河道黑臭底泥的稳定化与重金属固化研究.docx

          河道黑臭底泥的稳定化与重金属固化研究                    摘 要：生活污水和工业废水的大量排放导致河流水质恶化的同时，还可引发底泥黑臭现象和重金属污染问题，将给人们的生活和健康带来严重影响本研究以陕西省某地区重金属超标的河道黑臭底泥为研究对象，首先采用生物促生剂和活性污泥，并辅以曝气，消除底泥的黑臭，提高底泥的稳定化效果;然后通过添加固化剂，固化底泥中的重金属，防止浸出同时，对生物促生剂和活性污泥消除黑臭以及不同的固化剂对重金属的固化机制进行了探讨关键词：河道黑臭底泥；内源污染控制；功能矿物；固化与稳定化引 言黑臭河道底泥是污染物质的重要储蓄积库，也是水生态系统中分解消化，物质循环，能量交换的场所.尤其在长期厌氧环境下，沉积的淤泥超负荷耗氧，形成次生的内源污染上侵水体.文中模拟自然的火山灰反应原理，用功能性矿物材料和胶凝性材料，采用碱或碱性盐激发下形成的固化(稳定化)层，构建稳定的“防火墙”，隔离或者稳定底泥中营养盐，重金属上泛水体，起到较好地控制内源污染的目的一、河道黑臭现状分析1、点源污染：河道周边沿线截污干管系统未完成，河道两岸工业废水、生活污水未经处理直接排入河道。

2、面源污染：合流溢流污染控制尚未展开，合流溢流污水是水质恶化的主要因素，在合流区域，由于建成时间较早，合流管渠截流倍数偏低，雨季时，合流污水直接溢流进入河道，缺乏控制措施，对河道形成污染部分建筑物压占河道、河道两岸无植物生态缓冲带，初雨污染难控制，导致初雨面源污染直接冲进水体3、内源污染：大部分河段已经实施硬质化，缺少植物生长的基质，同时大量淤泥沉积河床，河道底泥长期未按照生态标准清淤，底泥內源污染加重污染趋势4、生态水量过低：除汛期外，河道常年处于少水甚至无水状态河道上游被建筑物压占，形成断流进而造成水体体积过大，补水量过小，水动力差，换水周期长，污染产生叠加效应5、河道自净能力丧失：河道硬化，河道淤积严重，生态功能丧失，生态系统退化严重，无生态保持、恢复能力二、河道清淤中底泥重金属污染生态风险评价1、样品采集与室内检测本次研究选取某河道段进行研究，试验段全长4000m，对该试验段选取41个测试点进行河道底泥取样，每个测试点间距100m河道底泥取样按照HJ/T91—2002《地表水和污水监测技术规范》中相关标准进行操作，将试样妥善保存后送回实验室进行试验研究针对某河道底泥试样展开重金属污染情况，遵照CJ/T221—2005《城市污水处理厂污泥检验方法》等相关标准，对Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr和Ni共计8种重金属元素成分及其含量展开了检测，其中，Hg和As元素采用原子荧光法检测，Cd、Pb、Cu、Zn、Cr和Ni元素采用等离子体发射光谱法进行检测。

2、底泥重金属水平分布特征底泥重金属含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618—2018)标准的主要有Cu、Zn、Pb、CdCu超标的采样点位为2#、3#、4#、5#、7#、8#，Zn超标的采样点位为1#、2#、3#、4#、5#、7#，Pb超标的采样点位为2#、3#、5#、7#，Cd超标的采样点位为1#、2#、3#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#，Ni超标的采样点位仅有4#，Cr超标的采样点位有1#和4#，Hg超标的采样点位为2#，As不超标由超标样品的位置可以看出，重金属主要污染区域为上游段、2条支流段和支流与干流交汇处3、底泥重金属含量总体特征河流及其汇流区主要土地利用类型为农用地，河道水质为劣Ⅴ类，主要超标因子为总氮、总磷，重金属元素并未超标本次研究采集河道底泥样品，研究底泥重金属污染特征，因此，评价河道底泥重金属污染情况参考《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618—2018)标准，须进行重金属的筛选值和管制值评价Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg、As的含量范围分别为26．700～1500．000、81．000～4140．000、8．800～218．000、0．120～14．200、7．680～100．000、0．050～243．000、0．010～3．040、0．001～9．640mg/kg，平均含量分别为239．72、546．14、65．28、2．25、33．49、84．13、0．42、3．72mg/kg。

