一种湖泊底泥的修复方法技术

本发明专利技术属于湖泊污染治理技术领域，公开了一种湖泊底泥的修复方法，对内源污染严重的湖泊抽水晒湖进行底泥初步治理，辅以植物种植进行生物修复；晒湖前进行抽水，底泥显露，待湖区表层以下5cm底泥完全干涸后再进行机器翻土，经过3～4天稳定后进行植物种植；若在高温天气，植物种植后适当浇水养护，一天两次；随着植物的生长，一周进行一次底泥取样监测修复状况；待底泥质量满足预设要求后，对植物进行同一收割处理。本发明专利技术在晒湖后，河床底泥的颜色从深沉变浅，对氨氮和硫化氢的氧化释放更为充分，臭气减少，有机物氧化的速度快；通过翻耕、晒塘，能显著改善底质，作为生物修复技术进行前处理，初步降低污染含量，提高植物种植的存活率。活率。活率。

【技术实现步骤摘要】
一种湖泊底泥的修复方法


[0001]本专利技术属于湖泊污染治理
，尤其涉及一种湖泊底泥的修复方法。

技术介绍

[0002]目前，随着城市化进程加快，污染物向湖泊过度排放，湖泊水体富营养化现象日趋严重，特别是城市人工湖环境封闭，流动性差，深度浅，水环境更易受污染。
[0003]前些年的湖泊污染治理除了对湖泊水体自身进行污染治理外，还关注到了“污染在水里，源头在岸上”的污染外源输入。早期湖泊富营养化治理主要围绕控制工业点源、农业面源、生活污水、大气沉降、养殖饵料和旅游船舶的污染等外源污染展开。当外源负荷大量削减后，高浓度污染物的底泥成为湖泊的重要污染源，不但对水体水质及其中生物造成了极大的危害，使湖泊生态系统难以恢复，也对人类健康存在着潜在威胁，此时，内源负荷的削减就尤为迫切和重要。
[0004]目前，治理湖泊底泥污染的技术主要有：疏浚技术、原位覆盖技术、人工曝气技术和生物修复技术。
[0005]湖泊底泥疏浚是指通过合理地清除富含营养盐、有毒化学品和有毒微生物的表面底泥，以降低内源的负担及污染程度的一种工程技术，由于操作原理简单、见效快在国内外得到了广泛的应用。然而，疏浚技术虽然可以有效地控制土壤中的养分含量，增加水库的容积并改善生态环境，但是若疏浚方案不当或技术措施不到位，将导致底栖生物原有的生活环境被破坏，底泥中重金属泄露造成二次污染等严重后果。
[0006]原位覆盖技术是将一层或多层清洁的土壤、沙子、淤泥、砂砾等材料覆盖于底泥表层，将底泥与上层水体隔离，以防止底泥向上覆水释放污染物。它主要是利用覆盖材料的吸附和降解等物理和化学方法来减少污染物的流入。与传统的清淤工程相比，它施工简单，成本低，不仅能减少底泥氮、磷等营养物质的释放，而且能抑制重金属和有机物的转移和转化。但由于覆盖面积通常较大，在实施过程中需要综合考虑水体水深、湖底坡度、流速、水域库容、航道航行状况等诸多因素，从而制约了这项技术的应用，一般仅适用于中深水水体。考虑到底泥覆盖实际上并未将污染物从水体中去除，仍存在内源污染的风险。因此，该技术并不是控制内源污染的长久之计。
[0007]人工曝气技术凭借高效且占地面积小的优势已成为改善水体或底泥溶解氧含量、加速其污染物净化的一种重要途径。人工曝气的本质在于人工向水体增加溶解氧含量，多应用于河流及池塘的富营养化水体修复。但在实际应用中采用人工曝气技术不仅要考虑湖泊的特性，其仅适合于较小型的湖泊，在规模较大的湖泊中的操作成本较高。
[0008]生物修复技术主要是通过水生动植物和微生物自身对污染物的天然积累及净化功能，将底泥中污染物质的浓度控制在安全范围之内，其中包括生物操纵技术、目标菌种培养技术等。在实践中，利用生物修复技术在处理水质的同时还兼具生态恢复和美化环境的作用。但生物的生长及作用发挥极易受到环境因素的影响，并且该技术见效慢、稳定性弱，通常难以达到预期效果。
[0009]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0010](1)现有的湖泊底泥疏浚方案不当或技术措施不到位，将导致底栖生物原有的生活环境被破坏，底泥中重金属泄露造成二次污染等严重后果。
[0011](2)由于覆盖面积通常较大，原位覆盖技术需要综合考虑水体水深、湖底坡度、流速、水域库容、航道航行状况等诸多因素，制约了应用范围，一般仅适用于中深水水体；考虑到底泥覆盖实际上并未将污染物从水体中去除，仍存在内源污染的风险；因此，该技术并不是控制内源污染的长久之计。
[0012](3)在实际应用中，采用人工曝气技术不仅要考虑湖泊的特性，其仅适合于较小型的湖泊，在规模较大的湖泊中的操作成本较高。
[0013](4)现有的生物修复技术中，生物的生长及作用发挥极易受到环境因素的影响，并且见效慢、稳定性弱，通常难以达到预期效果。

