土壤环境污染与修复.pptx
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土壤污染与修复PPT课件
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
环境污染修复课件PPT
15
有机污染修复技术的流程及原理
污染土壤修复工作流程
可处理计划
应急对策 净化处理
系统分析 长期对策
稳定处理
原位修复
异位修复
原位稳定
异位稳定
原位分解
原位提取
分离分解净化
16
有机污染修复技术的流程及原理
▪ 原位修复技术
（1）原位生物修复一般流程：
生物修复原位处理方式示意图
17
有机污染修复技术的流程及原理
原位冲洗、淋洗；
加热方法；
处理墙方法；
原位稳定—固化方法；
电动力学方法；
原位微生物修复方法；
植物－微生物联合修复方法等。
13
有机污染土壤修复技术体系
▪ 按修复场地分类 异位（ex situ）修复：
气提法； 泥浆反应器修复； 土壤耕作法； 土壤堆腐； 焚烧法； 客土法； 预制床； 淋洗/萃取； 淋洗－生物反应器联合修复；
土壤污染及其修复
土壤污染及修复
二、土壤污染修复 （一）我国土壤污染修复的形势 我国于2006年开展了全国首次土壤污染状况 调查，以全面、系统、准确掌握我国土壤污染 的真实情况，有效防治土壤污染，确保百姓身
体健康。
土壤污染及修复
二、土壤污染修复 （一）我国土壤污染修复的形势 调查的主要任务有： 1.开展全国土壤环境质量状况调查与评价。 2.开展重点区域土壤污染风险评估与安全等级划分。 3.开展全国土壤背景点环境质量调查与对比分析。 4.开展污染土壤修复与综合修复试点。 5.建设土壤环境质量监督管理体系。
日处理能力可达200t。
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◆热处理典型流程：
实际工程
污染土壤 外热装置
热化 解学 气试 体剂
有机污染修复技术的流程及原理
污染土壤修复工作流程
可处理计划
应急对策 净化处理
系统分析 长期对策
稳定处理
原位修复
异位修复
原位稳定
异位稳定
原位分解
原位提取
分离分解净化
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有机污染修复技术的流程及原理
▪ 原位修复技术
（1）原位生物修复一般流程：
生物修复原位处理方式示意图
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有机污染修复技术的流程及原理
原位冲洗、淋洗；
加热方法；
处理墙方法；
原位稳定—固化方法；
电动力学方法；
原位微生物修复方法；
植物－微生物联合修复方法等。
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有机污染土壤修复技术体系
▪ 按修复场地分类 异位（ex situ）修复：
气提法； 泥浆反应器修复； 土壤耕作法； 土壤堆腐； 焚烧法； 客土法； 预制床； 淋洗/萃取； 淋洗－生物反应器联合修复；
土壤污染及其修复
土壤污染及修复
二、土壤污染修复 （一）我国土壤污染修复的形势 我国于2006年开展了全国首次土壤污染状况 调查，以全面、系统、准确掌握我国土壤污染 的真实情况，有效防治土壤污染，确保百姓身
体健康。
土壤污染及修复
二、土壤污染修复 （一）我国土壤污染修复的形势 调查的主要任务有： 1.开展全国土壤环境质量状况调查与评价。 2.开展重点区域土壤污染风险评估与安全等级划分。 3.开展全国土壤背景点环境质量调查与对比分析。 4.开展污染土壤修复与综合修复试点。 5.建设土壤环境质量监督管理体系。
日处理能力可达200t。
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◆热处理典型流程：
实际工程
污染土壤 外热装置
热化 解学 气试 体剂
土壤污染与修复技术研究 ppt课件
污水中含有丰富的有机物质，它们在 一定条件下分解，能为作物提供许多可利 用的养分，从而促进作物增产。污水中含 有大量的有机物，以蛋白质、 碳水化合 物、 脂肪、尿素、 氨氮、 氮、磷、钾等 为多， 且含有钙、 镁、 锰、 铜、 锌、 铝等多种微量元素。在全球水资源日趋紧 张的情况下，污水灌溉有特殊的意义，许 多国家都把污水作为重要的灌溉水源。例 如，以色列80%以上的农业用水是经处理 过的废污水。
微生物修复技术
定义
土壤微生物修复技术是在适宜条件下 利用土著微生物或外源微生物的代谢活动， 对土壤中污染物进行转化、降解与去除的 方法。
• 研究现状
• 这种生物修复技术已在农药或石油污染土 壤中得到应用。在我国 ,已构建了农药高效 降解菌筛选技术、 微生物修复剂制备技术 和农药残留微生物降解田间应用技术;也筛 选了大量的石油烃降解菌 ,复配了多种微生 物修复菌剂 ,研制了生物修复预制床和生物 泥浆反应器 ,提出了生物修复模式。
污水灌溉在我国发展的必要性
进入 21世纪, 我国的城市生活用水、 工 业用水将大大增加, 从而使农业用水不得不 相对减少。同时我国又是一个以灌溉为主 的农业大国, 目前仅农业每年缺水就达 300 亿 m3。20世纪 90年代, 我国受旱面积已达 2 667万 hm2, 因缺水造成的粮食减产达 250 400亿 kg。为了使农业良性发展, 达到 增产增收的效果, 确保全国的粮食安全问题, 就必须采取一些相应的措施。
主要来源
工业污染 农业污染 大气沉降 城市交通
废渣，废气废水 污水灌溉，污泥，农药 有害气体，粉尘 汽车尾气
特征
普遍性
