土壤污染化学修复共87页文档

第一节 土壤污染
二、土壤污染物和污染源 1、土壤污染物 根据污染物的性质，可以把土壤污染物大致分为无机
污染物和有机污染物两大类。 （1）无机污染物 包括可能对生物有危害的元素和化合物，主要是重金
属、放射性物质。营养物质和其他无机物质等。重 金属如Hg、Cd、Cr、Pb、As、Zn、Cu、Co、Ni、 Se、Sn、Ti、Ba等；放射性元素主要指Se、U、Sr 等；营养物质主要指N、P、S、B等，其他物质包括 氟、酸、碱、盐等。
溉，污染物随之进入了土壤； 其次，工业“三废”、生活“三废”直接进入
土壤，而且，长期以来，土壤就是各类废弃 物的处理场所，这是造成土壤污染的重要原 因； 再次，大气、水体等环境中的污染物可通过各 种途径进入土壤，形成二次污染。
第一节 土壤污染
三、土壤污染的发生类型 根据污染物进入土壤的途径，土壤污染主要可
第二节 土壤有机污染与修复
一、有机农药 3、农药在土壤中的残留 农药在土壤中的持续性常用半衰期和残留期来表示。 半衰期是指附着于土壤的农药因降解等原因含量减少
一半所需要的时间； 残留期是指土壤中的农药因降解等原因含量减少
75%~100%所需要的时间。 有机氯类农药在土壤中残留期最长，一般有数年之久；
第二节 土壤有机污染与修复
一、有机农药 1、农药在土壤中的降解 （3）生物降解 土壤中农药的微生物分解作用是农药在土壤中
降解的最重要途径。凡影响土壤微生物正常 活动的因素如温度、含水量、通透性、养分 含量和pH等，都能影响农药的降解过程。另 外，农药的性质对其降解也有很大关系，一 般含羟基、羧基、氨基、硝基等集团的农药 都易于生物降解。
土壤污染与修 复
内容
土壤污染 土壤有机污染与修复 土壤有机污染与修复

适用范围 难以降解的污染物，如油、有机溶剂、农药及非水溶
态氯化物等
技术要素
化学氧化剂 分散技术
污染土壤化学氧化修复技术示意图
化学氧化修复技术的三个优点
反应后的产物毒性低可无毒 泵出的液体不需要进行再次处理 可处理地层深处的污染
化学氧化技术中的氧化剂选取的原则
反应必须足够强烈，使污染物可被彻底氧化 氧化剂及反应产物应对人体无害 氧化剂易得
物化学溶剂，在重力作用下或通过水力压推动淋洗液注入 到被污染土层中与污染物反应，然后再把包含有污染物的 液体从土层中抽提出来，进行分离和污水处理
类型
原位化学淋洗修复 异位化学淋洗修复
6.4.2污染土壤化学修复的淋洗过程
淋洗液向土壤表面扩散 对污染物质的溶解 淋洗出的污染物在土壤内部扩散 淋洗出的污染物从土壤表面向液体扩散
适用性： 处理不溶于水的污染物，如油脂类、多氯联苯(PCBs)等
溶剂浸提修复技术示意图
溶剂浸提系统构成
溶剂浸提修复技术的优势
写在最后
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生成溶解度更小的磷酸盐矿物（磷氯铅 矿等） 重金属离子与含磷矿物晶格中的阳离子 发生同晶置换而被固定 金属阳离子在矿物表面发生静电吸附和
2）粘土矿物
主要通过三类作用力实现对重金属离子 的吸附作用：
静电作用 表面络合/沉淀作用 离子交换作用
3）工业废弃物，如粉煤灰、赤泥 4）生物炭 5）有机物料，如桔杆、家禽粪便、城市污
原位化学淋洗修复示意图
异位化学淋洗修复示意图
土壤异位淋洗法流程

53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
土壤污染化学修复精品
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭

