yán)重。底泥一般可作為湖泊營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬、難降解有機(jī)物等污染物的蓄積庫(kù)，成為了水體主要的污染源[7]。李? 勇等[8]通過(guò)對(duì)長(zhǎng)蕩湖底泥中總氮（TN）與總磷（TP）的研究發(fā)現(xiàn)，TN和TP的變化是湖泊水質(zhì)變化的一個(gè)縮影。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐洲、北美洲、南美洲和非洲分別有53%、48%、41%和28%的湖泊因富營(yíng)養(yǎng)化而受損，亞洲54%的湖泊也呈富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[9]，在我國(guó)已有67個(gè)湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化，約占湖泊總數(shù)的51.2%[10]，調(diào)查顯示太湖流域內(nèi)，超75%的河道長(zhǎng)度N、P嚴(yán)重超標(biāo)，富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重[11];巢湖內(nèi)源污染中TN含量占18.5%～34.7%，TP含量占23.7%～29.4%[12]。研究表明，減少過(guò)多的外部營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷是減輕富營(yíng)養(yǎng)化最直接的措施[13]。然而，當(dāng)入湖營(yíng)養(yǎng)鹽的負(fù)荷量減少，甚至完全截污后的幾年內(nèi)，湖泊仍可發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化，甚至出現(xiàn)“水華”[14]。造成此現(xiàn)象的主要原因是水體中的營(yíng)養(yǎng)元素與底部沉積物之間存在溶解-沉積動(dòng)態(tài)平衡：在物理、化學(xué)和生物學(xué)作用下，外源性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體后會(huì)沉積到底泥中，而當(dāng)水體中含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量下降到一定限度時(shí)，底泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)則會(huì)重新釋放到水體中[15]，對(duì)水體產(chǎn)生二次污染。其中，流域管理后維持富營(yíng)養(yǎng)化癥狀的主要過(guò)程是P的內(nèi)部循環(huán)，湖中P會(huì)從高外部負(fù)荷時(shí)期積累的沉淀池中釋放出來(lái)。因此，富營(yíng)養(yǎng)化緩解應(yīng)旨在將P負(fù)荷降低到臨界閾值以下[16]。雖然目前P滅活劑（PIAs）與其他修復(fù)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的治理[17]，但結(jié)果不容樂(lè)觀，營(yíng)養(yǎng)鹽季節(jié)性釋放這一現(xiàn)象可以維持約數(shù)十年的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[18]。姜加虎等[19]對(duì)底泥污染進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，即使嚴(yán)格控制外源性污染物，污染沉積物恢復(fù)到治理前的狀況仍需要數(shù)十年。同樣，武漢東湖在截污工程完成后，理論上只需3年水體便可恢復(fù)，卻由于底泥的釋放作用，不得不耗費(fèi)35年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)恢復(fù)污染水體[20]。由此可見(jiàn)，含高濃度污染物的底泥作為湖泊水體的主要污染源，不僅威脅著水生生物，還會(huì)對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

1.2? ? 池塘底泥污染現(xiàn)狀

池塘養(yǎng)殖是目前中國(guó)主要養(yǎng)殖方式，其產(chǎn)量占淡水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的70%以上。截至2016年，我國(guó)已有養(yǎng)殖池塘面積276萬(wàn)hm2，占淡水養(yǎng)殖總面積的44.7%，產(chǎn)量達(dá)2 286萬(wàn)t，居世界首位。池塘中養(yǎng)殖動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，很大部分來(lái)自于養(yǎng)殖戶的餌料投入。為了追求經(jīng)濟(jì)效益的最大化，養(yǎng)殖戶大量投入人工飼料，造成底泥中大量的殘餌糞便堆積，使池塘富營(yíng)養(yǎng)化狀況加重。歐陽(yáng)佚亭等[21]通過(guò)對(duì)中國(guó)28個(gè)省、自治區(qū)和直轄市中24種淡水池塘養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)的污染負(fù)荷進(jìn)行量化，得出結(jié)論：2014年，中國(guó)淡水池塘養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)中TN、TP、COD污染負(fù)荷分別為61 388、11 273、592 288 t。池塘富營(yíng)養(yǎng)化的原因主要有2個(gè)，一是外來(lái)物質(zhì)，如工業(yè)廢水、生活污水經(jīng)雨水沖刷進(jìn)入池塘，人工投喂飼料量過(guò)剩等，都會(huì)使池塘中的N、P含量增加，當(dāng)過(guò)多的有機(jī)物堆積在底泥中時(shí)，將會(huì)改變底泥的理化指標(biāo)，加快微生物的分解，導(dǎo)致底泥DO不足，因缺氧或無(wú)氧而轉(zhuǎn)化為還原態(tài)[22];二是內(nèi)源，即池塘中底泥等沉積物的自身分解造成池塘中N、P含量上升。

