全 文 ：生态科学2∞7年4月第26卷第2期
河流污染底泥的生态修复
钟 萍，李 丽，李静媚，徐凤英，刘正文‘(暨南大学水生生物研究所，广州510632)
【摘要l 通过综台近几年国内外对河流污染的治理方法，介绍了河流污染底泥的污染类型及现状．说明目前河流污
染的严重性和进行修复的重要性及迫切性；阐述河流底泥生态修复的主要内容．对生态修复做了简要解释；介绍了几
种目前处于试验阶段的生态修复工程技术。河流生态修复的总体目标是恢复河流系统健康，实现人与河流的和谐共存。
关键词；河流污染：底泥；生态修复
中图分类号lxl71．5 文献标识码：A 文章编号：lOO艮8873(2007Ⅺz-181—05
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510632，China)
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水体底泥污染是世界范围内的一个重要环境问
题。其污染物主要通过大气沉降、废水排放、水土
流失、雨水淋溶与冲刷进入水体，最后沉积到底泥
中并逐渐富集，使底泥受到严重污染“J。底泥是河
流的重要组成部分，是河流水生态系统中物质交换
和能流循环的重要中枢之一。能够反映河流演化的
历史过程。底泥又是众多底栖生物的生存场所。当
环境条件发生变化时，底泥中过多的营养元素、重
金属和有机物就会从底泥中释放出来，影响上覆水
体的水质，进而影响到水生生物和人类健康BJ。在
河流污染源得到控制后。底泥则成为水体污染的主
要来源“J。例如．美国EPA(美国环境保护局)在
1998年的调查报告中指出，美国已发生的2100起鱼
类消费问题。经多次证实污染来自底泥pJ。在我国，
杭州西湖的内源污染负荷已经达到外源污染负荷的
4I％。广州共有大小河涌23l条，其中污染严重的河
涌有14条。随着广州城市规模扩大和人口膨胀，河
涌成为广州最大的排污源。由于历史原因，广州很
多地方的生活污水都是直接排放到河涌，河涌成了
“捧污渠”、“臭水沟”。尤其是一些城乡结合部，
生活污水和粪便未经任何处理直排河涌。流经城市
的河涌收纳了城市生活生产污水及工业污水．对市
民生活和生态环境构成巨大威胁。可以预见，随着
外源污染控制技术的不断发展和治理效果的不断提
高，底泥污染治理问题将日益突出。因此，研究污
染底泥修复治理技术具有一定的必要性和重要性。
本文评述近年来国内外学者对污染底泥生态修复治
理方面研究的主要成果。
l底泥污染的污染物现状及种类
市区河涌水污染具有水量相对较小、有机负荷相
对较低等特点，若采用传统活性污泥处理工艺处理河
涌水，则投资和运行成本过高而难以实现；微生物吸
附降解技术在枯水期效果明显，但不能适应雨期暴雨
多、河涌水流稀释扩散能力强的具体情况，并且还有
生物危害的风险；截污与净化工程、生态修复技术相
结合的综合治理是治理河涌水污染的有效途径。
1．1重金属
重金属是指相对密度在4．0以上的约60种金属元
素或相对密度在5．0以上的45种金属元素，主要包括
汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元
素。重金属具有生物有效性，即重金属有能被生物吸
收利用或对生物产生毒性效应的性状，可用间接的毒
收稿日期：2007．ol-02t2∞7—∞_20接受
基金项目：广州市科技计划项目(2∞5口-E0451)l暨南大学奉科生科技创
新工程项目(Cx06“8)
作者简介，钟萍(197卜)，女．博士．助理研究员．主要从事污集物光化
学降解，水体生态修复的研究
·通讯作者．B血-il：枷5@126．∞m
万方数据
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l科 生态科学 26卷
人工湿地技术在水污染控制方面的应用正处于
快速发展时期．而人工湿地净化机理方面的研究则相
对滞后。我国幅员辽阔，有利用人工湿地的天然优势，
