2min，使粗骨料表面均匀包裹上一层水泥浆壳， 再加入剩余的拌合水继续搅拌约2~3min至完全混合。
[0055] 将上制备得到的活性多孔生态混凝土混合物直接浇筑于待修复污染底泥(如景观 水体清淤后的塘底）即可形成覆盖层。
[0056] 实施例7活性多孔生态混凝土的制备 1、原料：市购的沸石和火山石、硅酸盐水泥、聚羧酸系高效减水剂、水。
[0057] 2、原料处理：将沸石和火山石粉碎、过筛、清洗，选取粒径为5~IOmm的沸石和火 山石，以目标孔隙率>25%设计，按照质量配比为粗骨料：水泥：水=5. 32 :1 :0. 25的比例，外 加占水泥用量〇. 8%的聚羧酸系高效减水剂；所述粗骨料为质量比为2 :1的沸石和火山石。
[0058] 3、制备：在粗骨料中加入总用水量1/4的水(预拌水)，搅拌1~2min，使粗骨料表 面湿润后，加入水泥和减水剂，搅拌约1~2min，使粗骨料表面均匀包裹上一层水泥浆壳， 再加入剩余的拌合水继续搅拌约2~3min至完全混合。
[0059] 将上制备得到的活性多孔生态混凝土混合物直接浇筑于待修复污染底泥(如景观 水体清淤后的塘底）即可形成覆盖层。
[0060] 实施例8活性多孔生态混凝土的制备 1、原料：市购的沸石、火山石和活性碳、硅酸盐水泥、聚羧酸系高效减水剂、水。
[0061] 2、原料处理：将沸石、火山石和活性碳粉碎、过筛、清洗，选取粒径为5~IOmm的 沸石和活性碳，以目标孔隙率>25%设计，按照质量配比为粗骨料：水泥：水=5. 32 :1 :0. 25 的比例，外加占水泥用量0.8%的聚羧酸系高效减水剂；所述粗骨料为质量比为2 :1 :1的沸 石、火山石和活性碳。
[0062] 3、制备：在粗骨料中加入总用水量1/4的水(预拌水)，搅拌1~2min，使粗骨料表 面湿润后，加入水泥和减水剂，搅拌约1~2min，使粗骨料表面均匀包裹上一层水泥浆壳， 再加入剩余的拌合水继续搅拌约2~3min至完全混合。
[0063] 将上制备得到的活性多孔生态混凝土混合物直接浇筑于待修复污染底泥(如景观 水体清淤后的塘底）即可形成覆盖层。
[0064]本研宄做了大量的探索实验，结果显示，按照本发明所述的技术方案(包括实施例 1~8)所制备的活性多孔生态混凝土均可很好的直接浇筑于待修复污染底泥而形成覆盖 层，而且能够很好的供沉水植物生长。
[0065] 综合考虑多方面因素，包括多孔生态混凝土的流动性、分散性、黏性等性质，保证 其能够很好的直接浇筑于待修复污染底泥而形成覆盖层，而且要能够适合于沉水植物生 长，以及多孔生态混凝土覆盖层与沉水植物对重金属和氮磷污染物的协同控制和去除作 用，得出可实施方案是：活性多孔生态混凝土覆盖材料包括以下重量比的组分：活性粗骨 料：水泥：水=4. 02~5. 69 :1 :0. 25~0. 30,还包括占水泥重量0. 5~1%的聚羧酸系减水 剂；所述活性粗骨料为沸石、火山石或活性碳中的一种或多种。多孔生态混凝土覆盖层的厚 度为0. 5~5cm。所种植沉水植物为苦草、黑藻、狐尾藻、金鱼藻或待修复水体中生长的沉水 植物，沉水植物的种植密度为10~80g/m2。
[0066] 优选方案是：所述活性多孔生态混凝土覆盖材料包括重量比为4. 52~5. 51 :1: 0. 25~0. 28的活性粗骨料、水泥和水，还包括占水泥重量0. 7~0. 8%的聚羧酸系减水剂。 多孔生态混凝土覆盖层的厚度为0. 5~5cm。所种植沉水植物为黑藻或苦草，黑藻的种植密 度为20g/m2,苦草的种植密度为40g/m2。
[0067] 最优选方案是：所述活性多孔生态混凝土覆盖材料包括重量比为5. 32:1 :0. 25的 活性粗骨料、水泥和水，还包括占水泥重量〇. 8%的聚羧酸系减水剂。所种植沉水植物为黑 藻，种植密度为20g/m2。所述多孔生态混凝土覆盖层的厚度为2cm。
[0068] 由于数据冗杂，这里只呈现以实施例1所制备的活性多孔生态混凝土所做相关实 验的数据(实施例9和10)，以说明本发明的效果。
[0069]实施例9多孔生态混凝土覆盖层控制重金属和氮磷污染底泥的内源释放模拟实 验 1、人工配制高浓度污染底泥 (1) 受试底泥采至广东省某水库，向底泥中添加PbCl2、CdCl2、MnCl2、ZnCl2、KH2P04、 NH4Cl使底泥污染。污染物浓度参考广东省水库底泥自然条件下污染物含量范围、释放特性 及选用沸石覆盖材料吸附/固定性能按一定比例放大而设定。
[0070] 相应化合物投加量分别按预先设置的Pb2+、Cd2+、Mn2+、Zn2+、PO4'NH4+各离子浓度 换算而得，具体的值如表1所示： 表1
【主权项】
