环境修复原理与技术-第3章 污染环境的化学修复原理
化学与环境修复探索环境修复技术的化学原理
化学与环境修复探索环境修复技术的化学原理化学与环境修复：探索环境修复技术的化学原理随着现代化进程的加速和人类活动的不断增加，环境污染问题变得愈发严重。
为了保护地球环境，环境修复技术应运而生。
其中，化学技术作为环境修复中重要的一部分，发挥了重要的作用。
本文将探索环境修复技术的化学原理，并介绍其中的几种主要技术和应用。
一、土壤修复技术土壤作为重要的自然资源，受到了各种人类活动的污染。
为了修复受污染的土壤，化学技术可以应用于土壤修复中。
首先，污染土壤的理化性质和特征需要被准确分析和评估。
接着，通过化学手段，可以运用土壤改良剂、沉降剂和污染物迁移转化剂等物质，对污染土壤进行治理。
1. 土壤改良剂土壤改良剂主要通过改变土壤的理化性质，提高土壤肥力，修复污染土壤。
例如，有机物质、复合肥料等可用于改善土壤的结构和质量，增加土壤持水能力，加强土壤对重金属等污染物的吸附能力。
2. 沉降剂沉降剂在土壤修复中起到沉降、凝结和固化的作用，将土壤中的污染物转化为固态，并降低其对环境的危害。
例如，石灰、硅酸盐和聚合物等可用于加速土壤中污染物的固化和稳定。
3. 污染物迁移转化剂污染物迁移转化剂用于促进污染物在土壤中的迁移和转化，以减少其对土壤和环境的危害。
例如，活性炭被广泛应用于吸附有机污染物，阻止其进一步扩散。
二、水体修复技术水体污染是环境修复中的另一个重要问题。
化学技术在水体修复中发挥着至关重要的作用。
以下是几种常用的水体修复技术。
1. 活性炭吸附技术活性炭具有高度的吸附能力，可用于去除水中有机化合物、重金属和挥发性有机物等污染物。
利用活性炭的吸附特性，将污染物固定在其表面上，从而净化水质。
2. 氧化还原技术氧化还原技术主要通过增加或减少污染物的氧化还原电位，使其转变为无害或低毒的物质。
常见的氧化还原技术包括氧化法、还原法和还原-氧化法等。
3. 光催化技术光催化技术利用半导体光催化剂的能带结构和光吸收能力，产生光生电子和空穴对，进而通过与水中的污染物发生氧化还原反应，达到净化水质的目的。
环境修复技术与原理
环境修复技术与原理环境修复技术是指通过一系列方法和措施，恢复受到污染或破坏的自然环境的功能和生态系统的健康状态。
在环境修复中，涉及到多种技术和原理的应用。
一种常用的环境修复技术是生物修复。
生物修复利用生物体来分解、转化或吸附污染物，以减少或消除环境污染。
常见的生物修复技术包括植物修复、微生物修复和生物堆肥等。
植物修复依靠植物的根系和微生物，将污染物吸收并转化为无害物质。
微生物修复则利用微生物的代谢能力，将污染物降解为无害物质。
生物堆肥则是利用生物体的分解作用，将有机废弃物转化为肥料或土壤改良剂。
另一种常见的环境修复技术是物理修复。
物理修复通过物理手段，将污染物从环境中移除或隔离，以恢复环境的清洁和健康状态。
物理修复技术包括吸附、过滤、蒸馏、沉淀等。
吸附利用吸附剂吸附污染物，将其从环境中吸附出来。
过滤则通过介质或滤网将污染物分离。
蒸馏是通过加热和冷凝，将污染物和溶剂分离。
沉淀则利用重力或离心力，将污染物从液体中沉淀下来。
化学修复是一种常用的环境修复技术，它利用化学物质来改变污染物的化学性质，使其变得无毒或减少对环境的影响。
化学修复技术包括氧化还原、中和、络合等。
氧化还原通过氧化或还原反应，将污染物转化为无毒物质。
中和则是通过将酸性或碱性污染物与中和剂反应，达到中和效果。
络合是利用络合剂与金属污染物发生络合反应，形成稳定的络合物，以减少金属污染物的毒性。
综合利用多种环境修复技术是实现有效环境修复的常见做法。
通过综合应用不同的修复技术和原理，可以更全面地降低环境污染，修复受损的生态系统，保护和改善环境质量。
水环境修复原理与技术 PPT
屠清瑛等人分别于2001 年9月6-8 日和14-20日在 什刹海后海实验区（50m×50m）进行了两次超声波/ 臭氧复合试验，按每天作业7h 计，臭氧/ 超声波试验证 明对藻类有明显的去除作用。当水中臭氧浓度5mg/L 时， 1h后藻类的去除率平均在30%-50%左右；充入臭氧2h （浓度约10mg/L)， 藻类去除率平均在80%左右。试验 结果证明，总磷也有明显的递减趋势，但是对COD 的 作用不甚明显.
