受污染底泥就地穩(wěn)定化新型帽封材料研究.pdf

1、蘇州河是上海的母親河，也是黃浦江最大的支流。由于近百年來的污水直排，蘇州河底泥中累積了大量的有毒有害污染物。通過一定的交換作用，底泥中的污染物在適當(dāng)條件下會重新釋放，已經(jīng)成了影響和制約上覆水質(zhì)的主要二次污染源。因此，河流底泥污染的研究和治理，是城市河流污染綜合整治的重要內(nèi)容，是從根本上解決河流污染問題的重要途徑。 在河流底泥治理治理方面，國內(nèi)外已經(jīng)有了多種成功的修復(fù)技術(shù)。借鑒國外的成功治理經(jīng)驗(yàn)，研究探索一種適合我國河流底泥治理

2、最優(yōu)化的方法，是目前我國河流底泥處理的一條思路。本文就是在對蘇州河底泥污染狀況進(jìn)行深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，主要以底泥中的重金屬為處理目標(biāo)，以就地穩(wěn)定的原位帽封為處理方法，以環(huán)境礦物磷灰石和膨潤土、高吸水性丙烯酸樹脂為處理材料制作出新型活性帽封材料，并借鑒美國AQUABLOK<'TM>帽封材料的成功經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)和模擬研究。河流底泥就地穩(wěn)定化原位帽封治理，涉及了物理化學(xué)、地質(zhì)地貌、工程管理等多方面的因素和問題。 本文主要

3、以底泥中重金屬污染物為主要目標(biāo)，結(jié)合所采用環(huán)境礦物材料對不同價(jià)態(tài)陽離子的吸附交換作用的特性，在對蘇州河污染底泥性質(zhì)的深入了解基礎(chǔ)上，采用重金屬化學(xué)形態(tài)分析五步提取方法、美國EPA的浸出毒性實(shí)驗(yàn)(TCLP)、吸附后帽封材料在不同pH條件下的浸出穩(wěn)定性和在帽封穩(wěn)定過程中的pH及ORP變化情況等技術(shù)指標(biāo)來定量表征新型活性復(fù)合帽封材料對重金屬污染物的穩(wěn)定效果。利用專門設(shè)計(jì)制作的有機(jī)玻璃箱靜態(tài)模擬蘇州河水體，研究了新型帽封材料的帽封效果。

4、 研究結(jié)果表明： (1)新型活性符合帽封材料吸附多種混合重金屬污染，在100h以后會到較高的吸附效果。其中鉛的吸附速率最快，到84小時吸附率就達(dá)到了90％，而此時鎘的吸附率只有53％。到最終吸附達(dá)平衡時，吸附率都能達(dá)到80％以上，鉛和鉻的吸附率超過了99％。最終吸附率大小比較是Pb>Cr>Zn>Ni>Cd。 (2)帽封材料投加入重金屬溶液，在吸附達(dá)到穩(wěn)定后，重金屬溶液的pH總是在6-7之間波動。由于初期對重金屬的較

5、強(qiáng)吸附作用，影響到ORP在一定的吸附時間斷有較大的起伏，而在吸附100小時逐步達(dá)到吸附平衡以后，ORP的變化變緩，在150mV到180mV之間以波動為主。(3)底泥加標(biāo)后，經(jīng)過三個月可以基本達(dá)到穩(wěn)定，繼續(xù)靜置穩(wěn)定對重金屬形態(tài)變化不大。通過形態(tài)分析表明，經(jīng)過一定時間的帽封后，底泥中的重金屬主要是可交換態(tài)或是碳酸鹽態(tài)有所減少。 (4)吸附10天達(dá)到穩(wěn)定的帽封材料，當(dāng)pH在6以上時，帽封材料吸附體有很好的穩(wěn)定性。在pH小于6時，帽封

6、材料對Cr，Pb和Zn的穩(wěn)定效果也很好。 (5)帽封材料在TCLP條件下的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明，對Pb和Cr從吸附初期開始就有很好的吸附穩(wěn)定性，浸出率一直保持在7％以下。而對于Zn、Ni、Cd帽封材料的吸附穩(wěn)定性是隨著時間逐步加強(qiáng)的，到十天基本吸附穩(wěn)定后，帽封材料對重金屬才達(dá)到一個較好的吸附穩(wěn)定性。 (6)靜態(tài)模擬底泥污染物帽封實(shí)驗(yàn)中，Zn、Pb、Cr、Ni、Cd種重金屬的濃度變化不明顯，但帽封條件下重金屬濃度減少趨勢較非

7、帽封條件下要小一些，說明帽封材料對底泥污染物的穩(wěn)定效應(yīng)還是非常顯著的，同時也說明了底泥遷移是一個復(fù)雜而長期的過程，對其原位控制也是一個長期的過程。 (7)靜態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)分層研究表明：重金屬在底泥中的遷移主要發(fā)生在近固液界面處，而底泥最下面兩層在實(shí)驗(yàn)時間內(nèi)重金屬遷移量變化不明顯。在帽封和非帽封條件下近泥水界面層中的重金屬隨著時間的延長，都有一定程度向上的遷移作用，而非帽封條件下的遷移量要明顯大一些。由于帽封覆蓋層的作用，使得帽封條