重金屬污染底泥的原位活性覆蓋技術(shù)研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的加快和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水和生活污水排入河道、湖泊等水體中。進(jìn)入水體中的重金屬被水體中的固體物質(zhì)所吸附，這是重金屬由不飽和液相轉(zhuǎn)入固相過(guò)程中水體自凈的主要途徑；另一方面，在一定的水環(huán)境條件下，吸附在固體或泥砂顆粒上的重金屬可能重新釋放，造成水體的二次污染。重金屬不能被微生物分解，卻能在生物體內(nèi)富集，某些重金屬還能夠通過(guò)烷基化作用轉(zhuǎn)化成毒性更大的有機(jī)金屬化合物，進(jìn)而通過(guò)食物鏈危害人體和生態(tài)系統(tǒng)健康。

2、　　 對(duì)于重金屬污染嚴(yán)重的沉積物而言，較普遍的修復(fù)方法之一就是通過(guò)環(huán)保疏浚將污染底泥清除出水體后，再進(jìn)行后續(xù)的處理，但該方法操作難度大、成本高、可能伴有污染回復(fù)等缺點(diǎn)；另外一種方法就是對(duì)污染現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原位覆蓋，抑制重金屬向上覆水體遷移，減少其對(duì)水生生物的影響，原位覆蓋技術(shù)目前已是美國(guó)環(huán)保署推薦的三大沉積物修復(fù)手段之一。
　　 本文以重金屬Pb和Cd為研究對(duì)象，通過(guò)吸附解吸實(shí)驗(yàn)，研究了沸石、方解石、鉀長(zhǎng)石、鈣基及鈉基膨潤(rùn)土和海泡石

3、等6種天然礦物材料對(duì)水體中Pb和Cd.的吸附固定效果，它們的吸附等溫線都符合Langmuir等溫吸附模型。結(jié)果表明試驗(yàn)所用方解石(325目)對(duì)重金屬離子具有較好的吸附性能，其對(duì)Pb和Cd的飽和吸附量分別約為185 mg/g和10.37 mg/g。利用模擬自然水體性質(zhì)的電解液對(duì)方解石吸附后Pb和Cd的生物有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明被方解石固定后Pb和Cd的生物有效性非常低。最后結(jié)合方解石作為原位活性覆蓋材料的經(jīng)濟(jì)可行性和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性分析，說(shuō)明

4、方解石作為重金屬污染沉積物修復(fù)的原位活性覆蓋材料具有較強(qiáng)的實(shí)際可操作性，為后繼的重金屬污染沉積物的原位活性覆蓋技術(shù)提供理論支持。
　　 通過(guò)原位靜態(tài)釋放試驗(yàn)，考察了覆蓋系統(tǒng)厚度、方解石粒徑、上覆水離子種類和強(qiáng)度、溶解氧DO及覆蓋方式等因素對(duì)方解石活性覆蓋系統(tǒng)中Pb和Cd釋放效率的影響。結(jié)果表明：混合覆蓋比分層覆蓋能更有效地抑制沉積物中Pb和Cd的釋放；覆蓋層越厚，方解石粒徑越小，則覆蓋效果越好；上覆水的離子種類和濃度對(duì)覆蓋效果影

5、響較大，離子濃度越高，覆蓋效果越差；相對(duì)于Na+來(lái)講，上覆水中Ca2+促進(jìn)了Pb和Cd的釋放，降低了覆蓋層中方解石對(duì)重金屬離子的去除效果；上覆水中的溶解氧DO也會(huì)促進(jìn)Pb和Cd從沉積物中釋放，從而使覆蓋效果降低。
　　 最后探討了貝殼粉作為重金屬污染沉積物原位覆蓋材料的可行性，結(jié)果表明，200目貝殼粉對(duì)Pb和Cd的吸附量極大，分別達(dá)941 mg·g-1和229.4 mg·g1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于325目方解石的吸附量，這可能是由貝殼粉復(fù)雜