但进行湿地处理系统研究较晚。人工湿地的实际应用
中，由于各地选用的湿地类型不同，气候、规模、负
荷、系统布置、植物选取等也各有差异，因丽很难有
统一的设计和运行参数进行指导。
而河道内增氧曝气法综合了曝气氧化塘和氧化沟
的原理，结台推流和完全混合的特点．有利于克服短流
和提高缓冲能力；同时也有利于氧的传递、液体混合和
污泥絮凝。清河环境改善试验表明：BOD(biochelIljcaI
oxygend廿 and，生化需氧量)去除74．7％～88．2％：
coDcr(chcmicaloxygendm¨d，用重铬酸钾K2cr207
作为氧化剂)去除99，9％～84．4％；ss(悬浮固体)
去除76．7％～81．9％：NH3．N去除15．8％～45％。单
位水量费用0．038元·m．3。工程实践表明：河道曝气工
艺可以充分利用河道原有工程设施，就地实现污水资
源化．确实是投资少、见效快的环境污水处理工艺[1”。
但其缺点是对排放时间、地点与排放水质均不确定的
污染源的反应能力弱，适合于具有固定污染源的河
流。故其充氧能力以及相互之间间距应以模型计算结
果确定。
底泥生态疏浚工程属于水生态整治工程。生态疏
浚的目的在于清除高营养盐含量的表层沉积物，包括
沉积在淤积物表层的悬浮、半悬浮状的絮状胶体等，
属生态工程范畴，有别于一般的传统工程疏浚。传统
的工程疏浚为物理工程，是按工程目的要求，设计疏
浚的深度和底部标高，以设计高程、疏浚后几何形状
尺寸、土方量作为控制依据。而生态疏浚是以取走污
染物或营养盐量为主要控制目标，控制和监理污染营
养盐的数量和位置，保护生物多样性，采用环保无扰
动型挖泥设备，是清洁生产工艺。生态疏浚是在淡水
生态系统中底泥受到污染的背景下运用发展生态理
论实施的生态修复工程，其本质是咀工程、环境、生
态相结合来解决湖泊的可持续发展或称湖泊“生态
位”的修复。在污染底泥沉积层，采用工程措施，最
大可能地将储积在该层中的污染营养物质移出湖体
以外，以改善水生循环，遏制水体稳定性的退化。它
必须注重生物多样性和物种的保护，以不破坏水生生
物自我修复繁衍为前提，同时又为生物技术介入创造
了有利条件。因此，生态疏浚是局部的薄层精确疏浚，
注重水生态系统的保护，生态疏浚的可行性应经风险
评估确认【“J。在很多时候，疏浚是一种必需的选择．
而且见效快，效果好。例如，瑞典的Tmmm∞湖，
疏挖表层lm厚的底泥后，TP浓度迅速下降，且这种
状态维持了18年。美国马萨诸塞州的NewBedfold
港，通过疏浚，有效地消除了沉积物中PAHs和重金
属的释放【I”。我国滇池草海实施疏浚工程后，疏浚区
水体不再黑臭，水质明显好转。水体透明度由原来小
于0．37m提高到0．8mIlⅥ。
3．2生物措施
污染水体的生物修复技术是新近发展起来的一
项清洁环境的低投资、高效益，便于应用、发展潜力
巨大的新兴技术．它利用特定生物(特别是微生物)
对水体中污染物的吸收、转化或降解，达到减缓或最
终消除水体污染、恢复水体生态功能的生物措施，这
一过程是受控或自发的【“J。
生物浮岛是一种像筏子一样的人工浮体，浮岛的
载体大多采用白色塑料泡沫。在泡沫上钻出若干小孔
后，利用无土栽培技术将一些耐污并具有观赏效果的
水生植物如美人蕉、旱伞草等种到里面，再将泡沫板
用铁丝、竹片连接起来。固定在水中早已打好的桩子
上。浮岛可以像船一样从深水区拉到浅水区，收割、
栽种都很片便。
生物浮岛工程的关键是利用生物治污原理，将原
本只能在陆地上种植的花卉移植到富营养化水体的
表面．植物的根系扎在水中，会大量吸收水中的氮、
磷等营养，在美化水域景观的同时，通过植物的吸收
利用和吸附作用，削减水体中富含的氨、磷等，净化
水质，重建并恢复水生生态系统。纽约州立农业与生
物科学院的willim指出，以水生植物为基础的生态
处理体系和典型生化处理厂对污水的净化效果是一
样的Il“．另外，水生植物通过遮光、对营养物的竞争
和根系分泌的克藻物质达到抑制藻类生长、防止水华
