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1、第八章 土壤環(huán)境的污染與凈化,本章重點(diǎn)難點(diǎn)：,土壤污染的特點(diǎn)； 主要污染源及污染物； 污染物在土壤中的遷移與凈化; 污染土壤的修復(fù)技術(shù)。,一、土壤環(huán)境污染,“絕對(duì)性”定義:由人類的活動(dòng)向土壤添加有害化合物，此時(shí)土壤即受到了污染。這個(gè)定義的關(guān)鍵是存在有可鑒別的人為添加污染物。 “相對(duì)性”定義：以特定的參照數(shù)據(jù)來加以判斷，如以背景值加兩倍標(biāo)準(zhǔn)差為臨界值，若超過這一數(shù)值，即認(rèn)為該土壤為某元素所污染。 “綜合性”定義：不但要看含量的增加，還要看后果，即加入土壤的物質(zhì)給生態(tài)系統(tǒng)造成了危害。,1、土壤污染（Soil Pollution） 由于具有生理毒性的物質(zhì)或過量的植物營養(yǎng)元素進(jìn)入土壤而導(dǎo)致土壤性

2、質(zhì)惡化和植物生理功能失調(diào)的現(xiàn)象;或指進(jìn)入土壤的污染物超過土壤的環(huán)境容量，而且對(duì)土壤、植物和動(dòng)物造成損害的狀況。,2、土壤污染的特點(diǎn)： （1）隱蔽性或潛伏性 水體和大氣的污染比較直觀，嚴(yán)重時(shí)通過人的感官即能發(fā)現(xiàn)。 而土壤污染則往往要通過農(nóng)作物包括糧食、蔬菜、水果或牧草以及攝食的人或動(dòng)物的健康狀況才能反映出來，從遭受污染到產(chǎn)生惡果有一個(gè)相當(dāng)長的逐步積累過程，具有隱蔽性或潛伏性。 例如：日本的第二公害病痛痛病60年代發(fā)生于富山縣神通川流域，直至70年代才基本證實(shí)是鎘污染土壤所生產(chǎn)的“鎘米”所致。,（2）不可逆性和長期性 土壤一旦遭到污染后極難恢復(fù)，重金屬元素對(duì)土壤的污染是一個(gè)不可逆過程，而

3、許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要一個(gè)比較長的降解時(shí)間。 例如1966年冬至1977年春，沈陽撫順污水灌區(qū)發(fā)生的石油、酚類以及后來的鎘污染，造成大面積的土壤毒化、水稻矮化、稻米異味，含鎘量超過食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過十余年的艱苦努力，包括施用改良劑、深翻、清灌、客土、選擇品種等各種措施，才逐步恢復(fù)其部分生產(chǎn)力，付出了大量的勞力和代價(jià)。,（3）后果的嚴(yán)重性 由于土壤污染的隱蔽性或潛伏性、以及它的不可逆性或長期性，因而往往通過食物鏈危害動(dòng)物和人體的健康。 例如：一些土壤污染事故嚴(yán)重威脅著糧食生產(chǎn)，三氯乙醛的污染是一個(gè)比較典型的事例，它是由于施用含三氯乙醛的廢硫酸生產(chǎn)的普通過磷酸鈣肥料所引起。其中萬畝以上

4、的污染事故在山東、河南、河北、遼寧、蘇北、皖北等地曾多次發(fā)生，輕則減產(chǎn)，重則絕收，損失十分慘重。,農(nóng)藥、化肥的使用 污水灌溉 大氣沉降 固體廢物堆放,二、土壤污染源及污染物種類,1、污染源,農(nóng)藥在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、銷售與施用過程中都會(huì)產(chǎn)生污染，施在作物上的殺蟲劑大約有一半左右流入土壤中。進(jìn)入土壤中的農(nóng)藥雖然在生物、光解與化學(xué)作用下，可有一部分降解，但對(duì)于像有機(jī)氯這樣的長效農(nóng)藥來說，那是十分緩慢的。農(nóng)藥在土壤中殘留性與土壤的理化性質(zhì)與環(huán)境條件密切的關(guān)系。,,化肥對(duì)土壤的污染一是不合理的過量施用，促使土壤養(yǎng)分平衡失調(diào)。二是有毒磷肥特別是含三氯乙醛磷肥，它是由含三氯乙醛的廢硫酸生產(chǎn)的，當(dāng)它在土壤中施

