环境化学第七章环境修复PPT课件
合集下载
第7章-环境污染修复的光化学技术PPT课件
.
33
3.4.1 农药在土壤中的光解
• 常见农药种类： • 有机氯农药：DDT，六六六 • 有机氮农药：阿特拉津 • 有机磷农药：甲基对硫磷 • 菊酯类农药：除虫菊酯
.
34
有机氯农药：
• 赵自强等研究γ-666在土壤中降解于土壤 有机质和铁含量的关系。
• 降解速率随有机质含量增加而降低，但 随铁的增加而增加。
第7章 环境污染修复的光化学技术
.
1
内容
第1节 环境光化学 第2节 环境光化学基础 第3节 土壤表面的光化学过程 第4节 光化学技术及应用
.
2
第1节 环境光化学
• 概念：环境光化学是研究环境中化学物质在 阳光作用下的化学特性、行为和效应以及利
用光化学的原理与方法控制化学污染的一门 学科。
• 环境光化学是环境化学的一个重要分支和前 沿领域。
内层电子
真空紫外吸收光谱 10-180 nm 1106-5104 外层键合电 子
UV-Vis 吸收、发射 180-780 nm 5104-1.3104 外层键合电
及荧光光谱
子
红外吸收 拉曼散射光谱
0.78-300 m
1.3104-33 分子振动-转 动
微波吸收
0.75-3.75 mm
13-27
分子转动
• 然而，由于其复杂性，光降解方式与土壤组分 之间的联系并没有完全建立。
.
28
（2） 光敏剂
• 一些农药（有机物）不吸收可见光，需要光敏 物质的存在才能进行。
• 光敏剂和光猝（cu）灭剂分别作为光的载体和 受体，可改变有机污染物的光稳定性，加速或 延缓污染物的光解，对农药的药效、残留、环 境行为及环境安全性评价和污染有重要作用
环境化学-第七章受污染环境的修复(1)
增强根际微生物降解 直接围绕在植物根周围的土壤环境，一般称作根际 （rhizosphere）。植物根系分泌的一些物质及酶进入土壤， 不但可以降解有机污染物，还向生活在根际的微生物提供 营养和能量，支持根际微生物的生长和活性，使根际环境 的微生物数量明显高于非根际土壤，生物降解作用增强。 植物根系的土壤其微生物数量和活性比无根系土壤中微生 物数量和活性可增加5-10倍，有的高达100倍。已经有研究 表明能加速许多农药、三氯乙烯和石油烃的降解。同时植 物根系的腐解作用向土壤中补充有机碳，可加速有机污染 物在根区的降解速度。此外，根系的穿插作用还能疏松土 壤，为根际土壤创造了有利于微生物生长的供氧条件、水 分状况和温度，使根区的代谢活动得以顺利进行。反过来， 根际环境中微生物的作用也可促进植物的生长，从而加速 对降解产物的吸收。这一共存体系的共同作用，将在很大 程度上加速污染土壤的修复速度。
④ •OH还具有加成作用，当有碳碳双键存在时，除非被进攻 的分子具有高度活泼的碳氢键，否则，将在双键处发生加 成反应。 ⑤ 由于它是一种物理—化学处理过程，很容易加以控制，以 满足处理需要，甚至可以降解10-9级数量级的污染物； ⑥ 既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配，如作为 生化处理前的后处理，可降低处理成本。它以一种近似于 扩散的速度（KOH•> 109/(mol/L•s)）与污染物反应，反应 彻底，不产生副产物。因此，深度氧化技术为解决以前传 统化学和生物氧化法难以处理的污染问题开辟了一条新途 径。原位化学氧化技术（in-situ chemical oxidation，ISCO）
第七章 受污染环境的 修复
修复是指采取人为或自然过程，使环境介质中的 污染物去除或无害化，使受污染场址恢复原有功
能的技术。
环境化学_污染控制与修复化学全解29页PPT
环境化学_污染控制与修复 学全解
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
《环境化学》(第二版)全书教学课件
2024/1/26
5
环境化学与其他学科关系
01 与化学的关系
环境化学是化学的一个分支，它应用化学的理论 和方法来研究环境问题。
02 与环境科学的关系