1. 一种对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法，其特征在于，利用活性多 孔生态混凝土覆盖材料在底泥-水界面形成一层多孔生态混凝土覆盖层，并在覆盖层上种 植沉水植物，实现对重金属和/或氮磷污染水体底泥的原位持续修复，以及底栖生境的重 建修复； 所述活性多孔生态混凝土覆盖材料包括以下重量比的组分：活性粗骨料：水泥：水 =4. 02~5. 69 :1 :0. 25~0. 30 ;所述活性粗骨料为沸石、火山石或活性碳中的一种或多种。
2. 根据权利要求1所述对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法，其特征在 于，所述活性多孔生态混凝土覆盖材料还包括占水泥重量〇. 5~1%的聚羧酸系减水剂。
3. 根据权利要求2所述对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法，其特征在 于，所述活性多孔生态混凝土覆盖材料包括重量比为4. 52~5. 51 :1 :0. 25~0. 28的活性 粗骨料、水泥和水，还包括占水泥重量〇. 7~0. 8%的聚羧酸系减水剂。
4. 根据权利要求2所述对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法，其特征在 于，所述多孔生态混凝土覆盖层的制备方法为：
51. 粗骨料经过粉碎、过筛、清洗，选取粒径为5~IOmm的粗骨料，加入总用水量1/4的 水，搅拌1~2min，使粗骨料表面湿润后，加入水泥和减水剂，搅拌约1~2min，使粗骨料表 面均匀包裹上一层水泥浆壳，再加入剩余量的水继续搅拌约2~3min至完全混合；
52. 将Sl得到的混合物直接浇筑于待修复污染底泥形成覆盖层，浇筑的覆盖层厚度为 0? 5 ~5cm〇
5. 根据权利要求4所述对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法，其特征在 于，Sl得到的混合物还可以制做成方形构件，再均匀投放、铺设至待修复污染底泥(如修复 目标水库、湖泊和河流）形成覆盖层；所述方形构件的优选尺寸为ImX ImXO. 5~5cm。
6. 根据权利要求1所述对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法，其特征在 于，所述沉水植物为苦草、黑藻、狐尾藻、金鱼藻或待修复水体中生长的沉水植物，沉水植物 的种植密度为10~80g/m 2。
7. 根据权利要求6所述对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法，其特征在 于，所述沉水植物为黑藻或苦草，黑藻的种植密度为20g/m 2,苦草的种植密度为40g/m2。
8. 根据权利要求1所述对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法，其特征在 于，所述活性多孔生态混凝土覆盖材料包括重量比为5. 32 :1 :0. 25的活性粗骨料、水泥和 水，还包括占水泥重量0. 8%的聚羧酸系减水剂； 所述沉水植物为黑藻，种植密度为20g/m2; 所述多孔生态混凝土覆盖层的厚度为2cm。
9. 权利要求1~8任一所述原位持续修复方法在重金属和/或氮磷污染水体底泥的修 复方面的应用。
10. 权利要求1~8任一所述原位持续修复方法在控制重金属和/或氮磷污染底泥的 内源释放方面的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种对重金属和/或氮磷污染底泥的原位持续修复方法，利用活性多孔生态混凝土覆盖材料在底泥-水界面形成多孔生态混凝土覆盖层，并在覆盖层上种植沉水植物，实现对重金属和/或氮磷污染水体底泥的原位持续修复，以及底栖生境的重建修复；所述活性多孔生态混凝土覆盖材料包括以下重量比的组分：活性粗骨料：水泥：水=4.02～5.69：1：0.25～0.30；活性粗骨料为沸石、火山石或活性碳。该方法通过活性覆盖层与沉水植物的协同作用，能持久有效稳定的控制底泥中重金属和氮磷的内源释放，而且活性覆盖层可以较好的保障底泥覆盖层的整体结构完整性，为底栖生物提供良好的栖息环境，利于修复水体后期的底栖生境恢复和重建。
【IPC分类】C02F11-02, C02F101-20
【公开号】CN104876410
【申请号】CN201510211531
【发明人】杨扬, 李星, 王铭, 唐小燕, 乔永民
【申请人】暨南大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月29日