[发明专利]一种多目标沉积物覆盖材料及其制备和使用方法

说明书

本发明公开了一种多目标沉积物覆盖材料，主要部分包括活化海泡石和纳米过氧化钙，所述活化海泡石部分先制备，在所述活化海泡石部分的基础上负载所述纳米过氧化钙部分。本发明可以改善上覆水和表层沉积物的氧化还原环境，同时抑制沉积物中氮、磷、硫、有机质及重金属铁、锰等向上覆水体释放。

技术领域

本发明属于水体环境修复技术领域，尤其涉及水体-沉积物多目标覆盖剂。

背景技术

在我国经济发展的进程中，富营养化水体和黑臭水体已经成为了典型的水环境问题。我国的富营养化水体具有两种典型特征，一是湖泊水体中氮和磷的浓度普遍较高，有时甚至出现异常营养；二是湖泊氮和磷的内部负荷大，特别是沉积物中的氮磷营养盐对湖泊富营养化有十分重要的贡献。而黑臭水体通常有城市工业废水和生活污水的排入，这些污废水会提供高浓度的氮和磷，还会造成严重的有机污染。

污染物进入水体后会富集在沉积物中，在合适的条件下，沉积物就会向上覆水体释放污染物。因此，沉积物是污染物的“源”和“汇”，对沉积物进行修复、控制内源污染是恢复水体水质和功能的重要途径之一。原位覆盖技术就是一种常用的内源污染控制技术，其目的是是将沉积物与上覆水体隔绝（Azcue et al., 1998），以减少污染物转化为沉积物中生物活性部分的通量。传统材料的原位覆盖材料如砂、粉砂、粘土和碎石屑等天然材料只能在沉积物与水之间形成物理屏障，效果有限，尤其是长时间持续稳定效果差，易失效。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供了一种多目标沉积物覆盖材料及其制备方法，本发明可以改善上覆水和表层沉积物的氧化还原环境，同时抑制沉积物中氮、磷、硫、有机质及重金属铁、锰等向上覆水体释放。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种多目标沉积物覆盖材料，为负载有纳米过氧化钙的活化海泡石。

作为优选方案，所述覆盖材料的颗粒大小为20~100目。

作为优选方案，所述纳米过氧化钙占覆盖材料总质量的20~28%

本发明还提供了一种上述多目标沉积物覆盖材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：称取适量海泡石原土加入盐酸中，充分搅拌均匀得到海泡石-盐酸的混合液；

步骤S2：充分混合后的海泡石-盐酸混合盐经过离心处理后弃去上清液，得到的固相再经过多次水洗得到水洗后的固相；

步骤S3：步骤S2得到的固相在60~90℃下经过干燥后，通过研磨过筛得到活化海泡石颗粒；

步骤S4：在氯化钙溶液中，依次加入氨水和聚乙二醇，搅拌混合均匀；

步骤S5：将步骤S3得到的活化海泡石颗粒加入到步骤S4得到的混合溶液中，然后缓慢滴加30%的过氧化氢进行反应；

步骤S6：反应完毕后继续搅拌1h以上，得到包含负载纳米过氧化钙的活化海泡石的悬浊液；

步骤S7：将步骤S6得到的悬浊液经过离心弃去上清液，得到的固相在经过多次水洗，并干燥；

步骤S8：将步骤S7得到固相经过研磨过筛后得到负载纳米过氧化钙的活化海泡石。

进一步的，步骤5中加入的活化海泡石颗粒与氯化钙的质量比为5:2~3。

进一步的，步骤S4所述氯化钙溶液中，每含100g氯化钙，依次加入450~1500ml的1M氨水和900~1500ml的聚乙二醇200。

进一步的，步骤S3和S8中所述海泡石颗粒经过研磨后，均经过40目筛。

本发明还提供了一种上述多目标沉积物覆盖材料的使用方法，采用直接投加方式，或与表层沉积物混合后投加方式。