CN102831328A - 基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，包括：制定水体底泥的潜在污染物清单；制定水体底泥的取样方案，并根据取样方案进行样品采集；对采集到的样品进行分析测试，得到样品的物理指标和化学指标；水体底泥的初步鉴别评估；确定重点研究区的位置及范围，利用地理信息系统的空间插值分析，确定不同类型污染研究区域及重点污染物；对重点研究区域及重点污染物进行详细鉴别评估；利用地理信息系统中的空间分析模块，将已确定的总氮严重污染区、总磷严重污染区、重金属高风险区域、持久性有机物污染区域进行叠加，即可得到不同污染类型的底泥环保疏浚范围。本发明可以精确地确定污染底泥的环保疏浚范围。

Description

基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法

技术领域

本发明涉及一种环保工程领域的疏浚范围确定技术，特别是涉及一种一种基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法。

背景技术

河流、湖泊水体污染已成为一个世界性的环境问题。河流、湖泊污染物的来源可分为内源污染和外源污染，在外源污染治理初见成效后，内源污染成为水体污染物的主要来源。对于河流、湖泊水体而言，底泥是各种污染物的主要蓄积场所，因而成为河流、湖泊的主要内源。底泥-水界面是各类污染物进行固、液两相交换和反应的主要场所。众多研究表明，重金属、有机物、氮磷污染物等在底泥-水界面进行着一系列的迁移转化过程，如吸附-解吸作用、沉淀-溶解作用、氧化-还原作用、分配-溶解作用、络合-解络作用等，在底泥中上述污染物又会发生如生物降解、生物富集、金属甲基化或乙基化作用等。湖泊，尤其对于浅水湖泊，在外界条件(如溶解氧、pH、氧化还原电位、温度、生物及水体的扰动等)适宜时，底泥中的污染物质(如氮、磷、重金属、有机物等)可能会重新释放到水体中造成二次污染，对水生态系统构成长期威胁。因此，在有效控制外源污染的同时，治理底泥内源污染对于后续的湖泊水生态恢复和重建具有重要意义。

环保疏浚是最直接、最快速清除内源的途径之一，在河湖流域的点源和面源污染得到有效控制后，对污染大、释放严重的底泥进行环保疏浚是十分必要的。国内外对于环保疏浚的研究主要集中在新型环保疏浚设备的研制、防治疏浚过程中产生的二次污染、疏浚底泥的处理处置及资源化等方面，但对于如何确定环保疏浚范围的研究却并不多见，而且在如何确定合适的疏浚范围方面尚无科学的、规范性的法律法规。

现有的对水体污染底泥生态疏浚范围的确定方法，其试图通过网格单元的综合评估值高低按照自然断裂法将水域划分为推荐疏浚区、规划治理区、规划保留区和规划保护区。但该方法还存在一些缺陷,例如其实验手段和方法体系没有明确定义什么样的底泥是“污染底泥”，不能回答底泥是否需要疏浚；也忽略了污染底泥分类，不能为后续的疏浚底泥分类处理处置提供指导；同时底泥环保疏浚的资金投入较高（例如太湖底泥环保疏浚工程投入估算达数十亿元），对湖泊生态环境的影响较大，这就要求底泥环保疏浚工程的实施要有一套完善的染底泥鉴别评估程序来确定工程的边界及疏浚深度，因此合理确定环保疏浚的范围，尤其是疏浚工程的边界具有重要的现实应用意义。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，所要解决的技术问题是可以精确地确定污染底泥的环保疏浚范围。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，包括以下步骤：

步骤1，制定水体底泥的潜在污染物清单；

步骤2，制定水体底泥的取样方案，并根据取样方案进行样品采集；

步骤3，对采集到的样品进行分析测试，得到样品的物理指标和化学指标；

步骤4，水体底泥的初步鉴别评估，将分析测试结果与水体的背景值或者该水体区域的底泥质量指南相比较，如果分析测试结果的数值小于阈值效应浓度，则该区域水体底泥不需要进行疏浚，如果分析测试结果的数值大于阈值效应浓度，则该分析测试结果所代表的物质为重点污染物；

