（环境科学与工程专业论文）河道底泥有机污染物人工增氧生物减量的研究.pdf

国内图书分类号： x172 学校代码： 10213 国际图书分类号：504 密级：公开 工学硕士学位论文 河道底泥有机污染物人工增氧 生物减量的研究 硕 士 研 究 生： 曹晨波 导师： 金文标 副教授 申 请 学 位： 工学硕士 学科： 环境科学与工程 所 在 单 位： 深圳研究生院 答 辩 日 期： 2010 年 6 月 授予学位单位： 哈尔滨工业大学 classified index: x702 u.d.c: 504 thesis for the master degree of engineering study on biological reduction of organic pollutant in river sediments by increasing oxygen candidate: cao chenbo supervisor: associate prof. jin wenbiao academic degree applied for: master of engineering specialty: environmental science and engineering affiliation: shenzhen graduate school date of defence: june, 2010 degree-conferring-institution: harbin institute of technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - i - 摘 要 底泥污染治理是城市河流污染控制的重要研究内容之一，也是世界范围内 的一个突出环境问题。底泥异位修复技术因费用高、对环境破坏性大等缺点， 在应用上受到了很大限制，因此底泥原位修复技术逐渐成为研究的热点，开展 河道底泥有机污染物人工增氧生物减量的研究具有重要的应用价值。 本课题以深圳市城市污染河流布吉河的底泥为研究对象，通过底泥人工增 氧处理、辅助投加难降解有机物分解菌技术等，对底泥有机物的减量化进行静 态小试研究。开展的主要工作包括： 首先对布吉河粤宝桥段底泥理化指标进行分析，分析结果表明，底泥呈微 碱性，处于还原环境，有机物含量达到 157.1g/kg干泥，有机污染严重；并通过底 泥扰动曝气实验对底泥有机物含量在 30 天内的变化进行测定， 以确定底泥有机 污染物极限去除情况，实验结果表明底泥有机物含量在 30 天内降低了 34.3%。 然后按照底泥原位修复的要求，选取纯氧曝气与含氧水注入两种处理方式 进行底泥有机物减量实验，采用对上覆水体不会产生较大影响的微扰动方式处 理，研究了底泥有机物含量在 105 天内的变化情况。研究结果表明：通过纯氧 曝气处理，底泥有机物含量降低了 17.0%；通过含氧水注入处理，底泥有机物 含量降低了 22.3%，并建立了数学模型对底泥有机物的降解进行分析和预测。 在纯氧曝气与含氧水注入分别处理底泥 105 天的基础上，辅助投菌技术继 续进行底泥有机物减量实验， 研究了底泥有机物含量在后续32天内的变化情况。 研究结果表明，通过纯氧曝气辅助投菌处理，有机物含量进一步降低了 4.2%， 相比单一的纯氧曝气处理提高了 1.9%；通过含氧水注入辅助投菌处理，有机物 含量进一步降低了 5.9%， 相比单一的注入含氧水处理提高了 2.4%，说明投菌对 于难降解有机物的降解具有较为显著的作用。 最后利用 pcr-dgge 技术对底泥细菌总数和细菌多样性进行分析， 分析表 明，通过纯氧曝气和含氧水注入分别对底泥进行处理后，底泥细菌的种类和数 量都有明显的增加。 关键词：底泥；原位；有机污染物；生物减量；增氧 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - ii - abstract sediment pollution is one of the important urban rivers pollution research contents, and also is a prominent environment problem worldwide. because of costliness and destroying ecosystem environment, the ex-situ remediation technology of contaminated sediments is restricted in application, therefore the in-siu remediation technology is becoming interested. study on biological reduction of organic pollutant in river sediments by increasing oxygen has important application value. the shenzhen buji river sediment was studied by