几乎威胁每个国家
潜伏性
难以被察觉
不可逆与难治理性 复合性
第五章 土壤污染与修复概述PPT课件
• 但是随着时间的推移和科学技术的发展，该土 壤环境质量标准存在的不足也越来越明显
• 这样就使土壤环境质量标准很难适用于当今的 污染土壤修复效果评价。
• 而且污染土壤修复标准与土壤环境质量标准两 者之间存在着许多实质性差异．
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（二）建立土壤修复标准的方法
• 一个土壤修复标准方法体系的建立是由多方面 因素决定的．除了修复技术水平、仪器可检出 水平、环境背景水平、法规可调控清洁水平外， 还应考虑以下几点：
• 一、土壤污染的防治措施 • 二、土壤修复标准的建立
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一、土壤污染的防治措施
1.发展清洁生产技术 2.发展土壤污染修复技术
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1.发展清洁生产技术
• 控制和消除土壤污染源是防止污染的根本 措施。
• 应大力推广清洁工艺，以减少或消除污染 源，可以采取的措施：
①进行废弃物资源化 ②对排放的"三废"要净化处理 ③禁止或限制使用剧毒、高残留农药 ④合理施用肥料
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（三）生物修复技术
• 1.植物修复技术 • 污染土壤植物修复技术指利用植物及其根
际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转 化、降解、固定作用而去除土壤中污染物 的修复技术。
• 一般来说，植物对土壤中的无机污染物和 有机污染物都有不同程度的吸收、挥发和 降解等修复作用，有的植物甚至同时具有 上述几种作用。
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12
• 植物修复技术分为植物提取修复、植物挥 发修复、植物稳定修复、植物降解修复、 根际圈生物降解修复。
• 植物降解一般对某些结垢构比较简单的有 机污染物去除效率很高，但对结垢构复杂 的污染物质则无能为力。
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• 这样就使土壤环境质量标准很难适用于当今的 污染土壤修复效果评价。
• 而且污染土壤修复标准与土壤环境质量标准两 者之间存在着许多实质性差异．
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（二）建立土壤修复标准的方法
• 一个土壤修复标准方法体系的建立是由多方面 因素决定的．除了修复技术水平、仪器可检出 水平、环境背景水平、法规可调控清洁水平外， 还应考虑以下几点：
• 一、土壤污染的防治措施 • 二、土壤修复标准的建立
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一、土壤污染的防治措施
1.发展清洁生产技术 2.发展土壤污染修复技术
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1.发展清洁生产技术
• 控制和消除土壤污染源是防止污染的根本 措施。
• 应大力推广清洁工艺，以减少或消除污染 源，可以采取的措施：
①进行废弃物资源化 ②对排放的"三废"要净化处理 ③禁止或限制使用剧毒、高残留农药 ④合理施用肥料
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（三）生物修复技术
• 1.植物修复技术 • 污染土壤植物修复技术指利用植物及其根
际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转 化、降解、固定作用而去除土壤中污染物 的修复技术。
• 一般来说，植物对土壤中的无机污染物和 有机污染物都有不同程度的吸收、挥发和 降解等修复作用，有的植物甚至同时具有 上述几种作用。
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• 植物修复技术分为植物提取修复、植物挥 发修复、植物稳定修复、植物降解修复、 根际圈生物降解修复。
• 植物降解一般对某些结垢构比较简单的有 机污染物去除效率很高，但对结垢构复杂 的污染物质则无能为力。
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污染土壤的生物修复PPT课件
• 动物修复技术主要包括蚯蚓养殖和线虫控制两种方式。蚯蚓养殖是指利用蚯蚓 来改善土壤结构、提高土壤肥力，从而达到净化土壤的目的；线虫控制是指利 用一些寄生线虫来控制土壤中的病原微生物，从而减少其对土壤的危害。
• 动物修复技术的优点包括改善土壤结构、提高土壤肥力等。但动物修复技术的 缺点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的处理效果不佳。
技术成熟度
某些生物修复技术仍处于 研究阶段，技术成熟度有 待提高。
影响因素多
生物修复效果受到多种因 素的影响，如污染物特性、 土壤条件、气候条件等。
03 生物修复技术应用
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命代谢活动 来减少土壤环境中有毒有害物质的浓度，从而使 土壤环境得到净化和修复的过程。