有研究表明，養(yǎng)殖池出水是中國(guó)沿海地區(qū)水污染的重要來(lái)源[23]，而由于目前缺乏直接有效的污染控制和修復(fù)技術(shù)，水產(chǎn)養(yǎng)殖也成為湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的主要來(lái)源之一[24]。首先，池塘嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)對(duì)養(yǎng)殖業(yè)造成難以估計(jì)的后果，最直接的就是養(yǎng)殖動(dòng)物的大量死亡，造成直接經(jīng)濟(jì)損失;其次，富營(yíng)養(yǎng)化使池塘水體透明度下降，藻類(lèi)過(guò)度增加，打破水體的溶氧平衡，經(jīng)過(guò)厭氧作用產(chǎn)生有害氣體，引發(fā)魚(yú)類(lèi)等其他水生生物的大量死亡，池塘中物種多樣性下降，死亡的生物個(gè)體連同殘餌糞便一同沉積于底泥中，底泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)剩，有害物質(zhì)增多，水體富營(yíng)養(yǎng)化加劇，形成惡性循環(huán)。底泥作為一個(gè)污染匯集地，如何通過(guò)改善底泥來(lái)凈化水體，從而提高養(yǎng)殖產(chǎn)量，不僅成為越來(lái)越多的學(xué)者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，更是養(yǎng)殖者所關(guān)注的重點(diǎn)。

2? ? 富營(yíng)養(yǎng)化水體底泥修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展

針對(duì)日益嚴(yán)峻的水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況，各種修復(fù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體底泥的修復(fù)處理位置，可分為原位修復(fù)和異位修復(fù)2種類(lèi)型。原位修復(fù)技術(shù)指的是不用轉(zhuǎn)移污染體自身的位置，就地對(duì)其進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)。異位修復(fù)指將被污染的底泥轉(zhuǎn)移至其他地方進(jìn)行集中處理。根據(jù)修復(fù)技術(shù)的作用機(jī)理又可分為3種類(lèi)型，即物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)。

2.1? ? 原位修復(fù)技術(shù)

2.1.1? ? 原位物理修復(fù)技術(shù)。

（1）底泥覆蓋技術(shù)。底泥覆蓋是原位物理修復(fù)技術(shù)中常用的方法，即在原有底泥的基礎(chǔ)上再覆蓋一層未經(jīng)污染的底泥、礪石、沙或一些人造地基材料等覆蓋物。1978年，美國(guó)首次實(shí)施了原位覆蓋工程，隨后日本、挪威和加拿大在1983年、1992年和1995年相繼實(shí)施了這一技術(shù)[25]。薛傳東等[26]利用底泥覆蓋技術(shù)對(duì)滇池進(jìn)行修復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，紅土作為覆蓋材料對(duì)修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體效果良好。盡管此法可以達(dá)到修復(fù)污染底泥的效果，但極易造成水體的庫(kù)容量減少，因而對(duì)淺水流域和池塘并不適用。此外，尋找便宜清潔的覆蓋材料來(lái)源是覆蓋技術(shù)的一大問(wèn)題[27]。

