环境修复原理与技术-第5章 污染环境的植物修复原理
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环境修复原理与技术1.环境修复原理与技术简介环境修复,就是借助外界的作用力,使环境的某个受损的特定对象的部分或全部恢复成为原来初始的状态. 修复(remediation)本来是工程上的一个概念,顾名思义,它是指借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。
严格说来,修复包括恢复、重建、改建等三个方面的活动。
恢复(restoration)是指使部分受损的对象向原初状态发生改变;重建(reconstruction)是指使完全丧失功能的对象恢复至原初水平;改建(renewal)则是指使部分受损的对象进行改善,增加人类所期望的“人造”特点,减小人类不希望的自然特点。
污染环境的修复技术包括物理方法、化学方法和生物方法等三大类。
其中生物修复方法已成为环境保护技术的重要组成部分。
生物修复是利用生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。
包括:1.污染土壤的生物修复。
2.污染河流的生物修复。
3.污染湖泊的生物修复。
4.污染地下水的生物修复。
5.污染海洋的生物修复。
6.污染大气的生物修复。
7.固体废物污染的生物修复。
生物修复(Bioremedia tion)是环境工程领域刚刚兴起的一门新技术,用一种或多种微生物来降解土壤中的有机毒物,如农药、石油烃类和有机磷、有机氯等,使这类物质变成无毒的或变成二氧化碳,这个过程国际上叫“生物修复工程”。
目前已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。
广义的生物修复,指一切以利用生物为主体的环境污染的治理技术。
它包括利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤和水体中的污染物,使污染物的浓度降低到可接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质,也包括将污染物稳定化,以减少其向周边环境的扩散。
一般分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。
根据生物修复的污染物种类,它可分为有机污染生物修复和重金属污染的生物修复和放射性物质的生物修复等。
生态恢复技术的原理和方法当前,我们的生态环境面临着日益加剧的压力和损害,许多生态系统已经失去了原先的平衡和稳定性,导致了生物多样性的减少、土壤侵蚀、水源污染、气候变化等问题。
为了解决这些问题,生态恢复技术逐渐受到了广泛的关注和应用。
生态恢复技术的基本原理是借鉴自然生态系统的演替规律,通过植被恢复、土壤改良、引种适应、防治生物入侵等措施,重建、重构受损生态系统的结构和功能,尽可能使其回到原始状态,从而提高生态系统的自我修复能力,达到生态平衡和可持续发展。
那么,生态恢复技术的具体方法和措施是什么呢?下面就为大家简要介绍一下。
一、植被恢复植被恢复是生态恢复的核心环节,它可以通过引种适应、复绿、自然更新等方式实现。
具体地说,植被恢复可以采用以下措施:1、适应性引种。
生态系统中的植被往往受到环境因素的制约,而很难在短时间内自然繁殖并生长起来。
因此,适应性引种是一种有效的植被恢复手段。
在引种前,要对生态条件进行细致的分析和研究,选用具有较强适应性的物种,并注意保护当地珍稀濒危物种和生态系统的完整性。
2、复绿。
在生态毁坏严重、植被稀疏的地区,可以通过大面积的绿化来实现快速恢复。
复绿可以通过人工造林、种植天然草本植物等形式进行。
但要注意选择与当地环境和气候条件相适应的物种,防止引入异种生物对当地生态系统产生不良影响。
3、自然更新。
在一些植被归因不明、程度不够严重等情况下,可以采取自然演替的方式,让植被重新建立平衡。