3.3.1. 生物修复(Bioremediation)
生物修复的概念及其原理
➢ 广义的生物修复通常是指利用各种生物（包括微生物，动物 和植物）的特性，吸收、降解、转化环境中的污染物，使受 污染的环境得到改善的治理技术，一般分为植物修复、动物 修复和微生物修复三种类型。
➢ 狭义的生物修复通常是指在自然或人工控制的条件下，利用 特定的微生物降解、清除环境中污染物的技术。
▪ 场外修复:先将土壤挖掘、转移，再去除金属离子 ▪ 微生物修复：生物量小，吸收量小，同时生物体过小难以
进行后处理
3.1.3 机械/人工除藻
➢收获水体中的藻类，可在短时间内快速有效的去除藻 类及藻华。在某些特定环境，利用自然动力收货藻类可 有效的减轻富营养化的危害。
➢机械除藻在过去人工打捞藻类的基础上发展了臭氧/ 超声波除藻技术，此技术利用超声波的作用使藻类的细 胞破裂，打破藻细胞内的气囊，使其失去浮动能力而沉 淀。
吴蕾、陈云峰在《改性硅藻土用于巢湖水脱磷研究》中研 究了改性硅藻土除磷最适操作条件，并将改性硅藻土同几 种常规混凝剂的处理效果和其经济性进行了对比，与常规 混凝剂相比，改性硅藻土出水更为清澈透亮，污泥沉降性 能好，污泥量少，在建设成本和运行成本上更为节省。
3.2.3 化学除藻法
环境修复原理与技术污染环境的植物修复原理课件
评估植物修复对土壤、水体和生物多 样性的影响，确保修复活动对生态环 境产生积极影响。
经济效益评估
分析植物修复的成本效益，探索降低 修复成本、提高经济效益的途径和方 法。
THANKS
感谢观看
REPORTING
案例
如印度芥菜和向日葵等植物对有机污 染物的降解效果显著，可用于有机污 染土壤的修复。
放射性核素污染的植物修复技术
放射性核素
指具有放射性的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ素，如铀、钚、铯 等。
植物修复原理
利用某些植物对放射性核素的吸收和 固定能力，将放射性核素从土壤中去 除或降低其浓度。
技术方法
包括植物提取、植物稳定和植物挥发 等。
工业区土壤污染的植物修复案例
总结词
工业区土壤污染的植物修复案例主要针对的是由工业 生产活动产生的污染物导致的土壤污染问题。
详细描述
工业区土壤污染通常包括重金属、石油、有机溶剂等污 染物。植物修复技术通过种植对特定污染物具有较强吸 收和富集能力的植物，如向日葵、芦苇等，将这些植物 种植在污染土壤中，利用其根系吸收和积累污染物，并 通过收获植物或利用其分解作用将污染物从土壤中去除 。例如，在某石油泄漏污染场地，种植了大量芦苇，通 过芦苇的吸收和分解作用，成功地降低了土壤中的石油 污染物含量。
未来展望
未来，环境修复将更加注重综合治理和预防措施的结合，推动环境修复与生态建设、资源循环利用的有 机结合，为建设美丽中国和地球家园作出更大的贡献。
PART 02
植物修复原理
REPORTING
植物修复定义
植物修复是指利用植物及其根际微生 物体系，对土壤和地下水中的污染物 进行吸收、降解和去除的过程。
矿山土壤污染的植物修复案例
环境污染修复原理与技术第1章 绪论
1.3 环境修复
1.3.1 环境修复概念 1.3.2 环境修复的对象和任务 1.3.3 环境修复类型 1.3.4 环境修复的产生与发展
1.1.1环境概念
哲学概念 相对于主体的客体，即影响某一中心事物的所有事物
以及这些事物之间相互关系的总和。 环境是可影响中心事物的相对综合体。 环境是一个极其复杂、相互影响、彼此制约的辩证的
自然综合体。
1.1 环境概述
1.1.1环境概念
环境科学所研究的环境，总是以人类作为中心事物的 自然环境。人类的环境是作用于人类这一主体（中心 事物）的所有外界影响和力量的总和。
1.2.3 环境问题的产生与发展
1）环境问题萌芽阶段
时间段： 从人类出现直到工业革命前夕
主要特点： 主要表现为生态环境破坏。 如大量砍伐森林、破坏草原、盲目开荒等，往往引起的
严重 水土流失，水旱灾频繁和沙漠化问题。
影响： 主要对小区域范围的生态影响。影响力度增长缓慢。
2）环境问题的发展恶化阶段
1.1 环境概述
1.1.1环境概念