（2）引水技術(shù)。引水沖污、建筑大壩是常用的一種方法。美國(guó)曾通過(guò)引水工程治理 Green 湖的富營(yíng)養(yǎng)化狀況，取得了顯著成效[28];劉? 薇等[29]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大量外流域引水對(duì)異龍湖的凈化效果顯著。肖? 瓊等[30]通過(guò)對(duì)玄武湖的研究發(fā)現(xiàn)，引水工程確實(shí)可降低底泥中的污染物濃度，緩解水體的富營(yíng)養(yǎng)化，但此法使水體原有的生態(tài)系統(tǒng)被破壞，并未從根本上解決問(wèn)題。此外，該法工程量大、成本造價(jià)高，因而運(yùn)用起來(lái)有較大的局限，不宜大規(guī)模推廣。

（3）人工曝氣技術(shù)。根據(jù)水體分層是否被破壞，可將其分為2種類(lèi)型：破壞分層和深水曝氣。破壞分層，即破壞掉水體的分層結(jié)構(gòu)，促進(jìn)上下層水的流動(dòng)，有助于增加水體DO濃度，促進(jìn)水生生物的生長(zhǎng)，但是水的流動(dòng)可能會(huì)引起底部沉積物的上浮，從而有可能進(jìn)一步導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)鹽的釋放，引發(fā)二次污染。深水曝氣可增加底層水體DO，對(duì)水生生物的生存有利。自20世紀(jì)60年代起，水體曝氣充氧技術(shù)就被許多國(guó)家用來(lái)改善水體質(zhì)量，德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)等國(guó)采用不同方式對(duì)水體進(jìn)行曝氣增氧，均取得了不錯(cuò)的效果[31-32]。

2.1.2? ? 原位化學(xué)修復(fù)技術(shù)。主要是底泥封閉技術(shù)，即通過(guò)向底泥中添加化學(xué)試劑，使其在底泥的表面形成一個(gè)覆蓋層來(lái)固定水體中和底泥中的營(yíng)養(yǎng)鹽，阻止底泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向水體釋放。德國(guó)曾用鐵復(fù)合物和硝酸鹽對(duì)Globsow湖和Dagow湖的底泥進(jìn)行處理，處理結(jié)果顯示磷的釋放量從處理前的4～6 mg/（m2·d）到處理后幾乎無(wú)釋放，說(shuō)明取得顯著成效[33-34]。但目前工程中應(yīng)用較多的是鋁鹽，如硫酸鋁[Al2（SO4）3]和偏鋁酸鈉（NaAlO2），因?yàn)殇X鹽和P會(huì)生成性質(zhì)較穩(wěn)定的絡(luò)合物或聚合物，即便在缺氧甚至厭氧的狀態(tài)下也不會(huì)釋放P [35]。Welch和Cooke在研究了美國(guó)21個(gè)用鋁鹽處理的湖泊后認(rèn)為，當(dāng)沒(méi)有大型水生植物干擾時(shí)進(jìn)行鋁鹽處理，多循環(huán)湖和雙循環(huán)湖的有效期分別約為10年和15年[36]。

2.1.3? ? 原位生物修復(fù)技術(shù)。原位生物修復(fù)是指利用具有高效降解功能的植物、動(dòng)物、微生物的生命活動(dòng)將底泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化，進(jìn)而達(dá)到修復(fù)效果。在生物修復(fù)的過(guò)程中，植物修復(fù)具有投資少、風(fēng)險(xiǎn)小、符合生態(tài)修復(fù)要求等優(yōu)點(diǎn)，往往成為污染防治的首選技術(shù)[37]。水生植物修復(fù)技術(shù)是最常用的一種技術(shù)手段，主要是在水體底泥污染環(huán)境中，種植一些耐受性和吸收能力都相對(duì)較強(qiáng)的植物，在其自身生長(zhǎng)過(guò)程中能夠吸收水體中的N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并且還可以通過(guò)定期收獲水生植物帶走某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而有效地降低水體環(huán)境的受污染程度[38-39]。李文朝[40]在太湖五里湖中種植了水生植物，結(jié)果顯示，水生植物的生長(zhǎng)可以加快生態(tài)修復(fù)。水生植被的種植能夠有效降低營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)速度，浮葉植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)的底泥也有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，是治理富營(yíng)養(yǎng)化的重要措施。張迎穎等[41]研究發(fā)現(xiàn)，鳳眼蓮不僅可以有效降低水體中的總磷濃度，而且能夠吸收底泥中的磷元素。李? 姣等[42]、王? 智等[43]的研究也證實(shí)，在池塘和湖泊中施放一定量的水葫蘆，在一定程度上可改善養(yǎng)殖池塘水質(zhì)。

