城鎮(zhèn)河道無污染淤泥與污染淤泥的處理方法的論文
摘要：我國城鎮(zhèn)河道面臨著污染、生態(tài)功能退化等諸多問題, 對周邊居民的身心健康和沿岸土地產(chǎn)生了較大的不良影響, 同時也不利于城鎮(zhèn)的未來發(fā)展, 所以, 應(yīng)當(dāng)加強對城鎮(zhèn)河道治理, 做好淤泥處置工作, 降低淤泥中的有毒有害物質(zhì)含量。為此, 本文重點針對城鎮(zhèn)河道淤泥處理措施展開探討。
關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)河道整治; 淤泥處理; 重金屬; 固化;
1 城鎮(zhèn)河道整治中淤泥處理技術(shù)概述
當(dāng)前河道清淤技術(shù)主要包括干式清淤、半干式清淤、水下清淤幾種方式, 北方地區(qū)習(xí)慣采用干式清淤, 通常在冬季進行清淤活動。排干清淤處理方法又可以分為干挖清淤、水力沖挖清淤。排干清淤在處理大型、復(fù)雜垃圾情況的河道中有著直觀、質(zhì)量易控制等諸多優(yōu)點。北方冬季河道有的干涸, 有的結(jié)冰, 更容易開展干式清淤。
2 無污染淤泥與污染淤泥的處理
淤泥中水與干土質(zhì)量比、有機質(zhì)含量, 污染程度等化學(xué)、物理性質(zhì)都會影響淤泥的處理方法, 通過圖1可知當(dāng)前國內(nèi)外主要的清淤處理措施。
圖1 淤泥的處理處置技術(shù)分類
淤泥處理方法與其污染情況有著直接關(guān)系。有的河道淤泥污染物較少, 可以直接實施資源化處置, 但是有的河道淤泥的污染物含量嚴重超標(biāo), 比如重金屬含量超標(biāo), 就需要采取相應(yīng)的處理技術(shù), 去除其中的有毒有害物質(zhì)后才能排放到自然環(huán)境中。處理后的淤泥應(yīng)當(dāng)根據(jù)其性質(zhì)特點做進一步應(yīng)用, 比如淤泥氮磷含量較高那么可以應(yīng)用于公路建設(shè)中, 避免靠近水源, 以免造成水污染。
3 淤泥中重金屬固化處理
河道底部容易淤積一些重金屬、營養(yǎng)鹽等污染物質(zhì), 導(dǎo)致污染程度較高, 所以, 世界各國普遍關(guān)注河道水底淤泥安全處理問題。當(dāng)前固化處理是城鎮(zhèn)河道清淤處理中一種常見的技術(shù), 該技術(shù)可以有效降低淤泥中有毒有害物質(zhì), 是非常值得研究的技術(shù)。
3.1 樣品采集與預(yù)處理
本文以某運河為例, 用采樣器采取表層80cm底泥, 均勻攪拌樣品并用密封袋存放于冰箱中, 溫度保持在4℃。按照100kg/m的添加量, 在樣品中添加固化劑, 養(yǎng)護七天。
3.2 分析方法
采用Tessier 5步連續(xù)萃提法 (簡稱Tessier法) 測定淤泥中的重金屬形態(tài)。重金屬形態(tài)分為五種, 分別為可溶可交換態(tài) (Fr.1) 、碳酸鹽結(jié)合態(tài) (Fr.2) 、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài) (Fr.3) 、有機物結(jié)合態(tài) (Fr.4) 和殘渣態(tài) (Fr.5) , 然后在具蓋容器中放置5~10g樣品, 在烘干箱中烘干, 烘干溫度為105℃, 通過含水率計算公式計算得到含水率, 然后利用Tessier法進行形態(tài)分離。
3.3 重金屬元素分析
樣品分析采用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀 (ICP-AES) , 分析元素包括Cd, Cr, Cu, Ni, Pb和Zn。
3.4 固化淤泥中重金屬形態(tài)分布情況
