第一节第一节 土壤修复的概念土壤修复的概念与分类与分类第一节第一节 土壤修复的概念与分类土壤修复的概念与分类一、土壤修复的概念一、土壤修复的概念 土壤净化土壤净化,是指污染物通过植物吸收、土壤固定或其,是指污染物通过植物吸收、土壤固定或其他方式而从土壤中消失或降低其生物有效性和毒性的过程他方式而从土壤中消失或降低其生物有效性和毒性的过程自然条件下绿色植物根系的吸收、转化、降解和生物合成作用自然条件下绿色植物根系的吸收、转化、降解和生物合成作用 土壤中的细菌、真菌和放线菌等微生物和动物的降解、转土壤中的细菌、真菌和放线菌等微生物和动物的降解、转化和固定作用化和固定作用土壤有机、无机胶体及其复合体的吸附、配位和沉淀作用土壤有机、无机胶体及其复合体的吸附、配位和沉淀作用土壤的离子交换作用土壤的离子交换作用土壤和植物的机械阻留作用土壤和植物的机械阻留作用土壤的气体扩散作用土壤的气体扩散作用一、土壤修复的概念一、土壤修复的概念 土壤净化,是指污染物通过植土壤净化,是指污染物通过植 污染土壤修复污染土壤修复的概念可一般地理解为通过技术手段促的概念可一般地理解为通过技术手段促使受污染的土壤恢复其基本功能和重建生产力的过程。
使受污染的土壤恢复其基本功能和重建生产力的过程污染土壤修复的概念可一般地理解为通过技术手段污染土壤修复的概念可一般地理解为通过技术手段二、土壤修复的分类二、土壤修复的分类物理方法物理方法化学方法化学方法生物方法生物方法 是指以物理手段为主体的移除、覆盖、是指以物理手段为主体的移除、覆盖、稀释、热挥发等污染治理技术稀释、热挥发等污染治理技术 是指利用外来的、或土壤自身物质之是指利用外来的、或土壤自身物质之间的、或环境条件变化引起的化学反应来间的、或环境条件变化引起的化学反应来进行污染治理的技术进行污染治理的技术狭义狭义广义广义特指微生物修复特指微生物修复微生物修复微生物修复植物修复植物修复动物修复动物修复修修复复原原理理二、土壤修复的分类物理方法化学方法生物方法二、土壤修复的分类物理方法化学方法生物方法 是是修修复复位位置置原位修复技术原位修复技术异位修复技术异位修复技术 原位修复技术指对未挖掘的土壤进原位修复技术指对未挖掘的土壤进行治理的过程,对土壤没有什么扰动行治理的过程,对土壤没有什么扰动异位修复技术指对挖掘后的土壤进异位修复技术指对挖掘后的土壤进行处理的过程行处理的过程原地处理原地处理异地处理异地处理 指发生在原地的对挖掘指发生在原地的对挖掘出的土壤进行处理的过程。
出的土壤进行处理的过程指将挖掘出的土壤运至指将挖掘出的土壤运至另一个地点进行处理的过程另一个地点进行处理的过程修复位置原位修复技术异位修复技术修复位置原位修复技术异位修复技术 原位修复技术原位修复技术第二节第二节 污染土壤的物理污染土壤的物理修复修复第二节第二节 污染土壤的物理修复污染土壤的物理修复一、翻土和客土一、翻土和客土 翻土翻土:就是深翻土壤,使聚积在表层的污染物分散到较:就是深翻土壤,使聚积在表层的污染物分散到较深的层次,达到稀释的目的深的层次,达到稀释的目的一、翻土和客土一、翻土和客土 翻土:就是深翻土壤,使聚积在表翻土:就是深翻土壤,使聚积在表 客土客土:就是在污染的土壤上加入大量的干净土壤,或与:就是在污染的土壤上加入大量的干净土壤,或与原有土壤混匀,使污染物浓度降低到临界危害浓度以下;或原有土壤混匀,使污染物浓度降低到临界危害浓度以下;或覆盖在表层,减少污染物与植物根系的接触,从而达到减轻覆盖在表层,减少污染物与植物根系的接触,从而达到减轻危害的目的危害的目的填埋客土法填埋客土法上覆客土法上覆客土法日本富士县神通川流域镉污染土壤的改良日本富士县神通川流域镉污染土壤的改良 不计算污染对居民身体健康和精神的影响,以及农作物减收所带来的损不计算污染对居民身体健康和精神的影响,以及农作物减收所带来的损失,仅治理工程费一项即十分可观。
神通川流域已完成的失,仅治理工程费一项即十分可观神通川流域已完成的646 hm2污染土地污染土地用去治理费用去治理费306亿日元(约亿日元(约2.6亿美元),治理亿美元),治理1 hm2污染土地需工程费污染土地需工程费3 500万日元(约万日元(约30万美元)若计入农民的损失费(工程进行时每年万美元)若计入农民的损失费(工程进行时每年150万日元)万日元),以及患者的医疗费等,则耗资更为可观以及患者的医疗费等,则耗资更为可观客土:就是在污染的土壤上加入大量的干净土壤,客土:就是在污染的土壤上加入大量的干净土壤,优点优点:治理轻污染土壤的效果显著,技术性比较简单,操作治理轻污染土壤的效果显著,技术性比较简单,操作容易缺点缺点:1)需大量人力、物力,投资大;)需大量人力、物力,投资大;2)土壤肥力和初级生产力会有所降低,应注意施肥;)土壤肥力和初级生产力会有所降低,应注意施肥;3)不能去除土壤污染物,没有彻底排除土壤污染物)不能去除土壤污染物,没有彻底排除土壤污染物的潜在危害;的潜在危害;4)只能抑制土壤污染物对食物链的影响,并不能减)只能抑制土壤污染物对食物链的影响,并不能减少土壤污染物对地下水等其他环境部分的危害;少土壤污染物对地下水等其他环境部分的危害;5)措施的费用取决于当地的交通状况、清洁土壤的)措施的费用取决于当地的交通状况、清洁土壤的来源、劳动力成本等。