步骤5，确定重点研究区的位置及范围，利用地理信息系统的空间插值分析，确定不同类型污染研究区域及重点污染物；

步骤6，对重点研究区域及重点污染物进行详细鉴别评估，对以下内容进行详细评估：采样点布设、底泥样本的采集、全底泥和间隙水化学指标评估、毒性评估、生物累积评估和/或底栖无脊椎动物群落分析；

步骤7，利用地理信息系统中的空间分析模块，将已确定的总氮严重污染区、总磷严重污染区、重金属高风险区域、持久性有机物污染区域进行叠加，即可得到不同污染类型的底泥环保疏浚范围。

进一步的，前述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其中所述的步骤1包括：根据入湖河流位置及污染负荷、土地利用类型、点源与非点源污染，编制河流湖泊的潜在污染物的初步清单,同时初步判断可能受到污染的水域，然后根据潜在污染物的物理和/或化学性质，确定可能进入底泥中的物质，从而形成与底泥质量评估相关的污染物清单。

进一步的，前述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其中所述的步骤2包括：

确定采样范围，该采样范围为可能因潜在污染物释放到受纳水体而受到污染的地区；

确定采样点，如果怀疑底泥污染但又缺乏潜在污染源具体位置的信息，则选择分层随机取样，如果已知潜在污染源和下游底泥分布状况的位置，则选择偏倚取样；采样点网格设定采用0.5km×0.5km至1km×1km，水质较好区域或对照区域采样点网格设定为2km×2km至3km×3km；

以及

样品采集，采用抓泥斗式采样器采集或者柱状采样器采集表层底泥样品，厚度可为1-5cm、1-10cm或者1-15cm。

进一步的，前述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其中所述的步骤3包括：依据底泥中潜在污染物清单，制定一份需要分析的化学分析物质名单，包括底泥物理指标和化学指标并进行相应的分析测试过程，得到底泥质量数据。

进一步的，前述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其中所述的步骤4包括：

根据研究区域的底泥质量指南或者相关评估标准，尤其是阈值效应浓度，衡量底泥理化数据，确定足以对水生生态系统的一个或多个有益用途造成损害的底泥中的污染物；

将每个潜在污染物的测试数据与区域背景含量进行对照，同时超出底泥质量指南和背景含量的物质，确定为研究区的重点污染物。

进一步的，前述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其中所述的步骤5包括：利用地理信息系统中的空间插值分析，分别划分出研究区域氮严重污染区域、磷严重污染区域、重金属高风险区域、持久性有机物高风险区及底泥厚度>10cm的区域。

进一步的，前述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其中步骤6所述的全底泥和间隙水化学指标评估为表征富营养化风险的氮、磷释放通量、生物有效性氮磷含量，表征重金属生态风险的AVS、同步提取金属(SEM)以及生物可利用性重金属含量。

进一步的，前述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其中步骤6所述的毒性评估分为两步，首先，将毒性试验结果与阴性对照数据进行比较，判断底泥是否有显著毒性；然后，将毒性试验结果与选择的对照区域数据进行比较,判断底泥是否有显著毒性；底泥毒性评估有三个方面的选择：

受试生物的选择，在选择毒性试验时，应该考虑结果数据的目的用途，可以通过培育或现场采集，随时获取，并且是目标研究区域的本土生物；可以选择端足动物、摇蚊、夹杂带丝蚓、颤蚓或水蚤等，优先方案为端足动物和/或摇蚊。

实验相的选择，实验相在全底泥、间隙水、有机提取相、悬浮固体颗粒、溶出液和间隙水中选择，优选方案为全底泥试验相；

评估终点的选择，毒性试验中反应终点在存活率、生长率、繁殖率、行为、生命周期、发育以及生物标志物中选择，优选存活率和/或生长率。

进一步的，前述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其中步骤6中所述的生物累积评估是将生物组织内潜在污染物含量与区域背景含量和公布的毒性阈值(TRV)进行比较，从而判断底泥是否达到了损害底泥栖息生物或鱼类的程度，所述的潜在污染物主要包括：金属、甲基汞、PAH、PCB、OCP。