如表1和表2所示, 分別為固化處理后重金屬形態(tài)測定結(jié)果和重金屬賦存形態(tài)。通過表1表2可知, Cd和Cu超標(biāo)嚴重, Cd非穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù)較高, 有著明顯的穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù)。Ni和Zn穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù)低, 但質(zhì)量分數(shù)也從35%增長至大于60%。通過比較固化前后各種形態(tài)質(zhì)量分數(shù)可知, Cd超標(biāo)嚴重, 非穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù)較高, Fr.2變化較大, 質(zhì)量分數(shù)降低, Fr.4和Fr.5則相反, 質(zhì)量分數(shù)有所增加�？梢源_定經(jīng)過固化處理, Cd的Fr.2轉(zhuǎn)變成Fr.4和Fr.5, 而Cu卻沒有出現(xiàn)較為明顯的形態(tài)變化。Zn的變化規(guī)律和Cu較為相似, Cr和Ni質(zhì)量分數(shù)減少的為Fr.3, 增加的為Fr.4和Fr.5。固化處理淤泥后, 重金屬的形態(tài)更加穩(wěn)定, 這主要是因為固化處理提高了淤泥基質(zhì)的.p H值, OH中和了很多重金屬離子, 生成不溶于水的鹽類, 這些物質(zhì)能夠通過離子交換實現(xiàn)了固化作用, 生成的水化產(chǎn)物包裹和吸附了重金屬離子。
表1 固化淤泥重金屬賦存形態(tài)分布 (%)
表2 固化過程中重金屬形態(tài)變化
3.5 重金屬浸出毒性
淤泥中重金屬的含量不會因為固化處理而有所減少, 但是, 重金屬的形態(tài)從不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉�(wěn)定狀態(tài)。淤泥中重金屬浸出率的高低并不是由非穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù)決定的, 其中表現(xiàn)最為直接的就是Cu, 雖然其只有1%左右的非穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù), 但是其有著高達12%的浸出率, 可知重金屬浸出的難易程度存在一定的差別。但是浸出率會隨著穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù)的增加而逐漸降低, 在固化處理中, 由于重金屬不斷轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定態(tài), 浸出率也會隨之降低。
在酸性浸提劑作用下, 不同重金屬所呈現(xiàn)的活性也存在一定的差異, 同時浸出率也會有所不同。重金屬在酸性環(huán)境下的穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù)的增加而浸出率低的情況也會越來越凸顯。重金屬不同, 固化作用也會有所不同, 比如Cu的穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù)不會有明顯的增加, 但是浸出率卻出現(xiàn)了明顯降低的情況, 這說明重金屬在固化劑的作用下形態(tài)的改變是穩(wěn)定化作用的主要體現(xiàn), 但是在重金屬的包裹作用、p H值變化等方面也能夠從一定程度上體現(xiàn)出重金屬的穩(wěn)定化作用。此外, Pb在固化后浸出濃度反而出現(xiàn)了增加的情況, 這可能是因為Pb固化處理中沒有出現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)質(zhì)量分數(shù)增加或者Pb在固化劑水反應(yīng)產(chǎn)生的C-S-H (水化硅酸鈣) 的影響下出現(xiàn)了良好的吸附作用, 但是這種吸附作用在酸性條件下被破壞。
4 結(jié)束語
在城鎮(zhèn)建設(shè)中, 河道治理是重要的工作內(nèi)容之一。河道治理中, 淤泥和清淤處理工作是改善河道質(zhì)量、提高城市環(huán)境的重要方法。在河道清淤處理工作中, 應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工的實際情況合理選擇清淤手段, 做好淤泥中有毒有害物質(zhì)的處理, 從而提高居民的環(huán)境水平, 做好環(huán)境的治理, 推動人與自然的和諧發(fā)展。
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