微生物可以將污染底泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物，并通過(guò)氧化一些無(wú)機(jī)污染物將其除去，如氨氮。目前，已有眾多學(xué)者對(duì)污染底泥的微生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了研究，并取得了顯著的成果。

侯勤成[44]、李興啟等[45]、劉? 軍等[46]利用生物修復(fù)技術(shù)研究了老化蝦塘的底泥，結(jié)果顯示，在底泥-水界面噴灑土著微生物、生長(zhǎng)促生劑、共代謝底物后，不僅可以提高池塘的自凈能力、建立穩(wěn)定的池塘生態(tài)系統(tǒng)，而且還可以進(jìn)一步地增加池塘藻類(lèi)的多樣性，提高池塘的溶解氧水平。林? 亮等[47]研究了施用芽孢桿菌制劑前后蝦池底泥細(xì)菌群落的變化情況，發(fā)現(xiàn)此制劑可以影響蝦池底泥細(xì)菌群落的組成，增加底泥中好氧細(xì)菌的數(shù)量。李正魁等[48]曾用固定化增殖氮循環(huán)細(xì)菌群處理富營(yíng)養(yǎng)化湖水，處理之后總氮、氨氮和COD分別下降了75%、91.5%和75%，水質(zhì)得到了明顯改善。金春華等[49]研究了固定化微生物對(duì)凡納濱對(duì)蝦生產(chǎn)性養(yǎng)殖池塘水質(zhì)調(diào)控和污染底泥的修復(fù)能力，結(jié)果表明，固定化微生物技術(shù)對(duì)改善蝦池水質(zhì)、穩(wěn)定水體藻相結(jié)構(gòu)和提高微生物對(duì)污染底質(zhì)的修復(fù)能力有顯著效果。錢(qián)? 燕等[50]研究發(fā)現(xiàn)，微生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生的酸類(lèi)物質(zhì)能夠促進(jìn)底泥中磷的釋放。

2.2? ? 異位修復(fù)技術(shù)

2.2.1? ? 異位物理修復(fù)技術(shù)。底泥疏浚技術(shù)又稱環(huán)境疏浚技術(shù)，即通過(guò)移除被污染的底泥、清除污染內(nèi)源，從而減少底泥中污染物的釋放，達(dá)到治理水體的作用，這是一種常用的修復(fù)方法。但在進(jìn)行疏浚時(shí)，翻動(dòng)底泥易造成水體透明度下降、加速底泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向水體中遷移引起二次污染，而且挖掘出來(lái)的大量底泥需要進(jìn)行有效處理。不過(guò)，目前對(duì)疏浚后的底泥利用已有成效。如Gold等的研究表明，池塘沉積物挖掘可以提高濕塘的容量，從而永久去除N來(lái)提高水質(zhì)[51]。吳芝瑛等[52]觀察到疏浚工程之后，杭州西湖底泥的富營(yíng)養(yǎng)化的狀況得到了明顯改善。王小雨等[53]對(duì)長(zhǎng)春南湖底泥疏浚進(jìn)行的研究表明，采用底泥疏浚技術(shù)對(duì)治理水體富營(yíng)養(yǎng)化是有效果的。美國(guó)阿爾伯恩奧本大學(xué)漁業(yè)研究組研究了底泥的去除對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘底土理化特性的影響，對(duì)比從未移除過(guò)底泥的池塘和取樣前2個(gè)月清除了底泥的池塘，結(jié)果顯示，底泥的清除改善了底部土壤的物理和化學(xué)特性[54]。由此可見(jiàn)，采用底泥疏浚技術(shù)來(lái)改善底泥污染狀況切實(shí)可行。然而，早期實(shí)踐中也不乏失敗的案例，1998年初南京玄武湖的底泥疏浚釋放試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，疏浚后的水質(zhì)較疏浚前更差;1999年，對(duì)寧波市的月湖進(jìn)行底泥疏浚，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，湖水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度有所增加[25，55]。盡管此修復(fù)方法見(jiàn)效快，但在疏浚過(guò)程中可能會(huì)加重底泥污染物的擴(kuò)散，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，加之工程量大、耗財(cái)耗力以及覆蓋的材料和適用范圍有局限性、時(shí)效短、無(wú)法根治底泥污染，因而非理想方法。