进一步的，前述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其中步骤6中所述的底栖无脊椎动物群落分析包括个体分析、种群分析和/或群落结构分析，优选群落结构分析。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点和有益效果：

本发明提出的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法是从污染底泥的生态风险评价出发，基于底泥中氮磷的富营养化风险、重金属的潜在生态风险和持久性有机物的毒性风险特征，采取底泥初步鉴别评估和详细鉴别评估两个连续的步骤，将底泥分为高氮磷污染底泥疏浚区、重金属污染底泥疏浚区和持久性有机物污染底泥疏浚区以及复合污染底泥疏浚区，从而精确的确定污染底泥的环保疏浚范围。解决了现有的环保疏浚过程中不能科学合理的确定在哪疏浚及疏浚多少的技术难题。

本发明建立了一套完整的基于风险评估的湖泊污染底泥环保疏浚范围的确定方法体系，通过该方法体系可以科学、合理的确定不同污染类型的环保疏浚工程的疏浚范围，可使疏浚工程更具有针对性，同时为不同污染类型的疏浚底泥的处理处置方式提供参考。另外，此方法体系可根据工程的实际需求（规划方案阶段、可研阶段）选择不同鉴别评估程序，鉴别评估方法可进入标准化程序，便于在行业内推广，具有重要的现实意义。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是太湖底泥污染初步调查评估采样点布设图。

图2是太湖底泥TN分布图。

图3是太湖底泥TP分布图。

图4是太湖底泥重金属-Cd分布图。

图5是太湖底泥重金属-Cu分布图。

图6是太湖底泥ΣPAH分布图。

图7是太湖底泥ΣDDTs分布图。

图8是太湖底泥污染详细调查评估采样点布设图。

图9太湖底泥环保疏浚范围图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的其具体实施方式详细说明如后。

1.本发明中的术语“底泥”，也称为“沉积物”，指黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学、生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成。

2.本发明中的术语“潜在污染物”，指出现在底泥（包括全部底泥或孔隙水）中的并且可能对水环境系统造成危害的化合物污染物。

3.本发明中的术语“全底泥”指带有间隙水体的底泥。

4.本发明中的术语“同步提取金属(SEM)”指二价重金属（镉、铜、铅、汞、镍和锌），在为确定底泥中的酸挥发性硫化物而进行的酸化（0.5m HC1，作用一小时）过程中，其形成的可溶性重金属。

5.本发明中的术语“PAH”指多环芳香化合物，即具有至少三个稠合芳香环，可以有杂原子和取代基的有机化合物；本发明中的术语“PCB”指多氯联苯,即许多含氯数不同的联苯含氯化合物的统称，本发明中的术语“OCP”指有机氯类农药，是一种广谱的杀虫剂。

6.本发明中的术语“AVS”指底泥中挥发性硫化物。

7.本发明中的术语“毒性阈值(TRV)”指用于确定鱼类或无脊椎动物组织内某种物质浓度的化学基准。

8.本发明中的术语“阈值效应浓度”指底泥质量指南确定的污染物浓度，低于此浓度可能不会造成生物损害。

本发明提出的一种基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，包括以下步骤：

1、制定初步的潜在污染物清单。根据入湖河流位置及污染负荷、土地利用类型、点源与非点源污染，可以编制河流湖泊的潜在污染物的初步清单,同时初步判断可能受到污染的水域。然后根据潜在污染物的物理/化学性质相关信息，确定可能进入底泥中的物质(即，辛醇－水分配系数Kow>3.5的物质)，从而形成与底泥质量评估相关的污染物清单。

2、设计取样方案并开展样品采集。设计取样方案包括三个要素，即采样范围、采样点布设及样品采集方法。

1）采样范围应覆盖可能因潜在污染物释放到受纳水体而受到污染的地区。同时应该注意，一旦采样范围边界附近发现了严重污染的情况(如底泥颜色发黑)，就需要对此区域及附近加密取样。因此，最有效率的方法就是，在第一次定义采样范围时，划定的范围应该更广一些，从而防止因采样区域过小而导致二次取样。

