CN1245478C

CN1245478C - 沿岸海底土及水质的改善剂

Info

Publication number: CN1245478C
Application number: CNB021298866A
Authority: CN
Inventors: 梁汉春
Original assignee: RYANG HAN CHUN
Current assignee: RYANG HAN CHUN
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2022-08-20
Also published as: KR20040000774A; KR100477316B1; CN1465652A

Abstract

本发明涉及用于沿岸养殖渔场的污染海底土及水质的改善剂，具体地说，对长期养殖引起的养殖场周围沿岸水域的酸性海底土，布洒“海底土及水质的改善剂”，改善成碱性土质，恢复污染沿岸渔场的生产能力，并消灭污染海经常发生的赤潮现象。本发明的海底土及水质的改善剂，其特征是对上述污染沿岸水域海底的海底土布洒由以氧化镁和钙为主成分的白云石(dolomite，浓度范围内的碱性为pH 8.0～8.1)与生石灰、消石灰及贝壳粉等石灰类物质混合得到的水质及海底土改善剂，中和后使沿岸水域的海水和海底土适合于生物生长，恢复碱性土质，改善水质和海底土环境，使其适合于水生生物的繁殖，并消灭频频发生的赤潮现象。

Description

沿岸海底土及水质的改善剂

技术领域

本发明涉及沿岸海底土及水质的改善剂，即以本发明的申请人及发明人在2001年7月4日申请的韩国专利申请第10-2001-0039825号的标题为“沿岸海底土及水质的改善剂”为基础，考虑到其所含成分“黄土”因资源枯竭趋势不能按时对所需地域顺利提供，并且新发现了对海底土及海水质的净化功能比黄土优秀的以氧化镁和钙为主成分的碱性白云石(dolomite，浓度范围内的碱性为pH8.0～8.1)，新改进发明了以白云石代替黄土的沿岸海底土及水质的改善剂。该改善剂布洒在污染沿海，可中和已酸性化的海底土及水质，将其还原为碱性土质，恢复污染沿岸渔场的生产能力，并在白云石中混合生石灰、消石灰及贝壳粉等石灰物质，防止频频发生的赤潮现象。

现有技术

目前为止改善沿岸海底土所使用的方法是在污染海底布洒黄土后翻土的方法以及在海表面大量布洒黄土的方法。

但，使用黄土的土质改善方法需要大量的黄土，而且改善效果只能保持1～2年，且产生二次污染。

目前在发生赤潮时，只使用黄土，而且需使用大量黄土才能消灭赤潮，即需要布洒大量黄土，而黄土为酸性物质，增大黄土的布洒量时，pH下降到6.8，使海底土变为酸性，黄土的粘性特点使分解的黄土微粒(粒子大小为0.002～0.005mm)混合到海底土中时，在海底土表面形成粘膜层，妨碍海底表面的水渗透，切断供氧，因此海底土的厌氧促进酸性化，造成二次污染。

本发明的申请人及发明人在2001年7月4日申请的韩国专利申请第10-2001-0039825号中提出的含黄土的海底土及水质改善剂，其使用量为只含黄土的改善剂的使用量的1/20，并且在改善剂中混合30～50％的黄土是为了防止改善剂的主成分---生石灰和消石灰布洒到水中时沉淀到海底土表面产生硬化现象。

但，新提出的以白云石为碱性物质，与生石灰和消石灰混合作为改善剂时，其使用量是黄土使用量的1/2，改善剂中白云石的含量为20～30％，也会增大碱性，因此可防止生石灰和消石灰硬化现象，同时提高赤潮消灭效果。

另外，以往以黄土为主成分的海底土及水质的改善剂，因黄土的资源枯竭趋势，黄土的分布根据地域不同而不同，因此存在不能按时顺利地提供黄土的问题。

发明内容

本发明为解决以往的问题，提供了沿岸海底土及水质的改善剂，其特征是代替黄土使用白云石，白云石的布洒量只是只含黄土的土质或水质改善剂的1/30，而其布洒效果更好；而且，改善临海工业的发展和临海城市的扩大及沿岸渔场的过饱和引起的沿岸海底土及水质的污染，对海洋生物提供良好环境；并消灭频频发生的赤潮现象，最大限度减少养殖场的损失。

