[發明專利]基于多環芳烴生態風險的河道底泥環保疏浚深度確定方法

在審

• 申請號: 201710251409.4
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107144666A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 邱超;丁濤;蘇春艷
• 申請（專利權）人: 浙江省水文局;中國計量大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N30/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙)33213
• 代理人: 杜立

技術領域

本發明涉及環境保護領域，尤其涉及一種基于多環芳烴生態風險的河道底泥環保疏浚深度確定方法。

背景技術

多環芳烴是河道底泥疏浚需要控制的重要污染物，其危害水體生態系統，居民身體健康。它們通常含有高達10個芳環的有機化合物，其通過高溫反應如化石燃料和其它有機材料的不完全燃燒和熱解以及石油和石油產品的釋放而產生。由于PAHs在水中的溶解度通常較低，并且隨著分子量的增加而降低，因此，他們往往通過沉降作用從水體中去除。沉積物中的PAHs可以影響淡水質量和誘導積累中上層和底層的食物鏈導致生物群的長期變化。近年來，國內外對湖泊、河流、海洋等沉積物中的多環芳烴進行了廣泛的研究，在分布特征及生態風險的評估上取得了一定的進展。

但沉積物作為潛在的污染源，為了防止二次污染，必須采取相應的措施控制。目前對于沉積物中有機污染物的去除方法主要有疏浚、封蓋等傳統修復技術和生物強化、植物修復等生物技術。疏浚因為能夠永久去除污染物，被世界各國廣泛應用，相關技術已較為成熟。其中疏浚深度是一個重要參數。由于疏浚技術耗資規模巨大，較小的疏浚深度可減少所需費用，但又要保證減少多環芳烴毒害的目的，因此，確立合理的疏浚深度十分重要。然而現階段對于降低多環芳烴濃度的疏浚深度的確定方法，尚無明確的方案。

河道底泥疏浚主要目的是減少河底沉積物的多環芳烴累積，以減少多環芳烴釋放到上層水體中的數量，從而避免生態環境受到侵害。而底泥疏浚的關鍵是疏浚深度的確定，本發明所提出臨界疏浚深度方法可以快速、準確得出河道底泥疏浚深度。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種基于多環芳烴生態風險的河道底泥環保疏浚深度確定方法。

一種基于多環芳烴生態風險的河道底泥環保疏浚深度確定方法，主要包括三個步驟：樣品采集、污染物生態風險分析、計算最佳的底泥疏浚深度。其中步驟1樣品采集包括以下步驟：

步驟1(a)對指定地點的河道底泥進行分層取樣，每個采樣點位自底泥表層向下每間隔10cm取一泥樣，得到若干個沉積物樣品；

步驟1(b)將采集到的底泥樣品及時平鋪于玻璃器皿上,在空氣流動性較強的陰涼處自然風干，剔除樣品中的礫石、垃圾廢物、動植物殘體等異物，用木棒碾碎后，過篩除去2mm以上的沙石，混合后再次用研缽碾壓環篩(100目)得到更為細的土樣，然后將土樣密封儲存。

步驟1(c)將樣品平鋪在干凈的A4紙上，置于陽光無法直射處自然風干。風干后去除樣品中的草根和小石子，用研缽磨細，稱取2g土樣(表面土樣采取同區域采集的每4個樣品等質量混合成一個樣品)，加入15ml二氯甲烷，于超聲水浴中超聲萃取1h，2500rpm離心5分鐘，再取2mL上清液過2.5g硅膠柱凈化，并用二氯甲烷和正己烷(v/v,1/1)洗脫液15mL分兩次洗脫，洗脫液收集至50mL圓底燒瓶，加入30μL二甲基亞砜，在旋轉蒸發儀上40℃恒溫濃縮至干，用乙腈定容至2mL，最后過0.22μL濾膜后用高效液相色譜儀進行分析。

步驟2平均效益中商值法廣泛應用于預測海洋、河道沉積物中多種污染物(如：PAHs、重金屬等)聯合毒性的風險分析。通過單組份PAH數值求出PAHs的MERM，對PAHs的綜合生態風險進行分析,風險分析參考下述公式：

其中C_i是第i種PAH的濃度；n表示PAHs的種類數；ERMi表示第i種PAH所對應的ERM數值，其具體數值見附表一，通過公式(1)計算出河道的綜合生態風險。

步驟3基于步驟2中的MERM綜合生態風險，并且結合被研究地區PAHs在河道底泥垂向上的分布情況，根據公式(2)、(3)計算出最佳的底泥疏浚深度，將其稱為臨界疏浚深度。

H＝max{h_i}(2)

式中H表示最佳疏浚深度；D_o表示河道底泥PAHs的風險控制水平；D(h_i)表示生態風險(D)所對應的河道深度(h_i)；ε表示一個無窮小的正實數；h_i表示第i個滿足公式(3)的底泥深度。本發明中將D_o取值為0.1，即將生態風險控制在中低毒性。

本發明的有益效果：

1、基于平均效益中商值法，提出并構建了臨界疏浚深度方法，詳細實用。

2、使用該方法能夠快速、準確的確定合理的底泥疏浚深度。

3、方便確定以各種目標污染物的底泥疏浚深度推薦值。