政府应加大对生物修复技术的政策支 持和资金投入，促进技术的研发和应 用。
建立评价体系
建立生物修复技术的评价体系，制定 相关标准和方法，规范技术的实际应 用。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外先进 技术和管理经验，提高我国生物修复 技术的整体水平。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
微生物修复技术的优点包括处理效果好、适用范 围广、对环境影响小等。但微生物修复技术的缺 点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的 处理效果不佳。
微生物修复技术主要包括原位修复和异位修复两 种方式。原位修复是在污染场地就地处理，而异 位修复是将污染土壤转运至集中处理场地进行修 复。
微生物修复技术适用于有机物污染、重金属污染 和农药污染等多种类型的土壤修复。其中，有机 物污染土壤的微生物修复技术应用最为广泛。
利用土壤动物（如蚯蚓）对污染物 的抗性和净化能力，实现污染土壤 的治理和生态修复。
• 动物修复技术的优点包括改善土壤结构、提高土壤肥力等。但动物修复技术的 缺点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的处理效果不佳。
技术成熟度
某些生物修复技术仍处于 研究阶段，技术成熟度有 待提高。
影响因素多
生物修复效果受到多种因 素的影响，如污染物特性、 土壤条件、气候条件等。
03 生物修复技术应用
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命代谢活动 来减少土壤环境中有毒有害物质的浓度，从而使 土壤环境得到净化和修复的过程。
政府应加大对生物修复技术的政策支 持和资金投入，促进技术的研发和应 用。
建立评价体系
建立生物修复技术的评价体系，制定 相关标准和方法，规范技术的实际应 用。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外先进 技术和管理经验，提高我国生物修复 技术的整体水平。
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微生物修复技术的优点包括处理效果好、适用范 围广、对环境影响小等。但微生物修复技术的缺 点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的 处理效果不佳。
微生物修复技术主要包括原位修复和异位修复两 种方式。原位修复是在污染场地就地处理，而异 位修复是将污染土壤转运至集中处理场地进行修 复。
微生物修复技术适用于有机物污染、重金属污染 和农药污染等多种类型的土壤修复。其中，有机 物污染土壤的微生物修复技术应用最为广泛。
利用土壤动物（如蚯蚓）对污染物 的抗性和净化能力，实现污染土壤 的治理和生态修复。
《土壤污染生态修复》PPT课件
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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
精选PPT
1
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
4
精选PPT
2
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。
精选PPT
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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
精选PPT
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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。
环境生物技术土壤污染与修复技术(共64张PPT)
土壤中污染物的来源
▪ 大气沉降(土壤酸化、多环芳烃和二恶英等)
▪ 污水排灌（重金属、多环芳烃等）
▪ 化肥农药施用（硝酸盐、PCB、DDT等） ▪ 固体废物堆放处置（各种污染物） ▪ 工业生产(石油、多环芳烃和重金属污染等) ▪ 交通运输（三氯乙稀等）
▪ 全球物质循环（持久性有机污染物）
土壤污染的类型（掌握）
▪ ⑥水分低于50％，或pH高于8.5时会抑制生物降解作用。
典型有机化合物的生物降解
▪ 2.2.2 脂烃类的降解特点
▪ (1) 链烃的降解方式：单末端氧化、双末端氧化、次末端氧化和直接 脱氢。
▪ (2) 环烷烃的生物降解：
典型有机化合物的生物降解
▪ 2.2.2 芳香烃的降解特点
▪ (2)单环芳烃的好氧降解
▪ 微生物对脂烃类的降解特点： ▪ ①很多微生物可以降解脂烃类；
▪ ②脂烃的生物降解一般都需要氧； ▪ ③长链脂肪烃（C10-C24）比短链脂肪烃(<C10)易于降解，小于C10的脂
肪烃大部分只能通过共代谢作用降解，大于C24则不容易降解； ▪ ④ 链烃比环烃容易降解，直链烷烃比直链烷烃容易降解；
▪ ⑤不饱和脂肪烃比饱和脂肪烃容易降解
土壤污染的特点（重点）
❖ （1）隐蔽性或潜伏性:
水体和大气的污染比较直观，严重时通过人的感官即能发现： 而土壤污染则往往要通过农作物包括粮食、蔬菜、水果或牧草以及 摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生恶果 有一个相当长的逐步积累过程，具有隐蔽性或潜伏性。日本的第二 公害病——痛痛病60年代发生于富山县神通川流域，直至70年代才 基本证实是镉污染土壤所生产的“镉米”所致。