本发明的重要特征是将以氧化镁和钙为主成分的白云石(dolomite，浓度范围内的碱性为pH8.0～8.1)与生石灰、消石灰和贝壳粉等石灰物质混合制造改善剂。

白云石的主成分氧化镁具有在水中吸附其他物质的性质，因此白云石溶解在海水中时，溶出镁离子，吸附、凝集并破坏赤潮生物细胞。海水的平均pH是7.5以上，白云石溶解于海水时海水的pH是8.0以上，上升为碱性，阻止海水的酸性化，而且白云石与生石灰或消石灰混合时，上升为强碱性，由此防止赤潮，提高海底土改善效果。

生石灰(CaO)是白色无定形物质，是由碳酸钙煅烧制备。

生石灰放置在空气中时，吸收水和二氧化碳，形成氢氧化钙和碳酸钙，而且与水作用产生高热，并形成氢氧化钙，水的pH上升为强碱性。

消石灰[Ca(OH)₂]是生石灰与水作用得到的白色粉末，消石灰的水溶液叫做石灰水，pH为强碱性，但比生石灰的碱性低。

贝壳粉以X射线灰质分析法进行成分分析的结果，98％以上为钙，具有类似于生石灰的分子结构。贝壳粉投入海水中时，与海水中的镁离子反应，粒子的表面形成粘性的氢氧化镁吸收层，并凝集沉淀，对海水和海底土供给钙，由此保持pH8.0以上的碱性。

另外，在生石灰、消石灰、白云石以及贝壳粉等中含有的钙，抑制海底土及海水中磷、铁等的溶出，消除硫化氢，并有力防止因绿藻类、蓝藻类、硅藻类、鞭毛藻类等产生的赤潮。

特别是，沿岸海底土中含有的磷包括无机磷和有机磷，污染沿岸海底土中无机磷的含量多，而有机磷因难分解，很少溶解在水中，相反无机磷容易溶解在水中，成为富营养化的很大原因。

无机磷与黄土的主成分铁、铝结合，形成Fe-P，Al-P，与石灰类物质结合，形成Ca-P等。Fe-P，Al-P在好氧性环境下安全，而在无氧气的厌氧性环境下以游离磷状态溶出水中。Ca-P相对来说与氧气存在无关，有钙时，结合成Ca-P状态，因此水中布洒石灰类改善剂或使用海底土改善剂，可提高水中和海底土中钙的含量，由此减少水中的磷，预先防止赤潮发生。

另外，钙多时，置换铁，大部分形成Fe(OH)₃，可除去海水中游离铁和海底土中溶出的铁，可消除“赤潮生物增植促进物质”，由此抑制赤潮生物的增殖。

具有如上效果的白云石与石灰类物质---生石灰、消石灰及贝壳粉按一定比例混合使用，可改善海底土和水质而对沿岸水生生物无害。

附图的简要说明

图1表示试验水槽中布洒黄土后的赤潮生物生存量比较试验图。

图2表示试验水槽中布洒的黄土混合浓度的比较试验pH图。

图3表示试验水槽中布洒生石灰后的赤潮生物生存量图。

图4表示试验水槽中布洒的生石灰混合浓度的pH图。

图5表示试验水槽中布洒消石灰后的赤潮生物生存量图。

图6表示试验水槽中布洒的消石灰混合浓度的pH图。

图7表示试验水槽中布洒白云石和生石灰混合物后的赤潮生物生存量图。

图8表示试验水槽中布洒的白云石和生石灰混合物混合浓度的pH图。

图9表示试验水槽中布洒的白云石和消石灰混合物混合浓度的pH图。

具体实施方式

下面举实施例说明。

将30～50重量％的白云石和50～70重量％的破碎成2mm以下大小粒子的贝壳粉进行混合、熟化得到的“海底土及水质改善剂”，使用于海底土化学需氧量(COD)为10mg/g-dry以下的优质海底土，并使用于需要再降低海底土化学需氧量(COD)来提高水生生物资源量的沿岸水域。

