受污染河流清淤底泥污染物迁移行为及控制技术研究

底泥污染是城市河流污染的重要研究内容，也是世界范围的突出环境问题之一。为有效消除河道底泥对河流的淤积影响，并避免底泥对水体的二次污染，污染底泥中污染物迁移机理和清淤底泥处置技术等方面研究引起了国内外科学家的广泛关注。本研究以河流污染底泥为研究对象，拟研究污染底泥被清淤脱离水体、淤泥脱水、输运与堆放处置等过程中，其接触环境发生从厌氧至缺氧或好氧的显著变化以后（如pH、氧化还原电位ORP、厌氧-好氧条件、离子强度等），重金属的迁移机制；研究清淤底泥在脱水预处理及干化过程中采用添加黏土类物质等措施抑制重金属的迁移机制。提出污染底泥干化过程中及降雨淋溶时重金属的迁移机理；研究粘土矿物表面的水合氧化物和羟基化表面对重金属的配合作用，并明确底泥中固有缓冲物（如CaCO3）对重金属迁移的抑制作用；探讨缓解控制污染物在底泥转移过程中对环境产生二次污染的有效工艺技术。

探讨了河流底泥重金属主要以可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机结合态、残渣态等形态存在，研究了pH、氧化还原电位( Eh )、温度、盐度等因素对底泥重金属迁移的影响。综合比较了清淤底泥处理的不同方法，提出控制清淤底泥重金属迁移的首选工艺为黏土物质钝化/稳定化。分别向底泥中添加CaO、CaCO3和膨润土，以进行底泥中的重金属稳定化实验，并初步研究其稳定化机理。在pH=7.0和pH=5.0两种条件下，测定添加3种稳定剂的底泥中Cu、Pb、Cr的释放量，发现pH值的降低能够促进重金属的释放，并且只有添加膨润土的分组可以在两种pH值条件下有效地抑制重金属向水体中释放。此外，根据CaO与膨润土混合稳定重金属的实验，发现CaO与膨润土按照1:3的配比，能够进一步减少底泥中重金属的释放。