戴树桂《环境化学》(第2版)章节题库(第七章 受污染环境的修复——第八章 绿色化学的基本原理与应用)

第七章受污染环境的修复

一、名词解释

1．植物修复

答：植物修复技术是指直接利用各种活体植物，通过提取、降解和固定等过程清除环境中的污染物，或消减污染物的毒性的环境修复技术。可以用于受污染的地下水、沉积物和土壤的原位处理。修复过程主要有以下三种过程：①植物提取；②植物稳定；③植物挥发。

2．电动力修复法

答：电动力修复法是指将电极插入受污染的地下水及土壤区域，施加直流电，形成直流电场。污染物在电场作用下通过电迁移、电渗析流或电泳的方式离开土壤向两极迁移，最终富集在电极区得到集中处理或分离的环境修复方法。

3．微生物修复技术

答：微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程。它包括自然和人为控制条件下的污染物降解或无害化过程。从修复实施的场址，可以将微生物修复分为原位生物修复和异位生物修复。

二、简答题

1．在自然修复过程中，需要的环境条件有哪些？

答：微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程。它包括自然和人为控制条件下的污染物降解或无害化过程。在自然修复过程

中，利用土著微生物的降解能力去除环境中的污染物质，但需要有以下环境条件：（1）有充分和稳定的地下水流

任何动植物的生长、发育都离不开水资源，充分、稳定的水分供给是前提。

（2）有微生物可利用的营养物

自然修复过程中，微生物起到很重要的作用，提供足够微生物使用的营养物质，有利于自然修复过程的进行。

（3）有缓冲pH的能力

环境的pH值对动植物的生长过程影响很大，环境有缓冲pH能力之后，pH就比较稳定，对自然修复影响较小。

（4）有使代谢能够进行的电子受体

土壤中污染物氧化分解的最终电子受体的种类和浓度极大地影响着污染物降解的速率和程度。

2．影响土壤电动修复效率的因素主要包括哪些？

答：电动力学修复技术是利用电动力学原理对受污染土壤进行修复的方法，它将电极插入受污染的地下水及土壤区域，施加直流电，形成直流电场。土壤颗粒表面双电层、孔隙水中带有电荷的离子或颗粒，在电场作用下通过电迁移、电渗析流或电泳的方式沿电场方向定向迁移。污染物离开土壤向两极迁移，最终富集在电极区得到集中处理或分离。影响土壤电动修复效率的因素如下：

（1）电压、电流大小

电压越大，土壤修复效率越高，电压越小，土壤修复效率越低；电流同样如此。电压、电流较大时，所形成的电厂作用较强，去除土壤中带电荷的粒子速度较快。

（2）土壤类型

土壤类型不同，带点粒子在其中的移动速度不同，其他影响因子也不同。

（3）污染物性质

污染物的性质决定其在相同电场作用下电场力作用的大小，对土壤电动修复效率影响较大。

（4）洗脱液组成和性质

洗脱液是再生液流过已饱和的离子交换树脂后所得到的，影响电场作用以及带电物质在土壤中的运动。

（5）电极材料和结构

电极材料和结构决定其放电电压、电流、电池容量的大小，进而影响带电粒子的去除。

3．影响微生物修复效率的因素。

答：影响微生物修复效率的因素如下：

（1）营养物质

微生物分解有机污染物一般利用有机污染物的碳源，微生物将有机污染物转化为其自身增长的生物质，还需要其他营养元素。典型的细菌细胞组成为50%碳，14%氮，3%磷，2%钾，1%硫，0.2%铁，0.5%钙、镁和氯。土壤和地下水中，尤其是地下水中，氮、磷往往是限制微生物活动的重要因素。为了达到完全的降解，适当添加营养物常常比接种特殊的微生物更为重要。为达到良好的效果，必须在添加营养盐之前确定营养盐的形式、合适的浓度以及适当的比例。

（2）电子受体

土壤中污染物氧化分解的最终电子受体的种类和浓度极大地影响着污染物降解的速率

和程度。

微生物氧化还原反应的最终电子受体包括溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根（如硝酸根、硫酸根和碳酸根等），第一种为有氧过程，后两种为无氧过程。为了增加土壤中的溶解氧，可以采用一些工程化的方法，例如将压缩空气送入土壤，添加过氧化物及其他产氧剂等。

（3）污染物的性质

①降解性

对于微生物修复技术，污染物的可降解性是关键。对于系列污染物，降解性随着分子的增大而增大。

②毒性

污染物对生物的毒性以及其降解中间产物的毒性，也是决定微生物修复技术是否适用的关键。

③挥发性及溶解性

在微生物修复工程中，往往对环境介质进行充气，以保证微生物活动有足够的氧，如果一个化学物质挥发性太高，往往挥发部分就大于降解部分了，造成污染从土壤迁移到大气中，而并非降解。

另外，微生物往往只能利用土壤溶液溶解态的污染物，如果一个污染物溶解度很低，又有很强的吸附力，紧密结合在土壤颗粒的腐殖质或黏土中，生物可利用性极低，也会导致微生物修复技术的失败。

④锁定

锁定是指土壤环境中污染物与土壤颗粒相互作用，生物有效性下降的现象。锁定造成了修复的不完全，总有一部分持久性残留不能消除，是微生物修复技术面临的最大挑战。

（4）环境条件

环境因素是指土壤颗粒的性质（有机质及黏土含量等）及介质条件（酸碱度、温度、湿度、空隙率等）。

不可逆吸附是指有机质含量及结构决定着污染物的吸附特性，从而决定其微生物降解的生物可利用性，进入到有机质致密的刚性结构中的污染物很难再返回到土壤颗粒表面或土壤溶液中，被微生物所利用的现象。

（5）微生物的协同作用

在自然界，多数生物降解过程需要两种或更多种类微生物的协同作用才能完成。微生物之间的这种协同作用主要体现在：

①一种或多种微生物为其他微生物提供B族维生素、氨基酸及其他生长因素；

②一种微生物将目标化合物分解成一种或几种中间有机物，第二种微生物继续分解中间产物；

③一种微生物通过共代谢作用对目标化合物进行转化，形成中间产物不能被其进一步降解，只有在其他微生物的作用下才能得到彻底分解；

④一种微生物分解目标化合物形成有毒中间产物，使分解率下降，其他微生物则可能以这种有毒中间产物作为源加以利用。

4．电动力学修复的联用技术有哪些？

答：电动力学修复只是将土壤中的污染物从土壤迁移到电极溶液，要将污染物彻底去除，可与其他修复技术联用。如化学技术（离子交换树脂、化学沉淀等）、生物修复、植物修复等方法结合起来，在很大程度上提高了污染修复效率。电动力学修复可以为微生物提供营养，提高土壤微生物的降解活性；也可以将污染物质迁移至植物根部，提高植物修复效率等。