artificial oxygen-increasing technology aid of bacterial augmentation on sediment reduction of organic pollutant in static small pilot study. the study includes: firstly, the physical and chemical indicators of sediment was analysed and the results show the sediment was slightly alkaline, in a reducing environment, high organic pollutant content that reaches 157.1g/kg , and seriously organic pollution. in the sediment aeration experiment in the condition of mixing fully of water and sediment, the ultimate removal rate of organic pollutants within 30 days is measured. experimental results show the organic pollutant content decreased 34.3% within 30 days ultimately. and then following the in-situ remediation technology requirements of sediments that it does not affect the overlying water body, two oxygen-increasing approaches that slightly perturbed the sediment were selected: the pure oxygen aeration and oxygenated water injection. the change of organic pollutant content was mearured in the biological reduction experiment of organic pollutant in sediment within 105 days. the results show that: through the pure oxygen aeration treatment, organic pollutant content in sediment decreased by 17.0%; by the oxygenated water injection treatment, organic pollutant content in sediment decreased by 22.3%. and a mathematical model was built to analyze the degradation of organic pollutant in sediment. based on 105 days sediment treated by pure oxygen aeration and oxygenated water injection, special bacteria was added to continue sediment organic pollutant reduction. the organic pollutant content change in sediment was measured in 32 days, and the results show that by pure oxygen aeration aid of adding bacterial 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - iii - treatment, organic pollutant content was further decreased by 4.2%, and the removal rate of organic pollutants increased 1.9% compared to pure oxygen aeration; by oxygenated water injection aid of adding bacteria treatment, organic pollutant content was further decreased by 5.9%, and he removal rate of organic pollutants increased 2.4% compared to oxygenated water injection. the experimental results show that bacterial augmentation