【摘要】：近年來(lái),隨著我國(guó)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、人口急劇增長(zhǎng)、人類海上活動(dòng)的日益增加,城市污水及廢物大量排海、近岸海域承納的化學(xué)污染物總量不斷增加,導(dǎo)致我國(guó)近岸海域環(huán)境質(zhì)量逐年下降,部分海域生態(tài)環(huán)境已處于亞健康或不健康狀態(tài),對(duì)海洋環(huán)境、資源和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人類健康造成了嚴(yán)重威脅。其中,以重金屬含量超標(biāo)問(wèn)題和因氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽濃度不斷增加而引起的海水富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題尤為突出。以膠州灣為例,2007年膠州灣海域14個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中,劣四類海水水質(zhì)的點(diǎn)位占監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)的42.8%,其主要污染物包括:活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮以及COD等。此外,含重金屬污染物排入膠州灣后,由于海水的影響而快速沉積并在近岸沉積物中富集,同時(shí)膠州灣內(nèi)底質(zhì)中的重金屬由于漲落潮及灣內(nèi)環(huán)流等水動(dòng)力作用發(fā)生再次遷移,導(dǎo)致膠州灣污染加劇。 鋼渣既是鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢物,又是一種放錯(cuò)地方的資源。近年來(lái),利用鋼渣處理工業(yè)廢水中銅、鉛、砷等重金屬及磷酸鹽的相關(guān)報(bào)道日益增多,在解決鋼渣污染環(huán)境的同時(shí),有效地實(shí)現(xiàn)了廢物再利用,推動(dòng)了鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國(guó)家采用高爐渣和鋼渣作為重度污染海域的覆砂材料和人工藻礁材料,建設(shè)人工藻場(chǎng),治理污染嚴(yán)重的封閉性海灣,取得了明顯成效。但是國(guó)內(nèi)對(duì)該領(lǐng)域的研究尚屬空白。 本研究在對(duì)日本東京灣、大阪灣等國(guó)外相關(guān)資料進(jìn)行收集、分析整理的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)分析了國(guó)外利用鋼渣修復(fù)近岸海域生態(tài)環(huán)境的案例,對(duì)利用鋼渣修復(fù)國(guó)內(nèi)海洋生態(tài)環(huán)境的可行性進(jìn)行了理論分析。本研究采用青島鋼鐵控股集團(tuán)有限責(zé)任公司提供的鋼渣和膠州灣海水作為實(shí)驗(yàn)材料,分別對(duì)鋼渣處理污染海水中的汞、砷、銅、鉛、鎘、總鉻等重金屬,鋼渣處理富營(yíng)養(yǎng)化海水中的磷酸鹽以及鋼渣在海水中的溶出行為進(jìn)行了研究。本研究共申請(qǐng)兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利并發(fā)表相關(guān)論文15篇。 本論文共分五章: 第一章介紹了國(guó)內(nèi)外海洋重金屬污染和海水富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的成因及危害,分析了目前鋼渣在污染治理中的應(yīng)用,論述了本研究的目的和意義,提出了研究的主要內(nèi)容; 第二章以鋼渣、膠州灣海水為實(shí)驗(yàn)材料,對(duì)鋼渣去除污染海水中的重金屬進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,研究結(jié)果如下: (1)利用鋼渣處理含汞海水,鋼渣對(duì)汞的去除與鋼渣投加量成正比;與鋼渣粒徑無(wú)關(guān);投加5g/L 80目鋼渣處理含汞海水,處理后汞濃度由0.5μg/L降低至0.047μg/L,處理率達(dá)到90.6%,處理后海水中的汞濃度符合國(guó)家一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 (2)鋼渣對(duì)海水中砷的去除率與鋼渣投加量成正比;與鋼渣粒徑成反比;鋼渣對(duì)不同濃度砷均具有較好的去除效果。當(dāng)海水中的砷濃度≤0.16mg/L時(shí)、在鋼渣含量為5g/L、粒徑為80目(粒徑0.18mm)的條件下,鋼渣對(duì)海水中砷的去除率均在90%以上,處理后海水中的砷濃度符合一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 (3)鋼渣對(duì)海水中銅的去除率與鋼渣投加量、鋼渣粒徑和海水中的銅濃度均成反比。當(dāng)海水中銅濃度為0.125mg/L時(shí),1g/L 80目(粒徑0.18mm)鋼渣對(duì)銅的去除率最高,達(dá)到98.3%,處理后海水中的銅濃度優(yōu)于一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 (4)鋼渣對(duì)海水中鉛的去除率與鋼渣投加量和鋼渣粒徑成反比;鋼渣對(duì)不同濃度鉛均具有較好的去除效果,去除率均在98%以上。當(dāng)海水中鉛濃度為0.4mg/L時(shí),1g/L 80目(粒徑0.18mm)鋼渣對(duì)鉛的去除率最高,達(dá)到98.9%。 (5)鋼渣對(duì)海水中鎘的去除效果較好,其對(duì)鎘的去除率與鋼渣投加量無(wú)關(guān);與鋼渣粒徑成反比;當(dāng)海水中鎘濃度≤0.16mg/L時(shí),在鋼渣含量為1g/L,粒徑為80目(粒徑0.18mm)的條件下,鋼渣對(duì)鎘的去除率為90%以上。 (6)鋼渣對(duì)海水中總鉻的去除率與鋼渣投加量成正比;與鋼渣粒徑成反比;與總鉻濃度成正比。當(dāng)海水的總鉻濃度≤2.0mg/L時(shí)、鋼渣含量為100g/L、粒徑為80目(粒徑0.18mm)的前提下,隨著海水中總鉻濃度升高,鋼渣對(duì)總鉻的去除率也隨之升高。 第三章以鋼渣、膠州灣海水為實(shí)驗(yàn)材料,對(duì)鋼渣去除富營(yíng)養(yǎng)化海水中的磷酸鹽進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,研究結(jié)果表明,鋼渣可以快速、有效地去除富營(yíng)養(yǎng)化海水中的磷酸鹽,當(dāng)海水中磷酸鹽濃度為0.2mg/L時(shí),10g/L 80目鋼渣對(duì)海水中磷酸鹽的去除率最高,達(dá)到97.9%,處理后海水中磷酸鹽濃度優(yōu)于國(guó)家一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)海水中磷酸鹽濃度≤0.8mg/L、鋼渣含量為10g/L、粒徑為80目(粒徑0.18mm)的前提下,隨著海水的磷酸鹽濃度升高,鋼渣對(duì)海水中的磷酸鹽的去除率也隨之升高。 第四章分析了鋼渣對(duì)海水水質(zhì)的影響,包括鋼渣對(duì)海水中重金屬濃度(汞、銅、鉛、鋅、鎘、總鉻)、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度(硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽、硅酸鹽)、COD和pH值的影響,以期為鋼渣的實(shí)際應(yīng)用提供參考依據(jù)。 第五章總結(jié)了本研究取得的成果,并提出了需進(jìn)一步深入研究的內(nèi)容和今后的發(fā)展方向。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X55
【圖文】：