环境化学是环境科学的重要组成部分，它为环境 科学提供化学物质在环境中的行为和效应方面的 理论支撑。
03 与其他学科的关系
环境化学还与生态学、毒理学、地理学、气象学
包括混合、扩散、挥发、 吸附等。
化学过程
包括氧化、还原、水解、 络合等。
生物过程
包括生物降解、生物富集 、生物转化等。
污染物迁移途径
包括地表水-地下水交互作 用，水-土界面交互作用， 水-气界面交互作用等。
2024/1/26
14
04
土壤环境化学
2024/1/26
15
土壤组成与性质
矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成物质， 构成了土壤的“骨骼”，一般占土壤 固相部分质量的95%～98%。土壤矿
等。
迁移
包括机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移。机械迁移是指污染物在土壤中的机械运动 ，如耕作、灌溉等引起的污染物在土壤中的混合和搅动；物理-化学迁移是指污染物在 土壤中的溶解、吸附、解吸、沉淀、气化等过程；生物迁移是指污染物通过生物体的吸
收、代谢、死亡等过程而发生的迁移。
18
生物体内污染物质运输与转
环境质量评价标准
包括环境质量标准、污染物排放标准、环境基础 标准等。
3
环境影响评价
预测和评价人类活动对环境的影响，提出相应的 预防和治理措施。
2024/1/26
24
大气污染治理技术
01
颗粒物治理技术
包括机械除尘、湿式除尘、电除 尘等。
南开大学《环境化学》课件 第七章
重点要求
➢ 要求掌握主要修复技术的基本原理、修复过程 中污染物的降解和消除过程、以及影响因素。
➢ 要了解各技术适用的污染物及介质。
7-3
《环境化学》 第七章 受污染环境的修复
引言
Foreword 修复（Remediation）是指采取人为或
自然过程，使环境介质中的污染物去除或无害 化，使受污染场址恢复原有功能的技术。
Singh S, Hyun S, Mulchandani A, et al. Bioremediation: environmental clean-up through pathway engineering. Current Opinion in Biotechnology, 2008, 19: 437–444.
污染源
▽ 渗 地下水位 透 反 应 墙 地下水流向
淋等方式进行。
图 渗透反应墙修复地下水硝酸盐污染示意图
地下水硝酸盐污染原位微生物修复技术研究进展,水资源保护, 2009,25(3):1-5
7-11
《环境化学》 第七章 受污染环境的修复
异位生物修复
（ex-situ bioremediation）
需要挖掘土壤或抽取地下水，将污染物移动到邻近地点或反应器内进 行。其过程更好控制、结果容易预测、技术难度较低，但投资成本较大。
一、概 述
(Introduction)
二、影响微生物修复效率的因素
(Influencing Factors on the Remediation Efficiency)
三、强化生物修复的主要类型
(Main Types of Enhanced Bioremediation)
四、生物修复的优缺点
(Strengths and Weaknesses of Bioremediation)
➢ 要求掌握主要修复技术的基本原理、修复过程 中污染物的降解和消除过程、以及影响因素。
➢ 要了解各技术适用的污染物及介质。
7-3
《环境化学》 第七章 受污染环境的修复
引言
Foreword 修复（Remediation）是指采取人为或
自然过程，使环境介质中的污染物去除或无害 化，使受污染场址恢复原有功能的技术。
Singh S, Hyun S, Mulchandani A, et al. Bioremediation: environmental clean-up through pathway engineering. Current Opinion in Biotechnology, 2008, 19: 437–444.
