環(huán)境底泥修復(fù)—傳統(tǒng)及改良底泥原位覆蓋技術(shù)
在場(chǎng)地修復(fù)實(shí)踐中，人們通常根據(jù)污染場(chǎng)地暴露成因及風(fēng)險(xiǎn)來制定相應(yīng)的修復(fù)目標(biāo)。底泥原位覆蓋技術(shù)常用于實(shí)現(xiàn)以下一種或多種修復(fù)目標(biāo)，如：
通過穩(wěn)定沉積物來防止再懸浮和污染物的遷移
通過隔離沉積物從而減少底泥間隙水中污染物的遷移釋放以及對(duì)水生生物的直接暴露
通過防止底棲生物和底棲魚類與底層污染沉積物的接觸來保護(hù)水生生物群落
設(shè)計(jì)要素
底泥原位覆蓋技術(shù)中，覆蓋層的修復(fù)效率通常取決于覆蓋層的厚度。一般情況下，覆蓋層越厚，對(duì)近表面的的孔隙水濃度以及穿過覆蓋層的污染物通量的控制效果越好。
此外，覆蓋層的施工也是一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)要素。覆蓋層的施工方式主要取決于覆蓋材料的物理性質(zhì)，覆蓋位置，水體的流動(dòng)特性，以及水體深度。一般情況下，會(huì)在水體擾動(dòng)最小的區(qū)域，采用移動(dòng)駁船表層撒布的施工方式，讓覆蓋材料通過重力作用自然沉降將底泥掩蔽。在其他情況下，亦可以采用機(jī)械設(shè)備傾倒的方式，或是水力噴射表層覆蓋法，即利用高壓水沖松泥沙形成泥漿，沖洗入水，使其自行沉降覆蓋。
對(duì)于活性炭這類沉降性能較差的材料而言，是需要進(jìn)行預(yù)濕處理以去除材料內(nèi)空氣來幫助減少其水中浮力的。在施工過程中，如果采用此類沉降性能較差的材料，或是遇到水體流速較快不利于施工的情況，可以考慮使用水下擴(kuò)散器，蛤形或其他抓斗將覆蓋材料帶入水下釋放，幫助其更好的完成覆蓋。另外，使用土工織物包裹AquaGate一類的復(fù)合材料或其他活性復(fù)合材料進(jìn)行覆蓋，亦可以增加施工的可操作性。一般情況下，這種土工織物是通過機(jī)械設(shè)備或潛水員進(jìn)行水下覆蓋的。這類包裹著活性覆蓋材料的土工織物，例如ReactiveCoreMat材料，在通常情況下覆蓋材料容量較小，厚度也較薄。但如工程需要，也可以通過使用更厚的石龍材料以增大土工織物的覆蓋材料容量，例如：MarineMattress材料便是使用了這一技術(shù)。另外，鉸接式砌塊或其他防護(hù)墊，均可用來放置或包裹覆蓋材料。
圖一：應(yīng)用AquaGate復(fù)合材料進(jìn)行原位覆蓋
圖二：應(yīng)用ReactiveCoreMat進(jìn)行活性原位覆蓋
圖三：應(yīng)用Marinemattress進(jìn)行覆蓋層施工
現(xiàn)實(shí)中，許多情況會(huì)降低傳統(tǒng)覆蓋層的修復(fù)效果，以下列舉了一些情況。其中，當(dāng)覆蓋材料中含有類似于沙子的惰性材料時(shí)，修復(fù)效果降低的尤為明顯。
當(dāng)污染物不易被吸附，具有較高的遷移率時(shí)
當(dāng)?shù)叵滤纳仙骰蚴浅北眯?yīng)造成間隙水內(nèi)污染物遷移率的增加時(shí)
當(dāng)污染物中存在易遷移的非水相液體時(shí)
當(dāng)水體中一定速度的氣泡擴(kuò)散造成大量污染物遷移時(shí)
當(dāng)污染物中存在高濃度的有毒物質(zhì)時(shí)
當(dāng)上述情況存在時(shí)，傳統(tǒng)底泥原位覆蓋技術(shù)中是不可行的，此時(shí)，改良原位覆蓋技術(shù)可以更好的保護(hù)水體并且更少的影響水體本身。改良原位覆蓋技術(shù)使用會(huì)與覆蓋層或污染物反應(yīng)的特殊材料，以改善污染物性質(zhì)。這種使用其他材料以降低覆蓋層厚度或增強(qiáng)覆蓋層保護(hù)效果的方式，也經(jīng)常被稱為“活性”原位覆蓋技術(shù)。
活性原位覆蓋技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，通過吸附以控制污染物滲透性或阻礙污染物遷移的修復(fù)效果，也已被業(yè)內(nèi)認(rèn)可。許多材料都可以在活性原位修復(fù)技術(shù)中使用。以下羅列了一些相對(duì)重要的改良材料以及材料性質(zhì)的相關(guān)信息。