plays a more significant role in degrading hardly-biodegradable organic pollutant. finally, pcr-dgge technology was used to analyze the total number of sediment bacteria and bacterial diversity, and the result shows that after treatment by the pure oxygen aeration and oxygenated water injection analysis respectively, the number of sediment bacteria and bacterial species have a significant increase. keywords: sediment，in-situ，organic pollutant，biological reduction，oxygen 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - iv - 目 录 摘 要 . i abstract . ii 第 1 章 绪论 . 1 1.1 课题背景 . 1 1.1.1 水体底泥污染的现状 . 1 1.1.2 底泥污染物种类及危害 . 2 1.1.3 底泥对上覆水体的影响 . 2 1.2 污染底泥异位修复的研究进展 . 3 1.2.1 环保疏浚技术 . 3 1.2.2 疏浚底泥的处置方式 . 4 1.2.3 疏浚技术的不足及研究趋向 . 5 1.3 污染底泥原位修复的研究进展 . 5 1.3.1 原地化学处理 . 6 1.3.2 底泥稳定化处理 . 7 1.3.3 原地生物处理 . 7 1.3.4 原位修复的不足及研究趋向 . 9 1.4 课题研究目的及内容 . 10 1.4.1 课题来源及研究目的 . 10 1.4.2 本课题的研究内容 . 12 第 2 章 实验材料与方法 . 14 2.1 实验材料 . 14 2.1.1 底泥扰动曝气实验 . 14 2.1.2 底泥有机物减量实验 . 14 2.2 实验方法 . 14 2.2.1 底泥扰动曝气实验 . 14 2.2.2 底泥有机物减量实验 . 14 2.3 分析方法 . 15 2.3.1 水质分析 . 15 2.3.2 底泥分析 . 15 2.3.3 dgge 图谱分析 . 17 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - v - 2.4 实验仪器 . 18 2.5 本章小结 . 18 第 3 章 布吉河底泥理化性质的分析 . 19 3.1 布吉河流域概况 . 19 3.2 布吉河底泥理化性质的分析 . 20 3.3 底泥扰动曝气实验 . 21 3.4 本章小结 . 23 第 4 章 底泥人工增氧技术的研究 . 24 4.1 底泥纯氧曝气处理 . 24 4.1.1 氧气流量的确定 . 24 4.1.2 上覆水水质变化 . 25 4.1.3 底泥有机物减量效果 . 27 4.1.4 底泥有机物减量的数学模型解释 . 30 4.2 底泥注入含氧水处理 . 33 4.2.1 含氧水 do 及流量的确定 . 33 4.2.2 上覆水体水质变化 . 33 4.2.3 底泥有机物减量效果 . 34 4.2.4 底泥有机物减量的数学模型解释 . 37 4.3 本章小结 . 39 第 5 章 底泥人工增氧辅助投菌技术的研究 . 40 5.1 底泥纯氧曝气辅助投菌处理 . 40 5.2 底泥注入含氧水辅助投菌处理 . 41 5.3 本章小结 . 44 第 6 章 底泥细菌总数及菌群变化的分析 . 45 6.1 底泥细菌总数变化的分析 . 45 6.1.1 底泥人工增氧处理前后细菌总数的变化 . 45 6.1.2 底泥人工增氧辅助投菌处理前后细菌总数的变化 . 46 6.2 底泥细菌群落多样性的分析 . 47 6.2.1 底泥样品 dna 的提取 . 47 6.2.2 pcr 产物电泳检测结果 . 48 6.2.3 dgge 结果及分析 . 48 6.3 本章小结 . 51 结 论 . 52 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - vi - 参考文献 . 54 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 . 59 哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 . 59 致 谢 . 60 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 1 - 第 1 章 绪论 1.1 课题背景 1.1.1 水体底泥污染的现状 水体底泥污染，是世界范围内的一个环境问题。随着经济的高速发展，底 泥污染的现象越来越严重，污染底泥的研究日益受到科学界的关注。菜茵河流 域、美国的大湖地区、荷兰的阿姆斯特丹港口、德国的汉堡港，底泥污染均十 分严重1。 