受污染武漢南湖底泥特征分析及其處置方法研究.pdf

1、我國水體污染情況總體來說比較嚴重，底泥與其上覆水體之間存在物質交換的動態(tài)平衡，研究底泥特征對水體治理具有重要的意義；水體治理中常采用底泥疏浚的辦法，疏浚出的底泥如何處置是個難題。本研究在南湖設置了12個表層底泥采樣點、5個柱狀底泥采樣點，通過樣點中有機物、營養(yǎng)鹽、重金屬等指標的含量及分布來研究南湖底泥的污染特征；利用湖底底泥進行批式和半連續(xù)厭氧消化試驗，研究底泥產(chǎn)能的可行性；同時利用底泥及厭氧消化以后的殘泥進行土地投放試驗，研究其對植物

2、生長和土壤性質的影響，分析其土地利用的可行性。研究結論如下：
　　 (1)表層底泥的有機質(OM)和總氮(TN)、總磷(TP)之間，各種氮的形態(tài)之間，TN和TP之間都顯著相關。從TOC/TN的值來看外源與內(nèi)源污染對南湖有機物污染貢獻相差不大。OM和大部分重金屬元素顯著相關，表層泥樣各項污染指標在空間的分布上都有強變異性。
　　 (2)柱狀底泥基本呈現(xiàn)污染物含量隨泥深而降低的規(guī)律，各樣點的OM和TN、OM和TP之間大都顯著

3、相關，但TN和TP之間大都沒有顯著相關關系。底泥的各指標在垂直方向的變異性一般為中等或強變異。
　　 (3)通過對間隙水和上覆水氮磷含量分析，發(fā)現(xiàn)南湖底泥會向上覆水體釋放氮元素，而釋磷的可能性不大。上覆水、間隙水和底泥的氮、磷之間存在一定相關關系。
　　 (4)采用有機氮評價法和有機指數(shù)評價法判定南湖的有機污染情況，結果表明南湖有機污染比較嚴重。用地積累指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價重金屬污染，結果表明：除Cd屬中度污染

4、以外，其余元素(Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn)均為輕度污染；所有元素潛在生態(tài)危害均屬輕微。
　　 (5)進行了批式厭氧發(fā)酵的正交試驗，結果表明：溫度、碳氮比、固體濃度都對產(chǎn)氣量影響非常顯著，接種比率對產(chǎn)氣影響不顯著。按影響程度大小對四個因素進行排序為：溫度＞碳氮比＞固體濃度＞接種比率。最佳的工藝參數(shù)組合是：溫度55℃，C/N為20:1，TS為10％，接種比率按VS(基)為1:1。
　　 (6)在中溫條件下進行半連續(xù)

5、厭氧消化試驗，反應器運行正常。容積負荷對產(chǎn)氣率、排泥VS/TS含量以及甲烷含量都有一定影響，在1.96 gVS/(L·d)時消化效果最好。根據(jù)厭氧消化產(chǎn)氣的動力學模型，得到有機物的理論產(chǎn)氣率和動力學參數(shù)分別為278.6ml/gVS和0.166d-1。
　　 (7)將南湖的原始底泥和厭氧消化后的殘泥投放于紅壤，結果表明：加入底泥后，容重、孔隙度都保持在土壤正常范圍以內(nèi)，但引起pH值升高；底泥投放促進了作物生長，作物重金屬Cd含量也