的作用。据报道。生物浮岛用来治理水华，建成2个
月就能初步形成景观，水体的异味会得到控制，水体
透明度得到大幅提高，而3个月后，水华将得到有效
控制。目前，国内许多城市如北京、武汉等己开始利
用此技术处理富营养化水体。利用人工浮岛治污，早
期成本较高。在日本，浮岛由椰子丝做成，以塑钢做
框架，用锚固定在水面，每平方米要花费上百美元。
目前国内的浮岛用塑料泡沫和海绵做成，用竹杆固
定，加上植物栽培，估计每平方米的成本在28～30元
人民币，有推广的条件。
高效复合菌又称有效微生物群(E疗ecdve
Microorg∞isms，EM)是从自然界筛选出来的多种有
益微生物【l⋯，用特定的方法混合培养所形成的微生物
复合体系。其中含有约5科10属80多种微生物，多种
万方数据
好氧微生物和兼氧微生物共存，光合细菌、乳酸菌、
酵母菌和放线菌作为其代表性微生物。高效复合苗液
是现行产品的主要商用形式，一般分为农用型、食品
添加型和环保型三种形式。高效复合菌降解基本原理
是基于头领效应的微生物群体生存理论和抗氧化学
说。根据微生态学的原理，各种微生物在其生长的过
程中产生的有用物质及其分泌物，又将成为各自或相
互间生长的基质和原料，通过相互间的这种共生增殖
关系，形成一个复杂而稳定的微生态系统，并发挥多
种功能。
高效复台菌处理污水的过程是通过有效微生物
群共生、共存，通过发酵合成、复合发酵使废、污水
的有毒有害物质分解成C02和H20等，最终使废弃
污物、泥浆和污泥基本消除。
3．3综合措施
综合措施中的生物淋滤法是指利用自然界中一
些微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用，产生
氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些
不溶性成分(如重金属、硫及其它金属)分离浸提出
来的一种技术【20】。它应用于难浸提矿石或贫矿中金属
的溶出与回收又称微生物湿法冶金
(Biohydrome协1lurgy)．20世纪50年代美国利用生物
淋滤法浸出铜矿，20世纪60年代加拿大浸出铀矿，及
20世纪80年代对难处理的金矿细菌氧化预处理的工
业应用相继成功。目前全世界，通过该法开采的铜、
铀、金分别占总量15％～30％、lO％～15％、20％。它
的研究和应用正扩展到环境污染治理等领域。例如，
污水污泥或者其焚烧灰分中重金属去除；重金属污染
土壤、河流底泥的生物修复：工业废弃物如粉煤灰中
重金属脱毒与钛、铝、钴等贵重金属的回收；煤和石
油中硫的脱除等。
4结语
目前河流底泥污染问题．以及由此引起的一系
列水体污染问题已成为一个世界性的严重问题，引
起了国内外学者以及政府部门的高度重视。虽然对
河流底泥污染机理以及污染底泥的治理一直在进行
大量的研究，但由于河流水体自然环境的复杂性，
不同于单纯的实验模拟条件，因此，一些污染机理
仍然不甚清楚，尤其对于复杂难降解有机物还不能
有效地去除：许多污染底泥修复的具体方法还处于
实验室研究阶段，尚未成熟。上述存在的问题有待
今后加强深入研究。
河道生态修复是一个涉及众多学科门类的综合
性学科，需要集中各行各业的技术人员，利用先进的
技术方法和手段，综合其他专业特点，结合具体实际
才能有实际收获。由于城市河道具有人文性、自然性、
生态性、景观性等特点，并且河道还具有地域性特点，
不同地区的河道具有不同的水文特性、生物特性、地
理特性、等等，因此，在从事具体的河道生态修复工
作时，应把握这一特点，从河道功能的实际需要出发，
实现当前经济社会条件下的河道生态系统的修复和
改善。
参考文献
Ill陈华林，陈英旭．2002．污染底泥修复技术进展【叮．农业
环境保护，2l(2)：179-182．
12I 袁旭音．2000．中国湖泊污染状况的基本评价们，火山地
质与矿产．2l(2)：128-136．
13l 曲久辉．2000．我国水体复合污染与控制明．科学对社会
的影响，(1)：36枷．
