重金属污染土壤的修复方法
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❖ 特点：该技术可以从根本上消除土壤中重金 属的污染且去除速度快，但其技术工程量大、 费用高，常用于重金属重污染区的抢救性修 复。
3.1.3 电动修复
❖ 原理和方法：将电极插入受污染土壤的溶液 中，在电极上施加直流电压，形成两电极之 间的直流电场。土壤中的污染物在电场作用 下发生运动，其主要运动机制有电迁移、电 渗流以及电泳等。在这些机制作用下，污染 物最终积累在电极附近，再用电镀(吸附到电 极上)或抽取电极附近的水等方法加以去除。
❖ 3.2.2 化学固定（原位固定）
3.2.1化学淋洗修复技术(cBaidu Nhomakorabeaemical
leaching and flushing/washing
remediation)
❖ 原理和方法：在重力作用或通过水力压头推 动下，将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（清洗液）注入到被 污染土层中，然后再将含有污染物的液体从 土层中抽提出来后进行分离和污水处理的技 术。
❖ 有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入 土壤，造成土壤重金属污染
❖ 还有一些固体废弃物来自于污水处理
1.4 随农用物资进入土壤的重金属
❖ 农药、化肥和地膜是重要的农用物资，对农 业生产的发展起着重大的推动作用，但长期 不合理施用，也可以导致土壤重金属污染。
❖ 肥料中重金属含量一般是 磷肥>复合肥>钾肥>氮肥。
重金属污染土壤的修复方法
1.土壤重金属来源与分布
❖ 1.1 随着大气沉降进入土壤的重金属 ❖ 1.2 随污水进入土壤的重金属 ❖ 1.3 随固体废弃物进入土壤的重金属 ❖ 1.4 随农用物资进入土壤的重金属
1.1 随着大气沉降进入土壤的重金属
❖ 大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶 金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞 以外，重金属基本上是以气溶胶的形态进入 大气，经过自然沉降和降水进人土壤。
1.2 随污水进入土壤的重金属
❖ 利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术， 主要是把污水作为灌溉水源来利用。污水按 来源和数量可分为城市生活污水、石油化工 污水、工业矿山污水和城市混合污水等。
1.3 随固体废弃物进入土壤的重金属
❖ 固体废弃物种类繁多，成分复杂，不同种类其危害 方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物 污染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中， 由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动，以辐射状、 漏斗状向周围土壤、水体扩散。
运动机制：
❖ 运动机制： ❖ （1）电迁移：如图1，在土壤溶液中，带正
电的阳离子向阴极迁移，带负电的阴离子向 阳极迁移。迁移速度则取决于土壤一水体系 的导电情况，它的强弱则与电流的大小以及 离子所带电荷数等相关。
❖
❖ （2）电渗流：如图1，由于土壤孔隙表面带 有负电荷，它与土壤微孔隙水中的离子形成 了双电层，在外加电场作用下，孔隙水向阴 极流动，同时随孔隙水迁移的污染物质则会 富集在阴极附近，最终可以被抽出处理。
2.重金属污染土壤的特点和危害
❖ 2.1 普遍性 ❖ 2.2 不可逆性 ❖ 2.3 表聚性 ❖ 2.4 土壤中重金属危害
2.1 普遍性
❖ 随着工业化生产的普及，重金属污染日趋普 遍。早在五六十年代，日本的“骨痛病”就 是由于用含镉废水灌溉土壤造成土壤的镉污 染，导致稻米中镉含量超标而引起的；“水 俣病”是由于土壤受到重金属汞的污染而导 致。
❖ （3）电泳： 如图1，是带电粒子或胶体在外 加电场作用下的迁移。土壤中的细小土壤颗 粒、腐植质及微生物细胞等胶体上吸附的污 染物质在外加电场下会随之迁移，从而可以 去除这类污染物质。由于电动修复过程中带 电土壤颗粒的移动性小，电泳作用可以忽略。
主要电极反应：
