[发明专利]一种修复养殖塘底泥中重金属污染的方法

说明书

本发明公开了一种修复养殖塘底泥中重金属污染的方法，主要以纳米二氧化三铁为钝化剂钝化固定生物有效态重金属，然后通过芦蒿和狐尾藻富集水塘边和有水区底泥中的重金属。从而降低底泥中重金属的潜在风险，减少底泥中重金属向水体和水生生物扩散，并且减少重金属沿食物链进入人体的风险。本发明对重金属修复有明显的效果且操作简便，经济环保等优点。

技术领域

本发明属于重金属污染修复领域，具体涉及一种修复养殖塘底泥中重金属污染的方法。

背景技术

底泥中重金属污染问题已经被广泛关注。底泥是水体环境的重要组成部分，也是大多数底栖生物的生存环境。底泥是水体环境中重金属等污染物的储藏库，可以记录长时间尺度下一个特定的区域内重金属的变化历史。重金属等污染物主要通过大气沉降，污染物排放等方式进入水体环境，水体中的污染物也可以通过沉降等方式进入底泥，由于经过吸附，解吸，氧化还原等反应，底泥也是一个进入水体和水生生物的潜在重金属污染源。因此，其重金属含量也是水环境质量的重要指标。养殖塘底泥中的重金属一旦进入水产品，就会沿着食物链再进入人体，进而对人体健康造成危害。

重金属在底泥中的迁移转化与生物毒性不仅和它本身在底泥中的量有关，更与其在底泥中的赋存形态直接相关，具有生物有效性的重金属的含量与比例决定了该重金属污染风险。很多学者在研究过程中都建立了重金属形态的提取和分离方法，目前使用广泛的是Tessier等提出的五步连续提取法，BCR三步提取法以及这两种方法的衍生。Tessier法将重金属分为5种结合形态：即金属可交换态、碳酸盐结合态、铁(锰)氧化物结合态、有机质及硫化物结合态、残渣晶格结合态(残渣态)，其中除残渣态和有机质及硫化物结合态外，其他三种形态都具有高的生无可利用性；BCR将重金属分为酸溶态/可交换态、可还原态、可氧化态、残渣态，其中除残渣态稳定外，其余三者都为生物可利用态。

目前对重金属的修复技术按处置位置可分为原位修复和异位修复，按修复方法可分为物理修复、化学修复、生物修复及三种技术的联合使用。原位修复即不将底泥从水体中疏浚出来，在原位进行物理、化学、生物技术处理，作为一种更友好的污染治理技术被更多的应用。原位修复主要包括物理技术，化学技术钝化修复和生物富集三种方式。

物理修复主要有工程法，电动修复等。工程法主要过程为向受污染底泥中进行人工曝气，输入空气或氧气，借助底泥的自我净化过程，使溶解氧升高，并与污染物发生反应来降低污染程度，然后在疏浚底泥上加入未污染的新土或将已经污染的疏浚底泥移去并换上未污染的新土或将污染的表层底泥移去再或者将污染的底泥翻至下层。这种方式在实际应用中有一定的效果，但是转移的污染底泥或者深层的底泥依然存在着渗透，污染地下水等二次污染问题。电动修复是向底泥中插入电极并通以直流电。使重金属在电场作用下通过电渗析向电极室运输，然后通过收集系统将其收集，并作进一步的集中处理。该法是利用疏浚底泥、土壤中带电粒子在电场的作用下定向移动，最终积聚或沉淀在电极上，从而达到清除重金属的目的。该方法虽然在理论上和经济上可行，但是底泥中成分复杂，电动处理结果往往与预期不符，大大限制了其实际运用。

化学修复技术主要是化学钝化技术，化学淋洗等。化学淋洗法主要是用含有某种配位体的提取剂淋洗疏浚底泥、土壤，配位体倾向与重金属形成具有一定稳定常数的络合物，即利用提取剂将疏浚底泥、土壤中的固相重金属转移至液相中，再把含重金属元素的废水进一步回收处理的修复方法。提取剂可以是水、化学溶剂或其他能把污染物从土壤中淋洗出来的液体，甚至包括气体。目前使用最多的EDTA、DTPA、HEDTA、EGTA等和天然有机酸柠檬酸、苹果酸、醋酸等。化学钝化即向受污染环境中投加化学药剂使之与污染物发生氧化、沉淀、络合等化学反应，使重金属在环境中的赋存形态发生变化，从而降低重金属的活性和生物有效性，阻止其向其他环境扩散或通过食物链等方式富集。目前常见的化学钝化剂有无机钝化剂，如沸石、膨润土，粉煤灰、磷酸盐、矿渣等。有机钝化剂，如物粪便、秸秆、生物炭、等。新型复合材料钝化剂，如无机有机物质复合搭配材料、纳米材料等。