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黑臭水体重污染底泥的生态治理技术取得重要进展
2018-11-01 13:45  

黑臭水体重污染底泥的生态治理技术取得重要进展

底泥作为水体污染物的主要储库,对其赋存的污染物进行有效地治理和管控已成为重度污染水体综合治理的关键环节。中国科学院南京地理与湖泊研究所的陈开宁团队经过近二十年技术研发和储备围绕厌氧水体高效复氧、水体致黑致臭物质去除、水体氮磷污染物截留移除、水生植物重建形成水体-沉积物-水生植物为一体水生态系统修复的成套技术。近年来尤其是围绕黑臭水体重污染底泥处置及致臭物质研究方面获得重要突破,多项核心技术获得中国、美国、澳大利亚专利局授权。

中国科学院南京地理与湖泊研究所课题组成员古小治等研究人员针对我国城市河道及湖泊局部地区硫污染所导致的水体黑臭问题,研发的沉积物硫醚类物质快速、精确地定量方法解决目前硫醚类化物研究中的制约瓶颈,该技术于2107年5月获得美国专利与商标局发明专利授权。据文献报道2007产生的太湖水危机,主要成因是水体中二甲基三硫醚、二甲基二硫醚含量过高而引发水体发臭。除了一部分是藻类腐烂分解产生外,大部分含硫类化合物来源于地壳的生物环境地球化学过程循环过程所产生,然后通过沉积物-水界面扩散迁移到上覆水体。研究组通过技术攻关重点掌握其快速精确的定量方法,解决以下技术难点:沉积物基体干扰物质多且复杂,对其纯化过程的精确性和平行性精度要求高;其次半挥发性硫醚类物质提取过程中已被氧化、且易挥发,提取和净化步骤易产生目标物质损失。该研究方法为深入研究硫醚类化合物在湖泊水体的环境地球化学行为、掌握其在沉积物水界面的扩散机制和科学地指导黑臭水体治理基石,具有着重要的科技支撑意义。

作为另一项重要的技术创新,针对黑臭水体泥-水界面流体状高污染负荷浮泥研发的原位生态修复技术获得澳大利亚专利局革新专利授权(Austrilian Innovation patent No. 2016100387. Granted, 2016.05.12)。该技术克服以下技术难点:表层浮泥水分含量高(水份质量含量大于70%)、密度小受水力或生物扰动发生再悬浮产生二次污染,更重要在于植物根系难以在浮泥中直接固定;其次,浮泥高浓度的有机污染物对地下茎及植物幼苗根系生长形成胁迫。研发的成套生态修复技术,技术核心之一为三维植物纤维种植网耦合高粘性的天然高分子材料形成改性基质层,强化细颗粒捕获与再悬浮再扩散。三维植物纤维种植网通过与生长在其上的水生植被结合覆盖在浮泥表面充分固定形成一个整体,有效地削弱水流及生物等动力扰动水直接对浮泥表层有机颗粒物形成冲击,对表层浮泥形成永续持久的保护,最终实现浮泥稳定化及污染底泥生态修复同步修复的目的。

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