专利名称：一种地表水体污染底泥的原位修复方法
技术领域：
本发明属于地表水体污染底泥修复技术领域，涉及ー种底泥硝酸盐原位处理和底泥活性覆盖组合技术原位修复河流、湖泊等地表水体污染底泥的方法，具体的说是先将硝酸盐注入底泥中，再将活性覆盖材料投加到底泥-水界面上形成ー层活性覆盖层系统，最终实现对地表水体污染底泥的原位修复。
背景技术：
底泥既是进入河流、湖泊等地表水体污染物的重要归宿和蓄积库，又是地表水体上覆水污染的内源。特别是当外源污染得到有效控制或者完全被截断之后，底泥会成为地表水体上覆水污染物的重要来源。因此，对受污染底泥进行修复对于地表水体的污染治理具有重要的意义。
受污染底泥的修复问题是当前地表水体污染治理的ー个棘手问题。纵观国内外的污染底泥修复技木，主要分为两大类异地修复技术和原位修复技木。污染底泥异地修复技术主要是指底泥疏竣及疏竣底泥的处理处置。与异地修复技术相比，原位修复技术具有所需费用低、可以避免底泥疏浚过程中底泥再悬浮对水体的污染及疏浚底泥输送过程和处理过程中的二次污染问题、不需要额外的处理处置场地等优点。因此，污染底泥原位修复技术具有更好的应用前景。底泥硝酸盐原位处理技术是受到国内外广泛关注的一种污染底泥原位修复技木。硝酸盐原位处理技术对底泥黑臭物质的去除、底泥部分有机污染物的降解及底泥磷释放的控制表现出良好的性能，预计应用前景相当广阔。目前，底泥硝酸盐原位处理技术已经逐渐从实验室和中试研究阶段发展到少量的实际应用阶段。底泥硝酸盐原位处理技术目前存在的缺陷主要是(1)硝酸盐原位处理无法控制底泥氨氮的释放；和(2)底泥硝酸盐原位处理常用的化学药剂为硝酸钙和硝酸钠，它们均极易溶于水，这会造成表层底泥利用硝酸盐的时间持续比较短，不仅直接影响了硝酸盐原位处理对表层底泥的修复效果，而且还易造成上覆水体的硝态氮污染。为推动底泥硝酸盐原位处理技术的推广应用，必须想方设法地克服它的缺陷。ー种可能的解决方法是与底泥覆盖技术联合使用。底泥覆盖，即于污染底泥上部覆盖ー层或多层覆盖层使底泥与上覆水隔开并阻止底泥中污染物的释放，是另ー种受到国内外广泛关注的污染底泥原位修复技木。覆盖系统主要通过以下三个方面限制污染底泥的环境影响(I)将污染底泥与底栖生物物理性地分开；(2)固定污染底泥，以防止底泥再悬浮或迁移；(3)降低底泥污染物向上覆水的扩散通量。常用的底泥覆盖材料包括清洁沉积物、沙子和砾石等。国外已经对由清洁沉积物、沙子和砾石构成的底泥覆盖系统做了大量的研究，并且进行了许多成功的应用。清洁沉积物、沙子和砾石等属于惰性材料，对底泥所释放污染物的固定能力较差，这导致由惰性材料构建的覆盖系统(即“底泥惰性覆盖系统”)控制底泥污染物释放的效率较低。为克服底泥惰性覆盖系统的缺陷，人们提出了底泥活性覆盖系统的概念，即采用可以吸附或共沉淀污染物的材料构建的底泥覆盖系统。与底泥惰性覆盖系统相比，底泥活性覆盖系统抑制底泥污染物释放的效率明显提尚。天然沸石是自然界广泛存在的一种硅铝酸盐矿物，具备较高的阳离子交换和物理吸附能力，对氨氮具备良好的吸附性能。由天然沸石构建的底泥活性覆盖系统可以有效地抑制底泥氨氮的释放。采用阳离子表面活性剂对天然沸石进行改性，不仅可以提高沸石对硝酸盐和磷酸盐等阴离子污染物的吸附能力，而且阳离子表面活性剂改性沸石仍然具备良好的阳离子吸附能力。因此，由阳离子表面活性剂改性沸石构建的底泥活性覆盖系统不仅可以有效控制底泥氨氮的释放，而且可以有效控制底泥磷酸盐和硝酸盐等阴离子污染物的释放。通常情况下阳离子表面活性剂改性沸石的粒径越小，将其作为覆盖材料构建 的底泥活性覆盖系统对底泥中污染物的释放控制能力也就越强。