5、用后，三氯乙醛轉(zhuǎn)化為三氯乙酸，兩者均可給植物造成毒害，由此而造成的作物大面積受害的情況屢有發(fā)生。磷肥中重金屬特別是鎘的含量也是一個(gè)不容忽視的問題。據(jù)估計(jì)，我國每年隨磷肥帶入土壤的總鎘量約為37噸，因而應(yīng)當(dāng)認(rèn)為含鎘磷肥是一種潛在的污染源,污灌常可引起土壤污染。污灌是指利用城市污水、工業(yè)廢水或混合污水進(jìn)行農(nóng)田灌溉。大量的污水未加處理而直接傾注于環(huán)境中，使一些灌區(qū)土壤中有毒有害物質(zhì)有明顯的積累。京津唐地區(qū)污灌對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響表明，北京東郊由污灌引起的土壤污染約占檢測樣品的60%，污染的糙米樣品數(shù)約占檢測樣品數(shù)的36%。,,氣源重金屬微粒是土壤重金屬污染的途徑之一，它的構(gòu)成主要是金屬飄塵。在金屬加工過

6、程中，在交通繁忙的地區(qū)，往往伴隨有金屬塵埃進(jìn)入大氣，其種類視污染源的不同而異。這些飄塵自身降落或隨雨水接觸植物體或進(jìn)入土壤后隨之為植物或動(dòng)物所吸收，在大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，作物亦有污染。酸沉降本身既是一種土壤污染源，又可加重其它有毒物質(zhì)的危害，我國長江以南大部分地區(qū)本身就是酸性土壤，在酸雨的作用下，土壤進(jìn)一步酸化，養(yǎng)分淋溶，結(jié)構(gòu)破壞，肥力降低，作物受損，從而可破壞土壤生產(chǎn)力。此外，尚有多種污染物（包括重金屬、非金屬有毒有害物質(zhì)及放射性散落物等）的同時(shí)污染。,,固體廢棄物包括工業(yè)廢渣、污泥、城市垃圾等。由于污泥中含有一定的養(yǎng)分，因而可用來作為肥料使用，城市生活污水處理廠的污泥含量為0.80.9%，

7、含磷量為0.30.4%，含鉀量0.20.35%，有機(jī)質(zhì)含量為1620%。但如混入工業(yè)廢水或工業(yè)廢水處理廠的污泥，其成分較生活污泥要復(fù)雜得多，特別是金屬的含量很高，這樣的污泥如在農(nóng)田中施用不當(dāng)，勢必造成土壤污染。一些城市歷來都把大量的垃圾運(yùn)往農(nóng)村，由于垃圾中含有大量的煤灰、磚瓦碎塊、玻璃、塑料等。含這些成分的垃圾長期施用農(nóng)田，可逐步破壞土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)。同時(shí)城市垃圾亦有一定量的金屬，使土壤中重金屬含量隨著垃圾施用量的增多而增加。,,2、土壤污染物,有機(jī)污染物,,有機(jī)農(nóng)藥,三氯乙醛,油類,表面活性劑,廢塑料制品,工礦企業(yè)排放的含有機(jī)污染物的廢水,耗氧有機(jī)污染物及富營養(yǎng)化污染物,農(nóng)藥,污染途

