湖库重金属污染底泥安全处置成套技术开发及工程应用

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1、ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第—所现代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５Ｏ９博士学位论文一级学科能源与环保：学科专业：能源与环保张景辉：作者姓名陈冠益教授指导教师：天津大学研究生院２０１７年５月湖库重金属污染底泥安全处置成套技术开发及工程应用DevelopmentandLargeScaleApplicationoftheKeyTechniquesfortheTreatmentofLakeSedimentsContaminatedbyHeavyMet

2、als所属领域：能源与环保研究生：张景辉指导教师：陈冠益教授天津大学环境科学与工程学院二零一七年五月摘要中新天津生态城汉沽污水库已存在三十多年，重金属沉积造成了水库底泥严重污染，对周边区域的环境安全形成了巨大隐患。本课题旨在妥善解决污水库污染底泥的安全处置问题，主要开展了以下工作：一、污水库污染底泥本底调查与风险评估对生态城污水库底泥进行布点采样，测定了底泥岩土力学、理化特性、污染物含量、存在形态、空间分布等参数，分析了底泥的污染状况，并针对底泥重金属污染进行了风险评估。结果发现：污水库底泥中共检出污染物29项

3、，其中，Hg、As、Cd、Cu四种重金属超标；部分汞以甲基汞形式存在，对环境的危害非常大；砷、镉大部分以可交换态和碳酸盐结合态存在，较易对上覆水体造成危害。二、重金属污染底泥稳定化研究考察了氧化钙、硫化钠、硫酸亚铁、磷酸氢二钠、ES、壳聚糖六种稳定剂对重金属的稳定性能。研究结果发现：ES稳定剂表现出最佳的稳定化效果，在ES投加量5%，pH8，液固比1.2:1时，Hg、As、Cd、Cu的稳定化率分别达61.2%、87.7%、86.4%和85.6%；测定了ES处理前后底泥中的重金属形态，结果发现处理后重金属的残渣态

4、和可氧化态比例明显增大，有效提高了重金属的稳定性。三、重金属污染底泥安全处置技术开发及工程应用构建了基于GIS的污水库污染物空间分布信息系统；提出了污染底泥精确疏浚及次生污染控制技术；开发了土工管袋脱水减容技术，开展了小试、中试试验研究；形成了“环保疏浚-管道加药稳定絮凝-土工管袋脱水减量”底泥安全处理成套技术，并在生态城污水库治理工程中成功应用，节省了工程投资。四、重金属污染底泥造岛填埋环境影响后评价及对策对污泥填埋造岛区渗滤液、地下水及大气环境进行了监测，结果显示均达到了验收要求，表明污泥填埋未对其周边环境

5、产生影响；风险评估显示：填埋场封场后，渗滤液污染地下水事件发生的概率很低，高于十年一遇以上水平；即使渗滤液发生局部泄漏，其非致癌风险和致癌风险水平均是可接受的。关键词：重金属；底泥；土工管袋；环保疏浚；稳定化；风险评估ABSTRACTHangusewagereservoirislocatedintheSino-SingaporeTianjinEco-Cityandhasbeendischargingthesewageformorethanthirtyyears.Thedepositionofheavymetal

6、leadstotheseriousenvironmentalpollutionofthereservoirsediments,whichisahμgehiddendangertothehumanhealthinthesurroundingarea.Thepurposeofthisprojectistodealwiththeheavymetalcontaminatedsediments.Themainaspectsandconclusionsweredisplayedasfollow:1.Theenvironme

7、ntalinvestigationandriskassessmentofthesediments.Afterthesedimentsampling,themechanicalparameters,physicochemicalpropertiesofthesediment,andthecontent,speciationandspatialdistributionofthepollutantsinthesedimentweredetermined.Furthermore,theriskassessmentoft

8、heheavymetalsinsedimentwasconducted.Theresultsshowthat29pollutantsaredeterminedinthesediment,amongthem,thecontentoftheHg,As,Cd,Cuishigherthanthevaluesinthenationalstandard.Itisworthmentioningtha