❖ 阳极：2H2O - 4e- →O2↑+4H+； ❖ 阴极：2H2O +2e- → H2 ↑+2OH-
❖ 方法：（1）翻土：深翻土壤,使聚集在表层的污染 物分散到土壤深层,达到稀释和自处理的目的。
❖ （2）换土：把污染土壤取走,换人新的干净土壤. ❖ （3）客土法：向污染土壤内加人大量的干净土壤,
覆盖在表层或混匀,使污染物浓度降低或减少污染物 与植物根系的接触。
3.1.2玻璃化技术
❖ 方法：将重金属污染的土壤置子高温高压条 件下，形成玻璃态结构，使重金属固定于其 中，稳定了土壤中的重金属。
2.2不可逆性
❖ 土壤中的重金属污染与有机污染物污染不同 的是土壤中重金属具有生物不可降解性和相 对稳定性，使得重金属易在土壤中积累，并 且修复困难。
2.3 表聚性
❖ 土壤中重金属污染物大部分残留于土壤耕作 层，在一般环境条件下，较少向土壤下层迁 移，这是由于土壤中存在有机胶体、无机胶 体和复合胶体，它们对重金属有较强的吸附 和螯合能力，限制重金属在土壤中迁移的能 力，使重金属易在土壤表层积累。
2.4 土壤中重金属危害
❖ 对环境产生危害主要有下列途径: ❖ ①受污染的土壤直接暴露在环境中，通过土壤粒物
等形式能直接或间接地为动物或人所吸收；
❖ ②通过雨水淋溶作用，土壤中的重金属向下缓慢渗 透，可能导致地下水的污染；
❖ ③外界环境条件的变化，例如酸雨、施加土壤添加 剂等因素提高了土坡中重金属的活性和生物可利用 性，使得重金属较容易为植物吸收利用而进人食物 链，对动物和人体产生毒害作用。
PH控制方法（亦为电动修复强化方法）：
❖ ①中和阴极电解产生的OH一 ❖ ②将修复体系自身在阳极产生的H十和阴极
产生的OH一相互中和。 ❖ ③通过添加无机和有机酸来中和OH一 。如
盐酸、磷酸、乙酸等。 ❖ ④改变重金属的沉淀区域。 ❖ ⑤还用一些其它方法控制OH一的迁移。
3.2化学修复
❖ 3.2.1化学淋洗修复技术(chemical leaching and flushing/washing remediation)
3 土壤重金属污染修复技术
❖ 3.1 物理方法 ❖ 3.2 化学修复 ❖ 3.3 生物修复
3.1 物理方法
❖
❖ 3.1.1 换土法 ❖ 3.1.2玻璃化技术 ❖ 3.1.3 电动修复
3.1.1 换土法
❖ 原理：用新鲜未受污染的土壤替换或部分替换原污 染土壤,以稀释原污染物浓度,增加土壤环境容量。
3.1.3 电动修复
❖ 原理和方法：将电极插入受污染土壤的溶液 中，在电极上施加直流电压，形成两电极之 间的直流电场。土壤中的污染物在电场作用 下发生运动，其主要运动机制有电迁移、电 渗流以及电泳等。在这些机制作用下，污染 物最终积累在电极附近，再用电镀(吸附到电 极上)或抽取电极附近的水等方法加以去除。
❖ 3.2.2 化学固定（原位固定）
3.2.1化学淋洗修复技术(cBaidu Nhomakorabeaemical
leaching and flushing/washing
remediation)
❖ 原理和方法：在重力作用或通过水力压头推 动下，将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（清洗液）注入到被 污染土层中，然后再将含有污染物的液体从 土层中抽提出来后进行分离和污水处理的技 术。
❖ 有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入 土壤，造成土壤重金属污染
❖ 还有一些固体废弃物来自于污水处理
1.4 随农用物资进入土壤的重金属
❖ 农药、化肥和地膜是重要的农用物资，对农 业生产的发展起着重大的推动作用，但长期 不合理施用，也可以导致土壤重金属污染。
❖ 肥料中重金属含量一般是 磷肥>复合肥>钾肥>氮肥。
重金属污染土壤的修复方法
1.土壤重金属来源与分布
❖ 1.1 随着大气沉降进入土壤的重金属 ❖ 1.2 随污水进入土壤的重金属 ❖ 1.3 随固体废弃物进入土壤的重金属 ❖ 1.4 随农用物资进入土壤的重金属
1.1 随着大气沉降进入土壤的重金属
❖ 大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶 金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞 以外，重金属基本上是以气溶胶的形态进入 大气，经过自然沉降和降水进人土壤。
1.2 随污水进入土壤的重金属