环境科学所研究的环境，总是以人类作为中心事物的自 然环境。人类的环境是作用于人类这一主体（中心事物） 的所有外界影响和力量的总和。 ➢ 主体：人和人类社会 ➢ 环境要素：可影响人类的独立的、性质不同而又相互联 系的基本物质，亦称环境基质或环境介质。比如影响人的独
立的水、大气等等
1.2.1环境问题概念
所谓环境问题，是指由于人类不恰当的 生产活动引起全球环境或区域环境质量的 恶化，出现了不利于人类生存和发展的问 题。
3 污染环境的化学修复原理1
光催化氧化
Photocatalytic oxidation
以太阳光为潜在的辐射源，激发半导体催化剂， 产生穴和电子对，具有很强的氧化还原能力。当用于 降解水中有机物时，光生空穴将产生自由基(· OH)等强 氧化性自由基，可以成功地分解水中包括难降解有机 物在内的大多类染物。
Fe2+由Fe3+在阴极还原产生，H2O2由外界加入。电FentonFe2+还原系统将一个使Fenton反应器和一个使Fe(OH)2还原为 Fe3+的电解装置合并成一个反应器。Fe3+借助于Fe2(SO4)3或 Fe(OH)3，生成污泥。每次投加一定量原水，循环泵回流以保 证电解槽内的混合效果；初期运行时，加入浓Fe2(SO4)3，溶 液与废水相混合，以满足初期Fe3+浓度的要求；H202通过进料 泵连续投加。反应过程中形成的Fe(OH)3经过絮凝和pH值调节 后可重新使用，系统产生的污泥量少。
可渗透反应墙 溶剂浸提修复
ex-site chemical remediation
3.2 化学淋洗修复 ----Chemical leaching and flushing/washing remediation
定义：借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化 学/生物化学溶剂，在重力作用下或通过水力压头推 动淋洗液注入到被污染土层中，再提取液体进行分离 和污水处理的技术。主要对象是有机物及重金属。
(KMn04)的标准还原电位为1.491V，能有效去除 受污染水环境中的多种有机污染物，还能显著地控 制氯化副产物，使水中有机污染物的数量和浓度均 有显著的降低。 高锰酸钾不仅对三氯乙烯、四氯乙烯等含氯溶 剂有很好的氧化效果，且对烯烃、酚类、硫化物和 甲基叔丁基醚(MTBE)等其他污染物也很有效。 高锰酸钾通过提供氧原子进行氧化反应，因此 反应受pH值的影响较小且具有更高的处理效率。
环境修复原理与技术
环境修复原理与技术环境修复是指对受到污染或破坏的自然环境进行修复和恢复的过程。
环境修复的目的是保护和改善生态环境，减少对人类健康和生态系统的危害。
环境修复涉及到多种原理和技术，下面将对环境修复的原理和技术进行介绍。
首先，环境修复的原理包括污染物迁移转化规律、生物修复原理、物理化学修复原理等。
污染物迁移转化规律是指受污染的土壤或水体中的污染物质在环境中的迁移、转化和去除规律，通过研究污染物的迁移规律，可以找到有效的修复方法。
生物修复原理是利用植物、微生物等生物体对污染物进行吸附、降解、转化等作用，达到修复环境的目的。
物理化学修复原理是通过物理或化学手段对污染物进行分离、转化或去除，如土壤热解、化学还原等技术。
其次，环境修复的技术包括植物修复技术、微生物修复技术、土壤热解技术、化学还原技术等。
植物修复技术是利用植物的吸附、蓄积、降解等功能对土壤或水体中的污染物进行修复，常见的植物修复技术包括植物吸附、植物蒸腾、植物降解等。
微生物修复技术是利用微生物对污染物进行降解、转化等作用，通过合理利用微生物群落来修复受污染的环境。
土壤热解技术是通过加热土壤，使土壤中的有机物质挥发或分解，达到修复土壤的目的。
化学还原技术是利用还原剂将污染物质还原为无害物质，或将其转化为难挥发、难溶解的物质，从而达到修复环境的目的。
综上所述，环境修复的原理和技术是多种多样的，可以根据不同的污染情况和修复目标选择合适的修复方法。
在实际环境修复工作中，需要综合考虑污染物的性质、环境条件、修复成本等因素，选择合适的修复原理和技术，制定科学合理的修复方案，以达到最佳的修复效果。
通过对环境修复原理与技术的深入了解和研究，可以更好地保护和改善生态环境，减少环境污染对人类健康和生态系统的影响。
希望通过不懈的努力，我们能够更好地保护我们的地球家园，创造一个清洁、美丽的环境。
环境修复原理与技术