影响微生物降解和转化的因素
▪ （（33））温温度度；； ▪ （4）营 营养养；； ▪ （55））酸酸碱碱度度；； ▪ （6）氧氧；；
污染土壤的环境修复技术 ppt课件
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%
污染土壤的环境修复技术-环境修复原理与技术ppt课件
污染土壤的环境修复技术-环境修复原理与技术
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技术应用
蒸汽浸提修复技术
原位土壤蒸汽浸提
原位土壤蒸汽浸提技术的应用条件
污染土壤的环境修复技术-环境修复原理与技术
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蒸汽浸提修复技术
原位土壤蒸汽浸提技术效果的影响因素
污染土壤的环境修复技术-环境修复原理与技术
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技术应用
蒸汽浸提修复技术
异位土壤蒸汽浸提
包括两项浸提技术两生浸提技术污染土壤多相浸提修复技术示意图两相浸提技术利用蒸汽浸提或者生物通风技术向不饱和土壤中输送气流以修复挥发性有机物和油类污染物污染土壤的过程典型的两相浸提系统示意图两重浸提技术两生浸提技术既可以在高真空下也可以在低真空下使用潜水或者空气泵工作典型的两重浸提系统示意图蒸汽浸提修复技术723固定稳定化修复技术72污染土壤的物理修复技术技术介绍防止或者降低污染土壤释放有害物质或其中污染物转移的修复技术包括原位和异位固定稳定化固定稳定化修复技术固定稳定化的基本工艺流程固定稳定化修复技术技术应用异位固定稳定化通过将污染封与粘结剂混合形成的物理封闭如降低孔隙率等或者发生化学反应如形成氢氧化物或硫化物沉淀等从而降低污染土壤中污染物活性异位土壤固定稳定化修复的工艺流程图固定稳定化修复技术异位固定稳定化影响因素固定稳定化修复技术技术应用原位固定稳定化直接将修复物质输入污染土壤中混合处理后的土壤留在原地美国威斯康星州利用潜水箱原位固形修复德马尼托沃克河污染抵泥固定稳定化修复技术原位固定稳定化影响因素固定稳定化修复技术724玻璃化修复技术72污染土壤的物理修复技术技术介绍通过高强度能量输入使污染土壤熔化将含有挥发性污染物的蒸汽回收处理同时污染土壤冷却后成玻璃状团块固定原位玻璃化技术异位玻璃化技术玻璃化修复的工艺流程玻璃化修复技术技术应用原位玻璃化技术通过向污染介质中插入电极对污染介质固体组分给予16002000摄氏度的高温处理使有机污染物和一部分无机化合物如硝酸盐硫酸盐和碳酸盐等挥发或热解而从污染环境中去除的技术原位玻璃化修复过程示意图玻璃化修复技术技术应用异位玻璃化技术使用等离子体电流或其他热源在16002000摄氏度的高温熔化土壤及其中的污染物有机污染物补热解或者蒸发去除有害无机离子则得以固定化产生的水分和热解产物则由气体收集系统收集进一步处理异位玻璃化修复过程示意图玻璃化修复技术玻璃化修复技术的影响因素玻璃化修复技术725热力学修复技术72污染土壤的物理修复技术技术介绍利用热传导热毯热井或热墙等或热辐射无线电波加热等加热污染土壤后降低其中污染物浓度的技术高温加热修复技术低温加热修复技术电磁波加热修复技术热力学修复技术技术应用高温加热修复技术通过热毯或加热井中的加热器件进行热传导加热并通过汽提井和鼓风机将水蒸汽和污染物收集起来加以处理的技术高温加热修复过程示意图热力学修复技术热毯系统热井系统采用覆盖在土壤表
土壤污染防治及其修复 ppt课件
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
1.土壤环境污染
1.2土壤污染的特点
①隐蔽性和潜伏性。
比较隐蔽, 往往不容易立即发现,通常是通过地下水受到污 染、农产品产量质量下降,以及人体健康状况恶化等方式 显现出来。
1.3土壤的主要污染物
①无机污染物: ✓ 重金属汞、镉、铬、铅及准金属砷等; ✓ 硝酸盐、硫酸盐、氧化物、可溶性碳酸盐等; ✓ 放射性物质，如 137Cs 、 90Sr等; ✓ 氮肥和磷肥; 氰化物、氟化物、硫化物等。
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1.土壤环境污染
②有机污染物: 化学农药、 除草剂、石油类有机物、洗涤剂、 酚类等。 ③生物污染物: 主要是病原微生物、 肠道细菌 、肠寄生虫、 炭疽杆菌、结核杆菌等。
含重金属铅和镉的工业废水污染土壤
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土壤环境污染
大气粉尘污染
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土壤环境污染
火山爆发产生的火山灰污染
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14
土壤环境污染
火山爆发产生的火山灰污染
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15
土壤环境污染
火山爆发产生的火山岩浆污染
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1.土壤环境污染
例如, DDT在土壤灌溉水时的分解速率要比干早时快.
