生物質(zhì)灰原位穩(wěn)定化治理多環(huán)芳烴污染底泥技術(shù)及評價方法研究.pdf

1、基于炭質(zhì)吸附劑對持久性有機有毒有害化學(xué)品的強烈親和作用,為降低化學(xué)品暴露對環(huán)境和生物產(chǎn)生危害的風(fēng)險,所建立的原位穩(wěn)定化修復(fù)污染底泥技術(shù),彌補了傳統(tǒng)的疏浚及覆蓋技術(shù)破壞原始生態(tài)環(huán)境,費用高等缺陷,是目前各國重點關(guān)注的底泥治理技術(shù)。本論文以多環(huán)芳烴(PAHs)為研究對象,研究了底泥及炭質(zhì)吸附劑(1種草木灰、2種電廠灰)對PAHs的吸附機理,并分別在實驗室和北京市涼水河進行了靜態(tài)模擬原位穩(wěn)定化試驗和現(xiàn)場原位修復(fù)試驗,對治理效果評價方法進行了研

2、究。研究成果不僅為污染底泥原位穩(wěn)定化治理技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù),還為持久性有機有毒有害化學(xué)品的遷移行為,環(huán)境及生物風(fēng)險評估,環(huán)境制度與決策的制定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。研究所得結(jié)論如下:
　　(1)底泥及炭質(zhì)吸附劑的理化性質(zhì)表征及表面分析:與電廠灰和底泥相比,草木灰的表面積最大,為45.28m2/g,且孔徑17.0?-1000.0?的中孔和微孔提供了近95％的表面積;三種吸附劑均帶有羧基、羥基等極性官能團,并且生物質(zhì)電廠灰中存在脂肪烴、芳香烴類

3、弱極性物質(zhì)。這些理化性質(zhì)決定了草木灰對芘的吸附容量最大,達到了1.73mg/kg,并且在底泥修復(fù)過程中的修復(fù)效果最好。
　　(2)對芘在底泥、草木灰、及兩種電廠生物質(zhì)灰上的吸附過程進行方程擬合,結(jié)果顯示:二級動力學(xué)方程和Freundlich方程的擬合效果最好,R2>0.95,說明吸附過程并不是簡單的重新分配過程,明顯存在快速吸附和緩慢吸附兩個反應(yīng)過程,并存在著滯留作用,20h達到了相對平衡。吸附試驗結(jié)果表明:底泥、草木灰、聊城灰和

4、東?；业膓e值分別為0.36mg/kg、1.73mg/kg、1.13mg/kg、0.74mg/kg;原因是草木灰表面有大量的孔隙結(jié)構(gòu),這是影響吸附的主要因素。此外,有機碳含量、顆粒的表面結(jié)構(gòu)等也會對吸附產(chǎn)生影響。
　　(3)通過投藥過程,使修復(fù)污染物濃度在700ug/kg左右。修復(fù)試驗過程中,利用SPMD富集法及連續(xù)提取法來評價實驗室模擬試驗修復(fù)效果。評價結(jié)果表明:污染底泥中添加炭質(zhì)吸附劑,使污染底泥中的污染物的生物有效性明顯降低

5、。其中,草木灰的效果最好,生物利用率下降了50%左右,聊城電廠灰次之,生物利用率也下降了40%。另外,草木灰對萘的吸附能力比菲強,兩者的生物利用率分別下降了50%和42%。總的來看,三種炭質(zhì)吸附劑的效果明顯好于底泥自凈作用;且污染底泥中的污染物總量基本保持穩(wěn)定,說明修復(fù)過程是以物理吸附的方式為主。
　　(4)利用連續(xù)提取法和索氏提取法對現(xiàn)場穩(wěn)定化修復(fù)試驗的修復(fù)效果進行評價,評價結(jié)果表明:三種吸附劑(草木灰、聊城電廠灰、東海電廠灰)