2）采样点布设可以利用两种取样设计，包括随机取样和偏倚取样。如果怀疑底泥污染但又缺乏潜在污染源具体位置的信息，建议选择分层随机取样。但是，如果已知潜在污染源和下游底泥分布状况的位置，建议选择偏倚取样设计，同时样品的采集要充分考虑到区域环境背景值的获得。此阶段采样点网格设定可采用1km×1km或者0.5km×0.5km，水质较好区域或对照区域采样点网格可设定为2km×2km或者3km×3km或更大面积。

3）此阶段样品采集方法可以采用抓泥斗式采样器采集或者柱状采样器采集表层底泥样品，厚度可为1-5cm、1-10cm或者1-15cm，优选1-5cm、1-10cm，约5cm、或约10cm的底泥；

3、样品的分析测试。依据底泥中潜在污染物清单，制定一份需要分析的化学分析物质名单，包括底泥物理指标（例如，粒径、Eh、pH）、化学指标（例如，氮指标、磷指标、重金属指标、POP_S,等）。通过对潜在污染物清单中各种污染物进行分析测试，从而达到为底泥质量评估收集数据的目的。所述氮指标可以是总氮、氨氮、硝氮中的一种或多种，磷指标可以是总磷、易解吸磷中的一种或多种；步骤所述重金属种类可根据实际清单而不同，可以是镉、铜、铅、汞、镍、铬和锌中的一种或多种；所述POP_S可以是PCB、PAH和OCP中的一种或者多种。

4、初步鉴别评估。初步鉴别评估分三步进行：

1）审核、评估取样和分析测试过程中质量保证信息，并对所得数据进行简单的统计分析，验证所得数据的有效性和完整性，一旦发现数据缺失，必须予以记录，并想办法进行样品补充采集。

2）根据已有的、适用于研究区域的底泥质量指南或者相关评估标准，尤其是阈值效应浓度，衡量底泥理化数据，确定底泥中哪些污染物的含量可能足以对水生生态系统的一个或多个有益用途造成损害。此阶段，如果有现成的适用于研究区域的标准，则可以直接采用；如果没有，那么对于氮磷污染等级划分标准可以现有技术中的确定湖泊底泥高氮和/或磷风险区的方法建立；重金属污染等级划分标准可参照潜在生态风险指数法或者国内外相关基准标准制定方法。所述重金属污染等级划分标准可以采用Hankson潜在生态风险指数法、地累积指数法、富集因子法、基于共识的底泥质量指南，优选是Hankson潜在生态风险指数法。

3）将每个潜在污染物的现场数据与区域背景含量进行对照。同时超出底泥质量指南和背景含量的物质，应考虑为研究区的重点污染物。

5、确定重点研究区的位置及范围。利用地理信息系统（ArcGIS）的空间插值分析，分别划分出研究区域氮严重污染区域、磷严重污染区域、重金属高风险区域、持久性有机物高风险区及底泥厚度>10cm的区域。

6、如果底泥质量初步调查评估(利用底泥化学数据进行的评估)显示，底泥的污染程度足以损害水生生态系统的有益用途，即对底泥栖息生物、依赖水生环境的野生动物和人类健康带来不可接受的风险或者通过内源释放导致上覆水体产生富营养化的风险，则需要进行底泥质量详细鉴别评估，以较为精确的确定污染底泥的环保疏浚范围。

7、详细鉴别评估程序包括采样点布设、底泥样本的采集、处理和保存，全底泥和间隙水化学指标评估、毒性试验、生物累积评估和/或底栖无脊椎动物群落分析。

1）详细鉴别评估采样点布设。详细调查评估可采用偏倚取样设计，这样可以将取样重点放在最有可能受到污染的地方(即：利用针对性取样，划定高风险区的位置和范围)。在初步鉴别评估发现污染严重的区域应加密采样点，以确认初步调查评估得出的结论，从而确定严重污染区域的污染面积，同时可以找到污染物浓度的梯度。