第一章绪论环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体。
环境问题：是指由于人类不恰当的生产活动引起全球环境或区域环境质量的恶化，出现了不利于人类生存和发展的问题。
环境问题的产生和发展：（1）环境问题萌芽阶段(从人类出现直到工业革命前夕)主要特点：主要表现为生态环境破坏。
如大量砍伐森林、破坏草原、盲目开荒等，往往引起的严重水土流失，水旱灾频繁和沙漠化问题。
影响：主要对小区域范围的生态影响。
影响力度增长缓慢。
（2）环境问题的发展恶化阶段（19世纪工业革命至20世纪50年代。
）主要特点：蒸汽机的发明和使用后，大工业日益发展，生产力有了很大的提高，环境问题也随之发展并逐步恶化。
例如：从1873年－1892年间的冬季英国伦敦多次发生有毒烟雾事件。
影响：①环境问题，尤其污染问题集中在工业发达国家。
②环境质量开始恶化，但未引起重视。
（3）环境问题的第一次高潮（20世纪50年代至80年代前夕）主要特点：环境问题更加突出，震惊世界的公害事件接连不断。
形成因素：①人口的迅猛增长，都市化的速度加快。
②工业不断集中和扩大，能源的集中大增。
影响：①工业发达国家把环境问题列入国家的议事日程，包括制定法律、建立机构、加强管理、采用新技术等。
②到70年代中期环境污染得到有效控制，城市和工业的环境质量有明显改善。
（4）环境问题的第二次高潮（20世纪80年代至今）主要特点：①开始共同关注在全球范围内出现的环境问题②全球性大气污染。
例如温室效应和全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨。
③大面积生态破坏。
大面积森林破坏、草场退化、沙漠化等。
④突发性的严重污染事件。
影响：全球性环境问题严重威胁着人类的生存和发展。
修复是指借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。
严格说来，修复包括恢复、重建、改建等三个方面的活动。
恢复：是指使部分受损的对象向原初状态发生改变；重建：是指使完全丧失功能的对象恢复至原初水平；改建：则是指使部分受损的对象进行改善，增加人类所期望的“人造”特点，减小人类不希望的自然特点环境修复：就是指对被污染的环境采取物理、化学和生物学技术措施，使存在于环境中的污染物质浓度减少或毒性降低或完全无害化，使得环境能够部分或者全部的恢复到原始状态。
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
环境修复原理与技术讲义(PPT 46页)
“月湖生态修复示范工程”基地的人工浮岛
大气环境修复：采取一定的措施，包括物理、化学和生物的方法来减少大气 环境中的有毒有害化合物。
大气污染：人类的生活、生产活动和自然界中局部的质能转换向大气排放各种 污染物，当污染物超过环境所能允许的极限（环境容量）时，大气质量就会恶 化。
固体废弃物环境修复：利用化学、物理或生物的方法对污染环境的固体废弃 物进行处理，以达到减少污染的无害化处理。
水体修复技术一般可分为水体物理修复技 术、水体化学修复技术和水体生物修复技 术。目前在研究应用上一般以水体生物修 复技术为主，水体物理修复技术、水体化 学修复技术为辅。
水体修复技术
物理修复技术 化学修复技术 生物修复技术
一、物理方法
现 达状到引：相水应引稀的水释水稀就质释是标、通准底过．泥工该疏程方浚调法。水能对激污活染水水流体，进温增行加瑞稀流塘释速河水。，引源使使水水？水体体稀在中释短D的时O增间加内，
环境物理修复技术：借助物理手段将污染物从环境中提取分离出来的技术， 工艺简单、费用低。通常没有高度的选择性，多用作初步的分选。一般说来， 物理分离技术没有充分达到环境修复的要求。
环境化学修复技术：发展较早也相对成熟。主要包括：化学淋洗、溶剂浸提、 化学氧化修复和化学还原修复等。
比较而言，化学氧化技术是一种快捷、积极，对污染物类型和浓度不是很敏感 的修复方式；在土壤修复中，化学还原和还原脱氯法则作用于分散在地表下较 大、较深范围内的氯化物等还原反应敏感的化学物质，将其还原、降解；原位 化学淋洗技术对去除低溶解度和吸附力较强的污染物更有效。
本章重点
➢环境修复的定义 ➢环境修复技术及特点