污染物通过大气沉降、废水排放、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2。由于河流、湖泊和海洋的沉积作 用，水底沉积物成为地球表层系统藏污纳垢最重要的场所，一旦沉积物环境遭 受了严重的污染，必然导致其生态环境的恶化，造成经济损失，甚至威胁人类 的生存。此外，由于沉积物与上覆水体相互间频繁的交换作用，被污染的沉积 物环境还将成为河流、湖泊和海洋再污染潜在的来源3。 底泥污染的加剧主要是人为因素造成的，经济高速发展过程中排放的大量 难降解污染物相当一部分积累在水体底泥中，对水生态系统构成长期威胁。美 国 epa 在 1998 年的调查报告中指出，美国已发生的 2100 起事件声称鱼类消费 中的问题，多次证实污染来自底泥4。在我国，也已发现并证实了水体底泥具 有生物毒性，如乐安江在 20-195km 段沉积物均显示出毒性5。 完整的水体概念包括上覆水、水体底泥以及周围的各种环境条件，底泥是 水体生态系统物质循环中的一个重要环节。当水体的外源污染得到控制后，底 泥则成为水体污染的主要来源。虽然截流、加强污水深度处理等措施减少了污 染物进入水体的外源输入，但是河流受污染底泥的内源释放却在很大程度上延 缓和限制了污染水体的修复速度和修复效果。如杭州西湖的内源污染负荷已经 达到外源污染负荷的 41%6。目前，城市河流治理往往只重视引水冲污、清淤、 驳岸、绿化等工程，忽视底泥以及河道生态系统的修复，导致城市河流水环境 得不到彻底改善，不能从根本上解决河流污染问题。 因此， 对水体底泥的处理技术进行研究， 是水体污染综合整治的重要内容， 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 2 - 也是从根本上解决水体污染问题的重要途径之一。 1.1.2 底泥污染物种类及危害 重金属、 有机物、 营养物随着颗粒物的携带进入水体沉积后形成污染底泥， 成为底泥中主要的污染物。 重金属通过吸附、络合、沉淀等作用而沉积到底泥中，同时与水相保持一 定的动态平衡。长期束缚于底泥中的重金属，在环境条件发生改变时，就可能 被重新释放出来，从而对生物产生危害。底泥中的重金属通过两种途径对生物 产生危害，一种是通过平衡分配进入间隙水中，间隙水中的重金属通过扩散过 程进入上覆水体，其中游离分子与简单络离子可被生物体吸收，并在生物体内 发生各种生化与生理过程，产生积累和危害；另一种途径是底栖无脊椎动物直 接取食沉积物， 并通过食物链向鱼体中富集， 这两种途径最终都会危害人体7。 底泥中的有机污染物笼统地分为易降解有机物和难降解有机物。易降解有 机物能够立即被微生物所吸收利用而得以降解，并导致水体底泥中溶解氧的下 降；而难降解有机物包括多氯联苯(pcb)、多环芳烃(pahs)、取代苯类以及石油 烃类8。一般认为，大多数沉积物有机质中腐殖质占有机质总量的 70%-80%， 腐殖质以外的 20%-30%的有机质主要由蛋白质类物质、多糖、脂肪酸和烷烃等 组成，但对于各种环境条件下沉积物有机质的组成特征仍缺乏系统的研究9。 经各种途径进入水体的 n、p 等营养元素，相当一部分沉积到底泥中。水 生植物的生长会吸收部分营养成分，其余大部分仍与水体保持动态平衡。当水 体污染源得到一定控制后，n、p 则可能主要来自底泥的释放，严重时可造成水 体富营养化，促使藻类大量繁殖，在水面上聚集成大片的水华(湖泊)或赤潮(海 洋)，当藻类在冬季大量死亡时，水中的 bod5值猛增，导致水体腐败发臭，恶 化环境卫生，危害水产业10。 1.1.3 底泥对上覆水体的影响 底泥对上覆水体的影响主要包括底泥耗氧及污染物释放两个方面11。底泥 消耗水体的溶解氧，降低溶解氧浓度，加速水体进入厌氧状态，使水质恶化。 而且底泥能够释放大量的污染物，进入上覆水体，加剧水体的污染12。 在底泥耗氧研究中， 常用底泥耗氧速率(sod)作为综合评价水体水质和底泥 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 3 - 特征的指标13。对河流而言，sod 是指由水底沉积物氧化和生物呼吸作用引起 的上层水体溶解氧的消耗速率14。它包括底泥中还原性化学物质的化学耗氧量 (例如 fe2+、mn2+和硫化物等)，以及底泥中微生物的耗氧量(主要为底泥有机质 的释放及其矿化耗氧)和底泥中底栖生物的生物耗氧量等。一般以单位面积底泥 在单位时间内消耗的溶解氧量表示mg/(m2 d)15。 在河流底泥耗氧总量中，有机碳的矿化耗氧量及矿化中间产物的后续耗氧 量往往占有相当大的份量16。底泥中的有机碳在微生物的矿化过程中充当电子 供体的角色，只有存在可利用电子受体的情况下矿化作用才能继续进行，河流 底泥环境常见的电子受体有 o2、硝酸根、锰氧化物、铁氧化物、硫酸盐等。电 子受体氧化 lmol 有机碳所释放出的自由能各不相同，而有机碳总是优先利用释 放能量最高的电子受体直到电子受体被完全消耗或者有机碳被彻底矿化为止。 影响底泥耗氧的因素包括：底泥性质17、温度18、底泥扰动程度19以及底泥微 生物13。 通常认为，底泥污染物释放是水环境中各种影响因素共同作用的结果20。 