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3. 土壤污染修复
(3) 采用土壤污染生物修复技术
采用土壤污染生物修复技术就是利用特定的动、植物 和微生物吸收或降解土壤中的污染物。 植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物, 使其对环境无害。 例如,种植某些非食用性但可富集铅的植物, 如苔薛、木本植物 等,可逐渐降低土壤中铅的污染程度。 选育活性较高的、能够分解某种农药的土壤微生物或 土壤动物,可以增加土壤的生物降解作用。 例如,根固氮菌可将对硫磷迅速地还原为氨基对硫磷等。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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1.土壤环境污染
1.2土壤污染的特点
①隐蔽性和潜伏性。
比较隐蔽, 往往不容易立即发现,通常是通过地下水受到污 染、农产品产量质量下降,以及人体健康状况恶化等方式 显现出来。
1.3土壤的主要污染物
①无机污染物: ✓ 重金属汞、镉、铬、铅及准金属砷等; ✓ 硝酸盐、硫酸盐、氧化物、可溶性碳酸盐等; ✓ 放射性物质，如 137Cs 、 90Sr等; ✓ 氮肥和磷肥; 氰化物、氟化物、硫化物等。
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1.土壤环境污染
②有机污染物: 化学农药、 除草剂、石油类有机物、洗涤剂、 酚类等。 ③生物污染物: 主要是病原微生物、 肠道细菌 、肠寄生虫、 炭疽杆菌、结核杆菌等。
含重金属铅和镉的工业废水污染土壤
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土壤环境污染
大气粉尘污染
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土壤环境污染
火山爆发产生的火山灰污染
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土壤环境污染
火山爆发产生的火山灰污染
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土壤环境污染
火山爆发产生的火山岩浆污染
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1.土壤环境污染
例如, DDT在土壤灌溉水时的分解速率要比干早时快.
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3. 土壤污染修复
(3) 采用土壤污染生物修复技术
采用土壤污染生物修复技术就是利用特定的动、植物 和微生物吸收或降解土壤中的污染物。 植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物, 使其对环境无害。 例如,种植某些非食用性但可富集铅的植物, 如苔薛、木本植物 等,可逐渐降低土壤中铅的污染程度。 选育活性较高的、能够分解某种农药的土壤微生物或 土壤动物,可以增加土壤的生物降解作用。 例如,根固氮菌可将对硫磷迅速地还原为氨基对硫磷等。
《土壤污染化学修复》幻灯片
✓为提高淋洗液的洗脱效率，需要在淋洗液中 参加一些能增大污染物水溶性和迁移性的化 学助剂。通常选择价格低廉、可生物降解、
化学淋洗技术的关键步骤
✓ 淋洗剂的筛选 ✓ 土壤因素影响分析 ✓ 淋洗条件的优化(淋洗时间、水土比、淋洗液组
合等〕
无机淋洗剂
淋洗剂的筛选
酸、碱、盐等无机化合物相对其它淋洗剂具有本钱较 低,效果好,作用速度快等优点。
同时,在有重金属存在的情况下，外表活性剂本身在土 壤中的吸附较弱。因此，外表活性剂已被用作去除 重金属的助剂。
土壤因素影响分析
✓ 化学淋洗对污染土壤的修复因土壤类型不同而略有差异。 ✓ 对于砂质壤土,由于其粘性较差,不易强烈吸附污染物,一般只
需初步淋洗即可。但是对于粘性较强的壤土和粘土,由于容易 吸附污染物,在进展初步淋洗之后,还必须进一步修复处理。
✓ 淋洗法的除污染物效果与土壤中有机质的含量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱpH值、清 洗剂与金属的浓度比、土壤性质、泥浆稠度等有关。
✓ 如在沙质黏土中，含低浓度有机物时，焦磷酸钠比EDTA对 铅有更好的提取效果;当有机物浓度提高时那么相反。如对 Cr污染的土壤，酸溶液效果较好，而对于Zn, Pb等重金属 污染的土壤，碱溶液是好的冲洗助剂。同时必须考虑土壤 基质，如在酸性EDTA淋洗液处理石灰质土壤时，碳酸钙质 土壤同时被溶解，大多数的EDTA被消耗。