环境修复
P8
一、环境修复的概念
修复（remediation）：借助外界作用力使受损的特定对象 部分或全部恢复到原初状态的过程。
环境修复技术的原理与应用
环境修复技术的原理与应用随着人类社会的发展，资源的不断消耗以及环境的污染日益严重，人们对保护环境的重视程度越来越高。
环境修复技术作为重要的环保手段，逐渐成为了人们研究和应用的热点。
本文将对环境修复技术的原理与应用进行探讨。
一、环境修复技术的原理环境修复技术的原理主要是通过人为干预，促进环境的自我修复和恢复，达到减轻污染、保护生态、保障人类生存的目的。
具体原理如下：1.生物修复原理生物修复是指通过生物技术手段，利用活的或不活的植物或微生物修复受污染的环境。
这种修复方法主要是利用植物和微生物的吸收、分解、代谢等生理特性，降解有害物质，改善土壤和水体性质，促进土壤和水体的修复。
经过这种方式修复之后，可以实现污染物的有效去除和环境质量的恢复。
2.地质修复原理地质修复是指通过人工干预，利用地质科学技术手段来修复受污染的环境。
地质修复技术主要有三种方式，分别是地面隔离、封存和深部注入。
地面隔离是通过隔离层将污染物和环境隔离开来，不让其扩散和侵害地下水资源。
封存则是通过优化土壤的物理结构和上覆材料的厚度，将污染物完全封存在土壤中，防止其扩散和对地下水的污染。
深部注入则是将污染物通过井道注入地下深处，贮存在不会对地下水形成威胁的地层内。
3.化学修复原理化学修复是指通过添加化学物质来稳定或降解有害物质，达到恢复环境的目的。
主要包括还原、氧化、中和、配位等化学反应，其目的是将有害物质转化为不活性的、无毒的物质，或者是提高其化学稳定性，减缓其危害作用。
常用的化学修复技术有还原剂、氧化剂、吸附剂、配位剂等。
二、环境修复技术的应用环境修复技术在污染修复、资源利用、生态建设等方面具有广泛的应用价值。
主要应用在以下方面：1.地下水污染修复地下水污染修复作为目前的热点和难点之一，需要结合多方面的环境修复技术进行处理。
主要技术包括氧化还原、生物修复、吸附等。
如利用还原剂对污染源进行还原，利用生物修复的方法将污染处理为无毒无害的废水，再向地下水体排放。
西安交通大学《环境修复原理与技术》期末考试拓展学习(三)7
西交《环境修复原理与技术》（三）第三章污染环境的化学修复第一节化学修复概述一、化学修复及其特点定义：通过添加化学剂清除和降低污染环境中污染物的方法。
采用适当的方法将合适的化学清除剂加入污染环境，利用化学清除剂吸附、吸收、迁移、淋溶、挥发、扩散和降解污染物，改变污染物在环境中的性质，进而清除污染物或降低污染物的浓度至安全标准范围。
特点：优点：快捷、操作简便、对污染物的性质和浓度不敏感等；缺点：可能引起二次污染等。
二、化学修复技术类型根据处理对象的位置是否改变分为：原位化学修复：在污染环境现场加入化学清除剂，使之得以降解和解毒；异位化学修复：通过必要的化学措施，将污染环境中的污染物转化为液体，输送至特定地点处理，以降低其污染物浓度或去除；依据修复技术：化学淋洗修复、化学固定修复、化学氧化修复、化学还原修复及还原可渗透反应墙修复。
例题1：化学修复定义？解析：通过添加化学剂清除和降低污染环境中污染物的方法。
采用适当的方法将合适的化学清除剂加入污染环境，利用化学清除剂吸附、吸收、迁移、淋溶、挥发、扩散和降解污染物，改变污染物在环境中的性质，进而清除污染物或降低污染物的浓度至安全标准范围。
例题2：名词解释：原位化学修复解析：是指在污染土地的现场加入化学修复剂与土壤或地下水中的污染物发生各种化学反应，从而使污染物得以降解或通过化学转化机制去除污染物的毒性以及对污染物进行化学固定，使其活性或生物有效性下降的方法。
例题3：名词解释：异位化学修复解析：主要是把土壤或地下水中的污染物通过一系列化学过程，甚至通过富集途径转化为液体形式，然后把这些含有污染物的液状物质输送到污水处理厂或专门的处理场所加以处理的方法。
第二节化学淋洗修复三、化学淋洗修复的目的、定义、类型目的：清除污染环境中的有机污染物和重金属；定义：通过向污染环境中添加可促进污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂，将污染物抽提出环境的技术；类型：原位化学琳洗修复、异位化学淋洗修复四、原位化学淋洗法向污染环境中施加冲洗剂，使其与污染物污染物结合，通过淋洗液的解吸、鳌合、溶解或络合等物理、化学作用，最终形成可迁移的混合物，该混合物可用梯度井或其他方式收集、储存进一步处理。
