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底泥污染与整治作为城市河流污染控制的难点之一,是目前全世界普遍存在的突出环境问题。底泥中累积的大量有毒有害污染物通过一定的交换作用重新释放,是影响和制约上覆水质的主要二次污染源。
本研究通过利用化学修复和生物修复相结合的修复方法,以底泥中污染物为目标,结合这两种修复方式其自身的特点,在对底泥就地稳定化的深入了解和不同稳定剂对底泥修复的具体作用机理的基础上,采用各类理化指标、化学指标以及磷的形态分级(SMT-P)等技术指标来定量表征稳定化过程中污染物的浓度变化和形态变化。结果表明:
(1)用化学氧化剂硝酸钙对底泥进行修复时,底泥和上覆水体将由还原性转变为氧化性。该药剂对有机质、总磷和硫化物都具有一定的去除或抑制作用:对有机质的去除率达到26.25%;对孔隙水中总磷的去除率达到80.58%;对.AVS的去除率达到96.12%。但是相应的也会导致上覆水体中的硝态氮浓度大幅度上升,其上升幅度最终可达96.41%。
(2)生物促生剂MT+BE对底泥的修复效果并不明显,其对AVS的去除率仅为46.00%,对孔隙水中总磷的去除率为39.11%。但是该药剂会显著增加上覆水体和孔隙水中氨氮的含量,其使得孔隙水中的氨氮含量上升了629.29%,大大恶化了水质,这主要是因为该药剂本身含有大量的氮元素所致。导致修复效果不明显的原因可能是因为微生物的耐污性以及底泥中的可被微生物利用的电子受体太少的缘故。
(3)生物制剂BZ对底泥修复的效果非常不理想,而且还会引起上覆水体水质的恶化,导致上覆水体COD最终上升199.37%,尤其是该药剂会使得底泥中的AVS上升238.35%。
(4)硝酸钙和MT+BE的组合对底泥污染物包括总磷、有机质和硫化物的修复效果都十分明显,其中对有机质的去除率达到31.47%,对上覆水体和孔隙水中总磷的去除率分别达到86.45%和185.34%,对AVS的去除率达到97.84%。显示了该种组合的协同作用。其原因可能是因为生物修复需要相当长的时间,并在修复过程中易受到微生物耐污性以及可利用电子受体数量的影响,从而使微生物的活性受到抑制。而化学修复需要的时间较短,但是其持续性不够。两种作用相组合后,就显示了协同作用。但是由于这两种药剂本身存在的缺陷,造成了在组合修复中上覆水体和孔隙水中氮的增加:上覆水体中硝态氮增加了5476.49%,上覆水体和孔隙水中氨氮分别增加了457.36%和603.81%,对水质也造成了的一定的影响,有待进一步研究解决。该药剂加入底泥后,会增大重金属的生物有效性:SEM/AVS从0.02增加到了18.67。该药剂对底泥孔隙水中生物毒性也会有所影响,但基本可以忽略。(5)硝酸钙和BZ的组合对底泥的修复效果较差,而且会使水质严重恶化,上覆水体中COD增加584.05%。这主要是由于单独投加BZ时所表现出的明显不适用性,硝酸钙的加入也未能完全抵消它的负面作用。