CN103232098B - 一种提高pac改性粘土消除海洋褐潮效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高聚合氯化铝（PAC）改性粘土消除褐潮效率的应用方法。在利用PAC改性粘土材料消除褐潮时，需要以褐潮发生区海水为预分散剂，将该材料预分散形成悬浊液，然后喷洒到褐潮水体表面。本发明是在发现了硫酸根离子是预分散剂中影响PAC改性粘土材料实际应用效果的关键因素后提出的。该方法是在海水预分散剂中加入含易与硫酸根离子结合的材料，降低海水预分散剂中的游离态硫酸根离子的浓度来实现PAC改性粘土高效去除褐潮藻的效果。通常硫酸根离子浓度降为自然海水中的1/2～1/100倍时效果最佳。
Description
技术领域
本发明属于海水藻类污染的处理方法，具体为一种提高PAC改性粘土消除海洋褐潮效率的方法。
背景领域
赤潮是近海常见自然灾害，褐潮是近年来在我国渤海海域新出现的、由一些微微型藻类导致的新型赤潮。从全世界统计来看，渤海海域是继美国东部沿海、南非之后的第三个出现褐潮灾害的区域。初步研究发现，褐潮暴发时水体透明度显著降低，水体呈明显的褐色；该类赤潮对滤食性贝类有明显危害，可导致该类经济生物的滞长和死亡，给水产经济带来毁灭性破坏。研发有效的褐潮防治方法对于保护海产经济、维护海洋生态健康和环境安全具有重要意义和迫切需求。
天然矿物絮凝法被认为是最有发展前景的赤潮防治方法，受到国际社会的广泛关注。在美国、日本、韩国、澳大利亚和我国等受赤潮危害较大的国家，针对各种矿物去除不同种赤潮生物的有效性，国内外科学家开展了大量研究，发现了粘土是一类有效的赤潮消除材料。在上一世纪九十年代，中国科学院海洋研究所的俞志明研究员等针对天然粘土矿物凝胶性质差、使用量大等不足，提出了旨在提高其絮凝效率的改性粘土法，受到国内外专家的广泛推崇。国际著名赤潮问题专家、联合国政府间海委会赤潮工作组主席安德森教授，在国际著名杂志“自然”发表文章介绍了这一成果，2002年该成果被收录于联合国教科文组织和APEC联合出版的“有害赤潮监测与管理”一书中，成为目前国际上有害赤潮治理的指导性方法。
在粘土中引入聚合氯化铝（PAC）阳离子聚电解质是常用的粘土改性方法。近年来的研究表明，PAC改性粘土是一类方便易用、价廉有效的赤潮消除材料，先后在国内外的许多现场实验和应用中被推广。大量实践发现，该类材料对常见赤潮非常高效，但对于近年来出现在渤海海域的褐潮的消除效率还不理想，仍未达到大范围使用的要求。
湿法喷洒是当前采用改性粘土材料消除各种赤潮的唯一实用技术。在该过程中，一般是就地取水将改性粘土材料预先同水混合形成一定浓度的悬浊液，然后再借助必要的机械手段将其分散到赤潮水体表面。在这个过程中，当PAC改性粘土与水体预混合时，水中离子会对改性粘土颗粒的絮凝过程有明显影响，进而会影响到该材料消除赤潮的效率。已有的改性粘土实际应用效果发现，在改性粘土法消除细胞稍大的微型藻赤潮时该离子效应并不明显；但对于密度更高（可达到109个/L）、细胞更小（仅有几微米）的微微型藻暴发形成的褐潮，该离子效应表现的非常突出，导致现有改性粘土法消除褐潮的效率很低。
由于在实际消除发生在海洋中褐潮时，海水仍是最经济可用的改性粘土预分散剂。因此，如何克服海水中离子对絮凝过程的影响是有效发挥改性粘土消除褐潮能力的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高改性粘土消除褐潮效率的方法。
本发明的技术方案如下：
一种提高PAC改性粘土消除褐潮效率的方法，采用游离态硫酸根离子浓度低的海水预分散PAC改性粘土，消除海水中硫酸根离子对PAC改性粘土预分散的影响，从而实现PAC改性粘土高效消除褐潮的性能。
将作为改性粘土预分散剂的海水中加入可与硫酸根离子形成沉淀或形成稳定络合物的材料，从而降低水体中的游离态硫酸根离子浓度，而后预分散PAC改性粘土，可以有效降低了海水中硫酸根离子对PAC改性粘土预分散的影响，从而实现PAC改性粘土高效消除褐潮的性能。
