生物質(zhì)炭修復(fù)劑平鋪式治理污染底泥技術(shù)研究.pdf

1、底泥污染已經(jīng)是一個(gè)全球性的問題，并且由于污染物的積累富集作用，底泥中的各類污染物濃度比上覆水中的要高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，底泥中的污染物通過向水體的擴(kuò)散和食物鏈的放大作用對(duì)人類健康造成威脅。傳統(tǒng)的底泥治理方法都存在各種各樣的不足和限制，因此研究新型治理與修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外的熱點(diǎn)。本論文應(yīng)用修復(fù)劑原位覆蓋的新型污染底泥治理技術(shù)，研究了6種生物質(zhì)修復(fù)劑（椰殼粉末活性炭、椰殼大顆粒活性炭、椰殼小顆粒活性炭、木炭活性炭、草木灰和果殼活性炭）對(duì)底泥

2、中的苯系物、多環(huán)芳烴(PAHs)和酞酸酯（PAEs）3類污染物的固定治理效果，研究內(nèi)容主要包括:修復(fù)劑理化性質(zhì)表征，修復(fù)劑原位覆蓋法治理污染底泥實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)、修復(fù)動(dòng)力學(xué)研究以及修復(fù)劑覆蓋法治理污染底泥現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。研究得到以下結(jié)論:
　　1)對(duì)6種修復(fù)劑的理化性質(zhì)進(jìn)行表征，其中5種生物質(zhì)活性炭修復(fù)劑的孔結(jié)構(gòu)排列整齊，呈蜂窩狀;草木灰孔結(jié)構(gòu)分布不均。比表面積測(cè)定結(jié)果顯示6種修復(fù)劑的比表面積差別比較大，椰殼粉末活性炭的比面積為154

3、1.29 m2/g，草木灰的比表面積為13.53 m2/g，兩者相差2個(gè)數(shù)量級(jí)。通過孔徑分布得到椰殼粉末活性炭、木炭活性炭、椰殼大顆?；钚蕴亢鸵瑲ば☆w粒活性炭的孔徑分布相差不大，其中微孔和中孔所占得比例為95％左右，果殼活性炭微孔和中孔所占得比例為86.86％。草木灰微孔和中孔所占得比例為67.33％。紅外光譜測(cè)定結(jié)果顯示6種修復(fù)劑的表面官能團(tuán)相差不大，都包含有游離的—OH、—CH3（反對(duì)稱伸縮和對(duì)稱伸縮）、—NO2（反對(duì)稱伸縮）、C—

4、F、=CH2和C=C（芳環(huán)骨架）。椰殼小顆?；钚蕴苛硗膺€有C—O和—C=O官能團(tuán)。木炭活性炭還包括有—CH3（反對(duì)稱收縮）、醚C—O—C。
　　2)修復(fù)劑原位覆蓋法治理污染底泥實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)表明:修復(fù)10個(gè)月之后6種修復(fù)劑對(duì)沉積物中的污染物均有較好的固定效率，其中椰殼粉末活性炭對(duì)污染物的固定效率最高，孔隙水濃度降低率幾乎達(dá)到100％，草木灰的固定效率最低，孔隙水濃度降低80％左右，這與修復(fù)劑的理化性質(zhì)息息相關(guān)，尤其是比表面積。

5、不同修復(fù)劑對(duì)沉積物中3類污染物的固定效率不同，3種粒徑椰殼活性炭和木炭活性炭對(duì)3類污染物的固定效率相差不大，而草木灰對(duì)PAEs的固定效率較高（達(dá)到88.87％），對(duì)苯系物及PAHs的固定效率較低（為61.38％和68.76％），這種差異與修復(fù)劑理化性質(zhì)和污染物理化性質(zhì)均有關(guān)系。實(shí)驗(yàn)還表明，水流速度較低的情況下，水流對(duì)治理效果沒有太大影響。
　　3)用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)6種修復(fù)劑的吸附固定效果進(jìn)行擬合，結(jié)果表明治理效果

6、較符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)。根據(jù)準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算得到椰殼粉末活性炭的平衡固定量為2777ug/kg，草木灰平衡固定量為872ug/kg。
　　4)對(duì)蒲河無名支流底泥的背景值進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)改進(jìn)的潛在危害指數(shù)法確定了底泥中13個(gè)優(yōu)先控制污染物名單。應(yīng)用3種修復(fù)劑（原炭、煤基活性炭和果殼活性炭）對(duì)蒲河底泥進(jìn)行治理，投加修復(fù)劑5個(gè)月后，苯系物、PAHs和PAEs的孔隙水濃度均有明顯降低(75-97％)，其中果殼活性炭修復(fù)效果與上述實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)模