但是由粒径较小的覆盖材料构建的底泥活性覆盖系统容易出现上浮或随水体流动而流失而引起二次污染问题。土工布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，具有优秀的过滤、排水、隔离、カロ筋、防渗、防护作用，并具有重量轻、抗拉強度高、滲透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀等优点。如果采用土工布将阳离子表面活性剂改性沸石覆盖材料与上覆水和底泥隔开，就可以达到降低覆盖材料上浮而引起的二次污染问题，并且会使失效的覆盖材料的定期更换变得可能而又有效。此外，底泥活性覆盖技术目前还存在的缺陷包括底泥覆盖层会使污染底泥与上覆水体物理性隔开，将阻碍上覆水体向底泥补充微生物降解有机物所需要的电子受体-溶解氧，不仅不利于底泥有机污染物的降解和去除，而且处于厌氧状态下的底泥更容易向孔隙水释放磷，从而可能降低覆盖层抑制底泥有机污染物和磷释放的使用寿命。为进ー步克服底泥活性覆盖系统的缺陷，ー种可能的解决办法是与底泥硝酸盐原位处理技术联合使用。如果将底泥硝酸盐原位处理技术和底泥阳离子表面活性剂改性沸石活性覆盖技术联合使用，与単一底泥硝酸盐原位处理技术相比既可以降低底泥氨氮向上覆水体迁移的 风险，又可以降低进入上覆水体的硝态氮比例，防止上覆水体的硝态氮污染，利用阳离子表面活性剂改性沸石对硝酸盐的吸附-解吸性能还可以提高表层底泥利用硝态氮的持续时间，从而可以克服底泥硝酸盐原位处理技术的缺陷。如果将底泥硝酸盐原位处理技术和底泥阳离子表面活性剂改性沸石活性覆盖技术联合使用，与単一底泥阳离子表面活性剂改性沸石活性覆盖技术相比，硝酸盐的存在既可以促进微生物对底泥中有机污染物的降解和去除，又可以更好地抑制底泥磷向孔隙水的迁移，从而还可以克服単一底泥阳离子表面活性剂改性沸石活性覆盖技术的缺陷。因此，底泥硝酸盐原位处理和阳离子表面活性剂改性沸石活性覆盖组合技术完全可以克服単一底泥硝酸盐原位处理技术和单一底泥阳离子表面活性剂改性沸石活性覆盖技术的各自的缺陷，实现二者的有机组合，从而有效实现对地表水体污染底泥的原位修复，预计应用前景相当广阔。但是，目前国内外尚无关于底泥硝酸盐原位处理和底泥阳离子表面活性剂改性沸石活性覆盖组合技术原位修复地表水体污染底泥的研究报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供ー种河流、湖泊等地表水体污染底泥的原位修复方法，具体的说先将硝酸盐注入底泥中，再将阳离子表面活性剂改性沸石或土工布包裹着的阳离子表面活性剂改性沸石或土工布包裹着的阳离子表面活性剂改性沸石和天然沸石投加到底泥-水界面上形成ー层活性覆盖层系统，最終实现对地表水体污染底泥的原位修复。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为ー种地表水体污染底泥的原位修复方法，包括以下步骤(I)配置硝酸盐溶液，将硝酸盐溶液注入底泥，利用硝酸盐去除底泥中的有机污染物并抑制底泥中磷的释放；所述硝酸盐包括硝酸钙、硝酸钠和硝酸钾；硝酸盐的投加量为O. 5 500g NO3-N (硝态氮)/ (m2底泥-水界面)，优选为34_47g NO3-N/ (m2底泥-水界面)。
