[發(fā)明專利]一種近海污染沉積物修復(fù)材料的綠色制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011175847.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN112429827B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王競(jìng);蔡迎雪;昝帥君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/62
• 分類號(hào): C02F1/62;C02F101/20;C02F103/08
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本發(fā)明提供了一種近海污染沉積物修復(fù)材料的綠色制備方法及應(yīng)用，屬于環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。利用海藻提取液作為反應(yīng)材料和穩(wěn)定劑，并綠色制備含海藻有機(jī)物與磁性鐵氧化物的復(fù)合材料，然后施于近海污染沉積物，以強(qiáng)化土著微生物降解功能以及重金屬穩(wěn)定化，在自然條件下對(duì)污染沉積物進(jìn)行高效修復(fù)。本發(fā)明效果和益處是修復(fù)材料制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，而且修復(fù)材料能夠產(chǎn)生磁生物效應(yīng)，緩釋多種海藻有機(jī)物，并可降低重金屬生物有效性，從而有助于提高污染沉積物修復(fù)效率，可有效克服常規(guī)生物強(qiáng)化技術(shù)難以在海洋污染沉積物原位修復(fù)中大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)瓶徑，在有機(jī)污染、重金屬污染以及二者復(fù)合污染的海洋沉積物及濱海濕地的修復(fù)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種近海污染沉積物修復(fù)材料的綠色制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著沿海工業(yè)化及城市化的快速發(fā)展，排海污染物(如石油烴、重金屬等)急劇增加，導(dǎo)致近海沉積物生態(tài)環(huán)境不斷地被破壞，嚴(yán)重威脅到海洋生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)及其健康發(fā)展。

目前，水體污染沉積物的修復(fù)技術(shù)主要有物理、化學(xué)和生物法。對(duì)于物理修復(fù)技術(shù)(如覆蓋法、疏浚法等)，其成本高，對(duì)底棲生物群落及其功能影響大。在化學(xué)法修復(fù)(如化學(xué)氧化法、淋洗法等)中，所投加化學(xué)試劑的劑量難以控制，費(fèi)用高，且對(duì)水體沉積物具有一定毒性，易造成二次污染，難以適于原位修復(fù)。由于生物修復(fù)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)二次污染、環(huán)境相容性好等優(yōu)勢(shì)，因此是水體污染沉積物的首選修復(fù)技術(shù)。其中，生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)(投加菌劑以及營(yíng)養(yǎng)鹽等)是污染沉積物修復(fù)的最有效方法之一。

在目前的沉積物生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)中，其存在的主要問題是：所用共代謝基質(zhì)，生物表面活性劑以及菌劑的成本均較高；投加外源菌劑的原位適用性較低；常規(guī)生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)時(shí)常會(huì)導(dǎo)致沉積物中重金屬生物有效性提高；而且其所使用的許多修復(fù)材料難以應(yīng)用于海洋沉積物的原位修復(fù)中，嚴(yán)重限制了生物強(qiáng)化技術(shù)在海洋污染沉積物修復(fù)中的大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)沉積物生物強(qiáng)化修復(fù)中成本偏高，重金屬修復(fù)效果差，限制了其應(yīng)用范圍的技術(shù)瓶徑，為修復(fù)近海污染沉積物提供一種經(jīng)濟(jì)高效修復(fù)材料的制備方法及其應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是利用海藻提取液作為反應(yīng)材料和穩(wěn)定劑，并綠色制備含海藻有機(jī)物與磁性鐵氧化物的復(fù)合材料，然后施于近海污染沉積物，以強(qiáng)化土著微生物降解功能以及重金屬穩(wěn)定化，在自然條件下對(duì)污染沉積物進(jìn)行高效修復(fù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種近海污染沉積物修復(fù)材料的綠色制備方法及應(yīng)用，步驟如下：

步驟1.海藻提取液制備

收集近海大型海藻，去除表面泥沙，切碎后與水按質(zhì)量比1:40-60混合，置于反應(yīng)釜中，控制溫度為100-135℃，反應(yīng)時(shí)間為90-150min，冷至室溫，反應(yīng)釜中混合液經(jīng)過(guò)固液分離后，回收沉淀物，液相部分用水稀釋3-6倍，即為海藻提取液；

步驟2.磁性復(fù)合材料綠色制備

將上述海藻提取液加入反應(yīng)器中，控制其體積為反應(yīng)器體積的一半，加入FeSO₄·7H₂O，控制Fe²⁺濃度為0.04-0.08mol/L，密閉反應(yīng)器；然后以500-1000r/min攪拌10-30min，攪拌過(guò)程中控制pH為9-10；所得懸浮液經(jīng)固液分離后，沉淀物水洗1-2次，真空干燥，即得到磁性復(fù)合材料；

步驟3.污染沉積物強(qiáng)化修復(fù)

當(dāng)進(jìn)行原位修復(fù)時(shí)，將步驟2得到的磁性復(fù)合材料投至近海污染沉積物表面，按每平方米沉積物上投加50-150g磁性復(fù)合材料，在天然條件下修復(fù)50-70d；當(dāng)進(jìn)行異位修復(fù)時(shí)，將步驟2得到的磁性復(fù)合材料混入近海污染沉積物中，控制二者質(zhì)量比為1:10000-40000，在靜置條件下修復(fù)40-60d。

本發(fā)明的有益效果：