化学钝化和水生植物技术原位修复水体污染的研究

摘要

水体污染是目前较为突出的环境问题，而底泥污染物的防治是水体污染治理的关键，底泥中积累的大量有毒有害物质经过一定的交换作用会再次释放到上覆水体，导致上覆水体的二次污染，因此选择经济、生态、有效的底泥修复技术是水体污染治理的重点和难点。
　　本研究采用原位修复技术，分别以南淝河底泥中的污染物为目标，在模拟河道反应器上研究化学钝化剂对底泥的修复效果，同时，利用水生植物综合治理斛兵塘的黑臭水体，并研究采用水生植物、生物操纵、护岸生态改造等生态综合治理技术在治理校园湖泊中的净化效果。通过大量的室内实验和工程实验，得出以下结论:
　　(1)投加复合钝化剂对上覆水体中TN、NH4+-N和TP均有不同程度的净化效果，且净化效果随药剂量的增加而增强，最高去除率分别达到23.52％、21.79％和81.5％，上覆水体COD去除率随药剂投加量增多呈先升后降的趋势，最高(投加量为600mg/L)达到57.6％，投加复合钝化剂增大了底泥TP含量并促进底泥不稳态磷向稳定态磷转化，且投加复合钝化剂使不稳态锌向稳定态锌转化，且主要转化为残渣态，1＃-5#锌的残渣态分别增加了41.3％，52.7％，49.8％，54.7％，54.2％，但不同处理间差异不显著。因此，从经济成本和修复效果方面综合分析，以投加量为600mg/L对底泥污染原位修复较为合适。
　　(2)采用新型复合钝化剂、硫酸铝、硝酸钙和零价铁4种钝化剂研究对南淝河底泥污染物释放特征的影响中，底泥中投加Fe0和Ca(NO3)2后上覆水体pH由6.7增大至8.5左右，Eh则呈下降趋势，投加复合钝化剂后上覆水体pH稳定在7.5左右，Eh缓慢下降。投加Fe0后对上覆水体COD影响较硝酸钙小，但实验前期都会对上覆水体水质造成较大影响，投加复合钝化剂对底泥有机质的抑制效果最显著，上覆水COD稳定在5mg/L左右，铝盐的抑制效果仅次于复合钝化剂。底泥中投加4种钝化剂对底泥TP均有抑制效果，其中新型复合钝化剂＞硝酸钙＞硫酸铝＞零价铁。复合钝化剂的投加对底泥TN、NH4+-N有一定抑制效果，而投加硝酸钙则会增大上覆水体TN、NH4+-N含量，新型复合钝化剂对底泥污染物的抑制效果优于其他单一钝化剂。
　　(3)通过对斛兵塘近三个月的水质分析，可知采用水生植物、生物操纵、护岸生态改造等生态综合治理技术对斛兵塘有很好的修复效果，水质得到极大改善。实验结束时，TN、TP、NH4+-N、COD平均去除率分别达到76.7％、85％、83.6％、67.5％。
　　(4)斛兵塘的生态治理增强了水体的自净能力，水体的透明度达到0.5米，最好时能达到1米左右，水体的颜色恢复正常，水面清洁无杂物、无藻类等漂浮物，黑臭消除，景观效果增强。