(2)将活性覆盖材料投加到底泥-水界面上形成ー层活性覆盖层系统，利用所形成的活性覆盖层系统控制底泥中氨氮的释放，并阻止孔隙水中硝酸盐向上覆水体的迁移以防止上覆水体的硝酸盐污染；投加量为O. 5-1000kg/(m2底泥-水界面)，优选为2. 8-23. 7kg/(m2底泥-水界面)；所述活性覆盖材料包括天然沸石和阳离子表面活性剂改性沸石，粒径为5目-500目。所述阳离子表面活性剂改性沸石的制备包括以下步骤(I)天然沸石经清洗、烘干、冷却后，进行破碎、研磨、过筛处理，得粒径为5目-500目的沸石样品；(2)配置浓度为5mmOl/L-100mmOl/L的阳离子表面活性剂溶液；(3)取步骤(I)制备的沸石样品按f200mL/g的液固比将其加入到步骤(2)配置的阳离子表面活性剂溶液中，再置于15-80°C恒温水浴振荡器中振荡ltT96h，振荡速度为50-500rpm，然后将混合液进行固液分离、清洗、烘干，得阳离子表面活性剂改性沸石。所述的阳离子表面活性剂包括溴化十六烷基吡啶、氯化十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基氯化铵。进ー步，所述活性覆盖材料采用土工布包裹，具体方式为(I)先在底泥-水界面上覆盖ー层土工布，再将活性覆盖材料阳离子表面活性剂改性沸石投加到土工布层上；(2)再将ー层土工布覆盖在上述阳离子表面活性剂改性沸石上，然后将活性覆盖材料天然沸石投加到该土工布层上，最后在上述天然沸石上覆盖ー层土工布；步骤(I)中阳离子表面活性剂改性沸石的投加量为O. 5^500kg/(m2底泥-水界面)，步骤(2)中天然沸石的投加量为(T500kg/(m2底泥-水界面)。或者，所述活性覆盖材料采用土工布包裹，具体方式为( I)在底泥-水界面上覆盖ー层土工布；(2)在上述土工布上投加活性覆盖材料天然沸石和阳离子表面活性剂改性沸石的混合物；(3)在上述天然沸石和阳离子表面活性剂改性沸石的混合物上覆盖ー层土工布。本发明的优点在于(I)本发明所采用的污染底泥原位修复方法与単一底泥硝酸盐原位处理技术相比既可以降低底泥氨氮向上覆水体迁移的风险，又可以降低进入上覆水体的硝态氮比例，防止上覆水体的硝态氮污染，利用阳离子表面活性剂改性沸石对硝酸盐的吸附-解吸性能还可以提高表层底泥利用硝态氮的持续时间。本发明所采用的污染底泥原位修复方法与単一底泥活性覆盖技术相比，硝酸盐的存在既可以促进微生物对底泥中有机污染物的降解和去除，又可以更好地抑制底泥磷向孔隙水的迁移。因此，本发明所采用的污染底泥原位修复方法可以全面克服単一底泥硝酸盐原位处理技术和底泥活性覆盖技术的缺陷，实现二者有机组合，可以更加有效地实现对地表水体污染底泥进行原位修复。(2)本发明采用土工布材料将底泥活性覆盖系统的覆盖材料包裹其中，所采用土エ布材料可以有效控制覆盖材料上浮而造成二次污染和流失等问题，以及采用土工布材料还可以使失效覆盖材料的定期更换变得可能而又简単。
图I为本发明实施的典型エ艺流程图，其中I :注入硝酸盐后的底泥；2 :阳离子表面活性剂改性沸石覆盖层；3 :天然沸石覆盖层；4 :上覆水；5、6和7 :土工布。 图2为实施例I中上覆水磷浓度变化规律。
·
图3为实施例I中上覆水氨氮浓度变化规律。图4为实施例I中上覆水硝态氮浓度变化规律。
具体实施例方式以下结合技术方案和附图，详细说明本发明具体实施方式