2）详细鉴别评估样本的采集。在设计详细调查评估方案时，应同时考虑如何确定底泥中污染物的水平分布和垂直分布。样品的垂直分层可以选择1cm、2cm、5cm、10cm分层或者根据底泥的自然沉积进行分层，其中优选方案为5cm和根据底泥的自然沉积进行分层。

8、详细鉴别评估中全底泥和间隙水化学评估因子的选择应建立在初步评估的基础之上，主要考虑底泥中污染物的生物可利用性因素，如表征富营养化风险的氮、磷释放通量、氮形态、磷形态，表征重金属生态风险的AVS、同步提取金属(SEM)以及重金属的形态。此外间隙水是底泥与上覆水体联通的纽带，同时也是栖息生物直接接触的物质，所以全底泥化学性评估因子在间隙水化学中尽量选择。

9、详细鉴别评估中底栖无脊椎动物群落评估是一个非常重要的生态系统健康指标，通过与参考区域群落结构或者生物多样性指数比较，进而进行底泥中的潜在污染物相关的鉴别估。污染底泥对底栖无脊椎动物群落影响的评估研究主要分为三类，即个体(如形态变化、生物标志物)、种群(如关键物种的丰度、种群年龄和规模结构)、群落结构(如生物完整性指数)，其中优选方案为群落结构评估。

10、详细鉴别评估中生物累积评估，主要用于评估底泥相关潜在污染物在底泥栖息生物组织中的累积程度。一般情况下，底泥质量评估中考虑的潜在污染物主要包括：金属、甲基汞、PAH、PCB、OCP等，而不适用于那些能够在生物体内代谢等非累积性的潜在污染物。底泥生物累积评估结果是将测得的生物组织内潜在污染物含量与区域背景含量和公布的毒性阈值(TRV)进行比较，从而判断底泥是否达到了损害底泥栖息生物或鱼类的程度。

11、详细鉴别评估中全底泥毒性评估目的就是为了确定污染底泥是否对底栖生物有害。底泥毒性数据评估主要分为两步，首先，将毒性试验结果与阴性对照数据进行比较，判断底泥是否有显著毒性。然后，将毒性试验结果与选择的对照区域数据进行比较,判断底泥是否有显著毒性。底泥毒性评估主要设计三个方面的选择：

1）受试生物的选择。在选择毒性试验时，应该考虑结果数据的目的用途，可以通过培育或现场采集，随时获取，并且是目标研究区域的本土生物。可以选择端足动物、摇蚊、夹杂带丝蚓、颤蚓、水蚤等，优先方案为端足动物和/或摇蚊。

2）实验相的选择。实验相的选择主要有全底泥、间隙水、有机提取相、悬浮固体颗粒、溶出液和间隙水，优选方案为全底泥试验相。

3）评估终点的选择。毒性试验中主要有七类反应终点，包括：存活率、生长率、繁殖率、行为、生命周期、发育以及生物标志物，优选方案为存活率和/或生长率。

12、在条件允许的情况下，河流、湖泊、水库底泥质量评估应该尽量采用详细鉴别评估方案，可有选择性的采用全底泥和间隙水化学评估、毒性试验、底栖大型无脊椎动物群落、生物累积评估工具中的一种或多种。建议采用底泥质量三合一法，即底泥化学性、生物毒性和底栖群落结构联用来评估污染底泥对底栖生物影响，或者底泥化学与生物累积评估染底泥对人类健康影响。

13、在充分考虑底泥空间分布、疏浚工程安全性指标的基础上，利用ArcGIS中的空间分析模块，将已确定的总氮严重污染区、总磷严重污染区、重金属高风险区域、持久性有机物污染区域进行叠加，在扣除底泥厚度≤10cm和疏浚工程安全性指标的基础上，即可得到不同污染类型的底泥环保疏浚范围。

