本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)炭修復(fù)劑平鋪式治理污染底泥技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 污染底泥 有機(jī)污染物 修復(fù)劑 原位平鋪技術(shù)

【摘要】：底泥污染已經(jīng)是一個(gè)全球性的問題,并且由于污染物的積累富集作用,底泥中的各類污染物濃度比上覆水中的要高2-3個(gè)數(shù)量級(jí),底泥中的污染物通過向水體的擴(kuò)散和食物鏈的放大作用對(duì)人類健康造成威脅。傳統(tǒng)的底泥治理方法都存在各種各樣的不足和限制,因此研究新型治理與修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外的熱點(diǎn)。本論文應(yīng)用修復(fù)劑原位覆蓋的新型污染底泥治理技術(shù),研究了6種生物質(zhì)修復(fù)劑(椰殼粉末活性炭、椰殼大顆�；钚蕴俊⒁瑲ば☆w�；钚蕴�、木炭活性炭、草木灰和果殼活性炭)對(duì)底泥中的苯系物、多環(huán)芳烴(PAHs)和酞酸酯(PAEs)3類污染物的固定治理效果,研究?jī)?nèi)容主要包括：修復(fù)劑理化性質(zhì)表征,修復(fù)劑原位覆蓋法治理污染底泥實(shí)驗(yàn)窒動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)、修復(fù)動(dòng)力學(xué)研究以及修復(fù)劑覆蓋法治理污染底泥現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。研究得到以下結(jié)論：1)對(duì)6種修復(fù)劑的理化性質(zhì)進(jìn)行表征,其中5種生物質(zhì)活性炭修復(fù)劑的孔結(jié)構(gòu)排列整齊,呈蜂窩狀；草木灰孔結(jié)構(gòu)分布不均。比表面積測(cè)定結(jié)果顯示6種修復(fù)劑的比表面積差別比較大,椰殼粉末活性炭的比面積為1541.29 m2/g,草木灰的比表面積為13.53 m2/g,兩者相差2個(gè)數(shù)量級(jí)。通過孔徑分布得到椰殼粉末活性炭、木炭活性炭、椰殼大顆粒活性炭和椰殼小顆�；钚蕴康目讖椒植枷嗖畈淮�,其中微孔和中孔所占得比例為95%左右,果殼活性炭微孔和中孔所占得比例為86.86%。草木灰微孔和中孔所占得比例為67.33%。紅外光譜測(cè)定結(jié)果顯示6種修復(fù)劑的表面官能團(tuán)相差不大,都包含有游離的-OH、-H3(反對(duì)稱伸縮和對(duì)稱伸縮)、——N02(反對(duì)稱伸縮)、C-F,=CH2和C=C(芳環(huán)骨架)。椰殼小顆�；钚蕴苛硗膺�有C—O和—C=O官能團(tuán)。木炭活性炭還包括有—CH3(反對(duì)稱收縮)、醚C—O—C。2)修復(fù)劑原位覆蓋法治理污染底泥實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)表明：修復(fù)10個(gè)月之后6種修復(fù)劑對(duì)沉積物中的污染物均有較好的固定效率,其中椰殼粉末活性炭對(duì)污染物的固定效率最高,孔隙水濃度降低率幾乎達(dá)到100%,草木灰的固定效率最低,孔隙水濃度降低80%左右,這與修復(fù)劑的理化性質(zhì)息息相關(guān),尤其是比表面積。不同修復(fù)劑對(duì)沉積物中3類污染物的固定效率不同,3種粒徑椰殼活性炭和木炭活性炭對(duì)3類污染物的固定效率相差不大,而草木灰對(duì)PAEs的固定效率較高(達(dá)到88.87%),對(duì)苯系物及PAHs的固定效率較低(為61.38%和68.76%),這種差異與修復(fù)劑理化性質(zhì)和污染物理化性質(zhì)均有關(guān)系。實(shí)驗(yàn)還表明,水流速度較低的情況下,水流對(duì)治理效果沒有太大影響。3)用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)6種修復(fù)劑的吸附固定效果進(jìn)行擬合,結(jié)果表明治理效果較符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)。根據(jù)準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算得到椰殼粉末活性炭的平衡固定量為2777ug/kg,草木灰平衡固定量為872ug/kg。4)對(duì)蒲河無名支流底泥的背景值進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)改進(jìn)的潛在危害指數(shù)法確定了底泥中13個(gè)優(yōu)先控制污染物名單。應(yīng)用3種修復(fù)劑(原炭、煤基活性炭和果殼活性炭)對(duì)蒲河底泥進(jìn)行治理,投加修復(fù)劑5個(gè)月后,苯系物、PAHs和PAEs的孔隙水濃度均有明顯降低(75-97%),其中果殼活性炭修復(fù)效果與上述實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比,對(duì)苯系物、PAHs的固定去除效率相當(dāng),但對(duì)于PAEs的固定去除效率較實(shí)驗(yàn)室模擬值高,可能是測(cè)定誤差造成(實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)底泥中PAEs濃度接近儀器檢出限,而現(xiàn)場(chǎng)PAEs濃度高出檢出限2-3個(gè)數(shù)量級(jí))。
【關(guān)鍵詞】：污染底泥 有機(jī)污染物 修復(fù)劑 原位平鋪技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X52;TQ424.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 1. 緒論13-34
• 1.1 底泥的污染現(xiàn)狀13-14
• 1.2 持久性有機(jī)污染物(POPs)14
• 1.3 傳統(tǒng)的污染底泥修復(fù)治理技術(shù)14-25
• 1.3.1 物理修復(fù)15-19
• 1.3.2 化學(xué)修復(fù)19-20
• 1.3.3 生物修復(fù)技術(shù)20-25
• 1.4 新型修復(fù)污染沉積物的技術(shù)25-29
• 1.4.1 修復(fù)劑的選擇26-27
• 1.4.2 修復(fù)劑的鋪設(shè)27-28