将30～50重量％的白云石和0～30重量％的破碎成2mm以下大小粒子的贝壳粉以及30～60重量％的消石灰进行混合、熟化得到的“海底土及水质改善剂”，使用于海底土化学需氧量(COD)为10～19mg/g-dry的海底土，使用目的为把生存有有用低级生物，但资源量减少的海底土的化学需氧量(COD)降低到5mg/g-dry以下，恢复生产能力。另外，绿藻类、硅藻类等引起的无毒性赤潮生物大量产生时，上述贝壳粉的粒子大小改为1mm以下的小粒子，将0～30重量％的贝壳粉、30～50重量％的白云石和30～60重量％的消石灰进行混合并布洒，由此有效消灭无毒性赤潮。

将30～50重量％的白云石和0～30重量％的破碎成2mm以下大小粒子的贝壳粉以及30～60重量％的生石灰进行混合、熟化得到的“海底土及水质改善剂”，使用于海底土化学需氧量(COD)上升为20mg/g-dry以上，且不能生存有用低级生物并且生产能力极低的水域，使海底土化学需氧量(COD)降低到5mg/g-dry以下，恢复生产能力并消除海水的恶臭。蓝藻类和Cochlodinium等黄色鞭毛藻类引起的毒性赤潮生物发生时，上述贝壳粉的粒子大小改为1mm以下的小粒子，将0～30重量％的贝壳粉、30～50重量％的白云石和30～60重量％的消石灰进行混合并布洒，由此有效消灭赤潮。

如上所述，使用本发明的海底土及水质改善剂，可得到海底土化学需氧量(COD)为5mg/g-dry以下的碱性优质土，消灭赤潮生物，保持良好水质，改善海底土和水质的环境。

上述使用白云石和石灰类物质的赤潮生物消灭试验如图1至图9所示。

1、赤潮生物试剂及试验水槽

将溶解有大韩民国全罗南道丽水市突山邑栗林里海上发生的Cochlodinium赤潮生物的海水，搬到实验室，放入25L(44cm×3cm×5cm)的试验水槽。

2、试验方法

用于赤潮生物消灭试验的物质是白云石、生石灰和消石灰，比较试验中使用黄土，比较消灭效果，吸附、凝集、分解和沉降反应时间是通过生石灰布洒水槽时粒子几乎全部沉降的时间来确定，其时间为4分钟左右，因此试验中赤潮生物消灭反应处理时间定为生石灰旧试验条件的4分钟。

试验中使用的赤潮消灭剂的量设定为生石灰0.1g/L，0.2g/L，0.3g/L，0.4g/L，消石灰0.2g/L，0.3g/L，0.4g/L，0.5g/L，进行第一次试验，并根据其结果，进行第二次试验，即在装入赤潮生物溶解水的水槽中混合白云石和石灰物质后，4分钟内测定pH，试验水温为24.0～24.1℃。

白云石的布洒量增大到饱和状态，pH也不超过8.0～8.1的碱性，而将贝壳粉混合在海水中时，也不会对海水的pH产生影响，因此单独使用时没有赤潮消灭能力，为此省略第一次试验。使用黄土的赤潮生物生存量比较试验，设定1g/L，3g/L，5g/L，7g/L区来实施。

在第二次试验中也把赤潮生物消灭反应时间设定为4分钟，白云石、生石灰和消石灰混合进行，白云石浓度为0.1g/L～0.3g/L，生石灰浓度为第一次试验中确定消灭效果的0.1g/L，0.2g/L，0.3g/L，0.4g/L，进行混合，而消石灰和白云石的混合试验，与生石灰的试验区一致，白云石浓度设定为0.1g/L～0.3g/L，消石灰浓度设定为0.2g/L，0.3g/L，0.4g/L，0.5g/L。