来源、劳动力成本等优点:优点:治理轻污染土壤的效果治理轻污染土壤的效果二、高温热解二、高温热解 高温热解法高温热解法即热处理技术即热处理技术(Thermal Treatment),是,是通过向土壤中通入热蒸汽或用射频加热等方法把已经污染的通过向土壤中通入热蒸汽或用射频加热等方法把已经污染的土壤加热,使污染物产生热分解或将挥发性污染物赶出土壤土壤加热,使污染物产生热分解或将挥发性污染物赶出土壤并收集起来进行处理的方法并收集起来进行处理的方法主要用于:主要用于:土壤有机污染物及挥发性重金属(例如汞)土壤有机污染物及挥发性重金属(例如汞)污染的修复污染的修复热处理技术对于大多数无机污染物是不适用的热处理技术对于大多数无机污染物是不适用的主要缺点:主要缺点:黏粒含量高的土壤处理困难;处理含水量高黏粒含量高的土壤处理困难;处理含水量高的土壤耗电多的土壤耗电多二、高温热解二、高温热解 高温热解法即热处理技术(高温热解法即热处理技术(Ther1、热解吸技术(、热解吸技术(Thermal Desorption)包括两个过程:包括两个过程:(1)污染物通过挥发作用从土壤转移到蒸汽中)污染物通过挥发作用从土壤转移到蒸汽中(2)以浓缩污染物或高温破坏污染物的方式处理第一阶)以浓缩污染物或高温破坏污染物的方式处理第一阶段产生的废气中的污染物段产生的废气中的污染物预处理预处理解吸解吸固相后处理固相后处理气体后处理气体后处理 适用的污染物适用的污染物:挥发和半挥发有机污染物、卤化或非:挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、重金属、氰化物、炸药等;卤化有机污染物、多环芳烃、重金属、氰化物、炸药等;不适用于不适用于:多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和农药、:多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和农药、石棉、非金属、腐蚀性物质。
石棉、非金属、腐蚀性物质1、热解吸技术(、热解吸技术(Thermal Desorption)2、焚烧(、焚烧(Incineration)在高温条件下(在高温条件下(8002500),通过热氧化作用),通过热氧化作用以破坏污染物的异位热处理技术称为以破坏污染物的异位热处理技术称为焚烧技术焚烧技术Kelin燃烧器燃烧器液体化床式燃烧器液体化床式燃烧器远红外燃烧器远红外燃烧器 适用的污染物适用的污染物:挥发和半挥发性有机污染物、卤化或:挥发和半挥发性有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英、呋喃、非卤化有机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和农药、氰化物、炸药、石棉、腐蚀性物质等;除草剂和农药、氰化物、炸药、石棉、腐蚀性物质等;不适用于不适用于:非金属和重金属非金属和重金属2、焚烧(、焚烧(Incineration)在高温条在高温条三、真空三、真空/蒸汽抽提蒸汽抽提 土壤蒸汽抽提技术(土壤蒸汽抽提技术(Soil vapor extraction,SVE)的的基本原理是通过降低土壤孔隙内的蒸气压把土壤介质中基本原理是通过降低土壤孔隙内的蒸气压把土壤介质中的化学污染物转化为气态而加以去除。
的化学污染物转化为气态而加以去除适合于适合于:挥发性有机物和一些半挥发性有机物污染:挥发性有机物和一些半挥发性有机物污染土壤的修复,也可以用于促进原位生物修复过程土壤的修复,也可以用于促进原位生物修复过程原位生物强化土壤蒸汽抽提技术原位生物强化土壤蒸汽抽提技术原位充气修复技术原位充气修复技术原位热修复技术原位热修复技术三、真空三、真空/蒸汽抽提蒸汽抽提 土壤蒸汽抽提技术(土壤蒸汽抽提技术(Soil污染土壤的修复课件污染土壤的修复课件 土壤蒸汽提取技术的土壤蒸汽提取技术的特点特点:可操作性强,设备简单,容易安装;对处理地点的破坏可操作性强,设备简单,容易安装;对处理地点的破坏很小;处理时间较短,在理想的条件下,通常很小;处理时间较短,在理想的条件下,通常624个月即个月即可;可以与其他技术结合使用;可以处理固定建筑物下的污可;可以与其他技术结合使用;可以处理固定建筑物下的污染土壤缺点缺点:很难达到很难达到90%以上的去除率;在低渗透土壤和有层理的以上的去除率;在低渗透土壤和有层理的土壤上有效性不确定;只能处理不饱和带的土壤,要处理饱土壤上有效性不确定;只能处理不饱和带的土壤,要处理饱和带土壤和地下水还需要其他技术。
和带土壤和地下水还需要其他技术能否应用及应用效果取决于两方面的因素:能否应用及应用效果取决于两方面的因素:土壤的渗透性土壤的渗透性有机污染物的挥发性有机污染物的挥发性 土壤蒸汽提取技术的特点:土壤的渗透性有机污染土壤蒸汽提取技术的特点:土壤的渗透性有机污染四、固化四、固化/填埋填埋 固化技术(固化技术(Solidification)是将重金属污染的土壤是将重金属污染的土壤按一定比例与固化剂混合,经熟化最终形成渗透性很低按一定比例与固化剂混合,经熟化最终形成渗透性很低的固体混合物的固体混合物固化剂的种类固化剂的种类:主要是水泥、石灰、粉煤灰、热塑:主要是水泥、石灰、粉煤灰、热塑塑料等,也包括一些有专利的添加剂塑料等,也包括一些有专利的添加剂优点优点:可以同时处理被多种污染物污染的土壤,设备简单,可以同时处理被多种污染物污染的土壤,设备简单,费用较低费用较低缺点缺点:不破坏、不减少土壤中的污染物,而仅仅是限制污不破坏、不减少土壤中的污染物,而仅仅是限制污染物对环境的有效性,随时间的迁移,被固定的污染物染物对环境的有效性,随时间的迁移,被固定的污染物有可能重新释放出来,对环境造成危害有可能重新释放出来,对环境造成危害。
四、固化四、固化/填埋填埋 固化技术(固化技术(Solidifica 原位处理原位处理:处理后的土壤留在原地,其上可以用清洁土:处理后的土壤留在原地,其上可以用清洁土壤覆盖不适合于有机污染的土壤不适合于有机污染的土壤原位处理:处理后的土壤留在原地,其上可以用清原位处理:处理后的土壤留在原地,其上可以用清 异位处理异位处理:指将污染土壤挖掘出来与黏结剂混合,使污:指将污染土壤挖掘出来与黏结剂混合,使污染物固化过程主要用于无机污染的土壤染物固化过程主要用于无机污染的土壤异位处理:指将污染土壤挖掘出来与黏结剂混合,异位处理:指将污染土壤挖掘出来与黏结剂混合,玻璃化(玻璃化(Vitrification)是固化的另一种形式,其原理是是固化的另一种形式,其原理是通过加热将污染的土壤熔化,冷却后形成比较稳定的玻璃态通过加热将污染的土壤熔化,冷却后形成比较稳定的玻璃态物质,金属很难被浸提出来物质,金属很难被浸提出来1、原位玻璃化(、原位玻璃化(In-situ vitrification,ISV)是指将电流经电极直接通入污染土壤,使土壤产生是指将电流经电极直接通入污染土壤,使土壤产生16002000的高温而熔融。