第一节 氮污染修复与防治
三 畜禽粪便引起的氮污染防治
•防治畜禽粪便引起的氮污染的方法：
1.平衡饲料法； 2.农田施肥法；
第一节 氮污染修复与防治
四 污灌引起的氮污染防治
•污灌引起的氮污染防治方法：
•1.控制灌溉水质； •2.合理污灌制度；
第二节 磷污染修复与防治
第二节 磷污染修复与防治
一 土壤磷污染修复
第二节 磷污染修复与防治
三 畜禽粪便引起的磷污染防治与修复
•随着畜禽业养殖规模的扩大， 农田中的畜禽类粪便施肥量大 大增加，远远超过农作物的利 用率，且过量磷经地面各种天 然水体而造成水体污染。对于 畜禽粪便的磷污染可以采取降 低粪便磷排量的营养措施、育 种措施和处理措施进行防治。
第二节 磷污染修复与防治
•在农业生产中，普遍存在的磷肥施用导 致农田生态系统中的磷素盈余，使得土壤 中总磷和有效磷的水平不断上升。
•对于水体富营养化来说，磷是罪魁祸首 。
第二节 磷污染修复与防治
一 土壤磷污染修复
•土壤磷污染修复采用的方法：
•客土法； •改良剂法； •生物固定法；
第二节 磷污染修复与防治
二 磷肥导致磷污染的防治
第一节 氮污染修复与防治
二 施肥引起的氮污染防治
•施入农田的氮肥被作物吸收利用的只占 30%-40%，大部分氮肥经各种途径损失 于环境中，尤其是农田氮肥的径流损失 和淋溶损失，对水环境造成了污染。
第一节 氮污染修复与防治
二 施肥引起的氮污染防治
•防治方法：
•1.制定《农田施肥污染防治管理规定》； •2.制定《集约化农业合理施肥技术规范》； •3.建立施肥对环境影响的监督与评价系统。
第一节 氮污染修复与防治

环 境 质量
健 康质 量 保证最大生产力 最佳生物学质量
不引发二次环境污染
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● 自然体、环境介质，具有多功能性
负 荷 承接污染物的载体 容 量
净化污染物的活体
功 能 强 度
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2-1 土壤污染基本特征
1、系统之间
与大气环境、水环境不同
2、研究过程 3、污染效应
理论体系、化学形态、迁移 转化、恢复治理机制不同
迁移 降解 吸附与解析 植物吸收积累 挥发过程
供试化学品
多环 芳烃类
有机氯类 与农药
杂环 化合物
菲
1,2,4-三氯苯
荧蒽 邻苯二甲酸二丁酯
苯并芘 邻苯二甲酸二异辛酯
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多效唑 西玛津
离子型有 机化合物
直链烷基 苯磺酸钠
效应研究
对宏观系统的影响
对微观系统的影响
生物量 生 物多 生物学 对土壤微生物 对植物形态 样性 质 量 土壤酶的影响 学上的影响
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3-2 外源微生物引入—需要考虑的因素
(1) 是否能够降解大部分目标污染物; (2) 遗传稳定性如何; (3) 在环境中是否能快速生长并具有较高酶活性; (4) 是否具有较强的与土著微生物生存生长竞争能力； (5) 是否无致病性且不产生有毒代谢产物等。
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3-3 微生物的适应性---机制与影响因素
土地环境资源保护研究 土地环境污染研究
70年代: 区域性
土壤环境评价及污染 综合防治研究
80年代:土壤环境背景容量及基准
土壤--植物系统
净化功能及其应用研究
90年代:土地植物系统污染生物地球化学 长期定位研究 无公害农业及绿色食品生产技术 应用技术研究 流域及湖泊水污染治理关键技术

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2、微生物修复的种类 （1）原位生物修复：在污染土壤中加入氧 化剂 和营养物质等，使有关的微生物繁 殖并通过生物化学作用降解有机污染物。 如：生物强化法、生物通风法等。
（2）异位生物修复：将受污染的土壤移离 原 地，使之与降解菌接种物、营养物及支 撑材料混合，集中起来进行生物降解。
土壤污染的生态修复
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目录
土壤土污壤染污现染现状状及及治治理理技术术
1
污染土壤生态修复概述
2
重金属污染土壤的生态修复
3
有机污染土壤的生态修复
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一、我国土壤污染现状
随着工业化、城市化、 农业集约化的快速发展， 大量未经处理的废弃物向 土壤系统转移，并在自然 因素的作用下汇集、残留 于土壤环境中。
实用技术。但是，这些修复方法往往会破坏污染
场地的理化性质，甚至会造成环境的二次污染，
对于污染面积巨大且污染程度轻的土壤基本上难
以应用和奏效。
在这种情况下，提出应用生
态修复的方法和技术，从生态学 原理的高度解决污染环境特别是
污染土壤的修复问题，对于实现
人与自然的和谐发展具有重要的
实践意义。
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共同点
①采用生态学原理
②人工方法为主，自然恢复为辅
③部分地返回到生态系统受到干扰前的结构和功能
④最终目标是为当地生物提供良好的栖息地
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三、重金属污染土壤的生态修复
核心：植物修复
1、植物修复概念
植物修复（phytoremediation）技术是指以植物 忍耐和超量富集某种或某些化学元素的理论为基 础，利用植物及其共存微生物体系清除环境中的 污染物的一门环境污染治理技术。 狭义的植物修复技术就是指利用植物清除或固定 污染土壤中的重金属。