漁獲量銳減至原先的 30%。除了納米比亞，日本也是世界上青潮災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一（圖1-2）。自 1970 年以來(lái)，青潮已成為日本常見(jiàn)的海洋災(zāi)害。尤其是伊勢(shì)灣·三河灣和東京灣，由于三者均為半封閉海灣，水體循環(huán)速度緩慢，自凈能力差，加之毗鄰工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。每到夏季，海水分層現(xiàn)象明顯，并且采砂、疏浚工程在海底形成了許多洞窟，阻止底層海水與表層海水混合，海底極度缺氧，沉積的硫酸鹽取代氧成為電子受體，產(chǎn)生硫化氫。當(dāng)大風(fēng)引發(fā)的上升流將硫化氫帶至海面時(shí)，青潮爆發(fā)。2001~2002 年，伊勢(shì)灣·三河灣爆發(fā)的兩次青潮導(dǎo)致蛤蜊減產(chǎn) 40%，直接經(jīng)濟(jì)損失 12 億日元以上；1996~2005 年間，東京灣共計(jì)爆發(fā)了 30次青潮[23~25]。1.1.3 鋼渣在污染治理中的應(yīng)用鋼渣是煉鋼過(guò)程中僅次于高爐渣的第二大固體廢物，主要化學(xué)成分為 CaO、SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3、P2O5等。隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼渣產(chǎn)量也隨之攀升[26,27]。目前，我國(guó)積存的鋼渣已有 1 億噸以上

【參考文獻(xiàn)】

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1 張潔帆;陶建華;李清雪;趙海萍;;渤海灣氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽年際變化規(guī)律研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2007年07期

2 鄭禮勝,王士龍,劉輝;用鋼渣處理含鉻廢水[J];材料保護(hù);1999年05期

3 馮新斌,洪業(yè)湯;酸沉降對(duì)人類的威脅之一:引起湖泊體系魚(yú)體汞污染[J];地質(zhì)地球化學(xué);1996年05期

4 張從軍,甘義群,蔡鶴生;利用鋼渣處理含銅廢水的試驗(yàn)研究[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2005年01期

5 吳烈,潘志平;含重金屬離子廢水的生物處理[J];中國(guó)給水排水;2001年10期

6 王獻(xiàn)科，李玉萍;利用煉鋼煙塵鋼渣生產(chǎn)聚合硫酸鐵[J];鋼鐵研究;1995年05期

7 王士龍,張虹,劉軍,鄭禮勝;用鋼渣處理含鎳廢水[J];貴州環(huán)�？萍�;2003年02期

8 馬平;日本的栽培漁業(yè)及其技術(shù)[J];漁業(yè)現(xiàn)代化;2004年03期

9 鄭禮勝，王士龍，張虹，吳曉東;用鋼渣處理含砷廢水[J];化工環(huán)保;1996年06期

10 楊慧芬;傅平豐;周楓;;鋼渣顆粒對(duì)水中Cr(VI)的吸附與還原作用[J];過(guò)程工程學(xué)報(bào);2008年03期

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1 許剛;轉(zhuǎn)爐鋼渣對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境影響及碳的生物利用探索研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2007年

2 劉亞林;營(yíng)養(yǎng)鹽輸入對(duì)富營(yíng)養(yǎng)河口、海灣微藻群落的影響[D];中國(guó)海洋大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2712872