2.2.2? ? 異位化學(xué)修復(fù)技術(shù)。對(duì)疏浚后的底泥進(jìn)行處理一般采用化學(xué)固化法或淋洗法?；瘜W(xué)固化法具有效率高、施工方便且易于推廣使用的特點(diǎn)。張春雷等[56]采用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)無(wú)錫長(zhǎng)廣溪堆場(chǎng)的淤泥進(jìn)行了固化資源化利用，實(shí)現(xiàn)了疏浚底泥的資源化利用，解決了大量疏浚底泥難以處理的難題。劉彤宙等[57]采用異位高級(jí)氧化淋洗對(duì)污染底泥的進(jìn)行了研究，證明該法可有效去除底泥中的大部分有機(jī)污染物和重金屬，對(duì)修復(fù)受污染底泥具有顯著成效。化學(xué)方法修復(fù)效率高，但最大的缺陷是對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞較大，對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)有潛在威脅，一般只作為應(yīng)急措施使用。

2.2.3? ? 異位生物修復(fù)技術(shù)。異位生物修復(fù)技術(shù)是指將受污染的底泥運(yùn)往其他場(chǎng)所進(jìn)行集中生物修復(fù)的技術(shù)[58]。異位生物降解主要處理的是有機(jī)污染嚴(yán)重的疏浚底泥。雖然生物降解越來(lái)越受到重視，已成為今后大力舉薦的方法，但對(duì)于異位生物處理來(lái)說(shuō)，尚有一些問(wèn)題亟待解決，由于微生物無(wú)法利用固相中的有機(jī)物，僅可以利用存在于液相中的有機(jī)物，而底泥中的有機(jī)物又具有低水溶性，因而底泥中有機(jī)物生物可利用性低、降解速率慢[59]。對(duì)此，可以通過(guò)提高生物活性、生物的可利用性和研制基因工程來(lái)盡快實(shí)現(xiàn)異位生物降解的實(shí)際應(yīng)用。

2.3? ? 原位修復(fù)技術(shù)與異位修復(fù)技術(shù)的比較

從修復(fù)位置來(lái)看，異位處理技術(shù)可操作性強(qiáng)、見(jiàn)效快，但是投資成本高、工程量大，且由于疏浚工程設(shè)備落后、造價(jià)昂貴，疏浚后底泥的處理效果難達(dá)標(biāo)。因此，要想大規(guī)模推廣使用異位修復(fù)來(lái)治理污染底泥，仍需展開(kāi)進(jìn)一步的研究工作。原位處理技術(shù)由于其發(fā)展?jié)摿Υ蟆⑿矢咔彝顿Y少而被認(rèn)為是一種高效、可行的處理方法。依作用機(jī)制而言，生物修復(fù)不僅經(jīng)濟(jì)實(shí)用，不影響周遭環(huán)境，還可以最大限度降低污染物濃度。原位生物修復(fù)成本低廉但修復(fù)效果差，適宜于大面積、低污染負(fù)荷底泥的生物修復(fù);而異位生物修復(fù)雖然修復(fù)效果好但成本高昂、使用受限，主要用于疏浚后底泥的處理，適宜于小面積、高負(fù)荷污染底泥的修復(fù)[60]。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