实例1

下面以太湖为例结合附图具体阐述本发明的实施方案以及其所具有的技术效果。

1.通过了解太湖水体的污染现状、入湖河流污染负荷和底泥质量状况，初步制定了太湖底泥潜在污染物清单，见表1。

表1太湖底泥样品监测项目清单

2.设计取样方案并开展样品采集。如图1所示，为了确定太湖底泥蓄积量、营养盐、重金属及有毒有害有机物分布，以系统布点中网格布点为主，在入湖河口及北部湖湾适当加密采样点，全湖表层测量点位1300个，湖心、东部污染较轻湖泊网格以0.5个/km²密度布点，其余湖区网格以1个/km²布点。

3.样品的分析测试。依据底泥中潜在污染物清单，制定了一份需要分析的化学分析物质名单，包括底泥物理指标、化学指标，相见表1。具体分析测试方法参考相应国家标准、≤湖泊富营养化调查规范》及《底泥质量调查评估手册》。

4.污染物空间分布初步调查评估。将所得数据与底泥质量指南或者相关评估标准进行比较，利用地理信息系统的空间插值功能，初步得到太湖底泥污染的重点研究区域及重点污染物。

对2009年9-11月期间获得的底营养盐（总氮、总磷、有机质、氨氮）、8种重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb）、PAHs（16种同类物质）、PCB_S（14种同族体）、OCP_S（25种有机氯农药）的分布特征进行空间分析，其空间插值主要采用ArcMap软件的反距离权重法（IDW）进行，部分污染物的空间分布如图2至图7所示。

5.重点研究区域和重点污染物的确定。根据已有的、适用于研究区域的底泥质量指南或者相关评估标准（见表2），判断出太湖底泥中主要污染物种类和重点研究区范围。

表2初步调查评估阈值效应度量

注：部分污染物标准

根据底泥调查结果，太湖底泥以高氮磷污染为主，局部地区存在重金属中度污染，持久性有机污染基本处于低风险的情况。综合考虑以上因素，选择总氮、总磷、8种重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb）作为太湖底泥的重点监控因子，竺山湾、梅梁湾、太湖西部沿岸、南部入湖河口以及东太湖作为太湖底泥的重点研究区域。

6.详细调查评估。

（1）采样点布设。

如图8所示，在初步调查结果的基础上，对竺山湾、梅梁湾、太湖西部沿岸、南部入湖河口以及东太湖等重点区域进行详细调查勘测，共设采样点220个，以准确判定底泥中氮、磷、重金属污染区域的边界。本次详细调查采样方式为偏倚采样，同时采集表层样品和垂直样品，垂直样品分层以2cm为主，为后续的环保疏浚深度确定做准备。

（2）详细调查评估。为了确定太湖重点研究区污染底泥氮磷释放的富营养化风险和重金属对底栖生物的毒害作用，本次详细评估包括：1）全底泥和间隙水体的化学评估；2）重金属生物累积评估；3）初步底泥毒性评估。评估因子详见表3。

表3详细评估指标

7.不同污染类型环保疏浚区域确定。

如图9所示，综合氮磷、重金属详细调查评估结果，同时充分考虑底泥空间分布、疏浚工程安全性指标等因素，利用ArcGIS中的空间分析模块，得到太湖污染底泥氮磷疏浚区、重金属疏浚区和氮磷-重金属复合疏浚区。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，制定水体底泥的潜在污染物清单；

步骤2，制定水体底泥的取样方案，并根据取样方案进行样品采集；

步骤3，对采集到的样品进行分析测试，得到样品的物理指标和化学指标；

步骤4，水体底泥的初步鉴别评估，将分析测试结果与水体的背景值或者该水体区域的底泥质量指南相比较，如果分析测试结果的数值小于阈值效应浓度，则该区域水体底泥不需要进行疏浚，如果分析测试结果的数值大于等于阈值效应浓度，则该分析测试结果所代表的物质为重点污染物；

步骤5，确定重点研究区的位置及范围，利用地理信息系统的空间插值分析，确定不同类型污染研究区域及重点污染物；

步骤6，对重点研究区域及重点污染物进行详细鉴别评估，对以下内容进行详细评估：采样点布设、底泥样本的采集、全底泥和间隙水化学指标评估、毒性评估、生物累积评估和/或底栖无脊椎动物群落分析；