目前底泥营养盐和重金属迁移转化规律的研究渐趋完善，而底泥有机污染物的 环境行为还有待深入，国内大多研究仅以 codcr作为衡量底泥有机物释放的指 标。研究表明，有机污染物自身的理化性质、沉积物的结构和物理化学性质21 以及温度、水力扰动、ph 值22等外界因素都将影响底泥有机物向上覆水体的释 放。 1.2 污染底泥异位修复的研究进展 污染底泥的异位修复，是指将污染底泥移出水体，然后在进行处置的一种 方法，常见的方法主要有卫生填埋、焚烧等。污染底泥异位处理技术由于其可 操作性强，拥有丰富的工程实践经验，而成为目前最广泛的污染底泥综合整治 技术23。 1.2.1 环保疏浚技术 按疏浚的主要目的，疏浚可分为两种：环保(生态)疏浚和工程疏浚24。环 保疏浚技术是在航道、河港等工程疏浚的基础上发展起来的，是目前在污染底 泥处理中应用最多的方法，但环保疏浚不同于工程疏浚，环保疏浚旨在清除水 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 4 - 体中的污染底泥，并为水生生态系统的恢复创造条件，同时还需与水体综合整 治方案相协调。 工程疏浚则主要为某种工程需要如疏通航道、 增容等而进行的。 为了控制湖泊内源污染，日本、美国、荷兰、瑞典等国家都进行了较大规模的 湖泊底泥疏浚，其中有一部分疏浚水域的水质状况已得到明显改善。我国先后 在昆明滇池、安徽巢湖、大理洱海等湖泊进行了疏浚。其中滇池草海污染底泥 疏浚一期工程实施以后，草海水质明显改善，疏浚前的水质恶臭现象已基本消 除25。 环保疏浚要求最大限度地降低疏浚过程中的底泥再悬浮与污染物释放，因 此在选择疏浚方式和设备时，要注意使疏浚过程对水体的扰动达到最小。疏浚 技术是疏浚效果好坏的关键，主要集中在发展轻质疏浚材料，配合科学的疏浚 方式，使疏浚过程对水体的扰动达到最小。从最早的人工挖泥到现在的精确水 下吸泥，疏浚过程对环境的影响正越来越小。日本、美国、西欧等发达国家早 在20世纪70年代就投入大量的人力、 物力致力于环境疏浚设备的研究与开发。 目前研制出的环保疏浚设备基本已能达到对水体扰动小的要求。如荷兰 damen 公司设计研制的 ham291 环境疏浚船采用独特的螺旋环境绞刀、三缆 定位索系统和现场监测系统，可将疏挖精度提高到 5cm 以内。shepsis vladimir 等人采用轻质疏浚材料，将淤泥吸到轻质软管中，能有效防止疏浚过程中对底 泥的扰动26。 1.2.2 疏浚底泥的处置方式 疏浚底泥中含有各种对环境有害的污染物，一般不能直接吹填堆放。对于 污染较重的疏浚底泥，在最终处置之前，必须对其进行处理以防止二次污染。 对疏浚底泥来说，常用的处理方法有卫生填埋、焚烧等方法以破坏底泥中的 污染物或转化为低污染的物质27。 卫生填埋，是应用最早最广泛的固体废弃物最终处置方法。实践证明，卫 生填埋对于水体底泥处置而言，其优点是投资较少、容量大、见效快，且能够 通过产生填埋气获取新能源，但不当填埋亦会造成新的污染，主要是有害物质 溶出对地表水和地下水带来的污染。该方法具有造价低、处理量大的优点，但 大量污泥的脱水、运输，以及场址的选择上存在着相当大的困难，河道底泥的 堆积、渗沥的技术难度也相当大26。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 5 - 焚烧是底泥最彻底的处理方法，焚烧最大优点是可以迅速和较大程度地使 底泥减容，并且在恶劣的天气条件下不需存储设备。底泥中含有一定量的有机 成分，经脱水干燥的底泥可用焚烧处理，焚烧可以迅速降低底泥的体积并降低 其有害性。焚烧使有机物完全燃烧，最终产物是 co2、h2o、n2等气体及焚烧 灰。底泥焚烧废气中可以获得剩余能量，用来发电；所产生的焚烧灰可用于改 良土壤、作为砖瓦和陶瓷等的原料等。底泥在焚烧之前无需进行堆肥、消化等 处理，但是需进行脱水干燥来降低其含水率。底泥的焚烧操作很复杂，而且其 有机成分含量直接影响其燃烧热值，焚烧效果很不稳定，有可能需要辅助燃料 以提高焚烧的质量，焚烧时动力消耗也较大。底泥经过燃烧后，质量与体积会 大大降低，但焚烧残渣为有害物质，仍需进行运输和最后处理。因此底泥焚烧 所需的基建投资和运行费用较高，工艺操作复杂28。 1.2.3 疏浚技术的不足及研究趋向 疏浚技术在一定程度上取得了较为明显的效果，但总体上来说存在以下几 个主要问题：成本高；疏浚过深会破坏原有的生态系统；城区河道断面一般较 小，且河道中常年有水流动，给疏浚作业带来了困难。特别是有些需要疏浚的 河道靠近闹市区， 疏浚工作必须安排在夜间进行， 这会给施工带来一定的不便； 疏浚后淤泥的处理则是环境保护的一个难题。疏浚污泥以其量大、污染物成分 复杂、含水率高而处理困难。目前国内由于经费的限制，多采用农田施用和填 埋处理，污泥的利用价值低，处理不彻底，又极易造成二次污染。 为了更好地发挥疏浚技术在底泥污染治理中的积极作用，目前， 国内外学 者的研究工作主要集中在以下几点：疏浚过程中高精度定位技术和现场监控系 统的研究以提高疏浚精度；环保疏浚关键设备的研究以减少疏浚施工过程的底 泥扰动，避免污染底泥的扩散；疏浚底泥的资源化综合治理技术研究以实现环 境效益和经济效益的协调统一24。 