14l程晓东，郭明新．2001．河流底泥重金属不同形态的生物
有效性【J】．农业环境保护，20(1)：19珑．
【5】 St0肿M．D∞ppolG．1996，Dis仃ibudonofl∞d，copp盯aⅡd
zinc诅 siae．缸以onatednverbedsedimentiⅡ Wo
al—cultlll训catchm锄协ofsouth唧0nIario【_I】．C匆础
肋imⅣn如f，93(3)：353-362．
陋l 王化可。李文达，陈笈扬．2006．富营养化水体底泥污染
控制及生物修复技术探讨【J】．能量与环境，5(4)：15．18。
【刀 倪晋仁，刘元元．2006．论河流生态修复田．水利学报．
37(卿：1029·1037．
嗍 杨海军，张化永．赵亚楠，等．2005．用芦苇恢复受损河
岸生态系统的工程化方法叨．生态学杂志。24【2)·
214．216．
【9】 蔡庆华，赵斌．潘文斌．1998．芦苇生长格局分形特征
的初步研究田．水生生物学报，22(2)t123一127．
110l李化建．孙恒虎，肖雪军．2005．生态混凝土研究进展川．
材料导报．19(3)：”．20，
Illl焦居仁．2003．生态修复的要点与思考叨．中国水土保
持．(2)：l一2．
1121徐飞，符斌．2005．人工湿地在我国污水处理中的应
用田．中国资源综合利用，23(11)：19．21．
113l刘延恺，陆苏，孟振全．1994．河道曝气法——适合我
国国情的环境污水处理工艺唧．环境污染与防治，l“1)：
22-25．
114l陈荷生，太湖底泥的生态琉浚工程【J】．2004．水利水电科
技进展，24(6k34-37．
115lo如MJ．1994．NcwBedfbrdHarb邯，M鹊础u3e雌
DmdgiⅡg／di唧salofPCBCo岫inatedSed瑚聊曲
Dredging弹PIDceedingof血esI}∞ndIn屺m毗i∞al
C∞岛rence∞Dredgillgand【hd窑edMalc五al
PIac锄em田．4雕嘛埘曲c蛔yD，洲西唧瑚哪，133(1)：
579-587．
116】柳惠青．2∞．湖泊污染内源泊理中的环保疏浚叨。水运工
程。322(1)．21-27．
『l7lM孤I湖EL1991．DeI础illingn鲡[IIbiod锂即da6∞：
Fa啦andchall饥ges田．凸俯帆＆i．＆枞^，25(1o)：
1663．i672．
『181willi蚰JJ．1986．The∞1eofwa懈山mtjnwat盱衄a咖锄ⅡJ】．一脚^D≈却，57(6)：9·10．
11叽王玮，卢先伟，刘圣阶，等．2006．有效微生物茼群修
复污染河流的应用研究田．浙江水利水电专科学校学报。
18(2)l4 舶．
120l刷顺桂，周立样，黄焕忠．2002．生物淋滤技术在去除污
泥中重金属的应用唧．生态学报，22(1)：126·133，
万方数据
河流污染底泥的生态修复
作者： 钟萍， 李丽， 李静媚， 徐凤英， 刘正文， ZHONG Ping， LI Li， LI Jing-mei， XU
Feng-ying， LIU Zheng-wen
作者单位： 暨南大学水生生物研究所,广州,510632
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2007,26(2)
被引用次数： 8次

参考文献(20条)
1.程晓东;郭明新 河流底泥重金属不同形态的生物有效性[期刊论文]-农业环境保护 2001(01)
2.曲久辉 我国水体复合污染与控制科学对社会的影响 2000(01)
3.周顺桂;周立祥;黄焕忠 生物淋滤技术在去除污泥中重金属的应用[期刊论文]-生态学报 2002(01)
4.袁旭音 中国湖泊污染状况的基本评价[期刊论文]-火山地质与矿产 2000(02)
5.王玮;卢先伟;刘圣阶 有效微生物菌群修复污染河流的应用研究[期刊论文]-浙江水利水电专科学校学报
2006(02)
