摘  要：在我国工业产业快速发展的背景下，对于生态环境造成的破坏非常明显，很多不法企业直接将废水排放到河流之中，导致河流重金属污染问题十分严重。为了增强对重金属河道的污染治理，通过以水泥、石灰、火山灰混合料以及化学药剂作为固化剂的稳定化固化技术应用非常普遍，稳定化固化技术不仅操作简单、施工周期短、费用成本低廉，而且还能够将固化产生的底泥直接转化为工程用途，实现资源的节约再利用。

关键词：重金属污染;河道底泥;稳定化固化技术

引  言

由于重金属元素与河道底泥相互结合，造成底泥中的重金属含量远超过环境承载力，致使河流水质二次污染。在城市河道治理中要想避免底泥二次污染等问题，就需对底泥的污染状况进行综合的分析与评估，采取科学高效的固化处理技术。目前常用的底泥处理修复主要为原位或异位两种不同的修复模式，原位修复以覆盖、引水、电化学技术为主，异位修复则以淋洗、固化稳定、植物修复等。稳定化固化技术操作简单、容易实施，能够实现资源的再利用，是目前最常用的底泥处理技术。

1河道淤泥重金属污染的生态风险问题

河道底泥的重金属物质来源众多，包括地质活动、工业和农业活动等。在工业产业快速发展的背景下，区域河湖水质明显下降，影响水生生物的多样性和整体数量。因此要高度重视对区域水生态环境的整体优化，建立高标准的水生态环境示范区域，确保对重金属污染河道的污染治理水平全面提升。

2重金属污染河道底泥固化常用稳定剂

2.1水泥

水泥作为粉状硬性无机凝胶材料，通过与水混合之后能够生成水泥固化体，是目前最常用的固化剂。水泥的固化材料不仅容易获取、费用成本低廉，而且不需对含水率高的底泥进行预处理，能够直接通过水化反应将目标物质全面包裹，促使污染底泥中的金属离子直接转变为金属沉淀物或者化学性质不活泼形态，避免有毒有害物质的转移和扩散。通过在河道中对重金属污染物进行水泥固化，固化之后的土壤浸出液能够满足污染治理的具体要求。通过水泥固化能够实现资源的转化与利用，提高底泥处理效率。但是水泥的大量投入也会导致河道底部的固体体积膨胀，抗酸性比较差，很容易导致重金属在酸性环境中溶出。

2.2石灰

石灰属于气硬性无机胶凝材料，具有吸附、沉淀、离子交换等作用，可以及时将重金属污染河道底泥进行形态改变，提高重金属的稳定性，避免重金属的快速迁移活动。石灰主要成分是氧化钙，对铅、铬、铜、锌等重金属离子具有非常良好的稳定性。石灰固化整体的效果十分的明显，操作简单成本低，但是在固化以后也会导致河道底泥体积增加，很容易出现酸性溶液侵蚀，导致结构强度失稳，所以不应单独采用。石灰是在S/S技术中典型的材料之一，如生石灰和熟石灰。石灰通常被运用在颗粒较细的土壤中，目的是为了调节PH值以稳定污染物。生石灰对一些含水量较高的土壤是可以使用的，像污泥、底泥，而且可以起到脱水的作用。

2.3火山灰质混合材料

火山灰质混合材料的主要成分是氧化铝和二氧化硅，在常温的条件下能够快速与氧化钙发生反应，产生胶凝性的水硬性物质。火山灰材料本身没有水硬性特点，需要与其他的碱性材料共同混合。在固化重金属时可以在水泥中增添不同比例的粉煤灰，不仅能够增强水泥固化的整体强度，而且重金属浸出浓度明显下降。利用废弃的粗粉煤灰和水泥共同固化能够起到良好的固化效果，确保铅、锌、铜等重金属离子的稳定性明显增强。在粉煤灰中随着掺入量和固化时间的延长，固化淤泥的含水率明显降低，而且提高了抗增加强度。当底泥质量分数为60%左右，通过添加不同比例的水泥、石灰和膨润土等粉煤灰都能起到良好的固化稳定效果。在实际修复中需要掺加等比例的混合材料，减少水泥或石灰等材料的用量，促进火山灰质混合材料的资源化转变，也降低了固化成本。