天然有机螯合剂包括:柠檬酸、苹果酸、丙二酸、乙酸 组氨酸以及其他类型天然有机物质等。
螯合剂的作用机理就是首先通过螯合作用,将吸附在土 壤颗粒及胶体外表重金属离子解络下来然后在利用 自身强的螯合作用和重金属离子形成强的螯合体,从
外表活性剂
在淋洗液中添加外表活性剂能提高对有机物污染土壤 的处理效果
外表活性剂作为重金属的去除试剂是近几年才开展起 来的新技术。近年来发现一些外表活性剂对重金属 也有很好的洗脱效果。
化学淋洗技术的关键步骤
✓ 淋洗剂的筛选 ✓ 土壤因素影响分析 ✓ 淋洗条件的优化(淋洗时间、水土比、淋洗液组
合等〕
无机淋洗剂
淋洗剂的筛选
酸、碱、盐等无机化合物相对其它淋洗剂具有本钱较 低,效果好,作用速度快等优点。
同时,在有重金属存在的情况下，外表活性剂本身在土 壤中的吸附较弱。因此，外表活性剂已被用作去除 重金属的助剂。
土壤因素影响分析
✓ 化学淋洗对污染土壤的修复因土壤类型不同而略有差异。 ✓ 对于砂质壤土,由于其粘性较差,不易强烈吸附污染物,一般只
需初步淋洗即可。但是对于粘性较强的壤土和粘土,由于容易 吸附污染物,在进展初步淋洗之后,还必须进一步修复处理。
✓ 淋洗法的除污染物效果与土壤中有机质的含量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱpH值、清 洗剂与金属的浓度比、土壤性质、泥浆稠度等有关。
✓ 如在沙质黏土中，含低浓度有机物时，焦磷酸钠比EDTA对 铅有更好的提取效果;当有机物浓度提高时那么相反。如对 Cr污染的土壤，酸溶液效果较好，而对于Zn, Pb等重金属 污染的土壤，碱溶液是好的冲洗助剂。同时必须考虑土壤 基质，如在酸性EDTA淋洗液处理石灰质土壤时，碳酸钙质 土壤同时被溶解，大多数的EDTA被消耗。
天然有机螯合剂包括:柠檬酸、苹果酸、丙二酸、乙酸 组氨酸以及其他类型天然有机物质等。
螯合剂的作用机理就是首先通过螯合作用,将吸附在土 壤颗粒及胶体外表重金属离子解络下来然后在利用 自身强的螯合作用和重金属离子形成强的螯合体,从
外表活性剂
在淋洗液中添加外表活性剂能提高对有机物污染土壤 的处理效果
外表活性剂作为重金属的去除试剂是近几年才开展起 来的新技术。近年来发现一些外表活性剂对重金属 也有很好的洗脱效果。
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1973 -1977 年 北京、南京、广东等重点地区 土壤、水体及生物背景值试点研究实验 1979 年 13 个省市主要农业土壤和主要作物 9 种元素背景值调查 1986 年 29 省市土壤背景值调查
3-5 土 壤 环 境 容 量
意义
❖ 制定土壤环境标准 ❖ 污染物排放、污泥和污水的农业利用 ❖ 区域污染物管理与控制
土壤污染与修复研究
是中国进入WTO、保证农产品安全、推动农村生态环境 保护和全面建设小康社会的国家战略需求。
土壤具有三个基本特征
● 生态系统的基本单元，具有 S W P 系统的整体性 ● 人类活动的主要资源，具有质量、数量的双重性
内涵
土 壤 质 量
安全生产
肥 力质量
环 境 质量
健 康质 量 保证最大生产力 最佳生物学质量
以提高农业生物生产力为 目的的土壤肥力和资源研究
环境土壤学
以提高土壤三质量为目的 (肥力、健康、环境)
土壤生态过程研究 污染发生机制研究 土壤功能、容量研究
3、土壤环境与土壤污染研究回顾
50年代: 土地资源开发利用
提高生产研究
60年代: 水土保持，盐碱地改良 污水灌田，施用农药
土地环境资源保护研究 土地环境污染研究
70年代: 区域性
80年代:土壤环境背景容量及基准 土壤--植物系统
土壤环境评价及污染 综合防治研究
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
2000：土壤污染生态过程与生态安全
3-1 土壤环境与土壤污染 -- 学科发展历程 资源调查 质量评价 污染防治 规律研究 机制研究 实用技术研究
转化研究
有机污染物本体（A）在陆地生态系统中向 其代谢及合成物（B, C, D . . . ）的转化过程
成果
❖ 敏感作物盆栽生物试验 ❖ 土壤微生物生态及土壤酶活性 ❖ 同位素示踪技术 ❖ 田间物质平衡 ❖ 土壤净化功能
3-6 镉 土 污 染 及 防 治
污染地点 ：沈阳市张士灌区 污染原因 ：含镉工业污水灌田 污染面积 ：2 8 0 0 ha 污染状态 ：土壤含镉 5 - 10 mg / kg 土
稻米耔实镉 0.4 - 1.0 mg / kg 米
污染土壤 污染底泥
成为主要污染源 成为二次污染库
土壤污染的控制与治理成为重要的科学问题。
国家需求
• 我国农药、化肥和重金属污染农产品的问题 是限制我国农产品出口的主要瓶颈。