。实施例I :(I)取62. 5g经蒸馏水清洗、烘干并过80目筛后的天然沸石于IL锥形瓶中，用移液管移取500mL浓度为50mmol/L溴化十六烷基吡啶(CPB)储备液与沸石充分混匀后，置于40°C恒温水域振荡器以150rpm振荡2d后，采用紫外分光光度法(λ =259nm)分析上清液中CPB浓度，根据CPB标准曲线计算平衡浓度，得到CPB的吸附量为359mmol/kg沸石。最后用蒸馏水清洗CPB改性沸石，直至清洗上清液中检测不到溴离子后，再置于50°C的烘箱内鼓风烘干，冷却后即制得CPB改性沸石。重复上述过程8次，收集所有的CPB改性沸石备用。(2)采集氮磷和有机物污染严重的池塘表层底泥。分别称取IOOOg表层底泥置于6个体积为2. 5L的棕色玻璃瓶中，使每个棕色玻璃瓶中的底泥的厚度约为6cm。对每个棕色玻璃瓶中的底泥加以不同的处理。第一个玻璃瓶中底泥不加任何处理。向第二个玻璃瓶中的底泥添加5. OgCa(NO3)2 · 4H20，等同于34g NO3-N/(m2底泥-水界面)。向第三个玻璃瓶中底泥表面覆盖50g阳离子表面活性剂改性沸石，等同于2. 8kg阳离子表面活性剂改性沸石パm2底泥-水界面)。向第四个玻璃瓶中底泥表面覆盖IOOg阳离子表面活性剂改性沸石，等同于5. 6kg阳离子表面活性剂改性沸石パm2底泥-水界面)。向第五个玻璃瓶中底泥添加5g Ca(NO3)2 · 4H20 (34gN0s-N/(m2底泥-水界面))，再向表层底泥覆盖50g阳离子表面活性剂改性沸石(2. 8kg/(m2底泥-水界面))。向第六个玻璃瓶中底泥添加5. OgCa(NO3)2 ·4Η20 (34g NO3-N/(m2底泥-水界面))，再向表层底泥覆盖IOOg阳离子表面活性剂改性沸石(5. 6kg/(m2底泥-水界面))。然后分别向六个玻璃中注满脱氧的去离子水(初始PH值7. 10)，密封后置于30°C恒温培养箱内，定期移取50mL上覆水水样，采用可见分光光度法测定上覆水中氨氮和磷酸盐的浓度。水中氨氮的分析方法采用水杨酸-次氯酸钠比色法，測定波长λ=697ηπι。水中磷酸盐的測定方法为钥锑抗分光光度法，測定波长入=700nm。采用紫外分光光度法測定上覆水中的硝态氮浓度，測定波长为220nm。
(3)实验结果见附图2、3和4。从附图2和3我们可以发现，厌氧状态下无任何处理的底泥会大量地释放出氨氮和磷酸盐，导致上覆水受到氨氮和磷酸盐的污染。从附图2和3我们可以发现，硝酸盐处理可以很好地抑制底泥中磷的释放，却无法控制底泥中氨氮的释放。此外，从附图4我们可以发现，硝酸盐处理会导致上覆水中的硝酸盐浓度明显增カロ，导致上覆水受到硝态氮的污染。从附图2和3我们可以看出，阳离子表面活性剂改性沸石可以很好地控制底泥氨氮的释放；阳离子表面活性剂改性沸石可以降低底泥中磷向上覆水的释放速率，却无法完全控制底泥中磷酸盐的释放。我们进一歩从附图2-4可以发现，底泥硝酸盐处理和阳离子表面活性剂改性沸石覆盖组合技术不仅可以有效控制底泥氨氮和磷酸盐的释放，而且与単一底泥硝酸盐处理技术相比上覆水中硝酸盐的浓度明显降低，从而降低了上覆水的硝态氮污染。此外，底泥硝酸盐处理和阳离子表面活性剂改性沸石覆盖组合技术与单一底泥阳离子表面活性剂改性沸石覆盖相比，控制底泥中磷酸盐释放的效率更高。 以上实验充分证明了底泥硝酸盐原位处理和底泥阳离子表面活性剂改性沸石覆 盖组合技术可以克服単一底泥硝酸盐处理技术和单一底泥阳离子表面活性剂改性沸石覆盖的不足之处，实现二者的有机组合，更好地对地表水体污染底泥进行原位修复。实施例2 (I)取62. 5g经蒸馏水清洗、烘干并过80目筛后的天然沸石于IL锥形瓶中，用移液管移取500mL浓度为50mmol/L溴化十六烷基吡啶(CPB)储备液与沸石充分混匀后，置于40°C恒温水域振荡器以150rpm振荡2d后，采用紫外分光光度法(λ =259nm)分析上清液中CPB浓度，根据CPB标准曲线计算平衡浓度，得到CPB的吸附量为334mmol/kg沸石。