技术实现思路

[0014]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种湖泊底泥的修复方法。
[0015]本专利技术是这样实现的，一种湖泊底泥的修复方法，所述湖泊底泥的修复方法包括：
[0016]对内源污染严重的湖泊抽水晒湖进行底泥初步治理，辅以植物种植进行生物修复；晒湖前进行抽水，底泥显露，待湖区表层以下5cm底泥完全干涸后再进行机器翻土，经过3～4天稳定后进行植物种植；若在高温天气，植物种植后适当浇水养护，一天两次；随着植物的生长，一周进行一次底泥取样监测修复状况；待底泥质量满足预设要求后，对植物进行同一收割处理。
[0017]进一步，所述湖泊底泥的修复方法包括以下步骤：
[0018]步骤一：用改进的Ruttenberg分级连续浸取分离法、Pasnner法改进行原始氮不同形态氮、磷含量测定，其中硝态氮采用紫外分光光度法测定、氨氮浓度采用纳氏试剂法测定；TN、TP用SMT法测定。
[0019]步骤二，选择紫花苜蓿、狗尾草和百喜草用原始污泥种植；
[0020]步骤三，测定植物生长过程底泥氮磷含量，通过分级提取不同形态氮磷含量动态监测生物修复的情况，使用的仪器包括冷冻离心机、振荡器、紫外可见分光光度计、skalar流动分析仪及马弗炉等。
[0021]进一步，所述步骤三中，利用Psenner提取法进行磷的测定；准确称取0.3g通过200目筛的风干底泥样置于50mL离心管中，进行连续提取。
[0022]进一步，所述步骤三中磷的测定方法还包括：
[0023]不稳定性磷NH4Cl
‑
P的测定：向离心管中加入30mL的1mol/L的pH＝7的NH4CI
‑
P在水浴恒温振荡中振荡提取2h，震荡温度为25+1℃；在L535R
‑
1型低速离心机中离心10min，转速4000rpmn/min，温度25℃；将上清液过0.45μm滤膜，用钼锑抗分光光度法测定提取液中磷含量。
[0024]可还原水溶性磷BD
‑
P的测定：NH4Cl
‑
P提取后的残渣加30mL 0.11mol/LNa2S2O4/0.11M NaHCO3振荡提取2h，离心获取上清液；过0.45μm滤膜后，向提取液中加入4.8mL 1mol/LH2SO4溶液来避免生成Fe和Mn的沉淀，曝气1h；将剩余的连二亚硫酸盐氧化，酸化和吸气会导致硫的生成，使溶液变为乳白色；静置3天后，取上清液，用钼锑抗分光光度法测定提
取液中磷含量。
[0025]铁铝结合态磷NaOH
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P的测定：BD
‑
P提取后的残渣加入30mL 0.1mol/L的NaOH溶液振荡提取16h；离心获取上清液，将提取液过0.45μm滤膜后用钼锑抗分光光度法测定提取液中磷含量。
[0026]钙结合态磷HCl
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P的测定：NaOH
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P提取后残渣加入30mL 0.5mol/L HCl溶液振荡提取16h，离心获取上清液；将上清液过0.45μm滤膜，用钼锑抗分光光度法测定提取液中磷含量。
[0027]残渣磷Res...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湖泊底泥的修复方法，其特征在于，所述湖泊底泥的修复方法包括：对内源污染严重的湖泊抽水晒湖进行底泥初步治理，辅以植物种植进行生物修复；晒湖前进行抽水，底泥显露，待湖区表层以下5cm底泥完全干涸后再进行机器翻土，经过3～4天稳定后进行植物种植；若在高温天气，植物种植后适当浇水养护，一天两次；随着植物的生长，一周进行一次底泥取样监测修复状况；待底泥质量满足预设要求后，对植物进行同一收割处理。2.如权利要求1所述的湖泊底泥的修复方法，其特征在于，所述湖泊底泥的修复方法包括以下步骤：步骤一，测定原始污泥氮磷含量；步骤二，选择紫花苜蓿、狗尾草和百喜草用原始污泥种植；步骤三，测定植物生长过程底泥氮磷含量，动态监测生物修复的情况。3.如权利要求2所述的湖泊底泥的修复方法，其特征在于，所述步骤三中，利用Psenner提取法进行磷的测定；准确称取0.3g通过200目筛的风干底泥样置于50mL Nalgene离心管中，进行连续提取。4.如权利要求2所述的湖泊底泥的修复方法，其特征在于，所述步骤三中磷的测定方法还包括：不稳定性磷NH4Cl
