土壤砷_铬污染的控制技术

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土壤中插入电极,并通入高压电流产生高温将土壤融化,
冷电却动后修形复成法化是学一惰种性原的位、修非复扩技散术的,坚将硬电玻极璃插体入,污砷染酸土盐壤进,
而并 利 物适程转施 用 沿合化化加 电 电小应为场 场微硅用范产 方弱酸生 向直。围化的定流、砷电向电低酸渗迁(渗盐析移mA固透、,/c定从电性m其而迁2的或中将移黏电.和污土势电染为和泳物富等V淤/集效c泥m应至)土,电形。驱极成尚动区电污,未场染随工,
03 土壤As、Cr污染的 EK-PRB联合修复技术
Three
土壤As、Cr污染的EK-PRB联合修复技术
P R B
去除率增加1.6-2.2倍
FeOOH+Fe0 EK-PRB 联合修复技术不搅动C土N层T-,Co并可缩短63%修复时间 ,比较适合于低渗透的载土和淤泥土,且可回收砷,具 有经济效益高、后处理方便、改二性次红污泥染少等优效点果。显著优于EK
常适 用于低浓度、水量高的情况
植物修复(Plant repair)
(3)植物固定 (phytostablization)
被植物的根吸收、在体内富集, 或者被吸附到根表 面,或者在根际区沉淀下来;植物及其根部可防止 污染物被风 或水侵蚀而迁移,还可防止其在土壤中 渗漏及扩散。
Leersia hexan-dra Swartz Paspalum distichum
化学清洗化修复(Soil washing)
清洗液
污染土壤 Cr
EDTA 54%
NTA
SDS
仅对砂壤等渗透系数大的土壤适用,且清洗剂废液 容易对环境造成二次污染
化学还原化修复(Reduction)
Cr6+
+
还原剂
Cr3+
铬的迁移性、生 物可利用性降低
铁屑 硫化物
硫酸亚铁
存在于土壤颗粒内部的六价铬,难以与还原剂发生 还原反应。需要额外的超量还原剂来还原它,还原 剂有可能造成二次污染
04 As、Cr污染修复技术未来 发展方向
Four
联合 修复 技术
生物-植物联合修复技术
物理化学联合修复技术

化学-物化生物联合修复技术
05 参考文献(Reference)
[1]李雨奎, 笪婷婷. 土壤中重金属砷赋存形态和检测方法研究进展[J]. 安徽农业科学, 2017, 45(21):123-125. [2]谢正苗, 黄昌勇. 不同价态砷在不同母质土壤中的形态转化及其与土壤性质的关系[J]. 农业环 境科学学报, 1988(5):23-26. [3]韩永和. 根际土壤—微生物—蜈蚣草系统中砷的形态转化与解毒机制[D]. 南京大学, 2017. [4]刘坤. 土壤中重金属污染调查研究——以砷和汞为例[J]. 黑龙江科技信息, 2017(9):30-30. [5]李生志, 杨居荣. 土壤中砷的毒性与存在形态的关系[J]. 河北师范大学学报(自然科学版), 1987(2):57-62. [6]宋书巧, 周永章, 周兴,等. 土壤砷污染特点与植物修复探讨[J]. 热带地理, 2004, 24(1):6-9. [7]王新, 贾永锋. 土壤砷污染及修复技术[J]. 环境科学与技术, 2007, 30(2):107-110. [8]高松, 谢丽. 中国土壤砷污染现状及修复治理技术研究进展[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(14):6587-6589. [9]唐敏, 张焕祯, 李亮. 砷污染土壤柠檬酸萃取修复技术研究[J]. 环境污染与防治, 2010, 32(12):44-47+71. [10]吴佳, 谢明吉, 杨倩,等. 砷污染微生物修复的进展研究[J]. 环境科学, 2011, 32(3):817-824.
