[發明專利]一種河道底泥重金屬污染的原位水生植物修復工藝

在審

• 申請號: 202111140497.3
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113772907A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 張彥浩;孫小鑒;張曉蕊;張志斌;楊寧;李藝;曹國勛;張向陽;王圣瑞;林建偉
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02;G06F17/13;G01N33/24;C02F101/20
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 王書剛

一種河道底泥重金屬污染原位水生植物修復工藝，包括（1）污染狀況調查：摸清河道底泥重金屬目標污染物及其分布區域，確定底泥中重金屬污染程度；（2）生態危害評價：對河道污染底泥的生態危害性進行評價，并確定底泥修復目標；（3）水位調節設施建設：在不影響河道行洪要求的條件下，在河道中設置水位調節設施；（4）水生植物篩選：根據底泥污染的重金屬種類及修復區域水深選擇水生植物種類；（5）植物定植；（6）修復效果評估：及時分析底泥污染修復趨勢及達標情況；（7）植物最終處置。本發明從底泥污染調查到修復效果評估及收割植物處置，技術路線清晰，操作性強，處理效果可控，具有因地制宜、成本低、無二次污染及工藝選擇靈活的優點。

技術領域

本發明涉及一種用于修復河道水體中受重金屬污染的底泥的工藝，可去除底泥重金屬、改善水體生態環境，屬于底泥污染修復技術領域。

背景技術

河道中的底泥是污染物的重要蓄積庫，積累的主要污染物有重金屬及氮磷營養鹽等，其含量可達水體中的上百倍，并且與水相保持一定的動態平衡。在外源污染得到有效控制的情況下，水質環境的惡化主要是由底泥中的污染物向上覆水中不斷釋放造成的。底泥中的重金屬不僅污染水體，而且會通過食物鏈對人體造成致癌等健康風險，針對這一現狀，采用適宜的修復技術去除和降低底泥中的重金屬濃度已迫在眉睫。

污染底泥修復可以分為原位修復和異位修復。原位修復是指無需將污染底泥移除水體，在原位進行污染修復的技術。異位修復則是指將底泥進行疏浚后，再利用物理、化學和生物等多種方法進行處理，消除污染物對水環境的危害。異位修復雖然效果明顯，但是工程量大，投入大，疏浚出的底泥如不進一步處理或處理不當，則會對環境造成二次污染，該技術常用于重度污染底泥的處理處置。對于輕度污染底泥，常采用原位處理技術。原位修復技術主要有：原位覆蓋技術、原位化學修復技術、原位生物修復技術。原位覆蓋技術是在污染的底泥上放置一層或多層覆蓋物，使污染底泥與水體隔離，防止底泥污染物向水體遷移。原位化學修復技術是將化學藥劑與污染底泥摻雜混合，并在一系列的化學反應下將底泥中的重金屬固定或轉化成無毒、低毒價態的一種修復方法。原位生物修復技術是在受污染區域直接進行污染底泥的原位處理，采用水生植物、酶及特種微生物等對底泥重金屬進行富集或轉化，而去除污染或降低其毒性。

原位物理修復和化學修復技術日漸成熟，物理修復雖然可以短時間內大量減輕重金屬的污染，但一些季節性河道河水較淺，也進行周期性清淤，所以不太實用；化學修復效果顯著，但因藥劑的投加極易造成水體的二次污染。

原位植物修復與其它修復方法相比，無需向河道投加大量覆蓋材料或化學藥劑，而通過河道自身生長或人工定植的富集性水生植物對底泥重金屬進行吸收富集，最終通過植物收割而降低底泥重金屬含量，達到修復效果，此技術成本低，且具有一定的生態景觀效果。

但目前原位植物修復技術尚未推廣應用，沒有相關技術應用工藝。

發明內容

本發明針對目前河道底泥重金屬污染治理中存在的污染范圍勘定困難、處理處置成本高、存在二次污染、缺乏靈活性和規范性等問題，提供一種因地制宜、無二次污染、生態效果良好、可靈活選擇的低成本底泥重金屬污染原位生態修復工藝。

本發明的河道底泥重金屬污染原位水生植物修復工藝，包括以下七個階段：

(1)污染狀況調查：

①初查階段：該階段摸清河道底泥重金屬目標污染物及其分布區域；

首先排查河道涉及重金屬的外源污染排入口位置，確定目標污染物種類；然后根據排污口處底泥中重金屬濃度及河道水文特征(如流速、流量等)，采用底泥污染物擴散模型預測底泥目標污染的分布區域。

初查階段中所述采用底泥污染物擴散模型預測底泥目標污染的分布區域的具體過程是：

對河流進行簡化假設：假設河流底泥污染擴散區段為均勻河槽，水流速度平穩，雷諾數不超過500，河流河床的粗糙度均勻；