的高温而熔融2、异位玻璃化(、异位玻璃化(Ex-site vitrification,ESV)指将污染土壤挖出,采用传统的玻璃制造技术以热解和指将污染土壤挖出,采用传统的玻璃制造技术以热解和氧化或融化污染物以形成不能被淋溶的熔融态物质加热温氧化或融化污染物以形成不能被淋溶的熔融态物质加热温度大约为度大约为16002000玻璃化(玻璃化(Vitrification)是固化的)是固化的污染土壤的修复课件污染土壤的修复课件污染土壤的修复课件污染土壤的修复课件第三节第三节 污染土壤的化学污染土壤的化学修复修复第三节第三节 污染土壤的化学修复污染土壤的化学修复一、化学钝化剂及改良剂一、化学钝化剂及改良剂 该方法是通过施用化学钝化剂等来降低土壤污染物该方法是通过施用化学钝化剂等来降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性,从而降低它们进入植的水溶性、扩散性和生物有效性,从而降低它们进入植物体、微生物体和水体的能力,减轻对生态系统的危害物体、微生物体和水体的能力,减轻对生态系统的危害中性化技术中性化技术无机钝化剂无机钝化剂有机改良剂有机改良剂氧化剂氧化剂/还原剂还原剂催化催化/光降解光降解一、化学钝化剂及改良剂一、化学钝化剂及改良剂 该方法是通过施用化学钝该方法是通过施用化学钝中性化技术中性化技术 是指利用中性化材料(如石灰、钙镁磷肥等)提高酸是指利用中性化材料(如石灰、钙镁磷肥等)提高酸性土壤性土壤pH以降低重金属的移动性和有效性的技术。
以降低重金属的移动性和有效性的技术优点:优点:费用低、取材方便、见效快、可接受性和可操费用低、取材方便、见效快、可接受性和可操作性都比较好作性都比较好缺点:缺点:不能从污染土壤中去除污染物,而且其效果可不能从污染土壤中去除污染物,而且其效果可能有一定时间性能有一定时间性 特例:特例:并非所有酸性土壤中污染物的有效性都随并非所有酸性土壤中污染物的有效性都随pH的的升高而降低,例如升高而降低,例如砷砷中性化技术中性化技术 是指利用中性化材料(如石灰、钙镁磷是指利用中性化材料(如石灰、钙镁磷无机钝化剂无机钝化剂 常用的无机改良剂包括有石灰、钙镁磷肥、沸石、磷常用的无机改良剂包括有石灰、钙镁磷肥、沸石、磷肥、膨润土、褐藻土、铁锰氧化物、钢渣、粉煤灰、风化肥、膨润土、褐藻土、铁锰氧化物、钢渣、粉煤灰、风化煤等eg.钢渣和粉煤灰钢渣和粉煤灰提高土壤提高土壤pH 沸石、膨润土、褐藻土沸石、膨润土、褐藻土对重金属的吸附固定对重金属的吸附固定 铁锰氧化物铁锰氧化物具有一定的潜力具有一定的潜力优点:优点:费用低廉、取材方便、可接受性和可操作性费用低廉、取材方便、可接受性和可操作性较好较好缺点:缺点:本身含有较高的污染物,大量施用势必导致本身含有较高的污染物,大量施用势必导致新的土壤污染新的土壤污染无机钝化剂无机钝化剂 常用的无机改良剂包括有石灰、钙镁磷常用的无机改良剂包括有石灰、钙镁磷有机改良剂有机改良剂 有机改良剂包括各种有机物料,如植物秸秆、各种有有机改良剂包括各种有机物料,如植物秸秆、各种有机肥、泥炭(或腐殖酸)、活性炭等。
机肥、泥炭(或腐殖酸)、活性炭等有机物有机物SOMDOM吸附、固定重金属,降低其有效性吸附、固定重金属,降低其有效性吸附、固定重金属,降低其有效性吸附、固定重金属,降低其有效性 优点:优点:能改良土壤肥力、提高作物品质、费用低廉、来源方便,能改良土壤肥力、提高作物品质、费用低廉、来源方便,具有很好的可接受性和可操作性;具有很好的可接受性和可操作性;缺点:缺点:具有较大的不确定性和可变性,应用时必须根据具体条具有较大的不确定性和可变性,应用时必须根据具体条件灵活处理件灵活处理有机改良剂有机改良剂 有机改良剂包括各种有机物料,如植物有机改良剂包括各种有机物料,如植物氧化剂氧化剂/还原剂还原剂 重金属元素在不同的氧化还原状态下,具有不同的溶重金属元素在不同的氧化还原状态下,具有不同的溶解性以及不同的生物有效性和毒性解性以及不同的生物有效性和毒性Cr3+Cr6+绝大部分以固态存在,有效性低绝大部分以固态存在,有效性低大部分溶解于土壤溶液中,有效性较高,毒性也较高大部分溶解于土壤溶液中,有效性较高,毒性也较高土壤氧化还原的控制土壤氧化还原的控制水分管理水分管理污染土壤淹水种稻可以抑制镉、铜的有效性污染土壤淹水种稻可以抑制镉、铜的有效性氧化剂氧化剂/还原剂还原剂 重金属元素在不同的氧化还原状态重金属元素在不同的氧化还原状态催化催化/光降解光降解催化作用催化作用催化剂(催化剂(TiO2、Fe2O3)敏化剂(土壤中的腐殖质)敏化剂(土壤中的腐殖质)氧化剂(如氧化剂(如H2O2、O3、O2等)等)光降解光降解 许多有机化合物能够吸收可见光和紫许多有机化合物能够吸收可见光和紫外光,吸收光能后可以加速化合物的降解。
外光,吸收光能后可以加速化合物的降解例如:在光催化下,芳香族化合物的例如:在光催化下,芳香族化合物的苯环被裂解、开环苯环被裂解、开环催化催化/光降解催化作用催化剂(光降解催化作用催化剂(TiO2、Fe2O3)敏化剂(土)敏化剂(土二、淋洗二、淋洗/萃取萃取土壤淋洗土壤淋洗 土壤淋洗技术是指在淋洗剂(水或酸或土壤淋洗技术是指在淋洗剂(水或酸或碱溶液、螯合剂、还原剂、络合剂一集表面碱溶液、螯合剂、还原剂、络合剂一集表面活化剂溶液)的作用下,将土壤污染物从土活化剂溶液)的作用下,将土壤污染物从土壤颗粒去除的一种修复技术壤颗粒去除的一种修复技术反应原理反应原理运行方式运行方式操作位置操作位置物理淋洗法物理淋洗法化学淋洗法化学淋洗法单级淋洗法单级淋洗法多级淋洗法多级淋洗法原位淋洗技术原位淋洗技术异位淋洗技术异位淋洗技术清洗法清洗法提取法提取法单级平衡淋洗单级平衡淋洗单级非平衡淋洗单级非平衡淋洗二、淋洗二、淋洗/萃取土壤淋洗萃取土壤淋洗 土壤淋洗技术是指在淋洗土壤淋洗技术是指在淋洗1、原位淋洗技术、原位淋洗技术 是指在田间直接将淋洗剂加入污染土壤,经过必要的是指在田间直接将淋洗剂加入污染土壤,经过必要的混合,使土壤污染物溶解进入淋洗溶液,而后使淋洗溶液混合,使土壤污染物溶解进入淋洗溶液,而后使淋洗溶液向下渗透或水平排出,最后将含有污染物的淋洗溶液收集、向下渗透或水平排出,最后将含有污染物的淋洗溶液收集、再处理的过程。