污染源
▽ 渗 地下水位 透 反 应 墙 地下水流向
淋等方式进行。
图 渗透反应墙修复地下水硝酸盐污染示意图
地下水硝酸盐污染原位微生物修复技术研究进展,水资源保护, 2009,25(3):1-5
7-11
《环境化学》 第七章 受污染环境的修复
异位生物修复
（ex-situ bioremediation）
需要挖掘土壤或抽取地下水，将污染物移动到邻近地点或反应器内进 行。其过程更好控制、结果容易预测、技术难度较低，但投资成本较大。
一、概 述
(Introduction)
二、影响微生物修复效率的因素
(Influencing Factors on the Remediation Efficiency)
三、强化生物修复的主要类型
(Main Types of Enhanced Bioremediation)
四、生物修复的优缺点
(Strengths and Weaknesses of Bioremediation)
环境化学全部PPT课件
提出了“持续发展”的战略
——把经济发展和环境保护相结合。
第三阶段：90年代以来
巩固和发展“持续发展”的战略思想。
——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展
环境化学的发展：
孕育阶段：二次大战-1970年；
形成阶段：70-80年代；
发展阶段：80年代。
24
二次大战-20世纪60年代：研究环境中农药
环 境 化 学
Environmental chemistry
1
第一章 绪论 第二章 大气环境化学 环 境 化 学 第三章 水环境化学 第四章 土壤环境化学 第五章生物体内污染物质 的运动过程及毒性 第六章典型污染物在环境各 圈层中的转归与效应 第七章 受污染环境的修复
2
参考书籍
3
参考期刊
环境科学 环境化学 化工环保 环境保护 环境工程 环境科学学报 中国环境科学 农村生态环境 环境污染与防治 环境污染治理技术与设备
19
世界地球日的由来
１９６９年，美国民主党参议员盖洛 德。尼尔森提议，在全国各大学校 园内举办环保问题讲演会，并将次 年的４月２２日作为“地球日”。 1970年4月22日，由美国哈佛大学 学生丹尼斯· 海斯发起并组织的环境 保护活动，犹如星火燎原。全美国 共有2000多万人参加，约1万所中 小学，2000所高等院校和全国的各 大团体参加了这次活动，这一天就 成了第一个地球日。
27
3. 环境化学的研究内容
有害物质在环境中存在的浓度水平和形态； 潜在有害物质的来源，它们在个别环境介质 中和不同介质间的环境化学行为；
有害物质对环境和生态系统以及人体健康产 生效应的机制和风险性； 有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止 产生危害的方法和途径。
环境化学第七章 多介质环境模型
三、多介质环境逸度模型的计算 3、模型构建和计算 、 4、模型验证 、 5、模型的灵敏度和不确定性分析 、 灵敏度： 灵敏度：模型输出对模型参数改变的响应 不确定性分析：模型输入的不确定性对预测结果可靠性的影响 不确定性分析：
第四节 代表性的多介质环境逸度模型
一、空气-水交换模型 空气 水交换模型 二、表层土壤模型 三、底泥-水交换模型 底泥 水交换模型 四、QWASI模型 模型 五、全球分布模型
一、污染物在4）在多孔介质中的扩散 ） （5）相间扩散过程 ）
二、污染物在环境中的降解反应 对于整个环境而言， 对于整个环境而言，污染物只有通过降解反应才能真正的被 去除。描述污染物降解反应过程的动力学中， 去除。描述污染物降解反应过程的动力学中，应用最多的是 一级反应动力学： 一级反应动力学：
