自然降雨与固化剂协同作用下河道污泥固化体的环境行为特征及生态护坡应用研究

针对河道疏浚污泥资源化利用中的生态安全问题，研究人员通过对比常规水泥(CC)与新型复合固化剂(GCP)对污泥的稳定化效果，系统评估了自然降雨侵蚀下固化污泥的物理化学性质及氮磷重金属释放规律。研究发现GCP固化体(GCPSS)抗压强度达CCSS的1.35倍，且显著提升微生物多样性，为生态护坡工程提供了环境安全评估依据。

　　

随着工农业活动的持续发展，河道底泥中积累了大量病原菌、寄生虫和重金属等污染物，成为潜在的二次污染源。欧洲指令75/442/CE将其归类为需特殊处理的废弃物，而资源化利用被视为最可持续的解决方案。其中，稳定化/固化(Stabilization/Solidification, S/S)技术是污泥处理的基础环节，而将其用于生态护坡建设既能降低建材成本，又符合"与自然共建"的生态理念。然而，现有研究多聚焦短期效果，对长期环境行为特别是氮磷与重金属协同固定机制的研究仍存空白。

针对这一科学问题，温州大学的研究团队在《Environmental Pollution》发表论文，创新性地采用常规水泥(CC)和新型复合固化剂(GCP)处理温瑞塘河底泥，通过为期两个月的自然降雨模拟实验，结合微生物群落分析，系统评估了固化污泥的环境特性。研究主要运用了固化体抗压强度测试、污染物浸出毒性检测、高通量测序等技术手段，其中污泥样本来自中国温州温瑞塘河表层沉积物。

物理化学性质
降雨侵蚀导致固化污泥含水量达饱和状态(60-65%)，初期促进内部水化反应，但持续作用会降低pH和强度。GCPSS抗压强度始终高于CCSS，最终达后者1.35倍，显示更强的抗侵蚀能力。

环境特性
重金属固定效果呈现GCP>CC的趋势，其中GCP对Cd、Pb的固定率分别达92.3%和89.7%。多次降雨后GCPSS中总磷(TP)和总氮(TN)浓度显著下降，而CCSS出现污染物再释放现象。

微生物响应
GCPSS上栽培的狗牙根(Cynodon dactylon)生长更旺盛，其根际微生物中假单胞菌(Pseudolabrys)、盖氏菌(Gaiella)和芽孢杆菌(Bacillus)显著富集，这些菌群通过分泌胞外聚合物增强土壤稳定性。相比之下，CCSS微生物群落无显著变化。

该研究证实GCP固化剂通过促进水化产物形成致密网络结构，有效缓冲降雨侵蚀对污染物固定的负面影响。其构建的"微生物-植物-固化体"协同系统，为生态护坡工程提供了兼具力学性能和环境安全性的解决方案。特别值得注意的是，GCP诱导的特异性功能菌群可能成为评估固化体长期稳定性的生物标志物。这些发现不仅填补了S/S技术长期性能评估的空白，更为河道污泥资源化利用提供了科学依据和技术支撑，对推动"无废城市"建设和流域生态修复具有重要实践价值。