再处理的过程操作系统操作系统沟渠沟渠淋洗剂加入设备淋洗剂加入设备淋出液淋出液处理系统处理系统土壤土壤下层淋出液收集系统下层淋出液收集系统1、原位淋洗技术、原位淋洗技术 是指在田间直接将淋洗剂加入污是指在田间直接将淋洗剂加入污2、异位淋洗技术、异位淋洗技术 异位淋洗技术是指将污染土壤挖掘出来,用水或其他异位淋洗技术是指将污染土壤挖掘出来,用水或其他化学溶液进行清洗使污染物从土壤分离开来的一种化学处化学溶液进行清洗使污染物从土壤分离开来的一种化学处理技术典型的土壤清洗系统包括如下几个步骤:典型的土壤清洗系统包括如下几个步骤:用水将土壤分散用水将土壤分散并制成浆状并制成浆状高压水龙头高压水龙头冲洗土壤冲洗土壤用过筛或沉降的方法将用过筛或沉降的方法将不同粒径的颗粒分离不同粒径的颗粒分离利用不同的性质差异利用不同的性质差异进一步将污染物浓缩进一步将污染物浓缩利用过滤或絮凝的方法利用过滤或絮凝的方法使土壤颗粒脱水使土壤颗粒脱水2、异位淋洗技术、异位淋洗技术 异位淋洗技术是指将污染土壤挖异位淋洗技术是指将污染土壤挖影响因素影响因素(1)土壤质地)土壤质地 土壤淋洗技术最适合于砂质土壤(砂粒和砾石占土壤淋洗技术最适合于砂质土壤(砂粒和砾石占50%以上、以上、CEC低于低于10 cmol/kg),当黏粒含量达),当黏粒含量达2030%时,其处理效果不佳;而时,其处理效果不佳;而黏粒含量达黏粒含量达40%时则不宜使用。
时则不宜使用2)污染物类型及赋存状态)污染物类型及赋存状态 土壤中存在不同的污染物类型及赋存状态,污染物以不同状态土壤中存在不同的污染物类型及赋存状态,污染物以不同状态存在时会导致处理过程的选择性淋洗存在时会导致处理过程的选择性淋洗3)淋洗剂类型的适宜性)淋洗剂类型的适宜性 淋洗剂的类型包括有机和无机两大类,针对不同的污染需要选淋洗剂的类型包括有机和无机两大类,针对不同的污染需要选择合适的淋洗剂择合适的淋洗剂影响因素(影响因素(1)土壤质地)土壤质地泵出处理泵出处理 泵出处理(泵出处理(P/T)是将处理剂从注入井(或沟)中注入)是将处理剂从注入井(或沟)中注入土壤,使吸附固定在土壤颗粒上的污染物解吸下来并随处土壤,使吸附固定在土壤颗粒上的污染物解吸下来并随处理液向土体下部迁移,再通过另一端的抽水井将含污染物理液向土体下部迁移,再通过另一端的抽水井将含污染物的处理液抽上来进行处理的处理液抽上来进行处理土壤土壤处理剂处理剂泵出泵出泵出处理泵出处理 泵出处理(泵出处理(P/T)是将处理剂从注入井)是将处理剂从注入井萃萃 取取 是一种异位修复技术在该过程中,污染物转移进入是一种异位修复技术在该过程中,污染物转移进入有机溶剂或超临界液体,而后溶剂被分离以进一步处理或有机溶剂或超临界液体,而后溶剂被分离以进一步处理或弃置。
弃置适用于适用于:挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有:挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和农药、炸药等;和农药、炸药等;不适用于不适用于:氰化物、非金属和重金属、腐蚀性物质、:氰化物、非金属和重金属、腐蚀性物质、石棉等缺点:工艺复杂、费用较高,目前很少使用缺点:工艺复杂、费用较高,目前很少使用萃萃 取取 是一种异位修复技术在该过程中,污染是一种异位修复技术在该过程中,污染原位化学氧化技术原位化学氧化技术 原位化学氧化技术主要是通过混入土壤的氧化剂与污原位化学氧化技术主要是通过混入土壤的氧化剂与污染物发生氧化反应,使污染物降解成为低浓度、低移动性染物发生氧化反应,使污染物降解成为低浓度、低移动性产物的技术产物的技术适用于适用于:油类、有机溶剂、多环芳烃、农药以及非水:油类、有机溶剂、多环芳烃、农药以及非水溶性氯化物所污染的土壤溶性氯化物所污染的土壤 常用的氧化剂常用的氧化剂:K2MnO4、H2O2和臭氧(和臭氧(O3)关键环节关键环节:进入土壤的氧化剂的分散:进入土壤的氧化剂的分散 传统分散方法传统分散方法:竖直井、水平井、过滤装置、处理栅:竖直井、水平井、过滤装置、处理栅栏、土壤深层混合和液压破裂等栏、土壤深层混合和液压破裂等原位化学氧化技术原位化学氧化技术 原位化学氧化技术主要是通过混原位化学氧化技术主要是通过混化学脱卤技术化学脱卤技术 化学脱卤修复技术又称气相还原技术,是一种异位化化学脱卤修复技术又称气相还原技术,是一种异位化学修复技术,在处理过程中通过使用特殊还原剂,有时还学修复技术,在处理过程中通过使用特殊还原剂,有时还使用高温和还原条件使卤化有机污染物还原。