8、徑： 直接施入土壤或以拌種、浸種等形式施入土壤 噴灑農(nóng)藥時(shí)，農(nóng)藥直接落到地面上，或附著在作物上再經(jīng)風(fēng)吹雨淋進(jìn)入土壤 大氣中懸浮的農(nóng)藥或以氣態(tài)形式 或經(jīng)雨水溶解和淋洗落到地面 隨死亡動(dòng)植物或污水灌溉進(jìn)入土壤,殘留于土壤中的有機(jī)農(nóng)藥，通過根系吸收，在植物中積累，經(jīng)過食物鏈的累積放大，對(duì)人體造成危害。,農(nóng)藥在土壤中的消失途徑有吸收、遷移、蒸發(fā)、光解、生物轉(zhuǎn)化。 影響因素：溫度、濕度、土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量,多數(shù)農(nóng)藥難溶于水，易被粘土和有機(jī)質(zhì)吸附，隨水淋失少，因此大部分存在于20cm的表層土內(nèi)。,農(nóng)藥在土壤中的殘留期,旱地除草劑的田間殘留期,水田除草劑的田間殘留期,三氯乙醛（酸）,來源：是許多化工產(chǎn)品、

9、藥物和農(nóng)藥的合成原料。,三氯乙醛生產(chǎn),工業(yè)硫酸,廢硫酸（含三氯乙醛8-12%）,肥料(含三氯乙醛幾百-幾千mg/kg),,過磷酸鈣肥料,胡敏酸銨肥料,土壤,三氯乙酸(殘留期70-100天),微生物作用,三氯乙醛的危害,三氯乙醛易與水合形成水合氯醛，易溶于水和有機(jī)溶劑。對(duì)動(dòng)物有鎮(zhèn)靜、麻醉作用，對(duì)植物的毒害主要表現(xiàn)在，破壞植物細(xì)胞原生質(zhì)的極性結(jié)構(gòu)和分化，使細(xì)胞核分裂，增殖作用紊亂，生長畸形，降低新陳代謝功能。單子葉植物對(duì)三氯乙醛的敏感性高于雙子葉植物。麥類極為敏感。三氯乙醛對(duì)小麥的抑制濃度和致死濃度分別為0.33-0.50mg/kg和3.0-5.0mg/kg。,酚類,來源：冶金、煤氣、煉焦、石油化

10、工、塑料等工業(yè)廢水。,危害：單元酚能損傷細(xì)胞膜，使細(xì)胞吸水能力降低。聯(lián)苯二酚可使細(xì)胞內(nèi)的水分外滲而致蔫萎，多羥基酚類能抑制植物生長。酚對(duì)魚體的危害只需0.1-0.2mg/L就能引起減產(chǎn)。 酚類易揮發(fā)，也易被生物降解，在土壤中不易積累。,油類污染物,來源：主要來自污水灌溉。礦物油還來自溢油事故、油頁巖礦渣、油類藥劑、車輛污染,危害：對(duì)土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生影響。油類表面張力大，在土壤表面擴(kuò)散，嚴(yán)重阻抑土體與大氣之間的氣體交換，其疏水性使土壤不易被濕潤。堵塞土壤孔隙，使土壤水分垂直向滲濾受阻,耗氧有機(jī)污染物 ： 來源：廢水灌溉。 生活污水(BOD100-300mg/L)、食品工業(yè)廢水(BOD

11、1000mg/L)等。 危害：短時(shí)間內(nèi)大量耗氧，造成環(huán)境缺氧和還原過程。 富營養(yǎng)化有機(jī)污染物： 來源：有機(jī)物、N、P豐富的有機(jī)廢水。 影響：少量時(shí)刺激作物生長，過量時(shí)一些不必要生物迅速繁殖，耗氧加快。,表面活性劑污染物 來源：生活污水 影響：少量洗滌劑，改善土壤導(dǎo)水、滲水性能，刺激玉米和麥類的生長。含量過高則使作物減產(chǎn)。 作物減產(chǎn)20%時(shí)，非離子活性劑在土壤中的臨界含量為500-1000mg/kg，陰離子活性劑在土壤中的臨界含量為150mg/kg。,廢塑料制品 來源：農(nóng)用塑料薄膜。 危害：性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿，不易微生物分解。使土壤物理性質(zhì)變劣，不利作物生長。,土壤中化肥的污染與危害,中國是世界上