四、QWASI模型 模型 QWASI模型描述了点源排放、河水流入和大气沉降所引入的污 模型描述了点源排放、 模型描述了点源排放 染物在湖泊和河流中的多介质环境行为。 染物在湖泊和河流中的多介质环境行为。 1、湖泊中污染物归趋的QWASI模型 、湖泊中污染物归趋的 模型 该模型适用于水流和颗粒物流均匀混合的水体。 该模型适用于水流和颗粒物流均匀混合的水体。 2、河流中污染物归趋的QWASI模型 2、河流中污染物归趋的QWASI模型 3、多段 、多段QWASI模型 模型
一、污染物在环境中的迁移过程
环境中，污染物可以通过以下几种平流过程输入和输出： 环境中，污染物可以通过以下几种平流过程输入和输出： 1. 空气的输入和输出 2. 水的输入和输出 3. 水中存在的颗粒物和生物的输入和输出 4. 水从表层土壤渗入地下（地下水补给） 水从表层土壤渗入地下（地下水补给） 5. 空气中存在的气溶胶的输入和输出 6. 空气从对流层向平流层迁移，即空气的垂直运动 空气从对流层向平流层迁移， 7. 底泥的掩埋
(2024年)环境化学全部ppt课件
2024/3/26
22
CHAPTER 06
环境质量评价方法及标准
2024/3/26
23
环境质量评价概述
环境质量评价的定义和意义
环境质量评价的分类和内容
环境质量评价的程序和步骤
2024/3/26
24
环境质量评价方法
环境质量指数法
指数的计算方法和步骤
指数的优缺点及适用范围
2024/3/26
25
环境质量评价方法
排泄规律
生物体通过多种途径将污染物质排出体外，包括尿液、汗液 、呼吸、乳汁等。不同物质的排泄方式和速率也有所不同， 如重金属往往通过胆汁和尿液排出，而某些有机污染物则可 能通过皮肤排泄。
21
污染物质对生物体毒理效应
慢性毒性效应
低剂量或浓度的污染物质长时间作用对生 物体造成的潜在损害，如致癌、致畸、致
环境影响
酸雨会对土壤、水体和植物造成危害，破坏生态系统的平衡，还会腐 蚀建筑物和文物。
2024/3/26
33
持久性有机污染物问题
2024/3/26
有机氯农药
人类历史上大量使用的有机氯农药（如DDT等）在环境中难以降解，成为持久性有机污染 物。
多环芳烃等化合物
多环芳烃（PAHs）等化合物也是常见的持久性有机污染物，它们主要来源于石油、煤炭 等化石燃料的燃烧。
2024/3/26
7
大气组成与结构
01
02
03
大气的组成
包括氮气、氧气、氩气等 主要成分，以及水蒸气、 二氧化碳、臭氧等次要成 分。
2024/3/26
大气的结构
根据温度、压力和密度等 因素，大气可分为对流层 、平流层、中间层、热层 和逃逸层。
环境化学第七章环境修复PPT课件
台湾地区近年连续发生镉米污染事件，曾采用不同方法减低 危害，本案例将表层30公分受污染土壤与下层土30-150公分 加以混合，即以5倍土壤稀释，对桃圆县芦竹乡中镉和铅污 染地区进行了修复，通过稀释，原来中低污染浓度的镉 （1mg/kg-5mg/Kg）和铅（40mg/kg-200mg/kg） ，可稀释至 标准以下，镉（<1mg/kg）和铅（<40mg/kg)。并连续四期水 稻试种，米中镉的含量均符合卫生安全标准，可恢复为农地 使用。
Acar等也报道了类似的结果，85%-95%吸附于高岭土 表面的苯酚能够得到去除，能量消耗大约是18-39kwh/m3。 实验室研究表明六氯苯和三氯乙烯也能达到60-70%的去除 率，其他稠环芳香化合物的去除效率高低不一，但是都显 示出了在电场作用下的迁移作用。
-
19
3 联用技术
（1）与化学法联用
-
21
（3）与微生物法的联用
单纯的生物修复周期可长达若干年，传统方法多用泵 将营养物注入地下以提高微生物的活性和数量，但该方法 成本较高，且不适用于密实性土壤。利用电修复技术可以 有效地辅助微生物及营养物质在土壤中的输送和扩散，并 且有高度定向性，因此可显著节约营养物质的用量以降低 成本。
电动力学强化生物修复技术一般有两种应用模式:
5 电动力学法