使用高温和还原条件使卤化有机污染物还原适用于适用于:挥发和半挥发有机污染物、卤化有机污染物、:挥发和半挥发有机污染物、卤化有机污染物、多氯联苯、二恶英、呋喃等;多氯联苯、二恶英、呋喃等;不适用于不适用于:非金属卤化有机污染物和重金属、多环芳:非金属卤化有机污染物和重金属、多环芳烃、除草剂和农药、炸药、石棉、氰化物、腐蚀性物质、烃、除草剂和农药、炸药、石棉、氰化物、腐蚀性物质、非卤化有机污染物等非卤化有机污染物等化学脱卤技术对多种氯化烃是确实有效的,但该技术化学脱卤技术对多种氯化烃是确实有效的,但该技术对对小分子的小分子的PCBs和和六氯苯六氯苯的有效性还有待进一步证实的有效性还有待进一步证实化学脱卤技术化学脱卤技术 化学脱卤修复技术又称气相还原技术化学脱卤修复技术又称气相还原技术三、电动修复三、电动修复 向土壤施加直流电场,在电解、电迁移、扩散、电渗向土壤施加直流电场,在电解、电迁移、扩散、电渗透、电泳等作用的共同作用下,使土壤溶液中的离子向电透、电泳等作用的共同作用下,使土壤溶液中的离子向电极附近富集从而被去除的技术,称为极附近富集从而被去除的技术,称为电动修复技术电动修复技术电迁移电迁移电渗透电渗透电电 泳泳 指带电离子在土壤溶液中朝向带相反电荷电极指带电离子在土壤溶液中朝向带相反电荷电极方向的运动方向的运动 指土壤微孔中的液体在电场作用下由于其带双指土壤微孔中的液体在电场作用下由于其带双电层与电场的作用而作相对于带电土壤表层的移动电层与电场的作用而作相对于带电土壤表层的移动 指带电粒子相对于稳定液体的运动指带电粒子相对于稳定液体的运动三、电动修复三、电动修复 向土壤施加直流电场,在电解、电迁向土壤施加直流电场,在电解、电迁污染土壤的修复课件污染土壤的修复课件水的电解水的电解阳极:阳极:H2O 2e 1/2O2+2H+E0=-1.23V阴极:阴极:2H2O+2e H2+2OH-E0=-0.83V水的电解阳极:水的电解阳极:H2O 2e 可以影响的污染物可以影响的污染物:重金属、放射性核素、有毒阴离:重金属、放射性核素、有毒阴离子、稠的非水相液体、氰化物、石油烃、炸药、有机子、稠的非水相液体、氰化物、石油烃、炸药、有机/离子离子混合污染物、卤代烃、非卤化污染物、多环芳烃等;混合污染物、卤代烃、非卤化污染物、多环芳烃等;最适合最适合:金属污染物:金属污染物 主要针对主要针对:低渗透性的、黏质的土壤:低渗透性的、黏质的土壤 适合电动力学修复技术的土壤应具有如下特征:适合电动力学修复技术的土壤应具有如下特征:水力传导率较低水力传导率较低污染物水溶性较高污染物水溶性较高水中的离子化物质浓度相对较低水中的离子化物质浓度相对较低 可以影响的污染物:重金属、放射性核素、有毒阴可以影响的污染物:重金属、放射性核素、有毒阴各方面费用的大致比例各方面费用的大致比例 影响原位电动力学修复过程费用的主要影响原位电动力学修复过程费用的主要因素因素是:是:土壤性质、污染深度、电极和处理区设置的费用、处理时土壤性质、污染深度、电极和处理区设置的费用、处理时间、劳力和电费间、劳力和电费各方面费用的大致比例各方面费用的大致比例 影响原位电动力学修复过程影响原位电动力学修复过程主主要要优优点点适用于任何地点,因为土壤适用于任何地点,因为土壤处理仅发生在两个电极之间处理仅发生在两个电极之间可以在不挖掘的条件下处理可以在不挖掘的条件下处理土壤土壤最适合于黏质土最适合于黏质土对饱和和不饱和的土壤都潜对饱和和不饱和的土壤都潜在有效在有效可以处理有机和无机污染物可以处理有机和无机污染物可以从非均质的介质中去除可以从非均质的介质中去除污染物污染物费用费用/效益的比率较好效益的比率较好局局限限性性污染物的溶解度高度污染物的溶解度高度依赖于土壤依赖于土壤pH要添加增强溶液要添加增强溶液当高电压使用到土壤当高电压使用到土壤时,由于温度升高,过时,由于温度升高,过程的效率降低程的效率降低如果土壤含碳酸盐、如果土壤含碳酸盐、岩石、石砾时,去除效岩石、石砾时,去除效率会显著降低率会显著降低主要优点主要优点适用于任何地点,因为土壤处理仅发生在两个电极之间适用于任何地点,因为土壤处理仅发生在两个电极之间第四节第四节 污染土壤的微生污染土壤的微生物修复物修复第四节第四节 污染土壤的微生物修复污染土壤的微生物修复 污染土壤的微生物修复指利用天然存在的或特别培养的污染土壤的微生物修复指利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控的环境条件下将土壤中有毒污染物转化为无微生物在可调控的环境条件下将土壤中有毒污染物转化为无毒物质的处理技术。
毒物质的处理技术概念概念生物修复技术可以进行如下分类:生物修复技术可以进行如下分类:自然生物修复自然生物修复人工生物修复人工生物修复原位生物修复原位生物修复异位生物修复异位生物修复 污染土壤的微生物修复指利用天然存在的或特别培污染土壤的微生物修复指利用天然存在的或特别培一、有机物污染土壤的微生物修复一、有机物污染土壤的微生物修复用微生物方法修复有机污染土壤必须具备两个条件:用微生物方法修复有机污染土壤必须具备两个条件:一、在土壤中存在能够降解或转化污染物的微生物一、在土壤中存在能够降解或转化污染物的微生物二、有机化合物大部分具有可生物降解性二、有机化合物大部分具有可生物降解性微生物的来源微生物的来源土著微生物土著微生物外源微生物外源微生物基因工程菌基因工程菌一、有机物污染土壤的微生物修复用微生物方法修复有机污染土壤必一、有机物污染土壤的微生物修复用微生物方法修复有机污染土壤必降解菌的筛选降解菌的筛选污染土壤污染土壤样品的采集样品的采集 无菌水振荡无菌水振荡梯度稀释梯度稀释平板涂布平板涂布分离、纯化分离、纯化降解性能降解性能试验试验应用于污染应用于污染土壤修复土壤修复降解菌的筛选污染土壤无菌水振荡梯度稀释平板涂布分离、纯化降解降解菌的筛选污染土壤无菌水振荡梯度稀释平板涂布分离、纯化降解二、重金属污染土壤的微生物修复二、重金属污染土壤的微生物修复 利用微生物修复受重金属污染的土壤,主要是依靠微利用微生物修复受重金属污染的土壤,主要是依靠微生物降低土壤中重金属的毒性,或者通过微生物来促进植生物降低土壤中重金属的毒性,或者通过微生物来促进植物对重金属的吸收等其他修复过程。