• 1.4.3 修復(fù)劑修復(fù)污染沉積物的應(yīng)用28-29
• 1.5 修復(fù)效果檢測(cè)方法29-32
• 1.6 實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線32-33
• 1.6.1 研究?jī)?nèi)容32-33
• 1.6.2 技術(shù)路線33
• 1.7 課題來源33-34
• 2. 生物質(zhì)炭修復(fù)劑理化性質(zhì)表征34-49
• 2.1 掃描電鏡34-38
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料34-35
• 2.1.2 樣品預(yù)處理及檢測(cè)35
• 2.1.3 掃描電鏡結(jié)果分析35-38
• 2.2 比表面積、孔容及孔徑分布38-43
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料38
• 2.2.2 樣品處理及檢測(cè)38
• 2.2.3 比表面積、孔容及孔徑分布的結(jié)果分析38-43
• 2.3 傅里葉紅外光譜43-47
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料43-44
• 2.3.2 樣品的處理及檢測(cè)44
• 2.3.3 傅里葉紅外光譜結(jié)果分析44-47
• 2.4 本章小結(jié)47-49
• 3. 生物質(zhì)炭修復(fù)劑平鋪式治理污染底泥動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)49-73
• 3.1 建立物質(zhì)標(biāo)線實(shí)驗(yàn)試劑和儀器49-50
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑49-50
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器50
• 3.2 建立被測(cè)物質(zhì)標(biāo)線的實(shí)驗(yàn)方法50-52
• 3.2.1 配制不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液50
• 3.2.2 標(biāo)線建立結(jié)果50-52
• 3.3 修復(fù)劑原位治理污染沉積物實(shí)驗(yàn)試劑和儀器52-53
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)試劑52-53
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器53
• 3.4 修復(fù)劑原位治理污染沉積物實(shí)驗(yàn)方案53-55
• 3.4.1 平鋪修復(fù)劑治理污染沉積物的實(shí)驗(yàn)步驟53-54
• 3.4.2 膜被動(dòng)采樣技術(shù)評(píng)價(jià)修復(fù)劑治理效果實(shí)驗(yàn)步驟54-55
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析55-72
• 3.5.1 對(duì)不同物質(zhì)的去除效果比較及其分析55-61
• 3.5.2 六種不同修復(fù)劑的治理效果比較及分析61-65
• 3.5.3 對(duì)不同深度沉積物的治理效果比較及其分析65-69
• 3.5.4 沿水流方向沉積物的治理效果比較及其分析69-72
• 3.6 本章小結(jié)72-73
• 4. 修復(fù)劑對(duì)污染沉積物的修復(fù)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)73-84
• 4.1 動(dòng)力學(xué)方程73
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案73-74
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器和材料73-74
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)方案74
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析74-83
• 4.3.1 修復(fù)劑對(duì)沉積物中污染物隨時(shí)間的去除效果分析74-78
• 4.3.2 動(dòng)力學(xué)方程擬合結(jié)果分析78-83
• 4.4 本章小結(jié)83-84
• 5. 生物質(zhì)炭修復(fù)劑平鋪式原位治理污染底泥現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)84-91
• 5.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地84-85
• 5.1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地概況84
• 5.1.2 試驗(yàn)場(chǎng)地地址84-85
• 5.2 實(shí)驗(yàn)試劑和材料85-86
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑85
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和材料85-86
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方案86
• 5.4 結(jié)果分析86-90
• 5.4.1 試驗(yàn)地背景值分析86-89
• 5.4.2 修復(fù)劑對(duì)河流底泥的治理效果分析89-90
• 5.5 本章小結(jié)90-91
• 6. 結(jié)論與展望91-93
• 6.1 結(jié)論91-92
• 6.2 展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-96
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士期間取得的研究成果96-98
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集98

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本文編號(hào)：945008