另外，试验中使用的赤潮生物浓度为每1mL海水含有2000～2400个体，赤潮消灭剂布洒并混合到试验水，4分钟时观察消灭状态。赤潮消灭试验中使用的赤潮生物的系数是从水槽中心取10mL试验海水，固定在浓碘溶液(Lugol液)并计算。

3、结果

a、布洒黄土时(比较试验)

图1表示，试验水槽中布洒黄土后的赤潮生物生存量比较试验图，图2表示，试验水槽中布洒的黄土混合浓度比较试验pH图。

溶解有赤潮生物的水槽中布洒并混合不同浓度的黄土后，4分钟内赤潮生物凝集沉降的结果如图1所示，即混合黄土之前的试验水槽内赤潮生物密度为2000～2400个/mL，pH为7.8，在1g/L区和3g/L区没有或很少有沉降反应。

黄土的5g/L区中的赤潮生物的密度为2400个/mL，但布洒并混合后4分钟时变为2000个/mL，其凝集沉降个数为400个/mL，因此消灭效果为16.7％。此时，pH如图2所示酸性变强，pH下降到7.3。黄土的10g/L区中的赤潮生物的密度为2100个/mL，但布洒并混合后4分钟时变为1600个/mL，其凝集沉降个数为500个/mL，因此消灭效果为23.8％。此时，pH下降到6.8，在该pH下海洋水生生物不能生存(在海水pH7.0以下时水生生物的生理机能被破坏，不能生存)。在5g/L以上的pH7.3以下的试验区，继续消灭并沉降，到20分钟后全部被消灭。如果只使用黄土，在4分钟内要100％消灭赤潮，需要20～30g/L以上的大量黄土。

b.图3表示，试验水槽中布洒生石灰后的赤潮生物生存量图。图4表示，试验水槽中布洒的生石灰混合浓度的pH图。

溶解有赤潮生物的水槽中混合0.1g/L，0.2g/L，0.3g/L，0.4g/L浓度的生石灰，4分钟分解沉降结果如图3所示，即0.1g/L区的赤潮生物密度为2400个/mL，混合后2300个/mL生存，其消灭效果为4.2％，pH如图4上升为9.2。

0.3g/L区的赤潮生物密度为2000个/mL，混合后400个/mL生存，其消灭效果为80％。0.4g/L区中分解沉降72.7％，赤潮消灭效果类似于0.3g/L区，pH上升为10.1。而且，随着生石灰的混合浓度增大，pH继续上升，上升到pH9.0以上，持续的试验中继续消灭(在海水pH9.0以上时水生生物的生理机能被破坏，不能生存)，5～10分钟几乎全部消灭，在所有赤潮消灭剂中最快结束反应。

c.布洒消石灰时

图5表示，试验水槽中布洒消石灰后的赤潮生物生存量图。图6表示，试验水槽中布洒的消石灰混合浓度的pH图。

溶解有赤潮生物的水槽中混合0.2g/L，0.3g/L，0.4g/L，0.5g/L浓度的消石灰，4分钟分解沉降结果如图5所示，即原先赤潮生物密度为2000～2300个/mL，在消石灰0.4g/L区中赤潮生物的生存个数为1600个/mL，其分解沉降效果为30.4％，pH如图6上升为9.5。消石灰0.5g/L区中生存1400个/mL，其消灭效果为39.1％，pH保持9.5，经过20分钟后pH9.0以上的试验区全部消灭赤潮生物。

