[发明专利]纳米磷灰石固定沉积物中重金属的原位覆盖方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对重金属污染沉积物的修复方法。特别是涉及一种通过添加纳米磷灰石覆盖层固定沉积物中重金属，降低其生物可利用性，同时减少沉积物中重金属向水体释放，影响人类健康的纳米磷灰石固定沉积物中重金属的原位覆盖方法。

背景技术

水体沉积物污染，是世界范围内的一个重要环境问题，其污染物主要通过大气沉降、废水排放、水土流失、雨水淋溶与冲刷进入水体，最后沉积到底层沉积物中并逐渐富集，使底泥受到严重污染。水体沉积物的污染是影响水体环境质量的一个重要因素，这是因为进入到水体的污染物通常会有相当一部分通过吸附或沉淀等作用蓄存于沉积物中，一旦水体环境发生变化，沉积在底泥中的氮磷营养元素、重金属和难降解有机物会重新释放出来进入水体，影响上覆水体的水质，这样沉积物便成为二次污染源，可直接或间接对底栖生物或上覆水生物产生致毒致害作用，并通过生物富集、食物链放大等过程，进一步影响陆地生物和人类健康。

近20年来，底泥重金属污染日益受到人们的重视。我国学者对国内一些重要的河流、湖泊重金属污染进行了不同程度的调查和研究，如长江、黄河、海河、湘江、运河、南四湖、太湖、环渤海湾诸河口、山东小清河等，另外，还有上海的苏州河、徐州的荆马河、水口山矿区康家溪、二百方子沼泽湿地等。各地的评价结果表明，底泥中重金属含量明显高于当地土壤背景值，部分河流或湖泊，尤其是城市污水、工业污水、矿业废水影响的水体，其底泥重金属污染严重，其含量超过了《土壤环境质量标准》，部分指标甚至超过了《农用污泥中污染物质控制标准》。

目前，从治理手段上讲，国内外对沉积物污染修复大致可分为异位处理和原位处理两类，相对于异位处理技术，原位处理方法的费用则较低廉、工程实施也相对简单，因此正在逐渐成为沉积物修复的主导方向。而传统的原位覆盖一般是在受污染的沉积物表面铺设未受到污染的细砂、粘土、底泥等材料，在受污染沉积物与底栖生物及水体之间形成一道物理隔离层，从而能够减缓甚至阻止污染物向水体中的释放。但是这些材料并不能有效固定重金属，只是延迟其向水相中扩散。自从1981年日本的Suzuki等首次报道了人工合成羟基磷灰石可以除去水溶液中的铅以来，含磷材料修复治理重金属污染，已引起地质、环境、化学及农业等多个领域学者的广泛兴趣，被认为是现场修复重金属污染的有效方法之一。我国磷矿资源丰富，充分利用我国磷矿资源的优势有效防治我国严重的重金属污染问题具有可行性和现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种效果好、无二次污染、应用范围广的纳米磷灰石固定沉积物中重金属的原位覆盖方法。

本发明所采用的技术方案是：一种纳米磷灰石固定沉积物中重金属的原位覆盖方法，包括如下步骤：(1)制备纳米羟基磷灰石；(2)配置原位固定材料，即纳米磷灰石，采用纳米羟基磷灰石、纳米氟磷灰石或纳米氯磷灰石材料中的一种或一种以上混合使用；

(3)对被污染的河流或湖泊进行原位覆盖。

还包括有由未受污染的沉积物、土壤或沙子中的一种或一种以上混合使用的原位覆盖材料，具体用量是覆盖厚度为10-490厘米。

步骤(1)所述的制备纳米羟基磷灰石是：采用饱和氢氧化钙溶液、磷酸，在室温，pH值为9，反应时间6小时条件下，采用共滴定法制备纳米级羟基磷灰石，所述的饱和氢氧化钙溶液和磷酸溶液的钙磷比为1.67。

步骤(2)中所述的采用纳米羟基磷灰石、纳米氟磷灰石或纳米氯磷灰石材料中的一种或一种以上混合使用，具体用量是：0.5-50千克每平方米。

对被污染的河流进行原位覆盖，是将原位固定材料和覆盖材料直接撒播或敷设在被污染的沉积物上，或将原位固定材料和覆盖材料复合后材料填装在透水性好的袋子中，然后铺盖沉积物上。

所述的将原位固定材料和覆盖材料直接撒播或敷设在被污染的沉积物上，是自下而上逐层铺设原位固定材料和原位覆盖材料，或将两种材料混合后铺设。

所述的原位固定材料添加量为0.05-10厘米的厚度，或0.5-50千克每平方米。

原位固定材料和覆盖材料铺设总厚度为0.05-500厘米。

所述的纳米磷灰石固定沉积物中重金属的原位覆盖方法，是用于修复河流中的或是湖泊中的受有机物污染的沉积物。