2.4化学药剂

化学药剂固化就是直接在底泥中添加化学药品，改变重金属形态，使重金属的毒性变低，迁移性下降。通过磷酸盐能够直接将重金属元素吸附，并且快速生成沉淀物，达到固化效果。硅钙类固化剂包括氧化钙和氧化镁，能够使底泥的酸碱性改变，增强底泥的电荷，对重金属离子快速吸附。含铁类的化学药剂还能提高对固体的吸附效果，在水泥粉煤灰和有机硫稳定剂中按比例添加化学药剂，固化体的压力和重金属浸出浓度均达到了填埋要求。在底泥中通过添加整合剂可以快速生成稳定的有机结合态以及残渣达到理想的重金属处理效果，利用膨润土、高岭土、蒙脱石等有较强吸附能力的矿物材料，很容易对重金属进行钝化，提高底泥的净化处理能力，化学药剂固化的针对性强，效果明显，能够实现无害化处理。但是成本较高，如果对药剂使用不当很容易造成二次污染。

3固化稳定化底泥的重要作用

在我国社会经济快速发展的背景下，城市河道面临着严重的污染，有部分污染属于道路雨水径流排入，还有一部分是城市内源污染，引发河道发黑发臭，对生态环境造成了严重的破坏。通过固化稳定化底泥技术可以为底泥的清淤治理提供多样化的解决方案，实现了底泥资源化再生处置。在我国社会经济不断发展的过程中对于资源的需求量显著增加，而底泥能够通过固化稳定化制作成各种吸附材料、陶瓷材料，既有效改善了河道生态环境，又能够为河流的长期恢复发挥显著的作用，还能够减少底泥占地面积。在河道生态环境建设中通过固化稳定化底泥生成的生态砖或者陶瓷颗粒能够用于铺设渗透路面，满足低环境影响的道路建设需要。目前我国大多数的城市建设主要采取不透水的地基，造成城市生态环境污染问题严重。通过渗透路面的建设，在下雨时能够起到良好的渗透功能，对地表雨水进行快速地调蓄，拦截雨水径流造成的污染物，同时吸附材料和陶粒能够将污水中的颗粒物、重金属和营养盐等物质，快速地吸附滞留，达到理想的净化效果。在整个雨水系统之中通过人工设施、雨水花园等建设达到了蓄水净水的效果。在蓄水时还能够将储存的雨水快速释放，满足荷塘、雨水湿地等生态景观的需求，提高了雨水资源的利用效率。尽管在底泥固化稳定化处理中，会对生态环境造成一定的扰动，但是与河道污染相比较而言，底泥能够通过自然驯化的作用为河道重新构建生态环境提供重要的支持，将固化之后的底泥运回河道之中结合微生物修复技术、植物修复技术和人工净化技术，能够提高河道生态恢复的整体效果。而且这些底泥还能够直接作为基础设施，充分发挥出防洪效应、生态效应和景观效应，有效拦截河流的面源污染，减少对自然生态环境造成的破坏和影响。在当前我国推动海绵城市建设的同时通过固化稳定化底泥可以保证对雨水资源的循环再利用对污染的河道快速治理，最大程度保护城市内河河道生态环境实现了废物再利用。在目前固化稳定化底泥多目标利用中必须确保经过处理后的底泥符合环境保护的要求，通过对物理化学指标进行分析来确保底泥的品质稳定在建筑填方和建筑材料等领域中广泛应用，还能够直接作为污水净化材料参与到环境修复之中。