土壤As、Cr污染的控制技术研究
汇报人: 组员: 专业: 环境科学
目录
土壤As的存在、转化、危害及修复 01
土壤Cr的存在、转化、危害及修复 02
土壤As、Cr污染的EK-PRB联合修复技术 03
01 土壤As的存在、转化、
ONE
危害及修复
AS的来源(Sources of As)
AS的来源
自然源
05 参考文献(Reference)
[11]任春强, 张云, 杨明. 土壤砷污染修复技术研究进展[J]. 环境保护与循环经济, 2014, 34(6):3033. [12]王婷. 铬污染土壤修复技术的研究进展[J]. 科技视界, 2014(7):5-5. [13]张峰, 马烈, 张芝兰,等. 化学还原法在Cr污染土壤修复中的应用[J]. 化工环保, 2012, 32(5):419-423. [14]王晓雯. 土壤中铬污染修复技术研究进展[J]. 环境与可持续发展, 2014, 39(6):210-212. [15]高玉梅, 刘帅霞. 植物修复铬污染土壤的研究进展[J]. 广东化工, 2014, 41(5):88-89. [16]高鹏. 电动/PRB联合修复铬、砷污染土壤试验研究[D]. 中国地质大学(北京), 2014. [17]余天红, 黎华寿. 砷污染土壤微生物修复机制及其研究进展[J]. 环境污染与防治, 2014, 36(12):77-82. [18]纪冬丽, 孟凡生, 薛浩,等. 国内外土壤砷污染及其修复技术现状与展望[J]. 环境工程技术学报, 2016, 6(1):90-99. [19]李世业, 成杰民, 宋国香,等. 铬污染场地修复技术研究[J]. 绿色科技, 2015(1):194-196. [20]聂杨. 铬污染土壤电动修复聚焦现象研究[D]. 重庆大学, 2011. [21]吴军年, 刘鑫. 铬污染土壤修复方法比选[J]. 安徽农业科学, 2011, 39(34):21198-21200.
Electrodialysis
土壤毛细孔
Soil capillary
物理固定化修复(Solidification)
惰性材料
污染 土壤
固化剂
沸石 膨润土 硅土
化学固定化修复(Solidification)
Cr6+
+
固化剂
吸附 配合 沉淀
Cr6+迁移性 和活性降低
适用于低浓度铬污染土壤,且无法对土壤中的铬离 子进行消除,铬离子仍然存留在土壤环境中
4.03mg/kg
大芋叶头井(修口复边效草率最高) S6h8omotg:6/(0m020·md)g/kg
藨纸草莎草 Ro1o3t0:-172mg/kg 251.40mg/kg Shoot: 12.38mg/kg
湿超地富超集富植集物植物
粉叶蕨 Shoot: 香24蒲38莎.33草mg/kg
微生物修复(microorganism Remediation)
4.增加癌症患病率,影响人体健康
土壤As污染的修复(Remediation of As)
Fra Baidu bibliotek自然
As的修复
人工
自然生物地 球化学循环
人工修复
传统物理修复 工程措施
化学修复
生物修复
①客土法 ②换土法 ③深耕翻土 ④玻璃化法 ⑤电动修复
①固化/稳定化技术 ②土壤淋洗法 ③电化学-PRB复合 修复法
①微生物修复 ②植物修复 (绿色修复)
Cr的形态
大气沉降
Cr(Ⅱ) 污水灌C溉r(Ⅲ)
Cr(Ⅵ)
矿山开采
随固体废物进入土壤
随农用物资进入土壤
Transformation
胶体吸附 Adsorption of
soil colloid
沉淀溶解 Precipitation and dissolution
络合作用 Complexation
Cr
生物转运 Biotransformation
(1)植物萃取 (phytoextration)
超积累植物 (hyperaccumulator)将土壤中的金属 提取出来,富集搬运到植物根部可收割部 位和地上 茎叶部位的过程。
浅层受重金属污染程度较低(2.5 ~100mg·kg-1) 的土壤的修复
(2)植物过滤 (phytofiltration)
植物通过生物或非生物过程,将根际周围液体中 的污染物吸收或沉淀在根部表面,或者吸收并转 移至根内部。
成土母质
高砷地区水侵蚀、植物吸收和火山活动
等自然过程
As
环境
人为源
工矿业活动 废弃物排放 燃煤
农业活动
AS的循环(Biogeochemical cycle of arsenic )
AS的形态(Speciation of As)
毒性
As的形态
甲基化
无机砷
还原条件
氧化条件
As(Ⅲ)
As(Ⅴ)
亚砷酸盐
砷酸盐
有机砷
一甲基砷酸 MMA(Ⅴ)
二甲基砷酸 DMA(Ⅴ)
AS的形态(Speciation of As)
AS的 赋存形态
可交换态(SOL-As) 碳酸盐结合态(EX-As) 铁 -锰氧化物结合态(FMO-As) 有机结合态(OM-As) 残渣态(RES-As)