环境修复原理与技术讲义(PPT 46页)
1、生物修复技术
• 固定化细菌技术 • 河道内曝气结合高效微生物处理修复技术 • 生态浮床技术 • 卵石床生物膜技术 • 稳定塘（氧化塘）技术 • 生物过滤技术 • 土地处理技术 • 人工湿地技术
2．生态修复技术
生物操纵技术
沉水植物重建技术
该类技术的特点是修复措施与退化水生态系统紧密融合。 对于我国浅水型湖泊的富营养化防治是一项应用潜力很大的 技术。
但化学修复技术往往代价较高，容易导致其它化学物质留存于环境中，可能产 生其它环境危害等。
环境生物修复技术：利用生物的生命代谢活动减少存在于环境中有毒有害物 质的浓度或使其完全无害化，使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的 过程。
费用小，不会引入其它化学物质，对环境的整体修复性能好，但往往种引入、土地利用及 运行维护等。
按照与水生态系统融合的程度大小：
利用生物的新陈代谢对有 机污染物及氮、磷营养物 质的同化作用．将低浓度 污染物进行富集转化．达 到治理污染水体的目的。
生物生态治理技术
生物修复技术 生态修复技术
异同
恢复退化水生态系统结 构中缺失的组分，达到 重建水生态系统的良好 结构．实现其功能的恢 复，同时改善水质。
固体废弃物：在生产建设、日常生活和其它活动中产生，在一定时间和地点无 法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质。
工业固体废弃物处理
废弃矿山、采矿场复垦
生活垃圾固废处理
污水处理厂污泥后续处理
三、环境修复的技术
环境修复技术是指人类修复环境时所采用的手段。 技术的基本作用在于改变自然界的运动形式和状态，由此形成了工程技术、物 理技术、化学技术和生物技术四类基本技术。
• ESB水体修复技术思路是，消除争氧物质，稳定水 体的高溶氧状态，快速培植优势好氧微生物，打造 生态基础，并通过水生动、植物定向培养、建立起 人工生态，通过人工生态向自然生态演替，恢复水 体生物多样性，并充分利用自然系统的循环再生、 自我修复等特点，实现水生态系统的良性循环。
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光催化氧化
Photocatalytic oxidation
以太阳光为潜在的辐射源，激发半导体催化剂， 产生穴和电子对，具有很强的氧化还原能力。当用于 降解水中有机物时，光生空穴将产生自由基(· OH)等强 氧化性自由基，可以成功地分解水中包括难降解有机 物在内的大多类染物。
Conduction band Band gap Valence band
电Fenton-Fe2+还原-H2O2法
Fe2+和H202分别由Fe3+和02在阴极还原产生。通电时。 O2在阴极得到2个电子被还原为H202，同时由外界加入 的Fe3+，也在阴极还原生成Fe2+，Fe2+和H202组成 Fenton试剂。
课后作业：1）Fenton试剂发展概述。
2）Fenton试剂法的氧化机理和因响因素。
电Fenton-Fe2+氧化-H2O2法
Fe2+由Fe在阳极氧化产生，H2O由O2在阴极还原产生。 以平板铁或铁网为阳极，多孔炭电极(或炭棒)为阴极， 在阴极通以氧气或空气。反应中生成的三价铁离子将 与溶液中的氢氧根离子结合生成絮状的Fe(OH)3， Fe(OH)3将包裹有机物共沉积，经过滤后从滤渣中除 去。
电Fenton试剂法利用电化学法产生的Fe2+和H2O2作 为Fenton试剂的持续来源，两者产生后立即作用而生 成具有高度活性的经基自由基，使有机物得到降解， 其实质就是在电解过程中直接生成Fenton试剂。 优点
化学药剂量少，处理成本低； 处理过程清洁，不会对水质和土壤产生二次污染； 控制的参数只有电流和电压，易于实现自动控制； Fe2+和H202以相当的速率持续的产生，起初有机物 降解的速率较慢，但是能持续有效的降解，有机物能 得到更加完全的氧化； 降解因素较多，除经基自由基氧化外，还有阳极氧 化、电吸附等，处理效率比传统Fenton试剂法高； 占地面积小，处理周期短，条件要求不苛刻； 易于和其他方法结合，便于废水的综合治理。
