论文部分内容阅读
东洞庭湖湖区工矿企业多,受重金属污染严重。水体中的重金属通过各种方式沉积于底泥。历经数十年的累积,东洞庭湖底泥重金属Cu、Pb、Zn和Cd的浓度早已超标。当环境条件改变时,底泥中的重金属可以重新释放处出来,被水生生生物吸收,进而通过食物链进入人体,严重危害水生生物和人类健康。因此,东洞庭湖受重金属污染底泥的治理迫在眉睫。固定/稳定化方法是一类修复重金属污染底泥的传统方法,具有费用低,修复时间短,修复效果好,易操作等优点,是一种很有效的底泥污染治理方法。然而,稳定剂的选取必须考虑其来源、价格、效能和潜在毒性。沸石分子筛来源广,价格低廉,且由于其对金属离子的强交换吸收能力和其多孔性结构极有可能对洞庭湖重金属污染底泥的修复起到重要作用。本研究首先用地累积指数法和潜在生态危害指数法评估东洞庭湖底泥受重金属Cu、Pb、Zn和Cd的污染状况;随后用BCR连续提取法研究三种修复剂石灰石、二氧化锰和天然沸石对底泥重金属Cu、Pb、Zn和Cd的稳定效果;最后用三种改性剂(HCl,NaOH和NaCl)对三种粒径大小的天然沸石(0-0.5mm,0.5mm-1mm,1mm-2mm)进行改性和筛选,得到吸附重金属离子能力最强的改性沸石,并研究其对底泥重金属Cu、Pb、Zn和Cd的稳定效果。研究结果表明:(1)东洞庭湖底泥中重金属Cu、Pb、Zn和Cd的浓度全部超过土壤和沉积物标准的平均值。底泥中的Zn、Cu和Pb的污染程度处于未污染至中度污染之间,Cd处于严重污染之列。Zn、Cu和Pb对湖区生态系统的潜在危害程度低,然而Cd的潜在危害指数高,导致湖泊底泥重金属具有很强的生态危害。(2)石灰石能有效的稳定底泥中的Cu和Zn,然而却增强了底泥中Cd和Pb的移动性。二氧化锰可以减少底泥中Cd和Pb的可提取态浓度。天然沸石对底泥重金属的稳定效果不明显,其作用不如石灰石和二氧化锰。(3)经NaCl改性,粒径在0.5-1mm之间的天然沸石具有最高的阳离子交换值和最强的金属吸附能力。筛选出来的改性沸石对洞庭湖底泥4种重金属有不同的稳定效果。其中改性沸石对Cd的修复效果最好,降低了Cd的可交换态浓度,同时增加了Cd的可还原态浓度和残渣态浓度。改性沸石也能通过减少Cu、Zn和Pb的可交换态浓度,进而增加另一种更稳定金属形态的浓度来稳定底泥中的重金属Cu、Zn和Pb。