改性黏土治理赤潮技术规范

改性黏土治理赤潮技术规范范围本文件规定了采用改性黏土治理赤潮的赤潮监测、材料与装备储备、治理作业、效果监测与评估等技术要求，描述了相应的证实方法。本文件适用于改性黏土治理赤潮灾害的组织与实施。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T12763.6海洋调查规范第6部分：海洋生物调查GB/T16597冶金产品分析方法X射线荧光光谱法通则GB17378.7海洋监测规范第7部分：近海污染生态调查和生物监测GB/T19077粒度分布激光衍射法GB/T30743赤潮灾害处理技术指南GB/Z42353Zeta电位测定操作指南HY/T069赤潮监测技术规程DB37/T4091海洋环境在线监测系统建设指南术语和定义下列术语和定义适用于本文件。赤潮redtide海洋中的一些微藻、原生动物或细菌在一定环境条件下暴发性增殖或聚集达到某一水平，对海洋中其他生物产生危害的一种生态异常现象。注：目前国际上统称为有害藻华，通常多数为红色，但也会因为生物种类不同产生其他颜色，有些可能无色。改性黏土modifiedclay以高岭土、蒙脱土等天然黏土为基础材料，经过化学、物理和生物等方法处理后得到的一类绿色环保、高效治理赤潮的功能材料。赤潮监测redtidemonitoring在实施赤潮治理时，为掌握暴发赤潮的生物类型、影响范围、危害方式、发展趋势及受灾区域环境特征等信息，所采取的针对赤潮生物与暴发环境的监视和监测行动。消除率removalratio赤潮生物密度在治理作业前后的差值与赤潮治理前密度的比值。注：消除率以百分率表示。湿法喷洒wetspraying将改性黏土粉体与水混合成一定浓度的悬浊液，均匀散布到暴发赤潮水体表面的治理作业方法。改性黏土治理赤潮流程改性黏土治理赤潮流程由赤潮监测、材料与装备储备、治理作业和效果监测与评估等步骤组成，见图1：改性黏土治理赤潮流程赤潮监测在实施治理行动前，应监测暴发赤潮的生物种类、密度和规模等，为材料与装备储备的选择和治理作业方案的确定提供必要的基础信息。材料与装备储备改性黏土质量材料组分经改性处理后获得的改性黏土材料应以铝硅酸盐为主要组分，主要氧化物的质量百分数应为：氧化铝（Al2O3）大于等于30%、氧化硅（SiO2）小于45%。材料性质颗粒表面应呈正电性，电动电位（Zeta电位）应大于等于10mV，颗粒粒径（D90）应小于等于40μm，中值粒径（D50）应小于等于25μm。环保要求在消除赤潮、降低富营养化症状的同时，该材料对治理水域不应产生任何额外污染。改性黏土储量全面消除赤潮的储量当暴发水域的赤潮需要全面消除，按照公式（1）估算改性黏土储备量；Q……………（1）式中：Q——改性黏土总用量，单位为千克（kg）；α——作业频次，取值1～5（赤潮越严重，作业频次取值越大）；S0——赤潮影响海域面积，单位为平方米（m2）；——单位面积赤潮治理所需改性黏土量，常见赤潮治理推荐的Â值为4～10，单位为克每平方米（g/m2）。部分消除赤潮的储量当暴发水域的赤潮需要部分消除，按照公式（2）估算改性黏土储备量：Q……………（2）式中：Q——改性黏土总用量，单位为千克（kg）；α——作业频次，取值1～5（赤潮越严重，作业频次取值越大）；Sc——赤潮治理作业区的面积，单位为平方米（m2）；β——潮流影响系数，取值1或2（若作业区一侧受潮流往复影响，取值1；若作业区位于潮流往复运动中心，取值2）；L——潮程，单位为米（m）；B——Sc范围内海平面垂直潮流方向的最大宽度，单位为米（m）；——单位面积赤潮治理所需改性黏土量，常见赤潮治理推荐的Â值为4～10，单位为克每平方米（g/m2）。喷洒装备专用喷洒装备应具备储料、混料和喷洒等功能单元，满足改性黏土湿法喷洒时添料、混浆和高压喷洒的机械化连续作业需求，能用于船只、浮筏等水上作业平台和陆地、岸边等非移动性平台。具备自动化作业功能的喷洒装备还应具有中控系统，以自动调节改性黏土的混料量与喷洒作业速度。简易喷洒装备应借助水泵、混合桶、水管和喷枪等常见器材，组装成可连续混料的喷洒装备。喷洒装备的选择应根据赤潮治理场景需求，选择喷洒装备类型。通常，对于作业水域面积大于1km2的赤潮治理，应优选专用喷洒装备实施现场作业；较小面积的赤潮治理，可以根据需要选用简易喷洒装备。治理作业实施方案治理作业前，应根据赤潮生物种类、密度、暴发规模和危害等信息，明确保护目标、治理范围，估算改性黏土的用量，准备现场实施的器械装备等，并根据具体场景确定治理策略和作业方式。治理策略如下：a）全面消除：消除暴发赤潮水域中的所有赤潮，该治理策略一般针对赤潮暴发面积不大、并且覆盖了所有需要保护的目标水域；b）部分消除：消除暴发赤潮水域中的部分赤潮，该治理策略一般针对大规模赤潮、并且赤潮覆盖面积远远大于所需要保护的目标水域。在此情况下，应将保护目标划为核心区，在核心区外再划出一定面积的缓冲区，用以阻挡赤潮入侵核心区：1）如果核心区有赤潮，则首先应消除核心区里的赤潮，并在缓冲区内不断作业，消除由周边海域扩散进来的赤潮生物；2）如果核心区是被外部大规模赤潮所包围，赤潮暂时没有扩散进核心区，则应不断消除在缓冲区里的赤潮，阻断外部赤潮向核心区的扩散。治理作业技术作业顺序应采用由赤潮生物XX度水体向低密度水体方向作业的顺序。连续喷洒采用湿法喷洒作业方式，首先应将改性黏土粉体与一定量的水预先混合成悬浊液（参照25g/L～125g/L），然后均匀喷洒到赤潮暴发海域。宜采用边配制、边喷洒的连续作业方式。该方式可以借助上述专用喷洒装备和简易喷洒装备实现。少量多次喷洒针对赤潮生物密度较高、水交换较差的水体，应在改性黏土使用总量不变的情况下，采取少量多次的现场实施模式，通常喷洒3次～5次、每次间隔15min～30min。效果监测与评估效果监测应监测治理后的赤潮生物密度变化，确定进一步的治理作业行动。效果评估确定评估时间应在喷洒改性黏土后的1h～3h开展治理效果评估。监测治理效果应收集治理作业前后水体内赤潮生物信息，计算赤潮消除率。评估治理效果应根据赤潮消除率评估治理效果，在实现治理目标后终止作业。以80%的消除率作为治理效果的参考值，如果消除率大于80%，可暂停作业，保持对目标海域赤潮的监测；出现赤潮反复，应继续实施治理作业，直至符合要求为止。证实方法赤潮消除率计算方法改性黏土的赤潮消除率按照公式（3）计算；R……………（3）式中：R——赤潮消除率，%；C0——治理作业前赤潮生物密度，单位为个每升（cellsC1——治理作业后赤潮生物密度，单位为个每升（cells赤潮监测方法单独或者综合利用遥感监测、在线监测以及采样分析等方法对暴发赤潮的生物类型、细胞密度、影响范围及危害等实施监测，按照GB17378.7、GB/T12763.6、GB/T30743、HY/T069和DB37