開發(fā)一種具備氮、磷雙重吸附能力的富營養(yǎng)化水體修復材料,以沸石為原料,將天然沸石堿洗后與Ca(OH)2、膨潤土進行混合,再通過調整混料比例、煅燒溫度、煅燒時間、升溫速率等過程,篩選出既具有脫氮、除磷能力,又具有一定機械強度的復合顆粒材料。

水體富營養(yǎng)化及其導致的藍藻水華是全球矚目的水環(huán)境問題,也是我國面臨的重大水污染問題之一。氮、磷營養(yǎng)鹽的大量輸入并在水體中過量累積是導致富營養(yǎng)化發(fā)生的根本原因,同時,富營養(yǎng)化引起的藻華爆發(fā),對水質安全、人類健康、經濟發(fā)展、生態(tài)平衡以及社會穩(wěn)定等都造成負面的影響。目前很多研究都認為,即使湖泊外源氮、磷污染物輸入得到有效控制,由于長期累積的內源氮、磷污染物的再次釋放,水體富營養(yǎng)化狀態(tài)也很難逆轉,可見,控制水體內源氮、磷污染負荷迫在眉睫。

為避免實驗過程中偶然條件因素對整體實驗結果的影響,分別從預選條件的各實驗因素中選取高置信度區(qū)間內的條件值,作為復合材料確定條件,復合材料制備條件集合如表4所示。

對于氨氮吸附量,當煅燒溫度>400℃時,氨氮吸附量下降明顯,并在煅燒溫度為700℃時達到最低,為2。82mg·g-1,顯著低于其他溫度下的氨氮吸附量(P<0。01)。相關研究表明,適當的煅燒溫度可去除沸石孔道雜質和水分,增大沸石比表面積,提高其離子交換能力,進而提高其去除氨氮的能力,而過高的溫度會使得沸石失去羥基水,結構坍塌,微孔被破壞,降低其離子交換能力。賀銀海研究得出相似結論,在煅燒溫度為400℃時,氨氮去除率達到最高,為84%。

有研究表明,鑭改性沸石吸附效果明顯,但鑭作為稀土元素,價格昂貴,在批量生產中受到諸多限制。同時,鋁改性沸石置于富營養(yǎng)化水體后,鋁離子會釋放進入水體,進而對水生生物產生毒性,使水體有惡化的風險。