最后用蒸馏水清洗CPB改性沸石，直至清洗上清液中检测不到溴离子后，再置于50°C的烘箱内鼓风烘干，冷却后即制得CPB改性沸石。重复上述过程8次，收集所有的CPB改性沸石备用。(2)采集氮磷和有机物污染严重的池塘表层底泥。分别称取800g表层底泥置于三个体积为2. 5L的棕色玻璃瓶中，使每个棕色玻璃瓶中的底泥的厚度约为5cm。对每个棕色玻璃瓶中的底泥加以不同的处理。第一个玻璃瓶中底泥不加任何处理。向第二个玻璃瓶中的底泥添加5. OgCa (NO3) 2 · 4H20，等同于34g NO3-N/ (m2底泥-水界面)。向第三个玻璃瓶中底泥5. Og Ca(NO3)2 ·4Η20 (34g NO3-N/(m2底泥-水界面))，再向底泥表面覆盖ー张土工布，再将IOOg阳离子表面活性剂改性沸石覆盖到土工布上(5. 6kg/ (m2底泥-水界面))，再将ー张土工布覆盖到阳离子表面活性剂改性沸石覆盖层表面。然后分别向三个玻璃中注满脱氧的天然河水(初始PH值7. 74)，密封后置于25 30°C恒温培养箱内，定期移取50mL上覆水水样，采用可见分光光度法测定上覆水中的氨氮和磷酸盐的浓度。水中氨氮的分析方法采用水杨酸-次氯酸钠比色法，测定波长λ=697ηπι。水中磷酸盐的测定方法为钥锑抗分光光度法，測定波长λ =700nm。采用紫外分光光度法測定上覆水中的硝态氮浓度，測定波长为220nm。(3)实验结果发现，底泥无任何处理情况下第37天玻璃瓶中上覆水的磷和氨氮浓度分别为I. Omg/L和23mg/L，这说明厌氧情况下无任何处理底泥会大量释放出来磷和氨氮，造成上覆水的磷和氨氮的污染。向底泥添加硝酸钙情况下第37天玻璃瓶中上覆水的磷和氨氮浓度分别为O. 030mg/L和19mg/L，这说明硝酸盐处理很好地抑制了底泥磷的释放，却无法抑制底泥氨氮的释放。向底泥添加硝酸钙并覆盖阳离子表面活性剂改性沸石情况下第37天玻璃瓶中上覆水磷和氨氮的浓度分别为O. 010mg/L和2. 3mg/L，这说明向底泥添加硝酸钙并覆盖阳离子表面活性剂改性沸石可以很好地抑制底泥磷和氨氮的释放。向底泥添加硝酸钙情况下及向底泥添加硝酸钙并覆盖阳离子表面活性剂改性沸石情况下第37天玻璃瓶中上覆水的硝态氮浓度分别为34mg/L和17mg/L，这说明底泥硝酸盐原位处理和阳离子表面剂改性沸石覆盖组合技术与单一底泥硝酸盐处理技术相比上覆水中硝酸盐的浓度明显降低，从而降低了上覆水的硝态氮污染。以上实验充分证明了底泥硝酸盐原位处理和活性覆盖(土工布包裹阳离子表面活性剂改性沸石)组合技术可以克服単一底泥硝酸盐处理技术和单一底泥活性覆盖的不足之处，实现二者的有机组合，更好地对地表水体污染底泥进行原位修复。实施例3 (I)取62. 5g经蒸馏水清洗、烘干并过80目筛后的天然沸石于IL锥形瓶中，用移液管移取500mL浓度为50mmol/L溴化十六烷基吡啶(CPB)储备液与沸石充分混匀后，置于40°C恒温水域振荡器以150rpm振荡2d后，采用紫外分光光度法(λ =259nm)分析上清液中CPB浓度，根据CPB标准曲线计算平衡浓度，得到CPB的吸附量为359mmol/kg沸石。最后用蒸馏水清洗CPB改性沸石，直至清洗上清液中检测不到溴离子后，再置于50°C的烘箱内鼓风烘干，冷却后即制得CPB改性沸石。重复上述过程8次，收集所有的CPB改性沸石备用。(2)采集氮磷和有机物污染严重的池塘表层底泥。