活性炭：可以有效地吸附底泥中的有機(jī)物。由于活性炭材料的浮力接近于中性，在底泥污染區(qū)域上覆蓋活性炭的操作比較困難。而使用ReactiveCoreMat，AquaGate和SediMite可有效實(shí)現(xiàn)薄層覆蓋。其中AquaGate可應(yīng)用于粉末活性炭的投放。
磷灰石：一種可用于吸附土壤和底泥中的金屬的天然礦物，可以通過動(dòng)物骨頭和骨類化石（如魚骨）制成。磷灰石由不同形態(tài)的磷酸鈣和多種常見的陰離子組成，如氟離子，氯離子，氫氧根，有時(shí)也包括碳酸根。這類礦物通過離子交換（礦物中的鈣離子和底泥中的金屬離子）或形成鉛磷灰石沉淀（羥基磷灰石解離并沉淀底泥中的鉛離子）來捕獲底泥中的金屬離子。
親有機(jī)粘土：通過在粘土（如膨潤(rùn)土）表面摻雜陽離子表面活性劑制成。在覆蓋層中使用這類粘土能形成一層疏水的，可吸附非極性有機(jī)物的吸附層。這種吸附層對(duì)非水相液體的控制非常有效。
低滲透性黏土：能有效地將地下水上升流導(dǎo)流至底泥污染區(qū)域之外，但在水下安裝相對(duì)困難。膨潤(rùn)土防水毯，例如BentoniteCL,是一種將膨潤(rùn)土包裹在防護(hù)墊中的技術(shù)。這種防護(hù)墊可用作低滲透性覆蓋層，并且已經(jīng)在一些底泥修復(fù)項(xiàng)目中得到了應(yīng)用。目前市面上已經(jīng)有能夠直接將粘土放置在水體中的產(chǎn)品。AquaBlok是其中一種有效的底泥覆蓋材料。這種材料是由聚合體中心（砂礫）與膨潤(rùn)土和礦物聚合物外殼，構(gòu)成的覆蓋材料。與底泥污染區(qū)域極少混合，滲透率約為10-9cm/sec。
覆蓋層設(shè)計(jì)所需資料
設(shè)計(jì)所需資料可參考關(guān)鍵場(chǎng)地特性資料頁中的表格總結(jié)：
評(píng)估過程
底泥原位覆蓋的長(zhǎng)期有效性評(píng)估必須考慮的因素包括地下水滲流，覆蓋層侵蝕，邊坡崩塌與深層生物擾動(dòng)等。需要注意的是，覆蓋的有效性是根據(jù)該區(qū)域的平均污染物水平進(jìn)行評(píng)估的。
一般來說，覆蓋層的短期效果并不顯著。在安裝覆蓋層時(shí)經(jīng)由覆蓋材料產(chǎn)生的再懸浮底泥和濁度相對(duì)有限，并且可經(jīng)由適當(dāng)?shù)母采w層放置技術(shù)控制。
覆蓋層安裝迅速容易，因此可立即形成干凈的底泥表面�？焖俚某尚瓦^程是該技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楸绕鹱匀凰p或疏浚，底泥原位覆蓋通�？梢栽诟痰臅r(shí)間內(nèi)達(dá)到減少風(fēng)險(xiǎn)的目的。然而，長(zhǎng)期的成功取決于覆蓋層是否能夠持續(xù)控制污染物的遷移擴(kuò)散。除了一些土質(zhì)松軟，易懸浮的底泥，可能需要薄層澆筑之外，覆蓋層施工幾乎不受場(chǎng)地條件影響。
底泥原位覆蓋技術(shù)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是其成本效益。相較于底泥異位處理而言，原位覆蓋技術(shù)不需要考慮底泥處理與廢物處理的費(fèi)用。
監(jiān)測(cè)
為了使覆蓋層實(shí)現(xiàn)其預(yù)期目標(biāo)，必須滿足以下準(zhǔn)則：
覆蓋層必須正確放置，并由施工監(jiān)測(cè)進(jìn)行評(píng)估
覆蓋層必須保持在正確的位置以便持續(xù)達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，并評(píng)估長(zhǎng)期覆蓋層的完整性（修復(fù)后監(jiān)測(cè)）
覆蓋層必須通過化學(xué)和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期績(jī)效目標(biāo)（修復(fù)后有效性監(jiān)測(cè)）
原標(biāo)題:環(huán)境底泥修復(fù)—傳統(tǒng)及改良底泥原位覆蓋技術(shù)
