《污染底泥化學與生化修復中重金屬分布與形態的轉化》是依託哈爾濱工業大學，由劉彤宙擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：污染底泥化學與生化修復中重金屬分布與形態的轉化
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉彤宙
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
底泥作為污染物蓄積庫，是水體二次污染的重要來源。污染底泥修復是從根本上改善水環境的重要途徑。目前，化學淋洗和生化修復技術對治理底泥有機污染已有較好的工程套用。重金屬是底泥中普遍存在的非生物降解污染物，遷移性和毒性很大程度上決定於賦存的形態。由於對底泥修復過程中重金屬分布與形態轉化機制缺乏系統研究，套用化學淋洗技術處理重金屬污染時存在處理過程複雜、成本高，難以推廣的問題；套用生化修復技術時，對有機物降解同時導致的重金屬形態和釋放特性變化尚沒有清晰的認識。從而使污染底泥修復技術套用受到局限。本項目計畫通過實驗手段，系統研究污染底泥化學淋洗處理和投加硝酸鈣的生化修復過程中淋洗劑/底泥微生物作用對底泥重金屬分布和形態的影響；揭示套用這兩類修復技術時，底泥重金屬分布與形態轉化的機制；考察經過修復的底泥重金屬遷移性的變化。為相應的污底泥修復技術改進和修復效果評估提供可靠的理論及數據參考。
結題摘要
本課題的研究目的是通過實驗室試驗手段，系統研究污染底泥異位淋洗處理和原位生化修復過程中，淋洗劑或生化作用對底泥重金屬分布和形態的影響及可能引起的後果。課題預定研究內容主要分類兩大部分：（1）底泥淋洗處理過程中重金屬分布與形態轉化機制及遷移性研究；（2）底泥生化修復過程中重金屬分布與形態轉化機制及遷移性研究。本課題所有研究工作已經全部完成。 通過本課題研究發現重要結果：（1）化學淋洗過程使底泥重金屬形態分布發生變化，經淋洗處理後底泥重金屬在環境中遷移性不同程度增加。各類淋洗劑淋洗後底泥重金屬遷移性大小為：酸類淋洗劑處理後底泥＞螯合劑處理後底泥≈過氧化氫溶液處理後底泥。（2）底泥在投加硝酸鈣或過氧化鈣修復過程中，底泥重金屬總量沒有發生明顯變化，但重金屬形態發生轉化。一部分重金屬（Cu、Zn）明顯由較穩定形態向較不穩定形態轉化，底泥重金屬的生物可利用性和生物可給性有不同程度的提高。（3）底泥原位注射硝酸鈣後，因發生硫自養反硝化反應，將在5-10天內生成並釋放氮氣。隨著氮氣從底泥向上覆水釋放，外加的硝態氮、自養反硝化中間產物亞硝氮、底泥中原有的氨氮將隨著氮氣移動，被“吹入”上覆水中。在底泥原有氨氮含量較高的情況下，可能會引起底泥氨氮短期內快速釋放。 本研究已經達到了預期的目標。大部分研究成果已經形成科技論文，發表在SCI收錄的英文學術期刊或者國際會議。 本課題研究成果的意義在於揭示了這兩種污染底泥處理過程引起底泥重金屬遷移性增加和底泥無機氮向上覆水短時間內快速釋放等後果的可能性及其產生的原因。但是受實驗的尺度和時間所限，本研究仍未回答這些後果是否會給河道生態系統帶來確實的不良影響。因此，建議今後的研究依託河道污染底泥修復工程實例，對修復工程實施前、實施中、實施後河道生態系統的關鍵性指標（如水體中氨氮濃度變化、下游底棲生物體內重金屬含量、下游底泥重金屬含量）進行較為長期、系統的監測，從而可基於長期監測數據作出較為可靠的判斷。