分别称取300g表层底泥置于3个体积为IL的棕色玻璃瓶中，使每个棕色玻璃瓶中的底泥的厚度约为5cm。对每个棕色玻璃瓶中的底泥加以不同的处理。第一个玻璃瓶中底泥不加任何处理。向第二个玻璃瓶中的底泥添加2. 5gCa (NO3)2 · 4H20，等同于47N03_N/(m2底泥-水界面)。向第三个玻璃瓶中底泥添加2. 5g Ca(NO3)2 · 4H20 (47N03_N/(m2底泥-水界面))，再向表层底泥覆盖ー张土エ布，再将50g阳离子表面活性剂改性沸石覆盖于土工布(7. 9kg/(m2底泥-水界面))，再将ー张土工布覆盖于阳离子表面活性剂改性沸石上，再将IOOg天然沸石覆盖于土工布上(15. 8kg/ (m2底泥-水界面))，最后将ー张土工布覆盖于天然沸石上方。然后分别向三个玻璃中注满脱氧的去离子水(初始PH值7. 30)，密封后置于30°C恒温培养箱内，定期移取50mL上覆水水样，采用可见分光光度法測定上覆水中磷酸盐的浓度。水中磷酸盐的測定方法为钥锑抗分光光度法，測定波长λ =700nm。采用紫外分光光度法測定上覆水中的硝态氮浓度，测定波长为220nm。(3)实验结果发现，底泥无任何处理情况下第4、11、19、34和99天玻璃瓶中上覆水的磷分别为O. 031,0. 082,0. 22,0. 98mg/L和7. 5mg/L，这说明厌氧状态下无任何处理的底泥会大量地释放出磷酸盐，导致上覆水受到磷酸盐的污染。向底泥添加硝酸钙情况下第4、
11、19、34和99天玻璃瓶中磷浓度分别为O. 041、0. 021,0. 051,0. 12和O. 19mg/L，这说明硝酸盐处理可以明显抑制底泥磷的释放。向底泥添加硝酸钙并覆盖阳离子表面活性剂改性沸石和天然沸石情况下第4、11、19、34和99天玻璃瓶中磷浓度分别为O. 010,0. 031,0. 010、O. 10和O. 010mg/L，这说明底泥硝酸盐处理和活性覆盖(阳离子表面活改性沸石和天然沸石覆盖)组合技术可以很好地抑制底泥中磷的释放。向底泥添加硝酸钙情况下第4、11、19和99天玻璃瓶中硝态氮浓度分别为68、129、199和229mg/L，这说明硝酸盐处理会导致上覆水硝态氮浓度的増加，造成上覆水的硝态氮污染。向底泥添加硝酸钙并覆盖阳离子表面活性剂改性沸石和天然沸石情况下第4、11、19和99天玻璃瓶中硝态氮浓度分别为19、93、118和99mg/L，这说明组合技术与单一底泥硝酸盐原位处理技术相比上覆水中硝酸盐的浓度明显降低，从而降低了上覆水的硝态氮污染。以上实验证明了底泥硝酸盐原位处理和活性覆盖(土工布包裹阳离子表面活性改性沸石和天然沸石覆盖)组合技术可以克服単一底泥硝酸盐处理技术和单一底泥活性覆盖的不足之处，实现二者的有机组合，更好地对地表水体污染底泥进行原位修复。
0050]以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
权利要求
1.一种地表水体污染底泥的原位修复方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)配置硝酸盐溶液，将硝酸盐溶液注入底泥；所述硝酸盐包括硝酸钙、硝酸钠和硝酸钾；硝酸盐的投加量为0. 5 500g NO3-N/(m2底泥-水界面)； (2)将活性覆盖材料投加到底泥-水界面上形成一层活性覆盖层系统，投加量为0.5-1000kg/(m2底泥-水界面)；所述活性覆盖材料包括天然沸石和阳离子表面活性剂改性沸石，粒径为5目-500目。