底泥是一個(gè)營(yíng)養(yǎng)發(fā)源地，可以為水生生物提供各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但同時(shí)它也是一個(gè)污染匯集地，給水生生物造成極大的隱患和威脅。因此，對(duì)底泥的污染控制是一個(gè)長(zhǎng)期且艱巨的過(guò)程，各種修復(fù)技術(shù)雖各有所長(zhǎng)，但亦有不足。物理修復(fù)見(jiàn)效快，但成本高;化學(xué)修復(fù)成本較低但易造成二次污染;生物修復(fù)投入低、處理量大，但處理效率低，短期內(nèi)難以見(jiàn)效[60]。因此，將這3類(lèi)技術(shù)結(jié)合，互為補(bǔ)充，具有廣闊的發(fā)展前景。蔡惠鳳等[61]在進(jìn)行底泥生物修復(fù)的室內(nèi)比較試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加3種生物制劑并實(shí)施水底曝氣，能夠有效改善試驗(yàn)組底泥的黑臭現(xiàn)象。但目前研究較多的是生物聯(lián)合修復(fù)，如植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)已被眾多學(xué)者進(jìn)行過(guò)研究并取得顯著的成果[62-65]。此外，隨著生物技術(shù)不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)基因技術(shù)逐漸成熟，基因工程菌大規(guī)模投入使用，因而投資小、對(duì)環(huán)境影響小且污染物降解效率高的生物修復(fù)技術(shù)具有更廣闊的應(yīng)用前景。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 王煥校.污染生態(tài)學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2] 吳軍偉，趙俊松，鐘先錦.底泥污染物及其原位修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)報(bào)，2018（4）：109-110.

[3] ZAMPARAS M，ZACHARIAS I.Restoration of eutrophic freshwater by managing internal nutrient loads.a review[J].Science of the Total Envir-onment，2014，496：551-562.

[4] SUN S，WANG L，HUANG S，et al.The effect of capping with natural and modified zeolites on the release of phosphorus and organic contaminants from river sediment[J].Frontiers of Chemical Science & Engineering，2011，5（3）：308-313.

[5] 馬梅，童中華.樂(lè)安江水和沉積物樣品的生物毒性評(píng)估[J].環(huán)境化學(xué)，1997（2）：167-171.

[6] HUANG C，ZHANG L，LI Y，et al.Carbon and nitrogen burial in a plateau lake during eutrophication and phytoplankton blooms[J].Science of the Total Environment，2017，616-617：296.

[7] 王化可，李文達(dá)，陳發(fā)揚(yáng).富營(yíng)養(yǎng)化水體底泥污染控制及生物修復(fù)技術(shù)探討[J].能源與環(huán)境，2006（1）：15-18.

[8] 李勇，王超，朱亮，等.長(zhǎng)蕩湖底泥污染特征及水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2005（28）：38-40.

[9] NYENJE P M，F(xiàn)OPPEN J W，UHLENBROOK S，et al.Eutrophication and nutrient release in urban areas of sub-Saharan Africa-a review[J].Science of the Total Environment，2010，408（3）：447-455.

[10] BHAGOWATI B，AHAMAD K U.A review on lake eutrophication dynamics and recent developments in lake modeling[J].Ecohydrology & Hydrobiology，2019，19（1）：155-166.

[11] 郭蕾.關(guān)于太湖流域鎮(zhèn)江片區(qū)河流富營(yíng)養(yǎng)化治理的重要性及幾點(diǎn)思考[J].黑龍江環(huán)境通報(bào)，2018，42（1）：43-45.

[12] 朱慶春.巢湖水體富營(yíng)養(yǎng)化成因分析及治理對(duì)策[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017，23（9）：97-98.

[13] L？譈RLING，MIQUEL，MACKAY E，et al.Editorial：a critical perspective on geo-engineering for eutrophication management in lakes[J].Water Research，2016，97：1-10.

[14] 陳奧密.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生的原因和機(jī)理[J].廣東水利水電，2008（6）：34-37.

[15] 謝有奎，俞棟，高殿森，等.水體富營(yíng)養(yǎng)化危害、成因及防治[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，20（3）：27-29.

[16] JANSE J H，DOMIS L N D S，SCHEFFER M，et al.Critical phosphorus loading of different types of shallow lakes and the consequences for management estimated with the ecosystem model PCLake[J].Limnologica，2008，38（3）：203-219.

[17] YIN H，DU Y，KONG M，et al.Interactions of riverine suspended partic-ulate matter with phosphorus inactivation agents across sediment-water interface and the implications for eutrophic lake restoration[J].Chemical Engineering Journal，2017，327：150-161.