在土壤中加入电极，电流接通后，阳极附近的氢离子就会向土 壤毛细孔移动，并将重金属置换出来，随水溶液流回阳极，得 以去除。电流可以打破所有金属-土壤键。对于渗透性较高， 传导性较差的沙土，此法不适用。此法曾应用到铬和砷的去除。
-
15
电动力学修复技术 （electrodynamics remediation technologies）
②妥善处理被挖污染土壤，避免引起次生污染。
Acar等也报道了类似的结果，85%-95%吸附于高岭土 表面的苯酚能够得到去除，能量消耗大约是18-39kwh/m3。 实验室研究表明六氯苯和三氯乙烯也能达到60-70%的去除 率，其他稠环芳香化合物的去除效率高低不一，但是都显 示出了在电场作用下的迁移作用。
-
19
3 联用技术
（1）与化学法联用
-
21
（3）与微生物法的联用
单纯的生物修复周期可长达若干年，传统方法多用泵 将营养物注入地下以提高微生物的活性和数量，但该方法 成本较高，且不适用于密实性土壤。利用电修复技术可以 有效地辅助微生物及营养物质在土壤中的输送和扩散，并 且有高度定向性，因此可显著节约营养物质的用量以降低 成本。
电动力学强化生物修复技术一般有两种应用模式:
5 电动力学法
在土壤中加入电极，电流接通后，阳极附近的氢离子就会向土 壤毛细孔移动，并将重金属置换出来，随水溶液流回阳极，得 以去除。电流可以打破所有金属-土壤键。对于渗透性较高， 传导性较差的沙土，此法不适用。此法曾应用到铬和砷的去除。
-
15
电动力学修复技术 （electrodynamics remediation technologies）
②妥善处理被挖污染土壤，避免引起次生污染。
环境化学-第七章受污染环境的修复(1)分解
外源微生物（exogenous microorganism），异生污染物
微生物强化作用（bioaugmentation），除了加入外源微生物外，还需加入酶、 其它生长基质或氮、磷无机盐。 自然生物修复：不进行任何工程辅助措施或不调控生态系统，完全依靠自然 的生物修复过程，即靠土著微生物发挥作用。需要有以下条件（1）有充分稳 定的地下水流；（2）有微生物可利用的营养物；（3）有pH缓冲能力；（4） 有使代谢能够进行的电子受体。 原位生物修复 人工生物修复 （in situ） 异位生物修复 （ex situ） 反应器型 非反应器型
植物修复研究的发展趋势
① 寻找更多的野生超积累植物，建立超积累植物的数据库。 ② 建立示范性基地，提高综合效益，获得经验加以推广。 ③ 在应用研究同时，深化应用基础理论研究，包括植物中 金属存在形式、植物超累积机理、土壤学和土壤化学因 子对增加金属植物可利用性控制机理的研究。 ④ 植物与其根际微生物共存体系的研究。 ⑤ 分子生物学和基因工程技术的应用，培育生物量大，生 长速率快，生长周期短的基因传导的超累积植物。
受污染环境的修复 三、化学氧化技术
常用于修复的化学氧化剂包括高锰酸钾、臭氧广泛应 用。
氧化剂 氟气 羟基自由基 原子氧 臭氧 双氧水 氧气 氧化电位（V）/（氢标） 相对氯气氧化能力 3.06 2.80 2.42 2.07 0.87 0.40 2.25 2.05 1.78 1.52 0.64 0.29
植物修复去除污染物的方式有 4 种， ①植物提取 (phytoextraction) ：植物直接吸收污染物并在 体内蓄积，植物收获后才进行处理。收获后可以进行热 处理、微生物处理和化学处理； ②植物降解(phytodegradation)：植物本身及其相关微生物 和各种酶系将有机污染物降解为小分子的CO2和H2O，或 转化为无毒性的中间产物； ③植物稳定 (phytostabilization) ：植物在与土壤的共同作 用下，将污染物固定并降低其生物活性，以减少其对生 物与环境的危害； ④植物挥发 (phytovolatilization) ：植物挥发是与植物吸收 相连的，它是利用植物的吸取、积累、挥发而减少土壤 挥发性污染物。图3显示了植物修复的几种作用过程。