1.3 污染底泥原位修复的研究进展 污染底泥的原位修复，是在原地利用物理化学或生物方法减少污染底泥的 容积，减少污染物量或降低污染物的溶解度、毒性或迁移性，并减少污染物的 释放的污染底泥整治技术。按其采用方法原理的不同，可分为三类：原地化学 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 6 - 处理、原地稳定化处理和原地生物处理29。 通常一种适用的污染底泥原地处理技术，要求其应用过程中对沉积物水 界面的干扰尽量小，或者应用过程与周围水体进行物理隔离30。目前存在两种 方法来避免或减轻原地处理过程对周边水体的影响： 1)表面应用，即通过播撒和沉降将微生物、化学药剂、营养物或者电子受 体等外加物投加到底泥表面，或利用管道等设备将上述外加物注入底泥内。 2)将受污染底泥原地处理操作区域与周围环境隔离开来。用于隔离的材料 包括沉箱、板桩室、套管等。在封闭的沉箱内，上覆水可能被抽走，也可能被 保留(取决于处理技术的要求)。 在沉箱中， 加入的处理剂与被处理的受污染底泥 进行混合，而不会对周边水体造成不利影响。在处理操作完成后，沉箱可以被 移到其他需处理受污染底泥处，如此反复，直到所有要处理的目标区域均被处 理完毕为止。 1.3.1 原地化学处理 原地化学处理，主要用于控制由于底泥中磷的释放而导致的湖泊和水库富 营养化问题， 如通过投加硫酸铝(明矾)、 硝酸钙等化学药剂来降低底泥中的磷向 水体释放。从底泥中磷的稳定性和释放的可能性角度考虑，国内外对磷的形态 分类目前比较流行的是把总磷分为无机磷、有机磷和残渣磷，无机磷又分为铝 磷、铁磷和钙磷31。 许多研究表明，沉积物中磷的释放受到多种环境因子的影响，其中最主要 的是水中溶解氧、ph 值、温度、生物以及水体的扰动等。除此以外，影响沉积 物磷释放的因素还有磷的赋存形态、沉积物有机质含量、生物活性等32。 t.p.murphy 等采用硝酸钙对日本 biwa 湖的底泥进行了处理， 结果发现采用 硝酸钙可以沉淀孔隙水中 97以上的磷，并且通过现场试验还发现投加硝酸钙 使得表层底泥(0-11.5cm)约 79%的孔隙水磷得到沉淀33。 底泥磷钝化常用的化学药剂包括硝酸钙、 氯化铁和石灰。 从作用机理来看， 硝酸钙主要是提高底泥氧化还原电位，同时可将 fe2+氧化成 fe3+，进而改变底 泥磷的存在形态，而达到控制磷释放的目的；氯化铁可生成 fe(oh)3沉淀物， 提高对磷的钝化作用；石灰可通过调节底泥 ph 值影响底泥磷形态，同时 ca2+ 可以和磷酸根反应，生成较为稳定的钙结合态磷34。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 7 - 1.3.2 底泥稳定化处理 原地稳定化处理，即通过向底泥中投加化学药剂，如石灰、火山灰和水泥 等，降低底泥中污染物的溶解度、迁移性或毒性，主要针对受重金属污染底泥 的处理。目前，重金属稳定化技术概括起来包括 ph 值控制技术、氧化/还原电 势控制技术、沉淀技术、束缚于不溶性基质技术、吸附技术、离子交换技术等。 其中化学稳定药剂技术逐渐成为重金属废弃物处理领域的研究热点35。 孙颖36等在比较了石灰、硅酸盐及硫化物在不同加入量及不同混合配比时 对铜、锌、镍三种元素的稳定效果之后，确定采用 5%的硫化钠与 5%的石灰为 合适的比例，此时铜，锌，镍的溶出率分别降低 1.3%、2.4%和 22%，同时发现 三种重金属的不稳定态含量降低，稳定态含量升高，从而达到降低重金属生物 有效性的目的。 目前， 国内采用化学稳定剂去除重金属较多集中在废水、 污染土壤、 污泥、 飞灰处理方面，对河道底泥重金属稳定化研究较少37。 1.3.3 原地生物处理 生物修复是利用生物体，主要是微生物来降解环境污染物，消除或降低其 毒性的过程，它是传统生物处理方法的延伸，其新颖之处在于它的治理对象是 较大面积的污染38。微生物通过其分泌的胞外酶降解有机物；或将有机污染物 吸收到细胞内，由胞内酶降解，一般一种菌或酶只能降解一种有机物。影响生 物修复的因素主要包括污染物的可利用性和环境因素39。 不同的污染物对微生物来说具有不同的可利用性40，例如自然界中存在的 绝大多数有机污染物都可以被微生物利用并降解，而大部分人工合成的大分子 有机污染物不能够被微生物利用并降解。底泥中的有机物主要存在于固相中， 生物可利用性差，利用表面活性剂能提高其生物可利用性41。表面活性剂能促 进非水相中烃化物的生物降解。如加入 triton x-100 能增加菲的矿化速度和程 度。aronstein b.n.等的研究表明，非离子表面活性剂能提高土壤中菲和联苯的 降解程度42。 影响微生物降解性能的环境因素主要有营养物质和电子受体43。污染物氧 化分解的最终电子受体的种类和浓度是影响污染物降解的一个重要因素。这些 电子受体包括溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根，如硝酸根、硫酸根 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - 8 - 和碳酸根等46。o2作为微生物好氧分解的