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锰氧化物结合态（NH2OH-HCl） 、有机结合态 土壤质地特征； （ H2O2） 、残留态（ HClO4-HF及1:1HCl） 污染物类型及赋存状态； 影响因素 淋洗剂的类型；
化学淋洗修复
淋洗液种类
化学淋洗可去除土壤中的重金属、芳烃和石油类等烃类化合物以及TCE、多 氯联苯、氯代苯酚等卤化物。主要的淋洗液包括： 清水。可避免二次污染问题，但去除效率有限，主要用于溶于水的重金属离 子的去除。
O3的标准还原电位为2.07V，它是一种强氧化 剂，氧化能力在天然元素中仅次于氟，能迅速而广 泛地氧化分解水中的大部分有机物，有效去除色、 浊、嗅味、铁锰、硫化物、酚、农药、石油制品等。 水中的溶解度是氧气的12倍，在土壤修复中可快速 进入土壤水分中；03自身分解产生的氧气可为土壤 中的微生物所利用；03氧化效率高，可减少修复时 间，降低成本。但是，在03投量有限的情况下，不 可能完全去除水中的微量有机物。因此，03氧化与 其他方法的联用技术去除水中有机污染物效果较好。
Fenton试剂 为了提高双氧水的氧化能力，在双 氧水中加入亚铁离子形成Fenton试剂，生成的HO· 自由 基是一种很强的氧化剂，具有很高的电负性或亲电子 性，可通过脱氢反应、不饱和烃加成反应、芳香环加 成反应及与杂原子氮、磷、琉的反应等方式与烷烃、 烯烃和芳香烃等有机物进行氧化反应。所以，HO· 自由 基能无选择性地攻击有机物分子中的C-H。
表面活性剂。用于重金属和疏水性有机污染物的去除。化学表面活性剂有二 次污染问题，生物表面活性剂应用前景广阔。
EDTA
柠檬酸
OH O O HO OH O O OH
OH O O OH O HO O O O O OH
OH OH
单鼠李糖脂R1（左）和双鼠李糖脂R2（右）
图7 几种典型螯合剂和生物表面活性剂
原位可渗透反应墙
化学修复的概念及分类
定义
环境的化学修复是利用加入到污染物的化学修复剂 与污染物发生一定的化学反应，使污染物被降解和 毒性被除去或者降低的修复技术。 化学修复技术：通过化学添加剂清除和降低污染环 境 中污染物的方法 按照修复技术：化学淋洗修复； 化学固定修复； 分类 ，化学氧化修复；化学还原修复；原位可渗透反应 墙修复
电Fenton试 剂法分类
电Fenton—H202法 H202由02在阴极还原产生，Fe2+—由外界加入，在 电解池的阴极上曝氧气或空气，02在阴极上发生二 电子还原反应(在酸性条件下）生成H202， H202与加 入的Fe2+发生Fenton反应，这样形成一个循环。另外 还有部分有机物直接在阳极上被氧化成一些中间产 物(CO2和H2O)。
三个普遍性原理： 在高PH值条件下产生固定，形成难溶性的复合物，使金属离 子难以向地下水淋溶； 在固定过程中金属离子被整合到教性复合体的晶体结构中， 很难被溶解和渗滤； 其金属离子被截留在撤性复合体低渗透性的基质中。
3.4 化学氧化修复Chemical oxidation remediation
化学还原修复
还原剂种类和方法
根据采用的不同还原剂化学还原修复法可以分为活泼金属还原法和催化还 原法。前者以铁、铝、锌等金属单质为还原剂，后者以氢气以及甲酸、甲醇等 为还原剂，一般都必须有招化剂存在才能使反应进行。常用的还原剂有S02、H2S 气体和零价Fe胶体等。其中零价Fe胶体是很强的还原剂，能够还原硝酸盐为亚 硝酸盐，继而将其还原为氮气或氨氮。零价Fe胶体能够脱掉很多氯代试剂中的 氯离子，并将可迁移的含氧阴离子如CrO42-和TcO4-以及UO22+等含氧阳离子转化成 难迁移态。零价Fe既可以通过井注射，也可以放置在污染物流经的路线上，或 者直接向天然含水土层中注射微米甚至纳米零价Fe胶体。注射微米、纳米零价 Fe胶体后，由于反应的活性表面积增大，因此用少剂量的还原剂就可达到设计 的处理效率。
污染环境的化学修复原理