与硫酸根离子形成沉淀或形成稳定络合物的材料为不同形态的可在水体中解离后提供铝或钡离子的化合物或复合物。
在水体中解离后提供铝或钡离子的化合物或复合物为氯化铝、聚合氯化铝、氯化钡或硝酸钡。
将水体中的游离态硫酸根离子浓度降低至盐度3%自然海水中硫酸根离子浓度的1/2～1/100倍时效果最佳。
所述的消除海水预分散剂中硫酸根离子对PAC改性粘土预分散的影响，可以通过在海水预分散剂中提前加入可以与水体中硫酸根离子形成沉淀或稳定络合物的材料，如不同形态的可在水体中解离后提供铝或钡离子的化合物或复合物等，用来降低海水中游离态硫酸根离子的浓度，通常海水中的硫酸根离子浓度降为盐度3%自然海水中硫酸根离子浓度的1/2～1/100倍时效果最佳。
本发明所具有的优点：
本发明方法方便、有效地扩展了PAC改性粘土的应用范围和易用性。特别是在应急治理褐潮类新型海洋灾害时，可以有效提高PAC改性粘土消除褐潮藻的效率，最大限度的发挥该材料的除藻能力。针对近年来褐潮灾害影响范围扩大，危害加深的现状，本发明可以有效提高改性粘土法治理各种赤潮的可用性和有效性，具有很好的推广价值。
具体实施方式
下面通过实施例说明本发明。
实施例1
海金藻类的抑食金球藻（Aureococcus anophagefferens）被认为是近年来导致渤海海域大面积“褐潮”的主要生物种。在天然海水中加入硫酸根离子沉淀剂或络合剂，降低水体中的游离态硫酸根离子浓度，消除硫酸根离子对PAC改性粘土絮凝的影响。而后利用处理过海水作为PAC改性粘土的预分散剂，配成一定浓度的悬浊液，加入藻液中去除褐潮藻。
具体实施，在盐度为3%天然海水中加入氯化钡至终浓度为0.02g/L，搅拌15min，随后以该处理过的海水作为预分散剂配制成50g/L的PAC改性粘土悬浊液，均匀喷洒到抑食金球藻藻液表面，2.5h后水体内抑食金球藻的去除率为85%。而直接用盐度为3%天然海水预分散的相同浓度的PAC改性粘土悬浊液去除褐潮藻效率仅为35%。
实施例2
具体实施，在盐度为3%天然海水中加入硝酸钡至终浓度为0.05/L，搅拌15min，随后以该处理过的海水作为预分散剂配制成50g/L的PAC改性粘土悬浊液，均匀喷洒到抑食金球藻藻液表面，2.5h后水体内抑食金球藻的去除率为85%。而直接用盐度为3%天然海水预分散的相同浓度的PAC改性粘土悬浊液去除褐潮藻效率仅为35%。
实施例3
具体实施，在盐度为3%天然海水中加入聚合氯化铝至终浓度为0.03g/L，搅拌15min，随后以该处理过的海水作为预分散剂配制成50g/L的PAC改性粘土悬浊液，均匀喷洒到抑食金球藻藻液表面，2.5h后水体内抑食金球藻的去除率为85%。而直接用盐度为3%天然海水预分散的相同浓度的PAC改性粘土悬浊液去除褐潮藻效率仅为35%。
Claims (2)
1.一种提高PAC改性粘土消除褐潮效率的方法，其特征在于：采用游离态硫酸根离子浓度低的海水预分散PAC改性粘土，消除海水中硫酸根离子对PAC改性粘土预分散的影响，从而实现PAC改性粘土高效消除褐潮的性能;
将作为改性粘土预分散剂的海水中加入可与硫酸根离子形成沉淀或形成稳定络合物的材料，从而降低水体中的游离态硫酸根离子浓度，而后预分散PAC改性粘土，可以有效降低海水中硫酸根离子对PAC改性粘土预分散的影响，从而实现PAC改性粘土高效消除褐潮的性能;
与硫酸根离子形成沉淀或形成稳定络合物的材料为不同形态的可在水体中解离后提供铝或钡离子的化合物或复合物;
将水体中的游离态硫酸根离子浓度降低至盐度3%自然海水中硫酸根离子浓度的1/2～1/100倍。
2.如权利要求1所述的提高PAC改性粘土消除褐潮效率的方法，其特征在于：在水体中解离后提供铝或钡离子的化合物或复合物为氯化铝、聚合氯化铝、氯化钡或硝酸钡。
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