快速提升水体自净能力和无毒污染物的资源化 ——浅谈地矿型水体演替促进剂

   教科书认为水体存在物理自净、化学自净、生物自净等三种方式，但在地层微化石研究和实际工作中，我们时常遇到水体受到有机物污染发黑臭、蓝藻现象难以快速自净且极易复发的痕迹或现象，在养殖业尤为明显，而且，污染情况相似的情况下，不同自然、人文地理条件下自净能力出现很明显的差异。

显然，这里存在着理论的欠缺有待发现，不适合简单地用哲学式的含糊语言，否则无法进行工程化推导估算。

基于陈楷翰广义生态工程学雏形学科基础上，针对人类历史上长期开发利用地区的水体状况提出了地矿耦合自净理论，并研发了3类地矿新水体进展演替促进剂，用于高速提升水体自净能力和无毒污染物的资源化。

1. 水体应急工程复合矿剂。

2. 水体养护和养殖饵料兼用复合矿剂

3. 城市与景观园林水体、土地等自净兼雕塑材料矿剂。

该研究在生态学家李比希的最小因子定律基础上，为解决最小因子定律的两个前提：1环境状态严格稳定，物质和能量的输入输出平衡；2因子相互作用，不能有补偿作用，陈楷翰加入了大量系统动力学热力学和景观生态学内容， 形成理论组，将其通称为李比希——进展演替理论组并逐渐将用于水土沙山田林草工程化运用。

   

系列地矿型水体演替促进剂是本司基于地矿耦合自净理论创建基础上， 生产出的一系列通用产品，目前常用1,2型主要原料成分为多种地质矿物和微量元素、日用菌群、蒙藏汉保健药成分，是一种缓溶型改性材料，白鼠食用监测合格，除了可用于水体初步治理和维护、动物热瘟外，还用于开口饵料的量产。

目前在河湖水体治理工程和动物热毒治疗上已获得大量成功经验，该理论被国内外关注。与目前国际上采用类沸石、光催化剂、吸附性粘土矿物等等传统环境化学思路相比存在明显优势在于，不仅同时具备了很强的吸附能力和长期的作用能力，而且拥有特有的催化诱发生态系统进展演替的能力，而不是复合矿物本身在单一起环境自净功能，更不是单一作用于水体优化，这一特点是目前国际空白点。

第3型功能与结构较为复杂，主要市场在人居聚落景观文化要求比较高的较发达地区，可用于制造功能性的园林雕塑和园林材料制品，也用于园区造景污染土地修复和海绵改造，有较强的环境自净能力。根据目前园林雕塑出口需求调查资料看，由于尚无替代与竞争产品，应当存在着惊人的市场，目前尚未开拓。

 

使用方法：

一型：一般在水温高于15摄氏度以上使用。复合剂呈粉末状态，避潮保存。使用时通常用双氧水或曝气使氧化还原电位高于100mv后，依照污染情况按照0.1-0.5%水量用量的标准加入地矿型水体演替促进剂的浆料，浆料要求现配速用浓度一般在5%-20%。 双氧水/曝气使氧化还原电位高于100mv，可发现水体混白，蓝藻和黑臭物质开始逐渐聚团下沉，重金属游离离子迅速被捕捉稳定，三日左右变得较为清澈。这一阶段的典型指标特点是，磷酸根离子迅速下降到0.5ppm左右（这点类似镧盐捕磷剂但成本明显下降，且没有镧毒），COD迅速下降35-70%（不同水质不一样），浮泥出现明显压缩现象，水体色度明显优化。

大约7-15天开始出现大量小球藻，底泥明显压缩并稳定，黑臭蓝藻感官上基本不存在，水体电位和溶解氧明显升高，总氮开始下降。此时需要绝对保障曝气，否则可能出现阴天泛塘现象使修复减慢。请注意，氨氮处理是短板，因为它依靠菌藻的作用来降低的，因此可容许菌团挂膜并用。如果依靠投入亚硝酸盐、强氧化剂等脱氮对水生态破坏性较大，沸石粉类则易失效。

20天后水体出现大量轮虫枝角桡足类饵料动物，可适度捕捞出售抵消成本。此时开始进入较为稳定的进展演替时期，水质和底泥区均开始进展演替。水质优化到适合时放入鱼虾类、大型水生植物，构建起适合的生态系统，即可自行运行，通常数月后可发现水体、底泥、水岸均出现明显的优化现象。

对于非封闭水体，或者底泥相当厚的封闭水体，由于较长时间内有污染的持续进入，为降低人工成本，通常我们用二型复合矿进行水体维护，一型矿用于应急治理。由于二型矿可以是各种形状物料，因此悬挂在水中、作为外源与水体的渗滤坝材料、作为水岸材料等都很方便，容易实施低痕维护。

水质处理前后的对比（见下图）

一型料有两个变种，一种是沉底后较为松软的，一种稍贵但会在水下固化，分别应对与不同水文状况下的河湖治理，第二种往往和二型、片块状填料如砖、贝壳、钢渣、炉渣等

复合使用，以抵抗强水流的破坏。 

二型：                           一

一般在一型使用后，加挂二型用于长期的维护作用，以抵御污染物的继续进入保障生态系统的优化状态，若只单独用二型挂矿亦可，但治理速度较缓慢。 

二型治水时往往和水草蔬菜、养殖、投菌等方法组合使用。尤其在治理养殖尾水、生活污水黑臭河涌、农村水沟中，因其一公斤大约可生产出三公斤的小球藻、轮虫、枝角桡足等鱼虾贝开口饵料，创造利润相当明显，因此较多被使用。                            二

对捕捞待运的淡化养殖鱼虾，在储运时加入0.2-0.5^%的矿剂，可以明显延长运输时间，且虾的透明度、粘液去除、活力等明显优于传统鱼虾。但由于养殖健康条件不一样，买方需要预先做小规模实验确定。

                            三

对养殖池（繁殖池用量0.1%）投放0.2-0.5%，矿料消失后及时补加，正常供气，可使水体以小球藻硅藻为主，底泥物化性能和生态性能明显改良，水体透光度明显提高，虾类的脱壳、保肝功能明显提升，同时水质底泥优化后可大量减少供气电费。鱼类有待试验。也可脱壳前及大虾期间才投放保虾，提高养殖收效，后期单独的野化场涉及技术多，需要我方配合设计施工。

                           四

养殖陆生动物出现热瘟时按照体重0.05%左右拌料服用，视情况加减，以退热毒，较快出现多屎尿、多饮水现象为正常状态。

 

                           五

常规水体养护，可见网兜装入碎矿料，放在推流器或曝气机旁边，即可非常缓慢地溶解，一方面碎矿料导致水体中有机物胶体和磷酸盐的微絮凝，一方面激活菌藻和浮游动物，使其数量大量增加，从而达到大量利用有机物和菌藻的能力。用此方法可极明显降低水体维护成本，和加速自我修复紧急排污后的水体。该矿药往往和渗滤坝、柔性微湍流网合用，用于明显减少污染的扩散。

                         

三型 即将投产。

作者：陈楷翰  1971年1月生，男，高级实验师，厦门大学化学系分析专业毕业，是泉州市突发环境事件处置专家组成员，主要研究方向有陶瓷成型、环境材料与工艺。主要研究领域：

经典生态工程学学科及材料成型。对自然生态--产业生态--文化生态进行系统性的关联研究。