2.根据权利要求I所述的地表水体污染底泥的原位修复方法，其特征在于，步骤(I)中硝酸盐的投加量为34-47g NO3-N/ (m2底泥-水界面)。
3.根据权利要求I所述的地表水体污染底泥的原位修复方法，其特征在于，步骤(2)中活性覆盖材料的投加量为2. 8-23. 7kg/ (m2底泥-水界面)。
4.根据权利要求I所述的地表水体污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂改性沸石的制备包括以下步骤 (1)天然沸石经清洗、烘干、冷却后，进行破碎、研磨、过筛处理，得粒径为5目-500目的沸石样品； (2)配置浓度为5mmOl/L-100mmOl/L的阳离子表面活性剂溶液； (3)取步骤(I)制备的沸石样品按f200mL/g的液固比将其加入到步骤(2)配置的阳离子表面活性剂溶液中，再置于15-80°C恒温水浴振荡器中振荡ltT96h，振荡速度为50-500rpm，然后将混合液进行固液分离、清洗、烘干，得阳离子表面活性剂改性沸石。
5.根据权利要求4所述的地表水体污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述的阳离子表面活性剂包括溴化十六烷基吡啶、氯化十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基氯化铵。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的地表水体污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述活性覆盖材料采用土工布包裹，具体方式为 (1)先在底泥-水界面上覆盖一层土工布，再将活性覆盖材料阳离子表面活性剂改性沸石投加到土工布层上； (2)再将一层土工布覆盖在上述阳离子表面活性剂改性沸石上，然后将活性覆盖材料天然沸石投加到该土工布层上，最后在上述天然沸石上覆盖一层土工布。
7.根据权利要求6所述的地表水体污染底泥的原位修复方法，其特征在于，步骤(I)中阳离子表面活性剂改性沸石的投加量为0. 5^500kg/(m2底泥-水界面)，步骤(2)中天然沸石的投加量为(T500kg/ (m2底泥-水界面)。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的地表水体污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述活性覆盖材料采用土工布包裹，具体方式为 (1)在底泥-水界面上覆盖一层土工布； (2)在上述土工布上投加活性覆盖材料天然沸石和阳离子表面活性剂改性沸石的混合物； (3 )在上述天然沸石和阳离子表面活性剂改性沸石的混合物上覆盖一层土工布。
全文摘要
本发明公开了一种地表水体污染底泥的原位修复方法，通过将硝酸盐溶液注入底泥利用硝酸盐去除底泥中的有机污染物并抑制底泥中磷的释放；再将活性覆盖材料投加到底泥-水界面上形成一层活性覆盖层系统，利用所形成的活性覆盖层系统控制底泥中释放出来的氨氮，并阻止孔隙水中硝酸盐向上覆水的迁移以防止上覆水的硝酸盐污染。通过上述技术方案本发明可实现对湖泊、河流等地表水体污染底泥的原位修复和底泥中氮磷和有机污染物的释放控制。
文档编号C02F11/00GK102674646SQ20121016287
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者林建伟, 詹艳慧 申请人:上海海洋大学