AS的分布(Distribution of As)
方 (需≥法1对。5 c换m)出土进行治理,可能对操作人有危害
换土法就是将污染的土壤取走,换入新的干净土壤。
翻一土般需适费用较于多事故人后力的,简应单用处理较。有限。
深耕翻土法就是深翻土壤,使聚集在表层的污染物分散在土
壤的深层,达到稀释和自处理的目的。
需要大量电能维持高温,成本高,且会产生含砷
尾玻气璃等化问法题是,一种限原制位了固该化技、稳术定的化大技范术围,即应在用砷。污染区
联合修复(Joint repair)
有机质 根系分泌物
质子 铁载体

活化污染土 壤中的重金 属铬从而促 进铬积累植 物的吸收富 集
修复方法
电动修复法 固化稳定法 化学清洗法 化学还原法
限制条Cr件污染的修复资源需求
适于低渗透性的土壤,浸 电、水 水,对残渣铬无效
需将铬污染的土壤中挖出 固化剂 来,没有从根本上去除污 染物
仅对砂壤等渗透系数大的 水、化学剂 土壤适用,易对环境造成 二次污染
未做防渗处理的渣 场,会引起二次污染
大量的还原 剂
健总康分结析
成本元 /t
耗人少接触毒害少 320
挥发性有机污染
120
易造成污染转移
140
人不直接接触污染 150
生物修复法 修复时间长,且尚未具体 铬富集植 株 人不直接接触、无 110 应用到大面积土壤修复 微生物菌株 二次污染
微生物修复(Microorganism)
Cr6+
+
土著、驯 化微生物
铬的迁移性、生
Cr3+
物可利用性降低
硫酸盐还原菌 芽抱杆菌属
大肠杆菌 假单胞菌属
不会破坏植物生长的土壤环境、土壤结构,可原地 处理,操作简单方便,处理费用低,不会产生二次 污染。但是,目前这个技术还需系统地研究
植物修复(Plant repair)
农业生态修复
①土壤水分调节 ②改变作物种类
传统物理修复工程措(Traditional physical repair)
限制条件
客土法 换土法 深耕翻土法 玻璃化法 电动修复法
客工土程法量是指大向,污成染本土高壤内,加不入适大于量大干净面的积土砷壤污,染覆盖土在壤表。
层或混合均匀,使污染物含量降低或减少污染物与植物根 系的接触,以增加土壤的环境容量,增强土壤自净能力的
Effects
皮肤skin
铬性皮肤溃疡(铬疮) 铬性皮炎及湿疹
眼及耳
呼吸道
铬性鼻炎
肠胃道
眼球结膜充血、有异物感、 反胃呕吐,剧烈腹痛;
流泪刺痛、视力减弱;鼓 六价铬化合物有致癌
膜及外耳引起溃疡
性的,会造成肺癌。
Cr污染的修复(Repair of Cr pollution)
物理修复
电动修复 物理固定化修复
食用A菌S的产转业化清(C洁on化version of As) 生产操作技术工艺
氧化-还原过程 甲基化-脱甲基化过程
AS的危害(Hazards of As)
1.As(Ⅴ)还原导致的地下水污染。 2.进入土壤或渗入水体,在农作物、药用植 物及其他生物体内富集。
3.阻滞植物的正常生长发育或使砷在其可食 部分累积。
后进行集中处理或分离的方法。
任春强等,2012
化学固定化修复(Solidification)
As3+
+
固化剂
As5+
铁氧化物 锰氧化物
As3+溶解、 迁移性降低
铝氧化物 具有快速、简单、成本低且二次污染小等优点,但该技术 只是改变了砷在土壤中的存在形态,并没有将其去除。
土壤化学淋洗技术(Soil washing)
As3+
+
微生物氧化菌
As5+
降低砷毒性、可移动性
硫铁杆菌类
假单胞杆菌
修复效果好、投资少、费用低,易于管理与操作不 会产生二次污染。但目前该技术很难同时修复多种 重金属污染土壤,应用难度较大
02 土壤Cr的存在、转化、 危害及修复
TWO
土壤铬的形态与来源
(Speciation and Sources of Cr)
淋洗剂
污染土壤 As
无机淋洗剂(H3PO4)
草酸、EDTA、柠檬酸
99.9% 70.58%
生物表面活性剂
79%~82%
该技术适用于面积小、污染重的土壤治理,操作灵活、 效率高,但也容易引起某些营养元素的淋失和沉淀
芦 R9S柳 可 染 修2ho.苇oo9树作地复ot1:tm为 区 材: 蜈 2羽 5g植砷 植 料20/k67蚣 叶g污 物00物0m草 :mg修g/k/kgg复(p美l人a蕉nt repair)
化学固定
化学修复
化学清洗 化学还原
生物修复
微生物修复
联合修复 植物修复
电动修复(Electric remediation)
胶体电泳
Gel electrophoresis
离子迁移
Ion migration
阳极
Anode
OH-
Cr2O72-
NO3-
H+
Cr3+
H+ Me2+
H+
阴极 Cathode
电渗析运动
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