[发明专利]缺氧水体的修复和/或恢复

说明书

本申请涉及一种用于修复和/或恢复缺氧水体(10)的方法，其中将硝酸钙溶液(3)添加到所述缺氧水体(10)中，并且其中所述方法包含以下步骤：将氧饱和度百分比在50％与150％之间的水与所述硝酸钙溶液(3)混合，产生混合物，并且将所述混合物泵送到所述缺氧水体(10)中，其中所修复和/或所恢复的所述缺氧水体(10)中的硝态氮的最终浓度在1与20mg/l之间。本申请进一步涉及一种用于修复和/或恢复缺氧水体(10)的系统(1)，其中所述系统(1)配备有将硝酸钙溶液(3)添加到所述缺氧水体(10)中的构件，其中将所述硝酸钙溶液(3)添加到所述缺氧水体(10)的所述构件由混合装置(2)组成，其被布置成用于将所述硝酸钙溶液(3)与氧饱和度百分比在50％与150％之间的水混合，产生混合物，并且其中所述系统(1)包含用于将所述混合物泵送到所述缺氧水体(10)中的第一泵送构件(5)。

技术领域

本申请涉及在修复和/或恢复缺氧水体中使用硝酸钙[Ca(NO₃)₂]溶液的技术领域。缺氧水体一般被定义为“溶解氧耗竭并且呈较严重的缺氧状态(低氧状态)的海水、淡水或地下水的区域”。美国地质调查局(US Geological Survey)将缺氧水体定义为每升的溶解氧浓度低于0.5毫克的水体。

根据本申请的缺氧水体包括平静水体和热分层水体，如热分层河流、池塘、湖泊等的底部。本申请中设想的特定缺氧水体为包含于水体底部的淤泥或沉积物层中的水，该水体可为热分层的或可不为热分层的。池塘一般为“通常小于湖泊的自然或人工静止水体”。水体的热分层是指水体的不同深度处温度会有所变化，并且归因于水密度随温度的变化。使氧气从大气扩散到水中并处于水中是相对较为缓慢的过程。使溶解氧经分布以与大气的氧气平衡需要对水进行湍流混合。氧气在热分层水体的水中的后续分布受多种溶解性条件、流体动力学、光合作用的输入以及化学和代谢氧化作用(伴随获得氧气的化合物的过程)的损耗控制。在夏季分层期间，水柱下部中的水温要低于上部水。换句话说，水柱的这一下部通常为热分层地表水的最深的缺氧水体。这一底部水体被称为均温层。其为热分层水体的“深水”。换句话说，均温层为热分层水体中的水的密度大的底层。均温层为位于斜温层下方的层。热分层湖泊中的斜温层，也被称为温跃层，一般已知为“大型流体(例如水，如海洋或湖泊；或空气，如大气)中的薄的，但截然不同的层，其中与上方或下方的层中的温度变化相比，温度随深度变化更快”。变温层为热分层水体中的最顶层，出现在较深的温跃层和最深的均温层的上方。与温跃层和均温层相比，其较暖并且通常具有较高pH和较高溶解氧浓度。当其暴露在地表时，其通常会由于地表风混合作用而湍流混合。其还会与大气自由交换溶解气体，如O₂和CO₂。

恢复一般已知为“自然资源返回到健康状态的过程”，而修复一般已知为“处理污染物(净化)以便保护人体健康和环境的过程”。

背景技术

当前，日益增加的营养物质流入地表水，如池塘、湖泊、河流等中，其正变成世界性问题。营养物质尤其源自酸雨(具有SO₂和NO_x)、污水、农业和被污染的地下水。在水体的流域中(流域或汇集区为陆地的一个范围或区域，在所述范围或区域内，来自雨水、融雪或冰的所有地表水会汇聚到较低高度的单一点，通常流域的出口处，其中水会与另一水体，如河流、湖泊、水库、河口、湿地、大海或海洋结合)，有机物质产量现已显著增加，其归因于农业在流域中大量使用营养物质、工业化以及人口密度的增长。生态系统对通过尤其洗涤剂、肥料或污水将人工或天然营养物质(主要为磷酸盐)添加到水生系统中的反应称为“富营养化”，或更精确地说，称为“超营养化”。富营养水体因此为“富含矿物质和有机营养物质的促进海藻和水生植物增殖而导致溶解氧减少的水体”。