6.Willian J J The role of water plant in water treatment 1986(06)
7.Madsen E L Determining in situ biodegradation:Facts and challenges[外文期刊] 1991(10)
8.蔡庆华;赵斌;潘文斌 芦苇生长格局分形特征的初步研究 1998(02)
9.杨海军;张化永;赵亚楠 用芦苇恢复受损河岸生态系统的工程化方法[期刊论文]-生态学杂志 2005(02)
10.倪晋仁;刘元元 论河流生态修复[期刊论文]-水利学报 2006(09)
11.王化可;李文达;陈发扬 富营养化水体底泥污染控制及生物修复技术探讨[期刊论文]-能源与环境 2006(04)
12.Stone M;Droppo I G Distribution of lead,copper and zinc in size-fractionated river bed sediment
in two agricultural catchments of southern Ontario 1996(03)
13.柳惠青 湖泊污染内源治理中的环保疏浚[期刊论文]-水运工程 200?(01)
14.Otis M J New Bedford Harbor,Massachusetts Dredging/disposal of PCB Contaminated Sediments
Dredging 94-Proceeding of the Second International Conference on Dredging and Dredged Material
Placement 1994(01)
15.陈荷生 太湖底泥的生态疏浚工程[期刊论文]-水利水电科技进展 2004(06)
16.刘延恺;陆苏;孟振全 河道曝气法--适合我国国情的环境污水处理工艺 1994(01)
17.徐飞;符斌 人工湿地在我国污水处理中的应用[期刊论文]-中国资源综合利用 2005(11)
18.焦居仁 生态修复的要点与思考[期刊论文]-中国水土保持 2003(02)
19.李化建;孙恒虎;肖雪军 生态混凝土研究进展[期刊论文]-材料导报 2005(03)
20.陈华林;陈英旭 污染底泥修复技术进展[期刊论文]-农业环境保护 2002(02)

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1. 沈杰.唐浩.陈凯.邱卫国 污染河流生态修复技术研究现状与展望[期刊论文]-人民长江2010,41(z1)
2. 时国栋.李霞 污染河流的生物修复[期刊论文]-中国高新技术企业2008(9)

引证文献(8条)
1.杨磊.孔兰芳.胥峥.林逢凯.李玲珑.艾奇峰.华丹芸.王玮蔚.李宇光 复合酶生物促进剂在底泥生物修复中的应用
[期刊论文]-中国环保产业 2011(11)
2.侯巍.张晓晖.胡雪.乔保军 浅谈河流生态恢复内容和技术[期刊论文]-中国水土保持 2011(12)
3.许玉凤.董杰.段艺芳 河流生态系统服务功能退化的生态恢复[期刊论文]-安徽农业科学 2010(1)
4.王如刚.唐景春.王敏 排污河道原位植物修复技术研究进展[期刊论文]-农业环境科学学报 2010(z1)
5.沈杰.唐浩.陈凯.邱卫国 污染河流生态修复技术研究现状与展望[期刊论文]-人民长江 2010(z1)
6.汪雯.黄岁樑.张胜红.林超.刘德文.车洪军 海河流域平原河流生态修复模式研究Ⅰ——修复模式[期刊论文]-水
利水电技术 2009(4)
7.李荣林.李优琴.石志琦 南京市农田灌溉沟渠底泥重金属污染评价[期刊论文]-江西农业学报 2008(7)
8.卜全民.李凤英 污染河道生态修复技术研究[期刊论文]-安徽农业科学 2008(36)


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