[18] MURPHY T P，LAWSON A，KUMAGAI M，et al.Review of emerging issues in sediment treatment[J].Aquatic Ecosystem Health & Managem-ent，1999，2（4）：419-434.

[19] 姜加虎，黃群，孫占東.洞庭湖泥沙淤積與洲灘變化研究[J].人民長(zhǎng)江，2009，40（14）：74-75.

[20] 姜建國(guó)，沈韞芬.截污工程完成后武漢東湖自然凈化速率探討[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2001，10（5）：460-464.

[21] 歐陽(yáng)佚亭，宋國(guó)寶，陳景文，等.中國(guó)淡水池塘養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)排污的灰水足跡及污染負(fù)荷研究[J].環(huán)境污染與防治，2018，40（3）：317-322.

[22] 王廣軍，李志斐，余德光，等.水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)底泥的影響及處理技術(shù)綜述[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（9）：212-214.

[23] YANG P，LAI D Y F，JIN B，et al.Dynamics of dissolved nutrients in the aquaculture shrimp ponds of the Min River estuary，China：concentrati-ons，fluxes and environmental loads[J].Science of the Total Environment， 2017，603-604：256-267.

[24] NI Z F，WU X G，LI L F，et al.Pollution control and in situ bioremediat-ion for lake aquaculture using an ecological dam[J].Journal of Cleaner Production，2018，172：2256-2265.

[25] 敖靜.污染底泥釋放控制技術(shù)的研究進(jìn)展[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2004，30（6）：29-32.

[26] 薛傳東，楊浩，劉星.天然礦物材料修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的實(shí)驗(yàn)研究[J].巖石礦物學(xué)雜志，2003，22（4）：381-385.

[27] 朱蘭保，盛蒂.污染底泥原位覆蓋控制技術(shù)研究進(jìn)展[J].重慶高教研究，2011，30（3）：38-41.

[28] 吳時(shí)強(qiáng)，戴江玉，石莎.引水工程湖泊水生態(tài)效應(yīng)評(píng)估研究進(jìn)展[J].南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，37（6）：14-26.

[29] 劉薇，寧平，孫鑫，等.異龍湖水質(zhì)及水生生態(tài)系統(tǒng)演變趨勢(shì)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2018（41）：281-287.

[30] 肖瓊，王錦旗.人工調(diào)控措施對(duì)玄武湖水質(zhì)的影響[J].南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，10（2）：232-237.

[31] THIBODEAUX L，POULIN M，EVEN S.A model for enhanced aeration of streams by motor vessels with application to the Seine river[J].Journal of Hazardous Materials，1994，37（3）：459-473.

[32] SOLTERO R A，SEXTON L M，ASHLEY K I，et al.Partial and full lift hypolimnetic aeration of medical lake，WA to improve water quality[J].Water Research，1994，28（11）：2297-2308.

[33] WAUER G，GONSIORCZYK T，KRETSCHMER K，et al.Sediment trea-tment with a nitrate-storing compound to reduce phosphorus release[J].Water Research，2005，39（2-3）：494-500.

[34] 賈銳珂.杭州西湖龍泓澗富營(yíng)養(yǎng)化水體凈化技術(shù)研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2018.

[35] 王海龍，常學(xué)秀，王煥校.我國(guó)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊底泥污染治理技術(shù)展望[J].楚雄師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，21（3）：46-51.

[36] WELCH E B，COOKE G D.Effectiveness and longevity of phosphorus inactivation with alum[J].Lake and Reservoir Management，1999，15（1）：5-27.

[37] 霍姮翠.沉水植物在濕地底泥修復(fù)中的效應(yīng)研究[D].上海：上海海洋大學(xué)，2011.

[38] 馮雅清.污染水體底泥原位生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019，384（2）：142-143.

[39] 余居華，范成新，鐘繼承.富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水體植物修復(fù)及其研究進(jìn)展[C]//中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)，四川大學(xué).2014中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第五章）.成都：2014中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)，2014.

[40] 李文朝.五里湖底質(zhì)條件與水生高等植物的適應(yīng)性研究[J].湖泊科學(xué)，1996（增刊1）：30-36.