12、使用化肥最多的國家。但是由于技術(shù)相對(duì)落后，有效利用率低，也是目前化肥浪費(fèi)最多的國家。 2004年和2006年我國化肥生產(chǎn)量分別為4629萬噸4860萬噸。單位施用量的集中范圍是90270kg/hm2；化肥利用率大多集中在1535,且與化肥施用量有關(guān)。 增加土壤重金屬與有毒元素的含量，促進(jìn)土壤酸化，導(dǎo)致營養(yǎng)失調(diào)，NO2積累，微生物活性降低。,化肥污染的危害,增加土壤重金屬含量(主要由磷肥引起) 從化肥原料開采到加工生產(chǎn)，都會(huì)給化肥產(chǎn)品帶進(jìn)重金屬元素或有毒元素,磷肥中重金屬含量(mg/kg),化肥污染的危害,促進(jìn)土壤酸化(主要由氮肥引起)： 由于氮肥進(jìn)入土壤后會(huì)因土壤的硝化作用產(chǎn)生NO3。從而

13、引起土壤的酸化。氮肥中的NH3揮發(fā)到大氣中，經(jīng)過一系列的氧化水解作用形成HNO3，成為酸雨的成分之一。,土壤中營養(yǎng)成分比例失調(diào)、植物NO3積累 1.施肥比例不科學(xué)，使得營養(yǎng)元素比例失調(diào)。 2.氮肥過量使得植物體內(nèi)硝酸鹽含量增高，危害食用者身體。硝酸鹽可將人體血液中血紅蛋白中的Fe2氧化為Fe3，成為氧化血紅蛋白，致組織缺氧。氧化血紅蛋白達(dá)20時(shí)，表現(xiàn)明顯的缺鐵癥狀，達(dá)7090時(shí)，可致死。,化肥污染的危害,各類蔬菜對(duì)N、P、K的需求量(kg/t),化肥污染的危害,降低土壤微生物活性： 微生物具有轉(zhuǎn)化有機(jī)質(zhì)、分解復(fù)雜礦物和降解有毒物質(zhì)的作用。在化肥施用合理時(shí)，對(duì)微生物活性有促進(jìn)作用，過量則反

14、而降低其活性。,8.3污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,土壤自凈作用：是指土壤對(duì)進(jìn)入土壤中的污染物通過復(fù)雜多樣的物理過程、化學(xué)及生物化學(xué)過程，使其濃度降低、毒性減輕或者消失的性能。 物理過程：滲濾、揮發(fā)、擴(kuò)散； 化學(xué)和物理化學(xué)過程：吸附配合、沉淀、氧化還原作用； 生物化學(xué)過程：微生物及酶作用下的生物降解。,重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,重金屬難以在土壤中遷移，土壤的多種作用都能將重金屬固定（pH、PO43、HPO42、H2PO4、CO32、粘土礦物、氧化物）。當(dāng)重金屬進(jìn)入土壤后，往往停留在表土或亞表土。,土壤中的重金屬大多數(shù)呈固體沉淀態(tài)或固體結(jié)合態(tài)，在被沖刷和淋洗時(shí)，隨土體中的固相移動(dòng)。,重金屬在土壤中的

15、遷移轉(zhuǎn)化,微量元素在剖面上的分布(mg/kg),重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,不同地貌部位土壤中微量元素的含量(mg/kg),重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,微量元素在不同土壤水文條件下的含量(mg/kg),重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,土壤對(duì)重金屬的吸附量與土壤粘粒含量、土粒比表面積、Fe2O3、MnOx、CEC、pH等密切相關(guān)。,土壤吸附重金屬與土壤性質(zhì)的相關(guān)系數(shù),重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,凈化重金屬污染土壤的方式： 1.借助土體轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移重金屬； 2.轉(zhuǎn)變重金屬的形態(tài)，降低其有效性； 3.動(dòng)植物修復(fù)。,有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化,有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化與其自身性質(zhì)有很大關(guān)系。大部分有機(jī)污染物容易被