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P的测定：向离心管中加入30mL的1mol/L的pH＝7的NH4CI
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P在水浴恒温振荡中振荡提取2h，震荡温度为25+1℃；在L535R
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1型低速离心机中离心10min，转速4000rpmn/min，温度25℃；将上清液过0.45μm滤膜，用钼锑抗分光光度法测定提取液中磷含量；可还原水溶性磷BD
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P的测定：NH4Cl
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P提取后的残渣加30mL 0.11mol/LNa2S2O4/0.11M NaHCO3振荡提取2h，离心获取上清液；过0.45μm滤膜后，向提取液中加入4.8mL 1mol/LH2SO4溶液来避免生成Fe和Mn的沉淀，曝气1h；将剩余的连二亚硫酸盐氧化，酸化和吸气会导致硫的生成，使溶液变为乳白色；静置3天后，取上清液，用钼锑抗分光光度法测定提取液中磷含量；铁铝结合态磷NaOH
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P的测定：BD
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P提取后的残渣加入30mL 0.1mol/L的NaOH溶液振荡提取16h；离心获取上清液，将提取液过0.45μm滤膜后用钼锑抗分光光度法测定提取液中磷含量；钙结合态磷HCl
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P的测定：NaOH
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P提取后残渣加入30mL 0.5mol/L HCl溶液振荡提取16h，离心获取上清液；将上清液过0.45μm滤膜，用钼锑抗分光光度法测定提取液中磷含量；残渣磷Res
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P的测定：HCl
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P提取后残渣转移到瓷坩埚中，105℃烘干，并在马弗炉中550℃灼烧2h；冷却后将残渣转移到50mL具塞比色管中，加入25mL1mol/L HCl溶液，煮沸10min；冷却后静置过夜，取上清液过0.45μm滤膜后，用钼锑抗分光光度法测定提取液中磷含量；总磷TP的测定：称取沉积物样品0.1g，置于50mL比色管中，加入超纯水25mL，加入4mL K2S2O8溶液，盖紧盖子并用纱布包扎好；置于压力蒸汽消解锅中加热至121℃并保持30min后，停止加热；待压力表指针降至零后，取出冷却，定容至50mL，静置过夜；取适量上层清液移入50mL比色管中，用去离子水稀释至标线；向比色管中加1mL 10％抗坏血酸溶液，30s后加入2mL钼酸盐溶液，放置15min，用10mm比色皿，于700nm波长处以水为参比，测量吸光度。5.如权利要求2所述的湖泊底泥的修复方法，其特征在于，所述步骤三中磷的测定方法
还包括标准曲线的绘制；分别取0mL、0.25mL、0.5mL、1.5mL、2.5mL、5.0mL和7.5mL磷酸标准使用液于50mL的比色管中，加水定容到25mL；加5％过硫酸钾4mL，再加塞后管口包一纱布并扎紧，置于高压灭菌锅内于121℃消解30min；冷却后加2.5mL钼酸盐，混匀；再加0.2mL氯化亚锡溶液，混匀，显色15min；在波长700nm，10mm光程下比色，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗丽娜，苏青青，宋林旭，高婷，罗玉红，李宁，纪道斌，屈锐，郑婉婷，唐朝晖，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：