近年來，CaO2因其兼具釋氧性和氧化性的特征，與水反應(yīng)可生成氧氣，作為一種環(huán)境友好型材料被應(yīng)用于諸多環(huán)境領(lǐng)域。沸石是自然界中廣泛存在的一種硅鋁酸鹽礦物，由于內(nèi)部有很多孔徑、均勻的管狀孔道和內(nèi)表面積很大的孔穴，因而具有獨(dú)特的吸附、篩分、交換陰陽離子以及催化性能。它能吸收水中氨態(tài)氮、有機(jī)物和重金屬離子，能有效地降低池底硫化氫毒性，調(diào)節(jié)pH值，增加水中溶解氧，為浮游植物生長提供充足碳素，提高水體光合作用強(qiáng)度。CaO2和沸石常被用于黑臭河道等水體的底泥的處理中，用CaO2或沸石處理黑臭底泥時(shí)，即向黑臭底泥上覆蓋層狀物質(zhì)，同時(shí)傾入了氧化物質(zhì)，使底泥與上覆水分隔開來，使底泥得氧化還原電位得到提高，最終達(dá)到阻止底泥污染物釋放和氧化分解底泥中污染物的目的。等研究將CaO2覆蓋到泥水界面，在實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，水中的溶解氧水平從4.63mg/L升至6.71mg/L，而水中活性磷酸鹽濃度從359μg/L逐漸下降到123μg/L，水中溶解氧濃度的提高有效抑制了底泥中磷的釋放。通過在水體底泥表面投加CaO2來抑制水體底泥中磷釋放的手段只能短時(shí)期內(nèi)發(fā)揮作用，水體中總磷含量并沒有減小，待CaO2消耗完后，底泥中的磷還會(huì)再次釋放到水體。因此，CaO2可作為應(yīng)急處理材料或可與其他材料組合聯(lián)用，以達(dá)到徹底降低水體中污染物濃度的目的。綜上所述，CaO2和沸石可作為管控底泥營養(yǎng)鹽釋放的良好材料，而對CaO2和沸石聯(lián)合使用對底泥營養(yǎng)鹽釋放的影響的研究目前還較少。本文的主要目的是通過黑臭河的原位實(shí)驗(yàn)研究CaO2和沸石的單獨(dú)使用以及聯(lián)合使用對黑臭底泥營養(yǎng)鹽釋放的影響，為利用這兩種物質(zhì)進(jìn)行黑臭河道底泥修復(fù)提供工程指導(dǎo)與參考。
一、試驗(yàn)部分
1、試驗(yàn)材料
試驗(yàn)開展于廈門馬鑾灣黑臭河道，試驗(yàn)所用沸石粉，孔徑為25～30nm，CaO2購于南京市先鋒生物科技有限公司，白色晶體，無臭無味，有潮解性。
主要試驗(yàn)儀器：大稱量電子秤；100，250，500mL的燒杯；1，5，10mL的移液管；溶氧儀；pH計(jì)；分光光度計(jì)等。
2、試驗(yàn)方法
黑臭水體原位開展試驗(yàn)，本試驗(yàn)設(shè)置1個(gè)空白對照組和3個(gè)試驗(yàn)組，4個(gè)組均為用不透水圍隔包圍形成的1000m2的封閉水體，水深為80cm左右?？瞻捉M不做任何處理；試驗(yàn)組為：一組添加CaO2；一組添加沸石粉；一組添加CaO2和沸石粉，CaO2和沸石粉的投加量分別為500g/m2，1cm厚。每隔1d對各區(qū)水樣進(jìn)行檢測，檢測指標(biāo)有COD、NH3－N、pH和DO值。
二、結(jié)果與分析
在整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)，空白組的COD值整體都高于試驗(yàn)組的值，在整個(gè)試驗(yàn)過程中，COD的值一直維持在較高水平，中后期維持在57mg/L左右。試驗(yàn)過程中，各實(shí)驗(yàn)區(qū)的COD平均值分別為：CaO2組為44mg/L，沸石粉組為51mg/L，CaO2和沸石聯(lián)合組為42mg/L，各試驗(yàn)組均明顯小于空白組的57mg/L。CaO2和沸石聯(lián)合的使用效果最佳。