通过对固化稳定化技术的深入研究，能够对生态景观修复、河道治理进行多元化的利用，底泥通过固化稳定化技术可以形成固体，将淤泥中的含水量全面去除，在经过高温煅烧之后，底泥中的有毒有害物质能够快速地挥发，提高了砖块的安全性与稳定性，满足建材需要。但是在底泥烧制时大量的有毒有害物质挥发会引起二次污染，可以直接利用免烧结技术，利用水泥、石灰等物质和底泥中的物质发生化学反应，形成固体。固化稳定化底泥能够有效地实现资源的回收再利用，同时也能够避免二次污染等问题。固化稳定化底泥能够直接作为吸附材料，在河道生态修复中广泛应用将底泥烧结制砖，对污染河水进行净化。实验表明，固化稳定化底泥中总氮去除有效率为23.6%，氮离子去除有效率为98.9%。经过固化稳定化之后底泥还可以直接生成陶粒作为生物滞留设施，从而有效控制河道面源污染，将陶粒作为雨水花园的填料，能够净化雨水径流的污染物，保证河水的水质，起到了良好的面源污染控制效果。经过排水系统进入河道之中，能够起到良好的截污控制。目前免烧结技术在底泥制备中处于初级实验阶段，还没有广泛的应用与推广，具体的作用还需要充分地验证。在固化稳定化技术不断发展的背景下很多国家纷纷探究，固化稳定化底泥的无害化处理。水泥是常用的废料处理材料，也是固化最主要的方式，水泥固化稳定化能够将污染物通过溶解之后的水合反应转变为稳定的非溶解态物质，并且利用底泥成为水泥粉状的固体，通过水化反应离子交换反应、碳酸反应，将底泥中的重金属离子转变为金属沉淀物吸附或离子替换等方式，确保重金属污染物得到更稳定发展。将水泥应用在底泥处理之中，通过真空加热的形式能够有效减少75%的汞浸出。玻璃固化法也具有非常广泛的应用，能够将高温有害物质转化为玻璃状的物质，对于砷、铅、铬等重金属污染的底泥处理效果十分明显。玻璃化固化技术的稳定时间长，但在实际制备中会产生有毒有害气体逸出，而且需要消耗大量的能量资源，得不偿失，目前通过固化稳定化底泥处理效果十分明显，但依然存在着固化效率低、个别元素稳定效果差等问题。通过在水泥中添加硅酸钠，可以增强水泥固化的整体质量，利用85%底泥与百分之5的硅酸钠混合，配合其他的辅助材料烧结成砖，达到良好的抗压强度。而石灰中的固化作用以及火山灰质材料的固化作用，能够有效代替一部分水泥进行固化，可以显著减少水泥的用量，提高固化的整体效果。粉煤灰和窑灰等作为火山灰的原料，在底泥固化技术中被广泛应用。当粉煤灰窑灰处于常温或水热状态下氢氧化钙以及其他的碱土金属氢氧化物发生明显的化学反应，通过不同的炉渣对比考察固化稳定剂的处理效果，加入适量的粉煤灰可以提高固体的整体强度，而且固化后Cd、Pb、Zn的浸出量显著降低。常规的固化手段很容易出现容量增加等问题，对部分重金属固化明显缺失。随着化学药剂的不断发展，能够提高固化稳定化的辅助稳定效果。利用磷酸盐螯合剂，氧氯化铁等溶剂，快速将底泥中的重金属沉淀或者螯合。利用磷酸或者磷酸盐与重金属化合物发生明显的盐酸反应，可以对Cd、Cu、Ni、Pb等重金属元素的稳定效果达到最佳，低于国际标准。随着重金属熬合剂的广泛应用，能够在低温状态下与金属离子快速发生反应，形成大量不溶于水的高分子螯合物，这些水泥粉煤灰的相互配合可以提高重金属稳固的整体作用。近年来，绿色水泥等胶凝材料越来越受到固化稳定化研究的重视。绿色水泥主要由低碳和廉价的修复材料组成。其中，氧化镁系绿色水泥不仅有低碳廉价的潜力，而且对酸雨和硫酸盐侵蚀等环境影响具有较强的抵抗性。

结语

固化稳定操作技术非常简单快捷，是目前重金属污染河道处理的关键技术。不同的固化剂类型有不同的优缺点，在实际处理中需要相关人员严格按照不同的重金属类型以及河道的实际水平，多种固化剂综合应用达到节能降耗净化处理的效果。在今后应用固化稳定剂的同时需要对河道底泥资源化的利用途径进行深入探究，将底泥转变为可利用资源，对循环经济的发展起到重要的推动作用。

参考文献

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