[发明专利]一种控制富营养化湖泊底泥氮磷释放的原位修复方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种湖泊河流富营养化底泥污染的治理方法，特别是涉及一种控制富营养化湖泊底泥氮磷释放的原位修复方法。

背景技术

目前，针对湖泊内源污染的治理主要采用的方法是底泥疏浚、底泥覆盖、引水清污等物理方法，以及种植水生植物等生物方法。底泥疏浚因能从湖体将污染物从底泥中永久性去除，因而被认为是湖泊治理中的重要工程措施之一而被广泛应用。其中一些湖泊疏浚后在短期内对营养盐有较好的控制效果，但随时间推移，一些湖泊疏浚后良好的水质并不能长期保持，主要反映在湖泊的目标污染物浓度上升，甚至出现疏浚后个别水体目标污染物浓度与原来相比反而增加的现象。疏浚改变了原来沉积物物理、化学及生物学条件，尤其是沉积物-水界面溶解氧的分布状况，界面附近的溶解氧含量，对沉积物中营养物释放具有控制作用。这些环境因子的改变可能会改变沉积物-水界面原有的营养盐循环模式。疏浚后新生表层的水-土界面会发生扩散、沉淀和溶解以及吸附和解析等许多瞬时过程，这些过程对营养盐在固相和水相的分配起着重要的作用，如疏浚后新生表层的铁氧化物对磷有短时效的吸附作用，疏浚后间隙水中磷浓度立即减少，底层上覆水中磷浓度增加，疏浚后物质在河床的重建可能在较短时段（分钟到小时的尺度）内完成。

水生植物的恢复和重建作为浅水湖泊的生态调控和内源污染负荷控制的重要手段，已成为共识，国内外已有初步的探索和研究。水生植物可通过根系吸收、吸附沉积物中氮磷以及原位固化沉积物中溶解态活性磷及反硝化脱氮等过程达到净化水质目的，另外一方面，种植水生植物具有能耗低和简单易行及有利于重建和恢复水生生态系统的特点，备受国内外研究者青睐。

利用底泥疏浚控制湖泊内源污染的效果难以长效维持的问题，往往是人们对底泥疏浚产生争议的最主要的焦点。在我国所有已完成的重污染水体环保疏浚和生态重建的示范工程研究中，环保疏浚技术和生态修复在空间位置上都不相重叠，即使两种技术是在同一个湖体或湖区展开，但实际上都是分别在各自确定的施工空间和时间内进行的，缺乏真正意义上的集成。

发明内容

本发明旨在提供一种控制富营养化湖泊底泥氮磷释放的原位修复方法，是一种高效稳态的湖泊底泥污染复合修复技术，通过物理移除污染物后再迅速定植先锋沉水植物，进一步强化并巩固底泥疏浚的效果，达到持续有效地削减底泥氮磷污染物，降低底泥污染扩散释放的风险。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种控制富营养化湖泊底泥氮磷释放的原位修复方法，其特征在于，首先按照一定的疏浚深度对湖区污染底泥进行疏浚，疏浚结束后一个月内在湖底定植沉水植物的先锋物种，直至形成结构稳定的沉水植物群落。

本发明首次关注环保疏浚与生态修复空间集成技术对湖泊内源污染的控制效果，即在疏浚后的底泥上种植沉水植物控制湖泊内源污染，该种空间集成技术，可使疏浚控制湖泊内源污染的效果得以长效维持，并与生态修复措施产生协同效果。

根据本发明，首先采用疏浚方式清除湖底污染底泥。污染底泥疏浚深度确定并没有特定技术要求，本领域技术人员可根据一般底泥疏浚工程的技术要求确定。本发明推荐采用底泥氮磷污染分层控制的技术原理，也即通过采集湖区原位柱状沉积物样品，对底泥表层沉积物氮和磷（总含量及有效态含量）水平进行风险分级，按照成本效益的原则确定最佳环保疏浚的深度。

疏浚后底泥上定植沉水植物，所述的沉水植物先锋物种优先选择繁殖扩张能力较强，对水体氮磷吸收效率较高的植物类型。包括狐尾藻、菹草、伊乐藻、轮叶黑藻、马来眼子菜和苦草中的一种或几种可作为先锋物种。

根据本发明，疏浚后底泥表层定植沉水植物的时机是重要的。定植沉水植被的最佳时机，选择在环保疏浚结束后的半月到一个月时间段内，此时疏浚后的水质和底质正处一个相对较佳时期。可选择湖面相对较为平静的时机，在湖底进行沉水植物定植。

所述的沉水植物先锋物种按照覆盖度25～35%进行种植。

所述的沉水植物的种植方式采用抛洒沉水植物石牙或种子的方式进行播种，主要包括菹草和轮叶黑藻等。或对幼苗类繁殖体采用竹竿扦插或包衣方式进行种植，如马来眼子菜，苦草等。包衣方式采用粘土将植物根部包裹成球状的株丛，直径约3~5cm，以抛洒到水中24 h不分散为标准。