物对重金属的吸收等其他修复过程生物吸附生物吸附生物氧化、还原生物氧化、还原二、重金属污染土壤的微生物修复二、重金属污染土壤的微生物修复 利用微生物修复利用微生物修复三、微生物修复技术的优缺点三、微生物修复技术的优缺点优优 点点降解较为完全,二次污染问题小降解较为完全,二次污染问题小处理形式多样,操作相对简单处理形式多样,操作相对简单对环境扰动较小,不破坏植物生长所需要的土壤环境对环境扰动较小,不破坏植物生长所需要的土壤环境微生物修复的费用较低微生物修复的费用较低可处理多种不同种类的有机污染物,并可同时处理受可处理多种不同种类的有机污染物,并可同时处理受污染的土壤和地下水污染的土壤和地下水三、微生物修复技术的优缺点优三、微生物修复技术的优缺点优 点点降解较为完全,二次污染问降解较为完全,二次污染问缺缺 点点专一性较强,只能对某种或某些特定类型的污染物专一性较强,只能对某种或某些特定类型的污染物起作用起作用有些污染物的生物降解产物的毒性和移动性比母体有些污染物的生物降解产物的毒性和移动性比母体化合物更强,因此可能导致新的环境风险化合物更强,因此可能导致新的环境风险其他污染物可能对生物修复过程产生抑制作用其他污染物可能对生物修复过程产生抑制作用修复过程的技术含量较高修复过程的技术含量较高修复过程的监测要求较高,除了化学监测还要进行微修复过程的监测要求较高,除了化学监测还要进行微生物监测生物监测缺缺 点点专一性较强,只能对某种或某些特定类型的污染物起作用专一性较强,只能对某种或某些特定类型的污染物起作用四、原位微生物修复四、原位微生物修复 原位微生物修复是指在不经搅动、挖出的情况下,通原位微生物修复是指在不经搅动、挖出的情况下,通过向污染土壤中补充氧气、营养物或接种微生物对污染物过向污染土壤中补充氧气、营养物或接种微生物对污染物就地进行处理,以达到污染去除效果的生物修复工艺。
就地进行处理,以达到污染去除效果的生物修复工艺四、原位微生物修复四、原位微生物修复 原位微生物修复是指在不经搅原位微生物修复是指在不经搅原位生物修复技术原位生物修复技术污染现场的污染现场的详细调查详细调查 处理能力处理能力研究研究切断污染源切断污染源修复技术的修复技术的设计与实施设计与实施修复效果的修复效果的监测与评估监测与评估特点:特点:工艺路线和处理过程相对简单,不需要复杂的设备工艺路线和处理过程相对简单,不需要复杂的设备处理费用相对较低处理费用相对较低对周围环境及生态风险较小对周围环境及生态风险较小原位生物修复技术污染现场的处理能力切断污染源修复技术的修复效原位生物修复技术污染现场的处理能力切断污染源修复技术的修复效泵处理工艺泵处理工艺 主要应用于主要应用于修复受污染的地修复受污染的地下水和土壤下水和土壤工艺简单,工艺简单,费用较省,但需费用较省,但需要处理的时间较要处理的时间较长泵处理工艺泵处理工艺 主要应用于修复受污染的地下水和土壤主要应用于修复受污染的地下水和土壤生物通气法生物通气法 生物通气法是一种利用微生物以降解吸附在不饱和土层生物通气法是一种利用微生物以降解吸附在不饱和土层的土壤上的有机污染物的原位修复技术。
的土壤上的有机污染物的原位修复技术生物通气法生物通气法 生物通气法是一种利用微生物以降解吸生物通气法是一种利用微生物以降解吸 生物通气的目的在于产生最大化的好氧降解生物通气的目的在于产生最大化的好氧降解其效果其效果对于对于土壤含水量土壤含水量的依赖性很强,饱和带土壤的处理首先必的依赖性很强,饱和带土壤的处理首先必须降低地下水位须降低地下水位生物通气系统通常用于那些蒸汽挥发速度低于蒸汽提生物通气系统通常用于那些蒸汽挥发速度低于蒸汽提取系统要求的污染物取系统要求的污染物最适合于:最适合于:中等分子质量的石油污染物,如柴油和喷中等分子质量的石油污染物,如柴油和喷气燃料分子质量小的如汽油,分子质量更大的如润滑油分子质量小的如汽油,分子质量更大的如润滑油都不适用都不适用例子:例子:美国犹他州的一个空军基地曾采用生物通气法美国犹他州的一个空军基地曾采用生物通气法处理被喷气燃料污染的处理被喷气燃料污染的5000 m3,处理历时,处理历时2年,处理后土年,处理后土壤石油烃的含量降低到壤石油烃的含量降低到6 mg/kg,总费用约,总费用约60万美元生物通气的目的在于产生最大化的好氧降解其效生物通气的目的在于产生最大化的好氧降解。
其效生物注气法生物注气法 生物注气法是一种原位修复技术,指通过空气注气井将生物注气法是一种原位修复技术,指通过空气注气井将空气压入饱和层中,使挥发性污染物随气流进入不饱和层进空气压入饱和层中,使挥发性污染物随气流进入不饱和层进行生物降解,同时也促进了饱和层的生物降解行生物降解,同时也促进了饱和层的生物降解生物注气法生物注气法 生物注气法是一种原位修复技术,指通生物注气法是一种原位修复技术,指通渗滤工艺与空气扩散工艺渗滤工艺与空气扩散工艺 渗滤工艺渗滤工艺的运行过程是在抽吸的污染地下水中加入营养的运行过程是在抽吸的污染地下水中加入营养物及降解菌,散布在污染区域的表面,经渗滤逐渐到达土壤物及降解菌,散布在污染区域的表面,经渗滤逐渐到达土壤中或与地下水混合而去除污染物中或与地下水混合而去除污染物空气扩散工艺空气扩散工艺是直接将空气通过管道注入土壤和地下水,是直接将空气通过管道注入土壤和地下水,同时分批加入营养物或降解菌,使污染物降解同时分批加入营养物或降解菌,使污染物降解渗滤工艺与空气扩散工艺渗滤工艺与空气扩散工艺 渗滤工艺的运行过程是在渗滤工艺的运行过程是在污染土壤复合修复技术污染土壤复合修复技术污染土壤复合修复技术污染土壤复合修复技术五、异位微生物修复五、异位微生物修复 该工艺是将受污染的土壤、沉积物移到另外的位置,采该工艺是将受污染的土壤、沉积物移到另外的位置,采用生物和工程手段进行处理,使污染物降解,恢复污染土壤用生物和工程手段进行处理,使污染物降解,恢复污染土壤原有的功能。