调查区域底泥中Cu、Zn、Pb、Cd这4种重金属含量高于风险筛选值范围4、污染风险评价方法本次研究在大范围阅读调查相关研究方法，如内梅罗污染指数法、富集指数法、模糊数学法等，最终决定利用潜在生态危害指数法进行吴江区河道底泥污染风险评价，该方法具有评价准确、应用简单、定量评价等优势[2]因此，在相关研究领域得到了广泛应用其主要评价流程包括重金属元素污染程度计算、重金属元素潜在生态风险计算和多重金属元素影响下底泥综合潜在生态风险指数计算共3个步骤，主要流程如下1)重金属元素污染程度计算某一重金属元素的污染程度计算方法如下式:式中，Dif—第i种重金属元素的污染指数;Did—第i种重金属元素的试验测试含量;Din—第i种重金属元素的背景值2)重金属元素潜在生态风险计算某一重金属元素的污染程度计算方法如下式:式中，Fir—第i种重金属元素的潜在生态指数;Gir—第i种重金属元素的毒性响应系数，能够反映该重金属对水生物的污染性敏感程度5、底泥重金属污染聚类分析河道底泥重金属元素来源受多种因素控制，像母岩物质、工业和农业活动等，同种来源的重金属之间存在着相关性，土壤中重金属含量与土壤性质的相关性除受元素本身性质影响外，还与元素所处的环境和来源有很大的关系[3]。

聚类分析方法已被广泛应用于分析重金属元素的相关关系并对其来源进行解析根据分析结果，可将重金属分为2类:Zn和其他重金属(Cd、As、Hg、Ni、Pb、Cr、Cu)Zn和其他重金属来源不同，而其他7种重金属受同一因素影响Cu、Zn、Cd、Hg、Cr、Pb等重金属元素是电子产品及其废弃物的重要成分，河道底泥重金属污染与该地区电子加工产业的发展有着密不可分的关系，聚类分析的结果也表明7种重金属元素同源，Zn表现出的差异性可能与底泥受到其他工业活动的影响较明显有关6、污染评价结果对试验段河道底泥进行生态风险评价，得到该河道测点的底泥评价结果在该河道试验段中，As、Pb、Cu、Zn、Cr和Ni元素的潜在风险均集中在低风险程度，低风险样本点均在38个以上相比之下，Hg元素和Cd元素的单一风险程度则分布均匀，Hg和Cd元素在极高风险段出现较多样本点，样本点数分别为15和7个[4]这表明在该河道底泥中，Hg元素和Cd元素单一元素风险较大进一步分析河道底泥综合风险评价情况，该试验段河道底泥在各风险程度下的SI指数分别为13、12、1、0以及15，表明河道底泥的低风险占比为31.7%、中风险占比为29.3%、较高风险占比为2.4%、高风险占比为0%、极高风险占比为36.6%。

由此可见，河道底泥存在的生态风险系数较高，应当采取适当手段进行清除结束语：由于工业化发展迅速，水生态环境受到一定的影响，区域河湖水质下降，水生物数量与多样性减少因此，急需对区域水生态进行整体优化提升，以建立起高标准、水生态环境友好的示范区文章研究仅限于底泥重金属风险评价，如何根据研究成果制定对应的治理措施将在今后做进一步补充参考文献：[1]王锋,张顺力,王宏杰,董文艺.河道污染底泥重金属稳定化药剂研究进展[J].净水技术,2020,39(07):92-100.[2]罗刚,漆磊廷,段腾腾,耿震.基于污泥固化稳定化处理技术的重金属污染河道底泥处置路线[J].城市道桥与防洪,2019(09):125-128+16.  -全文完-。