❖ 利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术， 主要是把污水作为灌溉水源来利用。污水按 来源和数量可分为城市生活污水、石油化工 污水、工业矿山污水和城市混合污水等。
1.3 随固体废弃物进入土壤的重金属
❖ 固体废弃物种类繁多，成分复杂，不同种类其危害 方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物 污染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中， 由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动，以辐射状、 漏斗状向周围土壤、水体扩散。
运动机制：
❖ 运动机制： ❖ （1）电迁移：如图1，在土壤溶液中，带正
电的阳离子向阴极迁移，带负电的阴离子向 阳极迁移。迁移速度则取决于土壤一水体系 的导电情况，它的强弱则与电流的大小以及 离子所带电荷数等相关。
❖
❖ （2）电渗流：如图1，由于土壤孔隙表面带 有负电荷，它与土壤微孔隙水中的离子形成 了双电层，在外加电场作用下，孔隙水向阴 极流动，同时随孔隙水迁移的污染物质则会 富集在阴极附近，最终可以被抽出处理。
2.重金属污染土壤的特点和危害
❖ 2.1 普遍性 ❖ 2.2 不可逆性 ❖ 2.3 表聚性 ❖ 2.4 土壤中重金属危害
2.1 普遍性
❖ 随着工业化生产的普及，重金属污染日趋普 遍。早在五六十年代，日本的“骨痛病”就 是由于用含镉废水灌溉土壤造成土壤的镉污 染，导致稻米中镉含量超标而引起的；“水 俣病”是由于土壤受到重金属汞的污染而导 致。
❖ （3）电泳： 如图1，是带电粒子或胶体在外 加电场作用下的迁移。土壤中的细小土壤颗 粒、腐植质及微生物细胞等胶体上吸附的污 染物质在外加电场下会随之迁移，从而可以 去除这类污染物质。由于电动修复过程中带 电土壤颗粒的移动性小，电泳作用可以忽略。
主要电极反应：
❖ 阳极：2H2O - 4e- →O2↑+4H+； ❖ 阴极：2H2O +2e- → H2 ↑+2OH-
❖ 方法：（1）翻土：深翻土壤,使聚集在表层的污染 物分散到土壤深层,达到稀释和自处理的目的。
❖ （2）换土：把污染土壤取走,换人新的干净土壤. ❖ （3）客土法：向污染土壤内加人大量的干净土壤,
覆盖在表层或混匀,使污染物浓度降低或减少污染物 与植物根系的接触。
3.1.2玻璃化技术
❖ 方法：将重金属污染的土壤置子高温高压条 件下，形成玻璃态结构，使重金属固定于其 中，稳定了土壤中的重金属。
2.2不可逆性
❖ 土壤中的重金属污染与有机污染物污染不同 的是土壤中重金属具有生物不可降解性和相 对稳定性，使得重金属易在土壤中积累，并 且修复困难。
2.3 表聚性
❖ 土壤中重金属污染物大部分残留于土壤耕作 层，在一般环境条件下，较少向土壤下层迁 移，这是由于土壤中存在有机胶体、无机胶 体和复合胶体，它们对重金属有较强的吸附 和螯合能力，限制重金属在土壤中迁移的能 力，使重金属易在土壤表层积累。
2.4 土壤中重金属危害
❖ 对环境产生危害主要有下列途径: ❖ ①受污染的土壤直接暴露在环境中，通过土壤粒物
等形式能直接或间接地为动物或人所吸收；
❖ ②通过雨水淋溶作用，土壤中的重金属向下缓慢渗 透，可能导致地下水的污染；
❖ ③外界环境条件的变化，例如酸雨、施加土壤添加 剂等因素提高了土坡中重金属的活性和生物可利用 性，使得重金属较容易为植物吸收利用而进人食物 链，对动物和人体产生毒害作用。
PH控制方法（亦为电动修复强化方法）：
❖ ①中和阴极电解产生的OH一 ❖ ②将修复体系自身在阳极产生的H十和阴极
产生的OH一相互中和。 ❖ ③通过添加无机和有机酸来中和OH一 。如
盐酸、磷酸、乙酸等。 ❖ ④改变重金属的沉淀区域。 ❖ ⑤还用一些其它方法控制OH一的迁移。
3.2化学修复
❖ 3.2.1化学淋洗修复技术(chemical leaching and flushing/washing remediation)
3 土壤重金属污染修复技术
❖ 3.1 物理方法 ❖ 3.2 化学修复 ❖ 3.3 生物修复
3.1 物理方法
❖
❖ 3.1.1 换土法 ❖ 3.1.2玻璃化技术 ❖ 3.1.3 电动修复
3.1.1 换土法
❖ 原理：用新鲜未受污染的土壤替换或部分替换原污 染土壤,以稀释原污染物浓度,增加土壤环境容量。