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。Zeolite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，即向黑臭底泥上覆蓋層狀物質(zhì)，同時傾入了氧化物質(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，最終達到阻止底泥污染物釋放和氧化分解底泥中污染物的目的。研究將CaO2覆蓋到泥水界面，在實驗期內(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驗研究CaO2和沸石的單獨使用以及聯(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)進行黑臭河道底泥修復(fù)提供工程指導(dǎo)與參考。

1、試驗部分

1.1試驗材料

試驗開展于黑臭河道，試驗所用沸石粉購于國投盛世承德科技股份有限公司，孔徑為25～30nm，CaO2購于某科技有限公司，白色晶體，無臭無味，有潮解性。

主要試驗儀器：大稱量電子秤；100，250，500mL的燒杯；1，5，10mL的移液管；溶氧儀；pH計；分光光度計等。

1.2試驗方法

黑臭水體原位開展試驗，本試驗設(shè)置1個空白對照組和3個試驗組，4個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。空白組不做任何處理；試驗組為：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)水樣進行檢測，檢測指標(biāo)有COD、NH3－N、pH和DO值。

2、結(jié)果與分析

在整個試驗周期內(nèi)，空白組的COD值整體都高于試驗組的值，在整個試驗過程中，COD的值一直維持在較高水平，中后期維持在57mg/L左右。試驗過程中，各實驗區(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。

在整個試驗過程中，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天時達到最大值。

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，氨氮的含量明顯低于其余兩組的原因。單獨使用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，這說明單獨使用CaO2有一定的時效性，過了時效期后對氨氮的處理效果就會變差，本試驗的效果轉(zhuǎn)變期為6d左右。

整個試驗過程中，各試驗組和空白組的pH值的變化規(guī)律較一致，并且各個時間節(jié)點的數(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，不會造成施用水體的環(huán)境的劇烈變化。

由在整個試驗過程中，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，其中單獨使用CaO2效果更佳，使用效果有一定的時效性，過了時效期后對DO值的提升效果就會變差，本試驗的最佳效果期限為5d左右。

CaO2釋氧性和氧化性的反應(yīng)式如下：

2CaO2+2H2O→2Ca(OH)2+O2↑(1)

CaO2+2H2O→Ca(OH)2+H2O2(2)

3、結(jié)論

1、CaO2單獨使用以及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租用。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效性，過了時效期后對DO值的提升效果就會變差，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驗室小試實驗綜合比對確認得出。