环境化学 第7章 受污染环境的修复
第三节 化学氧化技术
• 概述 化学氧化修复技术是利用氧化剂的氧
化性能，使污染物氧化分解，转变成无 毒或毒性较小的物质，从而消除土壤和 水环境中的污染。
深度氧化技术，是相对于常规氧 化技术而言的，指在体系中能产生具 有高度反应活性的自由基（如羟基自 由基），充分利用自由基的活性，快 速彻底地氧化有机污染物的处理技术。
E＝0.564V
(4)高锰酸钾氧化有机污染物的机理——在酸性 条件下，它是通过提供氧原子而不是通过生成 羟基自由基进行氧化反应
• 臭氧氧化技术 臭氧在酸性介质中氧化还原电位为
2.07V,在碱性介质中为1.27V，其氧化能 力仅次于氟，高于氯和高锰酸钾。
酶对污染物的降解起到关键作用。
（3）增强根际微生物降解 直接围绕在植物根周围的土壤环境，
一般称作根际。植物根系分泌一些物质 及酶进入土壤，不但可以降解有机污染 物，还向生活在根际的微生物提供营养 和能量，支持根际微生物的生长和活性， 使根际环境的微生物数量明显高于非根 际土壤，生物降解作用增强。
根冠细胞和分泌物是根区微生物生长 的重要营养源。
1. 有的不能修复 2. 有的降解后毒性更大 3. 前期费用较高
第二节 植物修复技术
• 概述 植物修复技术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，可 以用于受污染的地下水，沉积物和土壤 的原位处理。
• 植物修复重金属污染的主要作用过程
（1）植物提取 植物提取是利用重金属超积累植物从
（3）植物挥发 植物挥发是利用植物的吸收，积累
和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物， 即植物将污染物吸收到体内后将其转化 为气态物质，释放到大气中，多用于吸 收金属元素汞和非金属元素硒。
环境污染的化学修复ppt课件
2.5 化学淋洗修复技术局限
局限：产生大量需进一步处置的废液、能够 引起再次污染
限制要素：本钱、被污染环境基质特征、污 染物类型、淋洗剂类型
3 化学固定修复
3.1 化学固定修复概述 目的：钝化污染环境中的污染物，主要包括重
金属离子 定义：经过向污染环境中添加可促进污染物钝
化的物质〔固定剂〕，降低污染物的毒性 类型：有机固定剂
而广泛地氧化分解水中的大部分有机物。臭
氧本身分解产生的氧气可为土壤中的微生物
所利用
4.3.4 双氧水、Fenton试剂及其组合氧 化法
双氧水稳定、无腐蚀性、无二次污染、氧化 选择性高；
Fenton试剂：为了提高双氧水的氧化才干， 在双氧水中参与亚铁离子构成Fenton试剂， 生成具高电负性或亲电子性的强氧化HO.自 在基后，生成Fe(OH)3胶体具有絮凝作用， 在pH为3.5~5.0,使悬浮固体凝聚沉淀
的污水中的污染物
6.3.3 析出法
在反响墙体中参与可溶性物质，其溶
解后产生的离子与污染物离子构成易析出的
颗粒
6.3.4 营养有效性调理法
在反响墙体中添加微生物生长，增殖需 求的物质，进而提高被污染环境中微生物的 数量、种类与降解才干
6.4 原位可浸透反响墙技术运用
范围：可溶解、可吸附、可析出以及可降解 的污染物
限制要素：外源物质添加量、外源物质种类、 外源物质添加方式、污染物的物理化学性质
4 化学氧化修复
4.1化学氧化修复概述 目的：氧化污染环境中的污染物，包括溶解态的无机
与有机污染物 定义：经过向污染环境中添加可促进污染物氧化的物
质〔氧化剂〕，分解污染物的构造以降低其毒性 类型：二氧化氯
高锰酸钾 臭氧 双氧水、Fenton试剂及其组合氧化法 光催化氧化
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。
环境化学--第7章--受污染环境的修复
毒性的代谢产物的形态，通过木质化作用在植物组织贮藏，也可