在整個(gè)試驗(yàn)過程中，空白組和CaO2組的氨氮含量呈現(xiàn)出基本一致的變化規(guī)律，都是增加、減小、增加、減小的趨勢，在第8天時(shí)達(dá)到最大值。沸石粉組和CaO2+沸石粉組合組的氨氮含量均明顯小于其他兩組，空白組和CaO2組的氨氮最低含量均在17mg/L左右，而沸石粉組和CaO2+沸石粉組合組的氨氮最低含量均在11mg/L左右。表明單獨(dú)使用沸石粉和沸石粉聯(lián)合CaO2均能有效地抑制底泥中的氨氮釋放，其中聯(lián)合使用的效果更佳，且持續(xù)性也較好。沸石粉對氨氮極性分子有很強(qiáng)的親和力，這可能是沸石粉組以及沸石粉加CaO2組合組使用時(shí)，氨氮的含量明顯低于其余兩組的原因。單獨(dú)使用CaO2在一開始對氨氮值有降解的效果，而到了后期效果變差，數(shù)值反彈，氨氮濃度甚至高于空白組，這說明單獨(dú)使用CaO2有一定的時(shí)效性，過了時(shí)效期后對氨氮的處理效果就會(huì)變差，本試驗(yàn)的效果轉(zhuǎn)變期為6d左右。
整個(gè)試驗(yàn)過程中，各試驗(yàn)組和空白組的pH值的變化規(guī)律較一致，并且各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的數(shù)值較接近。各組的pH值均值都在7.6左右，說明投加CaO2和沸石粉對水體的pH值的影響作用不大，不會(huì)造成施用水體的環(huán)境的劇烈變化。
由在整個(gè)試驗(yàn)過程中，空白組和沸石粉組的DO含量呈現(xiàn)出較一致的變化規(guī)律，沸石粉組的DO值和空白組的DO值相差無幾，很接近，說明投加沸石粉對水體的DO影響不大。CaO2組和CaO2+沸石粉組合組的DO均明顯高于其他兩組，尤其是CaO2組，相比于最初值，DO值最高提升了約1.1mg/L，而CaO2+沸石粉組合組的DO值最高提升了約0.7mg/L。兩組的DO最高值出現(xiàn)在了試驗(yàn)后的第5天，而后DO值出現(xiàn)了不同程度的衰減作用，表明單獨(dú)使用CaO2和沸石粉聯(lián)合CaO2均能有效地提高水體中的DO值，其中單獨(dú)使用CaO2效果更佳，使用效果有一定的時(shí)效性，過了時(shí)效期后對DO值的提升效果就會(huì)變差，本試驗(yàn)的最佳效果期限為5d左右。
三、結(jié)論
1、CaO2單獨(dú)使用以及CaO2與沸石粉聯(lián)合使用
均能對黑臭河道中的底質(zhì)營養(yǎng)鹽釋放起到一定的抑制作用。其中：COD降解方面，CaO2和沸石粉聯(lián)合的使用效果最佳；氨氮消解方面，沸石粉加CaO2組合使用效果最佳，沸石粉次之，CaO2具有一定的時(shí)效性；pH值方面，CaO2和沸石粉的使用均未造成顯著影響；DO提升方面，沸石粉對水體DO值影響不大，CaO2對水體的DO提升效果最高，但使用效果有一定的時(shí)效性，過了時(shí)效期后對DO值的提升效果就會(huì)變差，CaO2和沸石粉組合效果次之。
2、黑臭河道的情況復(fù)雜，能滿足的邊界條件也各不相同，在治理實(shí)際工程中綜合考慮如何使用CaO2與沸石粉組合來抑制底質(zhì)的營養(yǎng)鹽釋放，兩種物質(zhì)的具體適配量還需要通過原位小試以及實(shí)驗(yàn)室小試實(shí)驗(yàn)綜合比對確認(rèn)得出。