自然更新需要保证恢复区域的可持续利用和生态平衡,避免过度砍伐、过度放牧等行为对恢复造成的影响。
二、土壤改良土壤是生物生长和生态系统运行的基础,对于生态恢复而言,土壤改良是一项不可或缺的工作。
在土壤改良方面,可以采取以下方式:1、生物修复。
生物修复是指通过生物介入的方式,改变或转化污染物质,使其达到减少、转化、稳定等效果的生态恢复技术。
生物修复可以利用生物菌群、植物、动物等生态系统成员,通过菌群降解、根际积累等方式,消除土壤污染,改良土壤质量。
土壤的植物修复技术与原理
土壤的植物修复技术是利用植物的生理、生态特性以及与土壤微生物的相互作用,通过植物对土壤中的污染物进行吸附、积累、转移、转化或降解的过程,来修复受污染的土壤。
土壤的植物修复技术的原理主要包括以下几个方面:
1. 吸附:植物根系具有吸附能力,能够吸附土壤中的污染物,将其固定在根系表面或根际带中。
这种吸附作用主要通过植物的根毛和分泌物实现,如根毛表面的负离子交换、吸附物质颗粒间隙中的吸附等。
2. 积累:植物能够将吸附的污染物从土壤中富集到植物体内,通过根系对土壤中的污染物的吸收、转运和富集,来实现修复作用。
植物体内富集的有毒物质可以通过植物的生长和死亡逐渐减少和释放。
3. 转移:植物能够将土壤中的污染物转移到植物体内的不同部位,从而达到减少土壤污染的效果。
例如,植物的根系可将土壤中的污染物吸收并转移到地下茎、茎、叶片等地方。
4. 转化:植物通过吸收土壤中的有机污染物并将其转化为无毒化合物或将其降解为更简单的物质,如通过植物根系附近毒物的还原性生物降解过程,将有机污染物降解为无毒或较低毒性的物质。
5. 促进土壤活性:植物根系释放的有机物质可以促进土壤中的有益微生物活动,如通过根系分泌物提供可溶性有机物来间接促进微生物的产生和生长,从而修复受损的土壤。
总之,土壤的植物修复技术利用植物的生理机制和与土壤微生物的相互作用的方式,通过吸附、积累、转移、转化等过程来修复受污染的土壤,提高土壤环境的质量。
物理分离修复技术定义:利用污染物与环境中其他要素的物理学特性的差异将污染物从环境中去除、分离的方法。
基本原理:根据污染物的密度、形状、大小、磁性、表面特性等物理性质,利用相关的物理技术将其从环境中提取、分离基本类型:粒径分离,水动力学分离,密度分离,浮选分离,磁分离采用物理分离技术的适用粒度范围:分离过程粒度范围(μm)粒径分离干筛分>3000湿筛分>150水动力学分离淘选机>50 水力旋风分离器5~15 机械粒度分级机5~100密度分离振动筛>150螺旋富集器75~3000摇床75~3000比目床5~100脱水分离:一般采用的脱水方法有过滤、压滤、离心和沉淀。
蒸汽浸提修复基本原理:在污染土壤内引入清洁空气产生驱动力,利用土壤固相、液相和气相之间的浓度梯度,在气压降低的情况下,将其转化为气态的污染物排出土壤外的过程。
蒸汽浸提修复适用对象:挥发性有机组分(VOCs),汽油、苯和四氯乙烯,油类、重金属及其有机物、多环芳烃或二噁英。
蒸汽浸提修复的技术类型:原位蒸汽浸提技术,异位蒸汽浸提技术,多相浸提技术(两相浸提技术,两重浸提技术)蒸汽浸提修复适用条件与限制因素:黏土、腐殖质含量较高或本身极其干燥的土壤,由于其本身对挥发性有机物的吸附性很强,采用原位处理时,污染物的去除效率很低;中、低渗透性土壤难于进行修复处理;对饱和土壤层中的吸附效果不好,但降低地下水位,可增加不饱和土壤层体积,从而改善这一状况;地下水水位太高(地下1~2m)会降低土壤蒸汽提取的效果;固化:将污染物包被起来,使之呈颗粒状或大块状存在,进而使污染物处于相对稳定状态。
主要是将污染物封装在结构完整的固态物质中。
稳定化:将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性变小的状态和形式,即通过降低污染物的生物有效性,实现其无害化或者降低其对生态系统危害性的风险。
应用:重金属和放射性物质污染土壤的无害化处理,原位或异位。
固化稳定化过程:利用吸附质如黏土、活性炭和树脂等吸附污染物;浇上沥青;添加某种凝固剂或黏合剂,使混合物成为一种凝胶;固化为硬块。