代谢或矿化为水和二氧化碳等，或随植物的蒸腾作用排出植物体。
25
§7.2 植物修复技术
§7.2.3 植物修复有机污染物的过程和机理
2、植物分泌物的降解作用
植物的根系根系可向土壤环境释放大量分泌物，其数量约占植
物年光合作用的10%~20%。植物产生的各种天然有机物或酶类，
7227723植物修复有机污染物的过程和机理3增强根际微生物降解直接围绕在植物根周围的土壤环境一般称作根际植物根系分泌的一些物质和酶进入土壤不但可以降解有机污染物还向生活在根际的微生物提供营养和能量支持根际微生物的生长和活性使根际环境的微生物数量明显高于非根际土壤生物降解作用增72根际rhizosphere的作用植物根系分泌的一些物质及酶进入土壤可以降解有机污染物
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。另外
污染物其他性质也很重要，如挥发性。
微生物往往只能利用土壤溶液溶解态的污染物。
锁定：土壤环境中污染物由于与土壤颗粒相互作用，生物有效性下降。
10
§7.1 微生物修复技术
§7.1.2 影响微生物修复效率的因素
4、环境条件
环境因素指的是土壤颗粒的性质（有机质及黏土含量等）及介质条件
§7.1.1 概述
&概念：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。它包括自然和人为条
件下的降解和无害化过程。
&强化生物修复： 人为修复工程一般采用有降解能力的外源微生
物，用工程化手段来加速生物修复的进程，这种在受控条件的修
复又称强化生物修复或工程化的生物修复。强化生物修复技术常
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
-
8
3 加入改良剂，提高金属的固定性
（2）加入有机肥料 有机肥料上含有多种有机官能团，是重金属的有效吸附
剂，适当施用可提高土壤的缓冲能力，降低金属的毒性；有 机肥料被氧化的过程中，可使某些重金属形成硫化物沉淀， 使六价铬转化为三价铬；下表列出了不同有机质含量对六价 铬还原速度和程度的影响。
土壤中六价铬的还原速率与时间的关系
-
6
3 加入改良剂，提高金属的固定性
（1）加入石灰 A. 可提高土壤pH，使金属形成氢氧化物沉淀； B. 施用石灰可视为酸性土壤的改良剂，适合于酸度较高的
湿润地区的土壤。施用石灰不仅能提高土壤的pH值，而 且可使土壤富集钙，钙可促进土壤胶体的凝聚，引起金 属的共沉淀； C. 增加土壤的团聚性，降低重金属的移动性； D. 还可间接影响氧化还原电位，加速氧化过程。 E. 钙的增加还可对一些金属的生物吸收产生拮抗作用。
环境修复过程 的化学问题
-
1
修复是指采取人为或自然过程，使环境介质中的 污染物去除或无害化，使受污染场址恢复原有功 能的技术。它是当今环境科学的热点领域，也是 最具有挑战性的研究方向之一，与环境化学研究 领域互有交叉，可以作为环境化学的一个重要分 支。
-
2
第 一部分 重金属污染修复
-
3
目前，治理土壤中重金属污染的途径主要有三种： 一．稀释法，降低土壤中重金属的浓度； 二．改变重金属在土壤中存在的形态，使其固定，降低其在
②妥善处理被挖污染土壤，避免引起次生污染。
客土法或换土法所需花费的人力和财力巨大，只适用于小 面积严重污染土壤的治理。
-
5
2 稀释法
台湾，2000年初实行《土壤及地下水污染整治法》，加大了 土壤与地下水污染的稽查力度，一旦发现污染，立即采取措 施。如若发现农田存在某种污染，立即公告，要求休耕，并 给农民休耕补贴。
-
10
重金属污染修复
3 加入改良剂，提高金属的固定性
（3）化学沉淀和吸附
施用磷酸盐可使某些金属，如铅、铁、锰、铬、锌、镉 形成难溶性磷酸盐。但是根据加入磷酸盐的种类不同效 果也大相径庭，熔盐效果最佳，重烧制磷肥居中，多施 过磷酸钙时土壤中pH值反而降低，作物籽中重金属含量 反而增加。