污染环境的生物修复原理 污染环境的植物修复原理 污染环境修复的生态工程 污染土壤的环境修复技术 污染水环境修复技术 污染大气环境修复技术 固体废弃物环境修复技术
污染环境的化学修复
化学修复的概念及分类 化学淋洗修复 化学固定修复 化学氧化修复 化学还原修复
江苏科技大学苏理工环境专业课程
环境修复原理与技术
Environmental 改签名！改签名！ Remediation Principles and Technology
江苏科技大学环境与化工学院
2014年·镇江
目录
第一章 第二章 绪论 污染环境的物理修复原理
第三章
第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章
定义 主要是向污染环境中加入化学氧化剂，分解破坏 污染环境中污染物的结构，使污染物降解或转化 为低毒、低移动性物质的一种修复技术。 氧化剂种类
满足条件 反应必须足够强烈，使污染物通过降解、蒸发 及沉淀等方式去除，并能消除或降低污染物毒性。 氧化剂及反应产物应对人体无害 修复过程应是实用和经济的
ClO2的还原电位为1.50V，其氧化能力仅次于O3。 优点： 氯化脱色能力强，可将水中酚类、氯酚、氰化物 、 硫化物、胺类化合物、腐殖酸等成分氧化去除， 同时又不会与水中氨及硝酸根等反应； 在较大的pH值范围(6-10)内消毒杀菌表现出高效 性；不会与水中有机物质反应生成致癌的子氯甲烷 (THM)； 在中性或略偏碱性的水中可迅速氧化水中的铁锰 离子，生成不溶于水的Fe(OH)3和Mn02沉淀析出，从而 达到去除目的。 在土壤修复中，它通常以气体的形式直接进入污 染区，氧化其中的有机污染物。
3.5 化学还原修复Chemical reduction remediation
化学还原修复 利用化学还原剂将污染环境中的污染物 质还原从而去除的方法,主要修复地下水中对还原作用 敏感的污染物，如铬酸盐、硝酸盐和一些氯代试剂，反 应区设在污染土壤的下方或污染源附近的含水土层中 . 还原修复剂 SO2还原剂 H2S还原剂 0价铁胶体还原剂
无机溶剂，如酸、碱、盐。通过酸解、络合或离子交换作用来破坏土壤表面 官能团与污染物的结合。有成本低、效果好、作用快的优点，但破坏土壤结构， 产生大量废液，后处理成本高等。
螯合剂。包括EDTA类人工螯合剂和柠檬酸、苹果酸等天然螯合剂，主要用于 重金属的去除。人工螯合剂有二次污染问题，天然螯合剂应用前景广阔。
优点
以太阳光为最终要求的辐射能源,价廉. 降解速度快，一般只需要几十分钟到几个小时 . 降解无选择性，几乎能降解任何有机物，尤其适 合于氯代有机物、多环芳烃等； 条件温和，投资少，能耗低，在紫外光照射或阳 光下即可发生光催化氧化反应； 无二次污染，有机物彻底被氧化降解为CO2和H2O 等无害物质； 缺点 • 无高效催化剂，对太阳光的利用率低； • 还没有合适的载体和固定化方法，光催化氧化反 应器都是小型的； • 反应机理研究中尚缺乏中间产物及活性物种的鉴 定，机理研究仍处于设想与推测阶段
Fe2+由Fe3+在阴极还原产生，H2O2由外界加入。电FentonFe2+还原系统将一个使Fenton反应器和一个使Fe(OH)2还原为 Fe3+的电解装置合并成一个反应器。Fe3+借助于Fe2(SO4)3或 Fe(OH)3，生成污泥。每次投加一定量原水，循环泵回流以保 证电解槽内的混合效果；初期运行时，加入浓Fe2(SO4)3，溶 液与废水相混合，以满足初期Fe3+浓度的要求；H202通过进料 泵连续投加。反应过程中形成的Fe(OH)3经过絮凝和pH值调节 后可重新使用，系统产生的污泥量少。
(KMn04)的标准还原电位为1.491V，能有效去除 受污染水环境中的多种有机污染物，还能显著地控 制氯化副产物，使水中有机污染物的数量和浓度均 有显著的降低。 高锰酸钾不仅对三氯乙烯、四氯乙烯等含氯溶 剂有很好的氧化效果，且对烯烃、酚类、硫化物和 甲基叔丁基醚(MTBE)等其他污染物也很有效。 高锰酸钾通过提供氧原子进行氧化反应，因此 反应受pH值的影响较小且具有更高的处理效率解或迁移的化学/生物化学溶剂，利用重力 作用或通过水力压头推动淋洗液注入被污染的土层中，然后把含有污染物的液 体从土层中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。