4 技术参数
运行参数 停留时间 系统吞吐量 出口土壤温度 总运行时间 加热功率 回转窑内的空气
值 60分钟 225吨/天（平均） 900℉（典型） 7,047.4小时
40,000,000英热/小时
氧气含量低于4%
5 性能情况
● 比较修复目标浓度和处理后土壤污染物浓 度可知系统运行的性能情况。
表 修复目标浓度
淋洗、异位化学淋洗的案例。
应该说是相当成功的案例。
5. 溶剂浸提修复技术
● 原理：利用溶剂将污染物从污染土壤中提取出来 或去除的技术。
● 比较安全、快捷、有效、便宜和易于推广。
1. 土壤性能改良修复技术 ● 适用于重金属污染，有时候又叫做重金属钝化。
● 改良土壤性质使污染物转变为难迁移、低活性物 质或从土壤中去除。
● 施用改良剂：石灰、有机物（泥炭）或黏土矿物、 离子拮抗剂、化学沉淀剂
● 技术应用
降低重金属在土壤中的移动性，而降低淋溶实验中土壤淋洗 液的金属含量，从而减少环境和人类健康的暴露风险。
● 氧化剂分散系统示意图
技术关键就在于如何让氧化剂均匀分散到土 壤中。
● 技术应用
在美国应用化学氧化主要在小规模上取得较 多的成功原位修复。
3. 化学还原与还原脱氯修复技术
● 原理：利用化学还原剂将污染物还原为难溶态， 从而使污染物在土壤环境中的迁移性和生物可利 用性降低的一项污染土壤原位修复技术。
（2）分类与技术体系，应该来说，土壤修复技术体系目前较为 成熟，方法也较多，趋势是原位技术比例日趋上升。
下表统计来源自美国超级基金计划
类别及所占比例 技术方法及所占比例
异位土壤修复 （425）58%
原位土壤修复 （314）42%

植物可释放一些物质到土壤中，以利于降解 有毒化学物质，并可刺激根际微生物的活性。这些 物质包括酶及一些有机酸，它们与脱落的根冠细胞 一起为根际微生物提供重要的营养物质，促进根际 微生物的生长和繁殖。并且，其中的有些分泌物也 是微生物共代谢的基质。
根际的矿化作用去除有机污染物
植物促进根际微生物对有机污染物的转化作用， 植物根际的菌根真菌与植物形成共生作用，有其独特 的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物。
或是使污染物无害化的过程。
❖ 包括原位生物修复和异位生物修复
❖ 原位生物修复
污染在原地点进行，不挖出或抽取需要修复的土 壤及地下水，采用一定的工程措施，利用生物通 气、生物冲淋等一些方式进行。
❖ 异位生物修复
需要挖掘土壤或抽取地下水，将污染物移动到邻 近地点或反应器内进行。显然，这用处理更好控 制，结果容易预料，技术难度较低，但投资成本 较大。
土壤中有机污染物的修复
L/O/G/O
有机污染物(organic pollutant)
❖ 指造成环境污染和对生态系统产生有害影响的有机 化合物。
❖ 天然有机污染物主要是由生物体的代谢活动及其他 化学过程产生的，如萜烯类、黄曲霉类等；
❖ 人工合成有机污染物是随现代化学工业的兴起而产 生的，如合成橡胶、塑料等。
影响植物修复的因素
❖污染物性质 ❖植物种类 ❖根系分布 ❖污染物浓度和滞留时间 ❖环境条件
植物修复的优点
❖ 绿色的、低技术、低成本要求的修复方法,容易为 社会接受
❖对土壤肥力和土壤结构没有破坏 ❖ 能增加土壤有机质含量和土壤肥力,同时能减少土
壤侵蚀的发生 ❖ 还有可能回收一些重金属,而且适用的污染物广泛
❖ 目前，有机污染物在土壤的吸附-解吸研究主要集中在黏土 矿物-水界面的吸附解吸，以及它们在土壤腐殖物质中的吸 附-解吸行为。