原有的功能堆肥化处理堆肥化处理挖掘堆置处理挖掘堆置处理土地耕作法土地耕作法泥浆相生物反应器泥浆相生物反应器五、异位微生物修复五、异位微生物修复 该工艺是将受污染的土壤、沉该工艺是将受污染的土壤、沉堆肥修复工艺堆肥修复工艺 堆肥修复工艺就是利用堆肥技术,将污染土壤与有机废堆肥修复工艺就是利用堆肥技术,将污染土壤与有机废物(木屑、秸秆、树叶等)、粪便等混合起来,依靠堆肥过物(木屑、秸秆、树叶等)、粪便等混合起来,依靠堆肥过程中微生物的作用来降解土壤中难降解的有机污染物程中微生物的作用来降解土壤中难降解的有机污染物特点:特点:通过添加土壤改良剂为微生物的生长和石油类物通过添加土壤改良剂为微生物的生长和石油类物质的降解提供能量质的降解提供能量适合:适合:易挥发、高浓度的石油污染土层的处理与修复易挥发、高浓度的石油污染土层的处理与修复仓储式堆肥仓储式堆肥条垛式堆肥条垛式堆肥通气式静态堆肥通气式静态堆肥堆肥修复工艺堆肥修复工艺 堆肥修复工艺就是利用堆肥技术,将堆肥修复工艺就是利用堆肥技术,将挖掘堆置处理工艺挖掘堆置处理工艺 是一种基于处理床技术的异位生物修复过程,通过使土是一种基于处理床技术的异位生物修复过程,通过使土堆内的条件最优化而促进污染物的生物降解。
堆内的条件最优化而促进污染物的生物降解挖掘堆置处理工艺挖掘堆置处理工艺 是一种基于处理床技术的异位生是一种基于处理床技术的异位生 适用:适用:挥发性和半挥发性的、非卤化的有机污染物和多挥发性和半挥发性的、非卤化的有机污染物和多环芳烃污染土壤的修复;环芳烃污染土壤的修复;黏质土黏质土和和泥炭土泥炭土不适宜此法不适宜此法优点:优点:对土壤的结构和肥力有利,可以在土壤污染初期限制污对土壤的结构和肥力有利,可以在土壤污染初期限制污染物的扩散和迁移,减少污染范围;染物的扩散和迁移,减少污染范围;缺点:缺点:由于需要挖土方和运输,费用显著高于原位修复方法;由于需要挖土方和运输,费用显著高于原位修复方法;使原地点土壤生态条件遭到严重破坏;使原地点土壤生态条件遭到严重破坏;处理过程中的挥发性气体可能对环境有不利影响处理过程中的挥发性气体可能对环境有不利影响适用:挥发性和半挥发性的、非卤化的有机污染物适用:挥发性和半挥发性的、非卤化的有机污染物土地耕作法土地耕作法 土地耕作法又称土地施用,包括土地耕作法又称土地施用,包括原位原位和和异位异位两种类型两种类型原位土地耕作法原位土地耕作法指通过耕翻污染土壤(但不挖掘和搬运指通过耕翻污染土壤(但不挖掘和搬运土壤),补充氧和营养物质以提高土壤微生物的活性,促进土壤),补充氧和营养物质以提高土壤微生物的活性,促进污染物的生物降解。
污染物的生物降解优点:优点:简单易行,成本也不高;简单易行,成本也不高;缺点:缺点:污染物可能会发生迁移污染物可能会发生迁移适合:适合:污染深度不大的表层土壤的处理污染深度不大的表层土壤的处理土地耕作法土地耕作法 土地耕作法又称土地施用,包括原位和土地耕作法又称土地施用,包括原位和 异位土地耕作法异位土地耕作法指将污染土壤挖掘搬运到另一个地点,指将污染土壤挖掘搬运到另一个地点,将污染土壤均匀撒到土壤表面,通过耕作方式使污染土壤与将污染土壤均匀撒到土壤表面,通过耕作方式使污染土壤与表层土壤混合,从而促进污染物生物降解的方法表层土壤混合,从而促进污染物生物降解的方法必要时可以淋洒营养物和水及降解菌株接种物;必要时可以淋洒营养物和水及降解菌株接种物;需要根据土壤的通气状况反复进行翻耕作业;需要根据土壤的通气状况反复进行翻耕作业;土地要求土质均匀、土面平整、有排水沟或其他控土地要求土质均匀、土面平整、有排水沟或其他控制渗漏和地表径流的方式制渗漏和地表径流的方式适合:适合:污染深污染深度较大的污染土壤度较大的污染土壤的处理异位土地耕作法指将污染土壤挖掘搬运到另一个地异位土地耕作法指将污染土壤挖掘搬运到另一个地土壤耕作法的有效性影响因素:土壤耕作法的有效性影响因素:土壤特征土壤特征有机物组分的特征有机物组分的特征气候条件气候条件 优点:优点:设计和设施相对简单;设计和设施相对简单;处理时间较短;处理时间较短;费用不高;费用不高;对生物降解速度小的有机组分有效。
对生物降解速度小的有机组分有效缺点:缺点:很难达到很难达到95%以上的生物降解率;以上的生物降解率;当污染物浓度过高时效果不佳;当污染物浓度过高时效果不佳;当重金属浓度过高时会抑制微生物的生长;当重金属浓度过高时会抑制微生物的生长;挥发性组分会直接挥发出来而不是被降解;挥发性组分会直接挥发出来而不是被降解;需要较大的土地面积进行处理;需要较大的土地面积进行处理;处理过程产生的尘埃和蒸汽可能会引发大气污染问题;处理过程产生的尘埃和蒸汽可能会引发大气污染问题;如果淋溶比较强烈的话需要进行下垫处理如果淋溶比较强烈的话需要进行下垫处理土壤耕作法的有效性影响因素:土壤特征有机物组分的特征气候条件土壤耕作法的有效性影响因素:土壤特征有机物组分的特征气候条件泥浆相生物反应器泥浆相生物反应器 原理:原理:溶解在水相中的有机污染物容易被微生物利用,溶解在水相中的有机污染物容易被微生物利用,而吸附在固体颗粒表面的有机污染物不容易被利用,因此将而吸附在固体颗粒表面的有机污染物不容易被利用,因此将污染土壤制成浆状更有利于污染物的生物降解污染土壤制成浆状更有利于污染物的生物降解主要步骤:主要步骤:土壤预处理土壤预处理与水混合与水混合制成泥浆制成泥浆机械搅拌机械搅拌补充养分和补充养分和氧,调节氧,调节pH多次添加微多次添加微生物生物泥浆脱水,处泥浆脱水,处理液态废物理液态废物泥浆相生物反应器泥浆相生物反应器 原理:溶解在水相中的有机污染原理:溶解在水相中的有机污染 优点:优点:促进有机污染物的溶解、增加微生物与污染物的接触、促进有机污染物的溶解、增加微生物与污染物的接触、加快生物降解速度;加快生物降解速度;缺点:缺点:能耗较大、过程较复杂,因而成本较高能耗较大、过程较复杂,因而成本较高处理过程彻底破坏土壤结构,对土壤肥力有显著影响处理过程彻底破坏土壤结构,对土壤肥力有显著影响 适用:适用:挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、二恶英、呋喃、除草剂和农药、炸药污染物、多环芳烃、二恶英、呋喃、除草剂和农药、炸药等;等;泥炭土泥炭土不适合于该技术。
