[发明专利]一种污染水体底泥复氧型修复剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及水环境修复领域，具体涉及一种污染水体底泥复氧型修复剂及其制备方法和应用。

背景技术

水体底泥污染是一个世界范围内的环境问题。污染物通过大气沉降、污废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体，最后沉积到底泥中并逐渐富集。在外源污染得到有效控制后，底泥中的污染物仍可能对水体产生“二次污染”。美国EPA在1998年的调查报告中指出：美国已发生的2100起鱼类消费事件中多次证实污染来自底泥。在中国随着城市化进程和工业发展，底泥的污染问题已日益突出，如武汉东湖截污工程完成后，本应3年时间内就能恢复的水体，若考虑底泥的释放作用，则需要35年以上才能恢复。水体富营养化的解决关键也与底泥密切相关。此外，海洋石油平台和工业有机物的意外泄漏都将对海洋沉积物和水体底泥造成严重的生态破坏。

目前，水体底泥的治理技术主要有物理、化学和生物修复方法，如淋洗、掩蔽、卫生填埋、堆肥化、干式热处理、微生物或植物修复等。其中原位生物修复技术具有处理成本低、对生态环境影响小等特点，是理想的污染沉积物治理方法。

在受污染水环境中，水-沉积物界面不仅累积了大量难降解有机物、重金属和营养元素氮、磷（N、P）等物质，同时还存在着各种微生物，它们对水体的自净过程发挥着重要作用。然而由于水-沉积物界面一般呈缺氧或厌氧状态，使得微生物对水体的自然净化速度很慢。通过提高水-沉积物界面的溶解氧水平，可以增强微生物的新陈代谢能力，强化水体的自净过程，降低底泥对上覆水体的污染。底泥表层为浮泥层，呈黑色絮凝状，含水量很高，粒径较细，以粉砂、粘土为主，极易受到干扰而上浮，悬浮底泥将更容易向上覆水体释放污染物，造成二次污染。因此，采用常规的曝气手段不能适应于水-沉积物界面环境。这就使得溶解氧的输送问题成为底泥原位生物修复中的关键限制因素。

研究表明，释氧化合物能够与水反应并缓慢释放出氧气，可作为释氧化合物的有过氧化碳酰胺、过氧化氢、过氧化钙以及过氧化镁等。美国Regensis公司的过氧化镁专利产品里添加了磷酸盐来减缓释氧化合物反应的进行，从而促进了氧气的稳定、持久释放。Kao等在加强地下水微生物有氧降解三氯乙烯（TCE）研究中，研制出了一种可以缓慢释放氧气和生物可利用碳的材料，这种材料主要有水泥、沙子、泥浆、飞灰和过氧化钙组成，其加强了地下水微生物的共代谢，可去除94%的TCE。

但是，某些释氧化合物溶于水后，在释放氧气（O₂）的同时，形成氢氧化物，使水体pH值上升呈碱性。大多数细菌、藻类和原生动物的pH值适应范围在4.0~10.0之间，最适pH值为6.5~7.5。研究表明，富营养化水体底泥表层微生物的脱氢酶和脲酶活性分别在pH值为8.4和6.7时较强，pH值增加或减小都将降低酶的活性。微生物培养基中重要的营养组分（NH₄)₂SO₄和KH₂PO₄不仅可以将强碱性溶液调至适宜微生物生长的pH值范围，同时在生物修复过程中与CaO₂混合使用，还可改变地下水的贫营养状态，保证优势菌的生长，强化污染地下水的修复效果。但富营养化水体中N、P含量本身较高，(NH₄)₂SO₄和KH₂PO₄明显不适于此类水体的pH值调节。

因此，我们需要一种底泥修复剂，可以在水-底泥界面持续、稳定地提供溶解氧；还能调节水体的pH值，避免发生因过氧化钙与水反应生成氢氧化钙而造成pH值突然上升的现象，维持水体的pH值适宜微生物的新陈代谢；并且，能够增强底泥或沉积物中难降解有机物如多环芳烃和石油类物质等的生物可降解性。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的第一个目的，在于提供污染水体底泥复氧型修复剂。

本发明的第二个目的，在于提供上述污染水体底泥复氧型修复剂的制备方法。

本发明的第三个目的，在于提供上述污染水体底泥复氧型修复剂的应用方法。

为实现本发明第一个目的，本发明提供一种污染水体底泥复氧型修复剂，为片状或柱状，所述修复剂的组分包括：聚乙烯醇0.02~0.03重量份、过氧化钙2～3重量份、活性炭1～2重量份；其中，所述聚乙烯醇的聚合度范围在1700～1800之间；所述过氧化钙为粉末状；所述活性炭目数的范围在20目～100目之间。本发明通过不同目数大小的活性炭来调节释氧速率，不同的应用环境采用不同目数范围的活性炭，以达到不同的释氧速率。