d.混合并布洒生石灰和白云石时

图7表示，试验水槽中布洒白云石和生石灰混合物后的赤潮生物生存量图。图8表示，试验水槽中布洒的白云石和生石灰混合物混合浓度的pH图。

在第一次试验结果中了解到生石灰和白云石具有凝集和分解沉降反应性能，因此混合生石灰和白云石，进行第二次试验，白云石的pH8.0～8.1，即使增加布洒浓度，也不会增大pH，因此设定保持pH8.0的最低浓度0.1～0.3g/L。而生石灰分为0.1g/L，0.2g/L，0.3g/L，0.4g/L等4个区。与白云石混合的试验结果如图7所示，即白云石0.1g/L和生石灰0.1g/L混合区中，赤潮生物的分解沉降不明显；而白云石0.1g/L和生石灰0.2g/L混合区中，原先赤潮生物密度2400个/mL在混合后4分钟时的消灭效果为20.8％，pH如图8所示在生石灰0.1g/L区上升为9.3，在生石灰0.2g/L区上升为9.8，表示强碱性；白云石0.2g/L和生石灰0.3g/L混合区中，原先赤潮生物密度2400个/mL在混合后4分钟只生存200个/mL，消灭效果为91.7％；白云石0.3/L和生石灰0.4g/L混合区中，100％分解沉降，此时的pH为10.1。

e.混合并布洒消石灰和白云石时

图9表示，试验水槽中布洒的白云石和消石灰混合物混合浓度的pH图。

如图5的消石灰单独使用试验区，消石灰0.5g/L区中赤潮生物生存量为1400个/mL，其消灭效果为39.1％。另外，消石灰单独使用试验区0.5g/L中pH9.5，白云石0.3g/L和消石灰0.5g/L混合区中pH上升为9.7，而在pH9.0以上的试验水槽中10分钟内可全部消灭赤潮生物。

白云石、生石灰和消石灰等的消灭赤潮生物的一个特性是将“水质及海底土改善剂”混合到海水的最初几分钟内产生的化学反应，因此pH变化迅速，pH急剧上升到9.0以上强碱性，使分布赤潮生物的海表层生理上不可能生存水生生物。黄土随着浓度增加，pH变为酸性，接近pH7.0开始产生赤潮生物分解反应，但即使增加黄土量到饱和状态，pH只下降到7.0左右，因此相对黄土的布洒量比较，赤潮生物消灭效果小。而石灰类物质随着浓度增加，上升为强碱性，可上升到pH10.0以上，pH接近9开始产生赤潮生物的分解作用。pH上升9.0以上后和pH下降7.0以下后(布洒黄土时海水的pH不会下降到6.8以下)，如果持续酸性或碱性，虽然分解消灭时间上有差异，但赤潮消灭继续进行，其中消石灰和生石灰与白云石的混合区中pH的碱性上升，并根据其强碱性，对赤潮生物的生理机能产生致命的影响，因此赤潮消灭效果提高，此外，与pH的作用相同，因为改善剂的物理化学特性的吸附、凝集力很大。

发明的效果

如上所述，本发明中白云石与生石灰、消石灰及贝壳粉等石灰类物质混合的“海底土及水质改善剂”，布洒沿海，可消除沿海的磷和铁成分，防止赤潮发生，而且即使发生大量赤潮，使用量为只含黄土的土质或水质改善剂的1/30，布洒沿海，可在不影响环境或沿岸水生生物下，分解沉降赤潮生物，保持干净的沿岸海底土和水质。

另外，对污染沿岸海底土的改质，使用混合有白云石的海底土改善剂，使用量为只含黄土的土质或水质改善剂的1/30，也可降低海底土的化学需氧量(COD)为5mg/g-dry以下，恢复良好的碱性海底土。

Claims

1、沿岸海底土及水质的改善剂，其特征在于是由30～50重量％的白云石和50～70重量％的粒子大小为2mm以下的贝壳粉进行混合、熟化而制成。

2、沿岸海底土及水质的改善剂，其特征在于是由30～50重量％的白云石和0～30重量％的粒子大小为2mm以下的贝壳粉以及30～60重量％的消石灰进行混合、熟化而制成。

3、沿岸海底土及水质的改善剂，其特征在于是由30～50重量％的白云石和0～30重量％的粒子大小为2mm以下的贝壳粉以及30～60重量％的生石灰进行混合、熟化而制成。