不适合于该技术优点:优点:适用:挥发和半挥发有机适用:挥发和半挥发有机第五节第五节 污染土壤的污染土壤的植物修复植物修复第五节第五节 污染土壤的污染土壤的茭白茭白香蒲香蒲荇菜荇菜睡莲睡莲茭白香蒲荇菜睡莲茭白香蒲荇菜睡莲网箱框住的凤眼莲网箱框住的凤眼莲茭白治理水体茭白治理水体网箱框住的凤眼莲茭白治理水体网箱框住的凤眼莲茭白治理水体污染土壤的修复课件污染土壤的修复课件一、植物修复技术的概念与分类一、植物修复技术的概念与分类 植物修复技术植物修复技术(Phytoremediation)指利用植物及)指利用植物及其根际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、其根际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修复技术固定作用而去除土壤中污染物的修复技术广义上分为:广义上分为:污染土壤的植物修复污染土壤的植物修复污水植物净化污水植物净化植物对空气的净化植物对空气的净化一、植物修复技术的概念与分类一、植物修复技术的概念与分类 植物修复技术(植物修复技术(P植物修复的分类:植物修复的分类:按治理的污染物类型:按治理的污染物类型:金属修复金属修复有机污染物修复有机污染物修复放射性元素修复放射性元素修复按修复原理分类:按修复原理分类:植物萃取技术植物萃取技术植物钝化技术植物钝化技术植物挥发植物挥发植物降解植物降解植物转化植物转化植物刺激植物刺激植物修复的分类:按治理的污染物类型:金属修复有机污染物修复放植物修复的分类:按治理的污染物类型:金属修复有机污染物修复放二、植物修复技术的优缺点二、植物修复技术的优缺点优点:优点:植物修复可以将污染物从土壤中去除,永久解植物修复可以将污染物从土壤中去除,永久解决土壤污染问题决土壤污染问题植物修复一般能提高土壤的肥力植物修复一般能提高土壤的肥力不仅对修复场地的破坏小,对环境的扰动小,不仅对修复场地的破坏小,对环境的扰动小,而且还具有绿化环境的作用而且还具有绿化环境的作用植物修复成本低,超富集植物所累积的重金属植物修复成本低,超富集植物所累积的重金属还可以回收还可以回收操作简单,便于推广应用操作简单,便于推广应用二、植物修复技术的优缺点优点:二、植物修复技术的优缺点优点:植物修复可以将污染物从土壤中植物修复可以将污染物从土壤中缺点:缺点:一种植物通常只能忍耐或吸收一种或两种重金一种植物通常只能忍耐或吸收一种或两种重金属元素,限制了植物修复技术在重金属复合污染属元素,限制了植物修复技术在重金属复合污染土壤治理中的应用;土壤治理中的应用;过程非常缓慢;过程非常缓慢;受到土壤类型、温度、湿度、营养等条件的限受到土壤类型、温度、湿度、营养等条件的限制;制;对植物萃取技术而言,污染物必须是植物可利对植物萃取技术而言,污染物必须是植物可利用态并且处于根系区域才能被植物吸收;用态并且处于根系区域才能被植物吸收;必须在植物落叶前收割植物器官,并进行无害必须在植物落叶前收割植物器官,并进行无害化处理;化处理;用于修复的植物与当地植物可能会存在竞争,用于修复的植物与当地植物可能会存在竞争,影响当地的生态平衡;影响当地的生态平衡;缺点:缺点:一种植物通常只能忍耐或吸收一种或两种重金属元素,限制一种植物通常只能忍耐或吸收一种或两种重金属元素,限制三、重金属污染土壤的植物修复三、重金属污染土壤的植物修复蜈蜈蚣蚣草草海海州州香香薷薷东东南南景景天天遏遏蓝蓝菜菜三、重金属污染土壤的植物修复蜈蚣草海州香薷东南景天遏蓝菜三、重金属污染土壤的植物修复蜈蚣草海州香薷东南景天遏蓝菜植物萃取植物萃取 就是指通过植物根系吸收污染物并将污染物富集于植就是指通过植物根系吸收污染物并将污染物富集于植物体内,然后将植物体收获,集中处置的过程。
物体内,然后将植物体收获,集中处置的过程超富集植物超富集植物 就是能超量吸收重金属并将其运移到就是能超量吸收重金属并将其运移到地上部的特殊植物地上部的特殊植物Brooks1977参考值(参考值(Baker,2000):):植物叶片或地上部干重中,植物叶片或地上部干重中,100 mg/kg 镉镉1000 mg/kg 砷、钴、铜、镍、铅砷、钴、铜、镍、铅10000 mg/kg 锰、锌锰、锌 植物萃取植物萃取 就是指通过植物根系吸收污染物并将污染就是指通过植物根系吸收污染物并将污染镍超富集植物镍超富集植物大戟大戟诸葛菜诸葛菜黄杨黄杨龙船花龙船花镍超富集植物大戟诸葛菜黄杨龙船花镍超富集植物大戟诸葛菜黄杨龙船花锌超富集植物锌超富集植物遏蓝菜遏蓝菜长鄂堇菜长鄂堇菜 Zn超量积累植物的分布超量积累植物的分布较少,目前发现的约有较少,目前发现的约有18种,种,主要是十字花科遏蓝菜属植主要是十字花科遏蓝菜属植物锌超富集植物遏蓝菜长鄂堇菜锌超富集植物遏蓝菜长鄂堇菜 Zn超量积累植物超量积累植物铅超富集植物铅超富集植物砷超富集植物砷超富集植物玉米玉米印度芥菜印度芥菜砷污染土壤的砷污染土壤的植物修复植物修复铅超富集植物砷超富集植物玉米印度芥菜砷污染土壤的植物修复铅超富集植物砷超富集植物玉米印度芥菜砷污染土壤的植物修复植物挥发植物挥发 植物挥发植物挥发的原理是利用植物根系吸收污染元素并促进的原理是利用植物根系吸收污染元素并促进其转变为可挥发的形态,从植物地上部分挥发到大气中,其转变为可挥发的形态,从植物地上部分挥发到大气中,以减轻土壤污染。
以减轻土壤污染主要针对:主要针对:硒硒汞汞砷砷植物钝化植物钝化/稳定化稳定化 植物钝化植物钝化是利用植物来固定或沉淀土壤中的有毒金属,是利用植物来固定或沉淀土壤中的有毒金属,以降低其生物有效性,并防止其进入地下水和食物链,从以降低其生物有效性,并防止其进入地下水和食物链,从而减少其对环境和人类健康的威胁而减少其对环境和人类健康的威胁植物挥发植物挥发 植物挥发的原理是利用植物根系吸收污染植物挥发的原理是利用植物根系吸收污染四、有机污染土壤的植物修复四、有机污染土壤的植物修复三种机制:三种机制:植物直接吸收有机污染物植物直接吸收有机污。