16、微生物降解；但有些物質(zhì)如氯代芳香族化合物則較難生物降解，能夠在環(huán)境中累積；難溶于水的有機(jī)污染物，在土壤中易揮發(fā)；易溶于水的有機(jī)污染物則容易隨降水滲漏到深層土壤中。 其中，生物降解是土壤中有機(jī)污染物重要的轉(zhuǎn)化過程之一，也是土壤真正凈化的一種途徑。,有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化,微生物降解作用的主要類型： 1.脫氯作用 2.脫烷基作用 3.環(huán)裂作用 4.氧化還原作用 5.水解作用,由于土壤顆粒對(duì)有機(jī)污染物的吸附作用，使得土壤中有機(jī)污染物的微生物降解速率比水中慢。,脫氯作用,-HCl,嫌氣條件,(DDE),(DDT),(DDD),(DDA),DDM,對(duì)氯苯乙酸,DBP,脫烷基反應(yīng),+,+,CO2+H

17、2O+Cl-,苯環(huán)破裂作用,(C2H5O)2P(S)SCH2SC2H5,H2O,(C2H5O)2P(S)SCH2S(O)C2H5,(C2H5O)2P(S)SCH2S(O)2C2H5,(C2H5O)2P(O)SCH2S(O)C2H5,甲拌磷,甲拌磷亞砜,甲拌磷砜,硫逐磷酸酯亞砜,氧化還原作用,有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化,有機(jī)污染物在土壤中的揮發(fā)作用也是有機(jī)物脫離土壤的重要途徑。揮發(fā)主要發(fā)生在地表，因此污染物的蒸汽壓、大氣相對(duì)濕度、土壤含水量、土壤對(duì)有機(jī)污染物的吸附能力、擴(kuò)散系數(shù)、在水中的溶解度、土壤表面的氣流狀況都會(huì)影響揮發(fā)速率。對(duì)農(nóng)藥來說，施加量和施藥深度也是影響其揮發(fā)過程的重要因素。,有機(jī)污

18、染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化,有機(jī)污染物的滲漏作用影響地下水的污染程度。受土壤中的有機(jī)質(zhì)含量、土壤水分配系數(shù)、農(nóng)藥在田地中的半衰期、降雨量、有機(jī)物的溶解度、蒸汽壓、土壤的吸附性的影響。對(duì)農(nóng)藥來說，施藥量也是其滲漏作用的一個(gè)因素。 一般，有機(jī)污染物的滲漏作用隨有機(jī)質(zhì)含量、土壤水分配系數(shù)、蒸汽壓、土壤吸附性的升高而降低，隨降雨量、半衰期、溶解度的升高而升高。,土壤酸化及對(duì)策,土壤pH值在原有的基礎(chǔ)上逐漸下降的現(xiàn)象就是土壤酸化。 在自然過程中，自然界的雨水對(duì)土壤鹽基的淋洗作用，使得土壤或多或少呈鹽基不飽和態(tài)。鹽基不飽和土壤中富含H和Al3，使土壤呈酸性。由于土壤具有非常強(qiáng)的緩沖能力，所以自然的酸

19、化過程非常緩慢。 20世紀(jì)，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，化石燃料的大量燃燒，使的大氣中CO2、SO2、氮氧化合物的濃度迅速增加，酸沉降使得土壤的自然酸化過程大大加速；同時(shí)大量氮肥的使用也在很廣的范圍內(nèi)引起土壤酸化。,土壤酸化作用與機(jī)理,堿性,土壤中的強(qiáng)鹽基被淋洗,中性,土壤交換性鹽基被H取代,酸性,粘土礦物中Al3釋出,酸性增強(qiáng),土壤由堿性到酸性和強(qiáng)酸性是不同物質(zhì)存在的表現(xiàn)，他們代表著土壤的淋溶程度與化學(xué)分解程度。,控制土壤酸化對(duì)策,抑制土壤酸化，通常是用石灰物質(zhì)，以Ca2取代交換性H和Al3。采用的方法是實(shí)測土壤交換性酸，然后乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(1.5左右)，計(jì)算它所相當(dāng)?shù)腃aCO3或CaO的數(shù)量。,