土壤污染及其修复技术模板土壤污染是指土壤中被有害物质或超过环境容许负荷的化学物质或生物物质所污染，导致土壤环境质量降低的现象。

土壤污染对农业生产、生态环境和人类健康造成了严重的威胁。

为了解决土壤污染问题，人们研发出了多种土壤修复技术。

本文将重点介绍土壤污染及其修复技术。

第一部分：土壤污染1.主要污染源：工业废料排放、农药农化物的使用、污水排放、固体废弃物填埋等。

2.主要污染物种类：重金属、有机污染物、放射性物质、农药等。

3.污染的影响：影响大气、水体和生物，对可持续发展造成威胁。

第二部分：土壤修复技术1.物理修复技术：（1）热解吸附：利用高温进行物理吸附和化学转化，使有毒物质从土壤中脱附。

（2）土壤通气：通过增加土壤通气量，利用气体传质和扩散的原理，使有机污染物挥发。

2.化学修复技术：（1）化学氧化：利用氧化剂将有机污染物氧化分解为无害物质，如过氧化氢法和高级氧化法。

（2）化学还原：利用还原剂还原有机污染物，如铁矿和有机硫化物。

3.生物修复技术：（1）微生物修复：利用菌类和微生物降解和转化污染物，如细菌和真菌。

（2）植物修复：通过植物的吸附、螯合、转化等机制修复土壤污染，如绿篱和人工湿地。

4.人工修复技术：（1）土壤剥离：将受污染的土壤剥离，用清洗剂溶解或吸附污染物后进行堆肥。

（2）土壤固化：通过添加粘结剂将污染物固定于土壤中，避免其进一步迁移。

第三部分：案例分析1.镉污染修复案例：利用植物修复技术，选用镉超富集物种苋菜，通过栽培苋菜吸收土壤中的镉，再将苋菜进行焚烧处理，将镉转移到苋菜灰中。

最终将苋菜灰混入适量土壤中，使其土壤镉含量降低至可接受范围内。

2.石油污染修复案例：利用微生物修复技术，选用生物降解菌进行生物修复。

在受污染土壤中添加适量的生物降解菌，通过菌类降解石油污染物，最终将土壤中的石油降解为无害物质。

第四部分：总结与展望土壤污染是当前环境问题中的一个重要问题，对生态环境和人类健康造成严重威胁。

பைடு நூலகம்
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
土壤污染化学修复精品
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。

Results and discussion
• 1. Acid washing
• Fig. 1. Extraction of arsenic from artificially contaminated soil by various common acids as a function of acid concentration.
第9章
化学修复技术
引言
化学修复是利用加入到土壤中的化学修复 剂与污染物发生一定的化学反应，使污染物被 降解和毒性被去除或降低的修复技术
主要方法
化学淋洗技术 化学固定技术 溶剂浸提技术 化学氧化修复技术 化学还原与还原脱氯修复技术 土壤性能改良技术
一 化学淋洗技术
化学淋洗技术（soil leaching and flushing/washing）是指借助能促进土壤环境中污 染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头推动清 洗液，将其注入到被污染土层中，然后把包含有污 染物的液体从土层中抽提出来，进行分离和污水处 理技术。
其自身的性质使其无法再利用 同时在淋洗过程中还会产生大量废液,增加后处理成本。
人工螯合剂
常用的螯合剂大致可分为人工螯合剂和天然螯合剂两类。
人工螯合剂包括: 乙二胺四乙酸( EDTA) 、羟乙基替乙二胺三乙酸 (HEDTA) 、二乙基三乙酸(NTA) 、乙二醇双四乙酸( EGTA) 、乙二胺二 乙酸( EDDHA) 、环已烷二胺四乙酸(CDTA) 等。
取回的土样避光风干后,去除杂物,碾碎,过100目尼龙 筛,混均装瓶.
另外分别取125g风干的两土壤原样各3份于500mL的锥 形瓶中,分别加入0.5g,1.5g,2.5g腐殖酸后,加入蒸馏 水浸没土样,在振荡器上振荡1h后,取出静置一周后倒 出风干,与前面相同制成样品装瓶,分别标记为 YZ1,YZ2,YZ3,CJ1,CJ2和CJ3备用.