步骤7，利用地理信息系统中的空间分析模块，将已确定的总氮严重污染区、总磷严重污染区、重金属高风险区域、持久性有机物污染区域进行叠加，即可得到不同污染类型的底泥环保疏浚范围。

2.根据权利要求1所述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于，所述的步骤1包括：根据入湖河流位置及污染负荷、土地利用类型、点源与非点源污染，编制河流湖泊的潜在污染物的初步清单,同时初步判断可能受到污染的水域，然后根据潜在污染物的物理和/或化学性质，确定可能进入底泥中的物质，从而形成与底泥质量评估相关的污染物清单。

3.根据权利要求1所述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于，所述的步骤2包括：

确定采样范围，该采样范围为可能因潜在污染物释放到受纳水体而受到污染的地区；

确定采样点，如果怀疑底泥污染但又缺乏潜在污染源具体位置的信息，则选择分层随机取样，如果已知潜在污染源和下游底泥分布状况的位置，则选择偏倚取样；采样点网格设定采用0.5km×0.5km至1km×1km，水质较好区域或对照区域采样点网格设定为2km×2km至3km×3km；

以及

样品采集，采用抓泥斗式采样器采集或者柱状采样器采集表层底泥样品，厚度可为1-5cm、1-10cm或者1-15cm。

4.根据权利要求1所述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于，所述的步骤3包括：依据底泥中潜在污染物清单，制定一份需要分析的化学分析物质名单，包括底泥物理指标和化学指标并进行相应的分析测试过程，得到底泥质量数据。

5.根据权利要求1所述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于，所述的步骤4包括：

根据研究区域的底泥质量指南或者相关评估标准，尤其是阈值效应浓度，衡量底泥理化数据，确定足以对水生生态系统的一个或多个有益用途造成损害的底泥中的污染物；

将每个潜在污染物的测试数据与区域背景含量进行对照，同时超出底泥质量指南和背景含量的物质，确定为研究区的重点污染物。

6.根据权利要求1所述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于，所述的步骤5包括：利用地理信息系统中的空间插值分析，分别划分出研究区域氮严重污染区域、磷严重污染区域、重金属高风险区域、持久性有机物高风险区及底泥厚度>10cm的区域。

7.根据权利要求1所述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于，步骤6所述的全底泥和间隙水化学指标评估为表征富营养化风险的氮、磷释放通量、生物有效性氮磷含量，表征重金属生态风险的AVS、同步提取金属(SEM)以及生物可利用性重金属的含量。

8.根据权利要求1所述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于，步骤6所述的毒性评估分为两步，首先，将毒性试验结果与阴性对照数据进行比较，判断底泥是否有显著毒性；然后，将毒性试验结果与选择的对照区域数据进行比较,判断底泥是否有显著毒性；底泥毒性评估有三个方面的选择：

受试生物的选择，在选择毒性试验时，应该考虑结果数据的目的用途，可以通过培育或现场采集，随时获取，并且是目标研究区域的本土生物；可以选择端足动物、摇蚊、夹杂带丝蚓、颤蚓或水蚤等，优先方案为端足动物和/或摇蚊。

实验相的选择，实验相在全底泥、间隙水、有机提取相、悬浮固体颗粒、溶出液和间隙水中选择，优选方案为全底泥试验相；

评估终点的选择，毒性试验中反应终点在存活率、生长率、繁殖率、行为、生命周期、发育以及生物标志物中选择，优选存活率和/或生长率。

9.根据权利要求1所述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于，步骤6中所述的生物累积评估是将生物组织内潜在污染物含量与区域背景含量和公布的毒性阈值(TRV)进行比较，从而判断底泥是否达到了损害底泥栖息生物或鱼类的程度，所述的潜在污染物主要包括：金属、甲基汞、PAH、PCB、OCP。

10.根据权利要求1所述的基于水体污染底泥鉴别评估的环保疏浚范围的确定方法，其特征在于，步骤6中所述的底栖无脊椎动物群落分析包括个体分析、种群分析和/或群落结构分析，优选群落结构分析。

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