20、石灰需用量 土重單位質(zhì)量土壤中交換酸量CaCO3當(dāng)量值效力校正值,對(duì)于強(qiáng)酸性土壤，則應(yīng)先漫灌洗酸后，再以石灰中和酸度。,注：CaCO3的效力校正值為1.5，CaO的效力校正值為1.2。,針對(duì)酸化土壤的施肥措施，是在一般施肥基礎(chǔ)上補(bǔ)充鹽基性養(yǎng)分，其中最主要的是鈣、鉀元素。 原因：一、這兩種元素在淋洗過程中較易流失，二、作物的需求量高。 由于氮肥也能導(dǎo)致土壤酸化，因此需要控制氮肥的用量。,8.4污染土壤的修復(fù),,物理法,化學(xué)法,生物法,物理方法修復(fù)技術(shù) (l)換土法:用新鮮未受污染的土壤替換或部分替換原污染土壤，以稀釋原污染物濃度，增加土壤環(huán)境容量。換土法又可分為翻土、換土和客土。,沈陽冶煉廠原址

21、污染治理方案舊址地下1米土層全換新土 。,(2)加熱修復(fù)：利用熱傳導(dǎo)(如熱井和熱墻)或輻射(如無線電波加熱)的方式加熱土壤，以促進(jìn)半揮發(fā)性有機(jī)物的揮發(fā)，再通過一定的回收裝置將揮發(fā)出來的有機(jī)物回收，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污染土壤的修復(fù)； (3)土壤沖洗技術(shù):在水壓的作用下，將水或含有助溶劑的水溶液直接引入被污染土層，或注入地下水使地下水位上升至受污染土層，使污染物從土壤中分離出來，最終形成遷移態(tài)化合物; (4)氣相抽取技術(shù):通過抽氣井產(chǎn)生真空，使形成一個(gè)壓力或濃度梯度，并使氣相中的揮發(fā)性有機(jī)物由抽氣井抽出，從而使土壤中的揮發(fā)性或半揮發(fā)性污染物得到去除，并將解吸氣體進(jìn)行吸附; (5)電動(dòng)修復(fù):利用插入土壤中的

22、兩個(gè)電極在污染土壤兩端加上低壓直流電場，在低強(qiáng)度直流電的作用下，土壤中的帶電顆粒在電場內(nèi)作定向移動(dòng)，土壤污染物在電極附近富集或被收集回收。,化學(xué)方法修復(fù)技術(shù) (1)化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)：將化學(xué)氧化劑注入土壤滲透層或/和地下水中，以氧化其中的污染物質(zhì)； (2)化學(xué)還原修復(fù)技術(shù)：利用化學(xué)還原劑將污染物還原為難溶態(tài)，從而使污染物在土壤環(huán)境中的遷移性和生物可利用性降低； (3) 化學(xué)淋洗法：化學(xué)淋洗是指將污染土壤挖掘出來，用水或淋洗劑溶液清洗土壤、去除污染物，再對(duì)含有污染物的清洗廢水或廢液進(jìn)行處理，潔凈土可以回填或運(yùn)到其他地點(diǎn)回用； (4) 溶劑浸提法：溶劑浸提法是指利用溶劑將有害化學(xué)物質(zhì)從污染土壤中提取

23、出來，并將該溶劑再生處理后回用的技術(shù)；,(5) 化學(xué)脫鹵法:化學(xué)脫鹵指向受鹵代有機(jī)物污染的土壤中加入試劑，以置換取代污染物中的鹵素或使其分解或部分揮發(fā)而得以去除; (6) 可滲透反應(yīng)墻:可滲透反應(yīng)墻可用于截留或原位處理遷移態(tài)的污染物，是指挖出部分土壤，代以反應(yīng)材料形成的物理墻，墻體一般由天然材料和一種或多種活性材料混合而成。當(dāng)污染物質(zhì)隨地下水向下游遷移并流經(jīng)處理墻時(shí)，墻體中的活性物質(zhì)將與其發(fā)生作用，導(dǎo)致污染物降解或被截留固定。無機(jī)和有機(jī)污染物均可以通過不同活性材料組成的反應(yīng)墻得以固化或降解，包括有機(jī)物、重金屬、放射性元素等； (7)光催化法：光催化法是化學(xué)修復(fù)方法的一種。近年來，光催化技術(shù)在降