其它的吸附剂包括黏土矿物等，矿物的种类决定对不同 金属的吸附效果不同。如不同吸附剂对铜镉铅呈现基本 相同的降毒顺序，即炉烟灰>活性炭>泥炭>干活性污泥 。
环境中的迁移性和生物可利用性； 三．从土壤中去除重金属。
-
4
1 客土法、换土法
客土法：在被污染的土壤上覆盖上非污染土壤； 换土法：部分或全部挖除污染土壤而换上非污染土壤。
换土的厚度愈大，降低作物中重金属含量的效果愈明显。
须注意以下两点：
①主客土的pH要尽量接近，避免由于客土酸性增加，引起 污染土壤中重金属的活性增大，一般换土的厚度大于耕作 层的厚度。
-
11
重金属污染修复
3 加入改良剂，提高金属的固定性
（4）利用离子拮抗作用减少植物对重金属的吸收
往往利用轻金属与重金属的拮抗作用，降低重金属的植物 吸收，如加入钙抑制某些重金属的吸收，加入钾或提高钾 的活性，降低放射性铯的吸收；重金属之间也存在拮抗作 用，如研究表明， 锌镉比大于100，每公顷施入镉的含量 不宜超过6-7公斤，锌镉比小于100，每公顷施入镉的含量 不宜超过3-4公斤。
有机 质含 量(%) 3天 6天
还原率(%) 9天 12天 15天 18天
0.961 60.60 63.14 65.29 67.00 68.10 68.43
-
9
1.515 63.33 69.89 74.88 77.68 79.22 80.64
3 加入改良剂，提高金属的固定性
（2）加入有机肥料
另外，有机质中含有很多有机酸，如褐藻酸根、油酸根、 硬脂酸根、软脂酸根和二硫代磷酸乙酯，都可与金属形成难溶 性盐，降低金属的生物可利用性。
在砷污染的土壤中，氧化还原条件的影响正相反，在氧化
条件下，砷酸根是稳定态，在还原条件下，亚砷酸根是主
要形态，而亚砷酸根对植物的毒性要比砷酸化还
原电位的方法是不可取的。
-
14
4 水洗法
重金属污染修复
采用清水灌溉稀释或洗去重金属离子，使重金属离子迁移至较 深土层中，以减少表土中重金属离子的浓度；或者将含重金属 离子的水排出田外。但采用此法也应遵守防止次生污染的原则， 要将毒水排入一定的储水池或特制的净化装置中，进行净化处 理，切忌直接排入江河或鱼塘中。此法也只适用于小面积严重 污染土壤的治理。
-
7
研究表明，石灰的组成、成矿的地质年龄、结晶程度、分 散程度（比表面积）以及土壤的性质等多种因素影响对重 金属的控制效果，很多问题值得深入研究。另外，除了土 壤的类型，施用石灰并不适用用于所有的金属，如，研究
表明，铜在pH为5-7时，活性最小，当pH>7.5时，铜的溶出 量反而增大；而使铬以氢氧化物的形式沉淀， 必须pH达10 以上，这显然是不可能的。
台湾地区近年连续发生镉米污染事件，曾采用不同方法减低 危害，本案例将表层30公分受污染土壤与下层土30-150公分 加以混合，即以5倍土壤稀释，对桃圆县芦竹乡中镉和铅污 染地区进行了修复，通过稀释，原来中低污染浓度的镉 （1mg/kg-5mg/Kg）和铅（40mg/kg-200mg/kg） ，可稀释至 标准以下，镉（<1mg/kg）和铅（<40mg/kg)。并连续四期水 稻试种，米中镉的含量均符合卫生安全标准，可恢复为农地 使用。
-
12
重金属污染修复
-
13
4 调节土壤的氧化还原电位
重金属污染修复
土壤的氧化还原电位，与土壤的水份成密切相关关系，可
以通过调节土壤水份来控制土壤中重金属行为。研究表明，
生长在氧化条件下（不淹水）的水稻，含镉量比生长在还
原状态下（淹水）的高得多。也有直接建立氧化还原电位
与稻米含镉量之间的数据，当氧化还原电位为416mv时，糙 米含镉量为168mv时的12.5倍。这是因为，土壤处于还原状 态下时，Fe（3+）还原为Fe（2+）；MnO2还原为Mn （2+）；SO4（2-）还原为S（2-），因此可生成FeS， MnS， CdS共沉淀。 当土壤中含硫较少时，适当加入含硫试剂。