• 减少与消除高毒农药的危害， 已成为我国农业环境亟待解决的重要问题。
• 污灌、污泥等造成的土壤污染， 还将长时期影响农作物的生长和农产品的品质。
平衡研究
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
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
对微观系壤微生物 对植物形态 样性 质 量 土壤酶的影响 学上的影响
作物污染及残留 与毒性研究
灌区人体 健康调查
3-3 区域土壤环境研究
区域性 土壤环境
土壤环境 质量评价
石油 化工 区
评价方法及 其指标体系
重点 污灌区
工矿 开发区
污染 起始值
污染 标准
单项 指标
综合 指标
3-4 土 壤 环 境 背 景
意义 成果
土壤环境质量与污染评价 制定土壤环境容量与土壤环境质量标准 土壤污染清洁技术土地利用与土地管理
4、干扰因素
土壤肥力、养分含量、土壤质地、机 械组成, 对污染物毒性影响程度不同
发生的隐蔽性 毒性的缓效性
土壤污染的特点
形成的复杂性 恢复的长期性 诊断的特殊性
环境土壤学研究的目的
认识 利用 调控
土壤肥力的培育 土壤污染的防治 土壤净化功能的利用 污染土壤的清洁
2-2 环境土壤学的发展历程
农林土壤学
不引发二次环境污染
● 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
功 能 净化污染物的活体
强 度
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
理论体系、化学形态、迁移 转化、恢复治理机制不同
3、污染效应
同一作物, 对不同污染物的生物 效应、吸收累积、释放机制不同
3-2 土壤环境与土壤污染研究事例
污灌
58年污水灌溉在主要城市郊区兴起 推动灌溉事业，促进北方水稻农作发展
N肥过剩，贪青倒伏，作物受害，土壤毒化
土壤毒化 诊断指标
确立N肥定额 防止徒长倒伏
增施矿质肥料 调整作物Si / N营养比
污染物在土壤--植物系统 迁移--分布
土壤---地下水 污染
污水灌溉研究
3-7 镉土污染治理研究成果
客土法 深耕 换土
农作法 排 水晒田 淹
水厌氧
镉土污染治理
化学法改良
施用石灰磷肥 及其它改良剂
生物法改良
作物吸收富集 木本净化
3-8 污水生态工程土地处理
利用土壤 - 植物系统生物、化学、物理的净化功能 通过科学设计和有效地进行管理 对污水中 N、P 资源加以利用 对可降解污染物加以净化 实现无害化、资源化的生态工程技术
土壤环境污染与修复
一、土壤环境与污染
科学问题
土壤污染与修复研究是当今环境科学新的生长点之一， 倍受国内外环境科技工作者的重视。
与大气、水体相比，土壤是一个复杂的物理、化学与
生物的复合环境介质，是一个重要的生态剖面，许多环境
化学、环境生物、环境毒理的规律与机制，可以通过土壤
生态剖面加以观察、研究。
降解条件 ◆ 污染物在土壤中的降解过程及其影响因素，确立其微
生物降解的最佳条件 ◆ 污染物在土壤中的固定 - 再释放机制及预测 ◆ 耐污植物对污染物的吸收能力
◆ 污染胁迫条件下，土著微生物群落的变化规律 ◆ 农作物连作条件下，土壤生物污染的发生过程 ◆ 重点有机、无机污染物的土壤生态过程区域比较研究
• 适合国情 • 投资少，运行费用低 • 可回收再生水资源
4、污染物的生态过程研究
污染土壤生态过程
● 土壤环境污染现状的描述 ● 污染危害的调查和污染点的评价及风险分析 ● 土壤污染生态过程及其微观机理研究 ● 土壤生态毒理学诊断
研究内容
◆ 复合污染条件下，常用农药与石油及其化工产品等有机 污染物在土壤中的迁移动态研究，探讨污染物的最适
3-5 土 壤 环 境 容 量
意义
❖ 制定土壤环境标准 ❖ 污染物排放、污泥和污水的农业利用 ❖ 区域污染物管理与控制
土壤污染与修复研究
是中国进入WTO、保证农产品安全、推动农村生态环境 保护和全面建设小康社会的国家战略需求。
土壤具有三个基本特征
● 生态系统的基本单元，具有 S W P 系统的整体性 ● 人类活动的主要资源，具有质量、数量的双重性
内涵
土 壤 质 量
安全生产
肥 力质量
环 境 质量
健 康质 量 保证最大生产力 最佳生物学质量
以提高农业生物生产力为 目的的土壤肥力和资源研究
环境土壤学
以提高土壤三质量为目的 (肥力、健康、环境)
土壤生态过程研究 污染发生机制研究 土壤功能、容量研究
3、土壤环境与土壤污染研究回顾
50年代: 土地资源开发利用
提高生产研究
60年代: 水土保持，盐碱地改良 污水灌田，施用农药
土地环境资源保护研究 土地环境污染研究
70年代: 区域性
80年代:土壤环境背景容量及基准 土壤--植物系统
土壤环境评价及污染 综合防治研究