24、解水中有機(jī)污染物方面已得到廣泛研究，但是土壤中有機(jī)污染物的光催化降解研究開展的并不多。,生物修復(fù)技術(shù) (1)微生物修復(fù)：包括原位修復(fù)和異位修復(fù)。微生物修復(fù)工程簡單，處理費(fèi)用相對(duì)較低，且能較徹底的將有機(jī)污染物降解為最終產(chǎn)物?？赏ㄟ^選擇適宜的微生物的種類及數(shù)量、優(yōu)化土壤環(huán)境條件、選擇適宜的修復(fù)時(shí)間等來提高修復(fù)效率。但是處理時(shí)間長，對(duì)重金屬的處理效果不好。,原位生物修復(fù)：在污染現(xiàn)場就地處理污染物的一種修復(fù)技術(shù)。主要采用一定的工程措施，在不人為移動(dòng)污染物，不挖掘出土壤或抽取地下水的條件，利用特定的處理方式進(jìn)行處理。這種方法對(duì)修復(fù)場地的干擾破壞程度最低。 異位生物修復(fù)：將污染物移位，在異地(專門的場地

25、)進(jìn)行生物修復(fù)的一類技術(shù) 。主要針對(duì)污染嚴(yán)重污染面積不大的污染土壤。,微生物修復(fù)的主要形式： 投菌法：此法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌，同時(shí)投加微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)包括常量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素，通過微生物對(duì)污染物的降解和代謝達(dá)到去除污染物的目的。微生物修復(fù)技術(shù)體系中最主要的營養(yǎng)元素，微生物生長所需的C、N、P 質(zhì)量比約為120:10:1。,生物培養(yǎng)法：定期向受污染土壤中加入營養(yǎng)和氧或H2O2作為微生物氧化的電子受體，以滿足污染環(huán)境中已經(jīng)存在的降解菌的需要，提高土著微生物的代謝活性，將污染物徹底地礦化為CO2 和H2O。研究認(rèn)為，通過提高受污染土壤中土著微生物的活力比采用外

26、源微生物的方法更可取，因?yàn)橥林⑸镆呀?jīng)適應(yīng)了污染物的存在，外源微生物不能有效地與土著微生物競爭，只有在現(xiàn)存微生物不能降解污染物時(shí)，才考慮引入外源微生物113。,生物通氣法：一種強(qiáng)迫氧化的生物降解方法。在污染的土壤上打井，安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī)，將空氣強(qiáng)排入土壤中，然后抽出，土壤中揮發(fā)性的有毒有機(jī)物也隨之去除。在通入空氣時(shí)，加入適量的氨氣，能為土壤中的降解菌提供氮素營養(yǎng)，促進(jìn)微生物降解活力的提高。生物通氣法生物修復(fù)系統(tǒng)的主要制約因素是土壤結(jié)構(gòu)，具有多孔結(jié)構(gòu)的土壤污染可以采用生物通氣法來處理。,生物注射法：將空氣加壓后注射到污染地下水的下部，氣流可加速地下水和土壤中有機(jī)物的揮發(fā)和降解。抽提和通氣并

