改性粘土礦物對沉積物磷的原位鈍化-掩蔽技術(shù)研究.pdf

1、富營養(yǎng)化是淡水水體和近海水域的主要污染之一。磷是富營養(yǎng)化的主要限制因子，在外源磷已得到有效控制的前提下，研究重點(diǎn)需轉(zhuǎn)向沉積物磷的治理修復(fù)。鑭改性膨潤土是目前相對較新的一種磷鈍化/掩蔽劑，其活性成分鑭化物可有效吸附磷，將磷固定在膨潤土表面或孔隙中，最后自然沉降至沉積物表層，形成有效覆蓋層。由于其經(jīng)濟(jì)、高效、微毒性、治理周期短等優(yōu)點(diǎn)，已在澳大利亞、英國、荷蘭、中國、墨西哥以及南非等地的工程實(shí)踐中取得良好效果，引起國內(nèi)外的廣泛研究。
　

2、　本文即在總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地研究了淡水水體中豐度較高的HCO3?，海域中濃度較大的Cl?以及三種水體常見低分子有機(jī)酸（甲酸、乙酸、乳酸）的存在對鑭改性膨潤土吸附磷的效果影響。在此之前，通過研究不同pH條件下鑭改性膨潤土對磷單位吸附量的變化，分析其吸附磷的主要作用機(jī)制。本實(shí)驗(yàn)主要包括三個(gè)部分：鑭改性膨潤土的制備表征以及基本性能的測試；動態(tài)搖床實(shí)驗(yàn)研究不同濃度的實(shí)驗(yàn)因子對鑭改性膨潤土吸附磷的影響及其沉積物磷形態(tài)分析；靜態(tài)模

3、擬實(shí)驗(yàn)研究具體水體中實(shí)驗(yàn)因子最惡劣的情況對鑭改性膨潤土吸附磷的影響及其沉積物磷形態(tài)分析。其中鑭改性膨潤土的制備采用提純、酸泡、鑭離子浸泡以及微波加熱等工藝，成品XRD圖譜顯示出經(jīng)改性后的膨潤土晶胞間距增大，鑭化物成功嵌入膨潤土表面以及孔隙中，并且計(jì)算所得鑭含量約占5％。鑭改性膨潤土的等溫吸附曲線和吸附動力學(xué)曲線結(jié)果說明，吸附主要為單分子層吸附，且吸附速率很高，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)除磷。動態(tài)搖床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鑭改性膨潤土吸附磷的作用機(jī)制主要是靜電吸

4、附、離子交換和路易斯酸理論，OH?、HCO3?和 Cl?主要通過競爭膨潤土表面的活性鑭結(jié)合位點(diǎn)而抑制磷吸附過程，并且抑制作用隨其濃度的增加而加大，這點(diǎn)從吸附前后底泥磷形態(tài)變化也可得到證實(shí)。低分子有機(jī)酸主要是通過酸解作用和金屬絡(luò)合作用抑制磷吸附過程，但是由于實(shí)際水體中低分子有機(jī)酸的含量不穩(wěn)定，對于吸附過程的影響不是長期的。
　　綜上可知，對于鑭改性膨潤土實(shí)際工程使用需結(jié)合具體的水質(zhì)條件，確定其投藥量或者選用其他方式復(fù)合治理富營養(yǎng)化水