氧纳米气泡改性活性炭在河道底泥氨氮治理中的应用

李诗月, 冯丽娟, 武华杰, 姚 硕, 张大海, 李先国

(中国海洋大学化学化工学院，青岛 266100)

当前，修复河道氮污染的主要方法有原位覆盖法[8-9]和曝气法[10-11]。其中覆盖法主要是通过覆盖材料避免内源氨和上覆水接触[12-13]，实际上污染物还是储存在底泥中。氧纳米气泡技术联合覆盖技术和曝气技术，不仅解决覆盖技术中污染物储存在沉积物中的问题，负载材料还可作为盖层隔绝沉积物与上覆水的接触。氧纳米气泡技术由Pan等[14]首次提出，是以矿物为载体负载氧纳米气泡，利用矿物自然沉降对深水-底泥界面(sediment-water interface, SWI)进行增氧从而修复沉积物环境的方法。国内学者Zhang等[15]、Shi等[16]、王敬富等[17]针对氧纳米气泡对深水湖泊、水库内源污染控制等方面开展了多项研究，为界面氧纳米气泡技术应用于湖泊、水库沉积物内源污染控制提供理论支持。而对于其对河道富营养化区域的内源污染修复研究还较少。

1 材料与方法

1.1 纳米气泡改性活性炭的制备

实验以活性炭为基底，采用高压法制备氧纳米气泡[18]：将20～40目的活性炭用去离子水冲洗并干燥，放置在1 000 mL耐压瓶中用真空泵(-0.08 MPa)抽真空1 h，去除活性炭孔中空气，再向耐压瓶中通入氧气至0.12 MPa持续通氧1 h使活性炭达到吸附平衡，制得氧纳米气泡改性活性炭；向耐压瓶中通入氮气制备对照组活性炭。

1.2 柱芯培养实验

采集李村河(120.38°E；36.15°N)处上覆水以及表层20 cm沉积物样品，将沉积物储存于聚乙烯自封袋，样品4 ℃低温保存。向有机玻璃柱(内径12 cm，高度150 cm)中加入20 cm的沉积物，120 cm的上覆水，避光静置两个星期后进行柱芯培养实验[19]。……