27、用，為微生物的降解作用補(bǔ)充溶解氧，并通過增加及延長停留時(shí)間促進(jìn)生物降解，提高修復(fù)效率。 生物吸食法：主要采用本地微生物或培養(yǎng)后具有特異功能的菌株降解污染物，把污染的地下水抽出加入營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，再順灌到污染土壤，或經(jīng)垂直井的慢速滲漏加入營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣到污染土壤以優(yōu)化降解的生態(tài)條件，特別是加入表面活性物質(zhì)等一些化學(xué)物質(zhì)以降低污染物的毒性來達(dá)到提高污染物的生物降解能力。,農(nóng)耕法：對(duì)污染土壤進(jìn)行耕犁處理，在處理過程中結(jié)合施肥、灌溉等農(nóng)業(yè)措施，盡可能地為微生物提供一個(gè)良好的生存環(huán)境，使其有充分的營養(yǎng)、適宜的水分和pH 值，從而使微生物的代謝活性增強(qiáng)。該方法結(jié)合農(nóng)業(yè)措施，經(jīng)濟(jì)易行，在土壤通透性較差、土壤

28、污染較輕、污染物較易降解時(shí)可以選用。,生物泥漿反應(yīng)器法：將污染土壤從污染點(diǎn)挖出來放到特殊的反應(yīng)器中進(jìn)行處理的方法。在反應(yīng)器中，污染土壤被碾碎，然后與水混合，經(jīng)攪拌等操作后制成泥漿，進(jìn)行生物修復(fù)。由于許多有機(jī)污染物的疏水性較強(qiáng)，緊緊吸附在顆粒表面而難以進(jìn)入到液相中，使微生物不能直接與污染物發(fā)生作用，常常需要向反應(yīng)器中添加一些有機(jī)溶劑或表面活性劑使之更好地溶出。 反應(yīng)器法以水相作為主要處理介質(zhì)，污染物、微生物、溶解氧和營養(yǎng)物質(zhì)的傳質(zhì)速度快，各種環(huán)境條件(pH、溫度、氧化還原電位、氧氣量、營養(yǎng)物濃度、鹽度等)便于控制在最佳狀態(tài)，因此反應(yīng)器處理污染物的速度明顯加快，但其工程復(fù)雜，處理費(fèi)用高。,生物修復(fù)

29、技術(shù) (2)植物修復(fù)：利用植物去除土壤中的污染物。 植物修復(fù)有三種機(jī)制：1.植物污染物的直接吸收，2.植物釋放分泌物和酶去除環(huán)境中的污染物，3.根際的礦化作用去除污染物。利用超積累植物去除土壤中的重金屬已經(jīng)得到廣泛的研究。,優(yōu)勢： 1.植物修復(fù)技術(shù)相對(duì)簡單、費(fèi)用較低，可以大面積實(shí)施； 2.利用植物的提取作用或降解作用可以永久性地解決環(huán)境污染問題; 3.不造成二次污染，具有美化環(huán)境的作用; 4.不破壞產(chǎn)地結(jié)構(gòu)，對(duì)環(huán)境擾動(dòng)少，為公眾所環(huán)境。,植物提取修復(fù)利用超積累植物對(duì)重金屬的超量提取作用從污染 土壤中去除重金屬。,超積累植物是指對(duì)某些重金屬具有特別的吸收能力,而本身不受毒害的植物種和基因型,即重金屬超富集體。,蜈蚣草,,,蹄蓋蕨,重金屬的植物提取修復(fù),超積累植物的標(biāo)準(zhǔn)： 臨界含量特征標(biāo)準(zhǔn)植物的莖或葉中重金屬的含量大于一定的臨界值。,轉(zhuǎn)移特征標(biāo)準(zhǔn)植物地上部（莖或葉）重金屬含量大于其根部重金屬含量。 耐性特征標(biāo)準(zhǔn)對(duì)重金屬具有較強(qiáng)的耐性。 富集系數(shù)特征標(biāo)準(zhǔn)植物地上部富集系數(shù)大于1.0(莖、葉、籽實(shí)部分的平均數(shù)),至少當(dāng)土壤中重金屬濃度與超積累植物應(yīng)達(dá)到的臨界含量標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)時(shí)植物地上部富集系數(shù)大于1.0。,蜈蚣草 最早在美國佛羅里達(dá)州某一木材場鉻化砷酸銅污染土壤上發(fā)現(xiàn)。,