[41] 張迎穎，張志勇，陳志超，等.鳳眼蓮修復(fù)系統(tǒng)中磷去除途徑及其對(duì)底泥磷釋放的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，39（1）：106-113.

[42] 李姣，梁旭方，方劉，等.水葫蘆對(duì)加州鱸池塘水質(zhì)及底泥凈化作用研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，45（3）：134-139.

[43] 王智，王巖，張志勇，等.水葫蘆對(duì)滇池底泥氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽釋放的影響[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2012，6（12）：4339-4344.

[44] 侯勤成.生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，15（2）：29-30.

[45] 李興啟，張林.生物修復(fù)技術(shù)在池塘養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].北京農(nóng)業(yè)，2013（3）：3.

[46] 劉軍，劉斌，謝駿.生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].水生態(tài)學(xué)雜志，2005，25（1）：64-66.

[47] 林亮，李卓佳，郭志勛，等.施用芽孢桿菌對(duì)蝦池底泥細(xì)菌群落的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（1）：27-30.

[48] 李正魁，濮培民.固定化增殖氮循環(huán)細(xì)菌群SBR法凈化富營(yíng)養(yǎng)化湖水[J].核技術(shù)，2001，24（8）：674-679.

[49] 金春華，陸開(kāi)宏，鄭忠明，等.固定化微生物在凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)成池中的應(yīng)用[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào)，2010，34（2）：285-291.

[50] 錢(qián)燕，陳正軍，吳定心，等.微生物活動(dòng)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊底泥磷釋放的影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2016，39（4）：35-40.

[51] GOLD A C，THOMPSON S P，PIEHLER M F.Coastal stormwater wet pond sediment nitrogen dynamics[J].Science of the Total Environment，2017，609：672.

[52] 吳芝瑛，虞左明，盛海燕，等.杭州西湖底泥疏浚工程的生態(tài)效應(yīng)[J].湖泊科學(xué)，2008，20（3）：277-284.

[53] 王小雨，馮江，胡明忠.長(zhǎng)春南湖底泥疏浚前后水因子分析及動(dòng)態(tài)變化[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2004，20（2）：10-13.

[54] YUVANATEMIYA V，BOYD C E.Physical and chemical changes in aquaculture pond bottom soil resulting from sediment removal[J].Aquac-ultural Engineering，2006，35（2）：199-205.

[55] 莫孝翠，楊開(kāi)，袁德玉.湖泊內(nèi)源污染治理中的環(huán)保疏浚淺析[J].人民長(zhǎng)江，2003，34（12）：49-51.

[56] 張春雷，朱偉，李磊，等.湖泊疏浚泥固化筑堤現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2007（1）：27-29.

[57] 劉彤宙，勞敏慈，封帥.非原位淋洗處理深圳河污染底泥的試驗(yàn)研究[J].水利水電技術(shù)，2015，46（2）：8.

[58] 胡光濟(jì).水體生物修復(fù)研究與應(yīng)用[C]//中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì).中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一卷）.武漢：中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)，2009.

[59] 陳華林，陳英旭.污染底泥修復(fù)技術(shù)進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2002，21（2）：179-182.

[60] 彭祺，鄭金秀，涂依，等.污染底泥修復(fù)研究探討[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2007，30（2）：103-106.

[61] 蔡惠鳳，陸開(kāi)宏，金春華，等.養(yǎng)殖池塘污染底泥生物修復(fù)的室內(nèi)比較實(shí)驗(yàn)[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)，2006，13（1）：142-147.

[62] 李艷薔.植物浮床改善城市污染水體水質(zhì)的試驗(yàn)研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2012.

[63] 魏瑞霞，武會(huì)強(qiáng)，張錦瑞，等.植物浮床-微生物對(duì)污染水體的修復(fù)作用[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（1）：68-74.

[64] 趙豐，張勇，黃民生，等.水生植物浮床對(duì)城市污染水體的凈化效果研究[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（6）：57-64.

[65] 常會(huì)慶.水生植物和微生物聯(lián)合修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體試驗(yàn)效果及機(jī)理研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2006.