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
2000：土壤污染生态过程与生态安全
3-1 土壤环境与土壤污染 -- 学科发展历程 资源调查 质量评价 污染防治 规律研究 机制研究 实用技术研究
转化研究
有机污染物本体（A）在陆地生态系统中向 其代谢及合成物（B, C, D . . . ）的转化过程
成果
❖ 敏感作物盆栽生物试验 ❖ 土壤微生物生态及土壤酶活性 ❖ 同位素示踪技术 ❖ 田间物质平衡 ❖ 土壤净化功能
3-6 镉 土 污 染 及 防 治
污染地点 ：沈阳市张士灌区 污染原因 ：含镉工业污水灌田 污染面积 ：2 8 0 0 ha 污染状态 ：土壤含镉 5 - 10 mg / kg 土
稻米耔实镉 0.4 - 1.0 mg / kg 米
污染土壤 污染底泥
成为主要污染源 成为二次污染库
土壤污染的控制与治理成为重要的科学问题。
国家需求
• 我国农药、化肥和重金属污染农产品的问题 是限制我国农产品出口的主要瓶颈。
• 减少与消除高毒农药的危害， 已成为我国农业环境亟待解决的重要问题。
• 污灌、污泥等造成的土壤污染， 还将长时期影响农作物的生长和农产品的品质。
平衡研究
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
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
对微观系壤微生物 对植物形态 样性 质 量 土壤酶的影响 学上的影响
作物污染及残留 与毒性研究
灌区人体 健康调查
3-3 区域土壤环境研究
区域性 土壤环境
土壤环境 质量评价
石油 化工 区
评价方法及 其指标体系
重点 污灌区
工矿 开发区
污染 起始值
污染 标准
单项 指标
综合 指标
3-4 土 壤 环 境 背 景
意义 成果
土壤环境质量与污染评价 制定土壤环境容量与土壤环境质量标准 土壤污染清洁技术土地利用与土地管理
4、干扰因素
土壤肥力、养分含量、土壤质地、机 械组成, 对污染物毒性影响程度不同
发生的隐蔽性 毒性的缓效性
土壤污染的特点
形成的复杂性 恢复的长期性 诊断的特殊性
环境土壤学研究的目的
认识 利用 调控
土壤肥力的培育 土壤污染的防治 土壤净化功能的利用 污染土壤的清洁
2-2 环境土壤学的发展历程
农林土壤学
不引发二次环境污染
● 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
功 能 净化污染物的活体
强 度
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
理论体系、化学形态、迁移 转化、恢复治理机制不同
3、污染效应
同一作物, 对不同污染物的生物 效应、吸收累积、释放机制不同
3-2 土壤环境与土壤污染研究事例
污灌
58年污水灌溉在主要城市郊区兴起 推动灌溉事业，促进北方水稻农作发展
N肥过剩，贪青倒伏，作物受害，土壤毒化
土壤毒化 诊断指标
确立N肥定额 防止徒长倒伏
增施矿质肥料 调整作物Si / N营养比
污染物在土壤--植物系统 迁移--分布
土壤---地下水 污染
污水灌溉研究
3-7 镉土污染治理研究成果
客土法 深耕 换土
农作法 排 水晒田 淹
水厌氧
镉土污染治理
化学法改良
施用石灰磷肥 及其它改良剂
生物法改良
作物吸收富集 木本净化
3-8 污水生态工程土地处理
利用土壤 - 植物系统生物、化学、物理的净化功能 通过科学设计和有效地进行管理 对污水中 N、P 资源加以利用 对可降解污染物加以净化 实现无害化、资源化的生态工程技术
土壤环境污染与修复
一、土壤环境与污染
科学问题
土壤污染与修复研究是当今环境科学新的生长点之一， 倍受国内外环境科技工作者的重视。
与大气、水体相比，土壤是一个复杂的物理、化学与
生物的复合环境介质，是一个重要的生态剖面，许多环境
化学、环境生物、环境毒理的规律与机制，可以通过土壤
生态剖面加以观察、研究。
降解条件 ◆ 污染物在土壤中的降解过程及其影响因素，确立其微
生物降解的最佳条件 ◆ 污染物在土壤中的固定 - 再释放机制及预测 ◆ 耐污植物对污染物的吸收能力
◆ 污染胁迫条件下，土著微生物群落的变化规律 ◆ 农作物连作条件下，土壤生物污染的发生过程 ◆ 重点有机、无机污染物的土壤生态过程区域比较研究
• 适合国情 • 投资少，运行费用低 • 可回收再生水资源
4、污染物的生态过程研究
污染土壤生态过程
● 土壤环境污染现状的描述 ● 污染危害的调查和污染点的评价及风险分析 ● 土壤污染生态过程及其微观机理研究 ● 土壤生态毒理学诊断
研究内容
◆ 复合污染条件下，常用农药与石油及其化工产品等有机 污染物在土壤中的迁移动态研究，探讨污染物的最适