污染河流底泥重金属脱附机理及处置对策研究

论文摘要

随着工业化和城市化进程的快速发展,大量工业废水和生活污水被排入了城市河道,致使城市河道底泥中重金属等污染物质不断富集,并通过食物链等多种方式将其所具有的毒性释放出来,给人类等生物体的健康带来了很大的威胁。为了深入了解污染河道底泥重金属在自然水体中的释放规律以及污染河道底泥的处置方式,本研究通过对巢湖市双桥河四个断面具有代表性的样品现场采样,分析了所选样品的重金属总量以及可释放总量,研究了底泥重金属在自然状态下的释放规律及其在自然干化过程中的释放、氧化还原电位和pH的变化,并探究了不同配比膨润土改性底泥的钝化效果。本文主要研究成果:（1）巢湖双桥河底泥重金属污染严重:所选取采样点的四种重金属铬、铅、铜、锌的质量分数均超过安徽地区土壤重金属背景值,其可释放量也均在安徽地区背景值一倍左右。（2）在底泥释放实验的初期阶段,底泥中的重金属铅（Pb）的释放速度最快,达到峰值后逐渐减小,最后趋于稳定;而铬（Cr）、铜（Cu）向水体中的释放量则呈先逐渐增加后趋于稳定的趋势。（3）在底泥自然干化过程中,底泥的底氧化状态维持了76h就从-355Mv上升到110Mv。与此同时,底泥中的各重金属元素的释放量也有大幅度的变化,尤其是铅,在第四天的释放速度较之前几天的释放速度变化最为明显。尽管底泥在自然干化过程中由于空气进入其内部造成氧化还原电位增加而导致大量的还原性物质被氧化,但是其pH值一直维持在7.3～7.7之间,呈弱碱性。（4）在加入膨润土钝化淋溶实验中,随着膨润土含量的增加,底泥重金属污染物质的溶出浓度逐渐降低,而且随着时间的推移,其中各种重金属的溶出浓度也逐渐降低。当投加膨润土的比例达到20%时,钝化底泥渗滤水中Cr、Pb、Cu浓度均未检出。本论文受到国家水体污染控制与治理科技重大专项湖泊主题（2008ZX07103-004）以及国家自然科学基金项目“受污染河流清淤底泥污染物迁移行为及控制技术研究”（51078001）资助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外底泥重金属污染的研究现状
• 1.2 底泥重金属的存在形式
• 1.3 重金属释放的主要影响因素
• 1.4 受污染河道底泥的处置对策
• 1.4.1 原位处理
• 1.4.2 异位处理
• 1.4.3 污染河流底泥重金属处置方法
• 1.5 污染河流底泥的资源化利用
• 1.5.1 底泥农用
• 1.5.2 填充用土
• 1.5.3 建筑材料利用
• 第二章 课题研究背景及内容
• 2.1 本课题的研究背景
• 2.2 本课题的研究内容
• 2.3 本课题的研究意义
• 2.4 本课题的技术路线
• 第三章 污染河流底泥重金属释放机理研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 样品采集以及预处理
• 3.1.2 主要仪器
• 3.1.3 底泥含水率的测定
• 3.1.4 底泥重金属可释放总量测定
• 3.1.5 底泥自然干化过程中Eh 变化及pH 变化规律研究
• 3.1.6 底泥重金属的释放规律研究
• 3.1.7 底泥自然干化过程中重金属释放规律研究
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 底泥自然干化过程中含水率的变化
• 3.2.2 底泥重金属可释放总量研究
• 3.2.3 底泥自然干化过程中Eh 和pH 变化研究
• 3.2.4 底泥重金属释放规律研究
• 3.2.5 底泥自然干化过程中重金属释放规律研究
• 第四章 污染河流底泥钝化实验研究
• 4.1 膨润土概述
• 4.1.1 膨润土矿的分布
• 4.1.2 膨润土的应用
• 4.2 底泥钝化实验研究
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.4 实验结果与讨论
• 第五章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果