[发明专利]一种去除水体底泥中重金属铅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除疏浚河流、湖泊、港湾底泥重金属的方法，尤其是涉及一种去除水体底泥中重金属铅的方法。

背景技术

水体底泥重金属污染已成为世界范围内的一个重要环境污染问题。世界工业发展使重金属污染高频率的发生于河流、湖泊和港湾的水体和底泥中，导致世界上大部分河流、湖泊和港湾受到严重污染。水体下底泥的污染状况对全面衡量水环境质量具有重要的作用。

底泥水体中的重金属往往将作为最后的储存库和归宿，并且与水相保持一定的动态平衡。当周围的环境条件变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放，易引起二次污染；同时，底栖生物的主要生活场所和食物来源也是底泥，其中的重金属可存留、积累和迁移，不仅对底栖生物或上覆水生物产生致毒致害作用，甚至通过食物链浓缩、生物富集等作用，进一步影响陆地生物，甚至是人类健康，受重金污染的河流、湖泊、港湾的底泥处理是十分必要的。

目前，受污染河流底泥的处理方法分为原位处理和异位修复两大类。原位处理可分为底泥掩蔽法、生物修复法等。

底泥掩蔽法是在污染的底泥上放置一层或多层覆盖物，使污染底泥与水体隔离，防止底泥污染物向水体迁移。采用的覆盖物主要有未污染的底泥、沙、砾石或一些复杂的人造地基材料等。但工程量大，需要大量的清洁泥沙等，来源困难，同时掩蔽会增加底泥的量，使水体库容变小，因而不适用于河流、湖泊和港口，只适用于深海底泥修复。

植物修复法是指将具有特殊富集能力的植物种植到受污染的底泥中，通过植物或植物根系区微生物的吸收、代谢以降低或消除污染物毒性。但该方法周期长、见效慢，并且对于水深超过一定值，植物修复基本失效。

微生物法主要是通过微生物来降解环境污染物，消除或降低其毒性的过程。但此方法只适用于有机污染物，对重金属没有明显成效。

为了快速处理河流底泥污染，最有效与简便的方法是对河流底泥进行疏浚。当底泥中污染物的浓度高出本底值2—3倍，即认为其对人类及水生生态系统有潜在危害时，则考虑进行疏浚。国内外学者认为疏浚底泥不仅可转化为农林化利用，还可作为其他资源化用途（制造填方材料，建筑材料等）。但是由于受污染的疏浚底泥成分复杂且量大，若不采取任何预处理过程而直接堆放，易造成二次污染。河流底泥的异位修复可分为淋洗法、电化学修复法等。

电化学修复方法的基本原理是将电极插入受污染的底泥中，施加直流电流后，底泥中的污染物从处理区迁移到电极区，然后再通过电沉积或离子萃取法加以去除，从而达到修复的目的。但该法投资成本和电耗较高，且难以在实际工程中加以应用。

淋洗法是利用化学药剂或微生物促进底泥中污染物的溶出和迁移，然后将含有污染物的溶液从底泥中抽提，再进行深度处理的过程。该方法具有工艺简单、处理效率高的特点，但高效淋洗剂或细菌的筛选与研制较为困难，并且存在二次污染等未解决或需要完善的问题。

近十几年来在环境保护方面迅速发展了微波处理技术，以及微波技术与其他技术相结合的处理方法。微波是一种电磁能，通过离子迁移和偶极子转动引起分子运动，但不引起分子结构的改变和非离子化的辐射能。微波加热与传统加热相比，热效率比传统加热法高，且微波加热存在热效应，也存在非热效应。一方面反应物分子吸收了微波能量,提高了分子运动速度，导致熵的增加；另一方面微波对极性分子作用，迫使其按照电磁场方式运动，导致熵的减小。微波技术现已成功地用于废气、废水、固体废弃物的处理及环境监测等方面。在水溶液中,金属铅离子可与氯离子形成配位数不同的各种络合离子,络合反应为

Pb²⁺+nCl^-□PbCl_n^2-n(n=1·2·3······)；

底泥重金属中，铅是一种极具危害性的重金属，铅毒性持久,半衰期长达10年,并且不易被人体排出,因此中毒后人体内铅的含量为环境中的5倍,而且铅污染不存在下限,任何程度的铅污染都有会对人体健康产生不利影响。全国河流、湖泊、港湾底泥重金属铅的污染范围很广，并且污染程度很严重。

因而，研究开发一种疏浚河流、湖泊、港湾底泥重金属铅处理技术和方法十分必要，不仅可以实现受污染疏浚河流底泥处理与资源化利用的目的，还能产生一定的经济效益与社会效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有存在的上述缺陷，提供一种工艺简单、操作方便、投资少、成本低、处理周期短、去铅率高、可实现底泥资源化利用的去除水体底泥中重金属铅的方法。