污染土壤修复的技术发展课件.ppt
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- 污染 土壤 修复 技术发展 课件
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1、环境修复原理与技术第七章第七章 污染土壤的环境修技术污染土壤的环境修技术(上上)环境修复原理与技术污染土壤的环境修复技术污染土壤的环境修复技术土壤污染与污染土壤修复技术概述土壤污染与污染土壤修复技术概述7.1污染土壤的物理修复技术污染土壤的物理修复技术7.2污染土壤的化学修复技术污染土壤的化学修复技术7.3污染土壤的生物修复技术污染土壤的生物修复技术7.4环境修复原理与技术1.1.土壤土壤v土壤是由固态岩石经风化而成,由固、液、气三相物质组成的多相疏松多孔体系。v土壤是一个以固相为主的不匀质多相体系。7.1.1 土壤与土壤污染土壤与土壤污染环境修复原理与技术土壤的组成土壤的组成固相固相液相液相
2、气相气相其他其他包括土壤矿物包括土壤矿物质和土壤有机质和土壤有机质。土壤矿物质。土壤矿物质占土壤总重质占土壤总重的的90%以上,以上,土壤有机质约土壤有机质约占占110%。指土壤中水分指土壤中水分及其水溶物。及其水溶物。指土壤孔隙所指土壤孔隙所存在的多种气存在的多种气体的混合物。体的混合物。典型的土壤约典型的土壤约有有35%的体积的体积是充满空气的是充满空气的孔隙。孔隙。数量众多的微数量众多的微生物和土壤动生物和土壤动物等。物等。环境修复原理与技术土壤环境的自净作用 概念概念:土壤环境的自净作用是指在自然因素作用下,通过土壤自身的作用,使污染物在土壤环境中的数量、浓度或毒性、活性降低的过程。分
3、类分类:按照不同的作用机理可将土壤自净作用划分四个方面,即:物理净化作用、物理化学净化作用、化学净化作用和生物净化作用。两个概念:环境修复原理与技术土壤环境容量 土壤环境容量是指一定土壤环境单元,在一定范围内遵循环境质量标准,既维持土壤生态系统的正常结构与功能,保证农产品的生物学产量与质量,也不使环境系统污染的土壤环境所能容纳污染物的最大负荷值。环境修复原理与技术2.土壤污染土壤污染 土壤环境背景值 土壤环境在未受或少受人类活动(特别是人为污染)影响的本身的化学元素组成及其含量称为土壤环境背景值。土壤环境背景值是代表土壤环境发展的一个历史阶段的相对数值。土壤环境背景值是一个范围值,而不是确定值
4、。环境修复原理与技术(1)土壤污染)土壤污染 土壤污染是指人类活动产生的污染物质通过各种途径输入土壤,其数量和速度超过了土壤净化作用的速度,破坏了自然动态平衡,使污染物质的积累逐渐占据优势,导致土壤正常功能失调,土壤质量下降,从而影响土壤动物、植物、微生物的生长发育及农副产品的产量和质量的现象。环境修复原理与技术ConceptTextTextTextTxtTextTexta.土壤的自净能力土壤的自净能力b.b.动植物直接或间接吸收动植物直接或间接吸收污染物而受害的情况(以污染物而受害的情况(以临界浓度表示)。临界浓度表示)。判断土壤污染的指标判断土壤污染的指标环境修复原理与技术12一般可分为有
5、机污一般可分为有机污染物、无机污染物、染物、无机污染物、生物污染物和放射生物污染物和放射性污染物四大类。性污染物四大类。(2)土壤污染物的分类:土壤污染物的分类:根据根据污染物进入污染物进入土壤的途径分土壤的途径分土壤污染源分为:土壤污染源分为:污水灌溉、固体废污水灌溉、固体废弃物的土地利用、弃物的土地利用、农药和化肥等农用农药和化肥等农用化学品的施用及大化学品的施用及大气沉降等气沉降等。从从污染物的属性污染物的属性考虑考虑环境修复原理与技术污染物种类污染物种类主要污染物主要污染物来源来源危害危害有机污染物有机污染物 有机农药、酚类化合有机农药、酚类化合物、腈、石油、稠物、腈、石油、稠环芳烃、
6、洗涤剂以环芳烃、洗涤剂以及高浓度的可生化及高浓度的可生化性有机物性有机物农药、石油、洗涤剂农药、石油、洗涤剂 危及农作物生长和土危及农作物生长和土壤生物生存。例如:壤生物生存。例如:农用塑料地膜。农用塑料地膜。无机污染物无机污染物 重金属、有害元素重金属、有害元素的氧化物、酸、碱的氧化物、酸、碱和盐类和盐类 采矿、冶炼、机械采矿、冶炼、机械制造、建筑、化工制造、建筑、化工等生产活动和生活等生产活动和生活垃圾垃圾污染了土壤和食物链。污染了土壤和食物链。生物污染物生物污染物各类病原菌、寄生虫卵各类病原菌、寄生虫卵 未经处理的粪便、未经处理的粪便、垃圾、城市生活污垃圾、城市生活污水、饲养场和屠宰水、
7、饲养场和屠宰场的废弃物场的废弃物 大量繁殖,从而破大量繁殖,从而破坏原有的土壤生态平坏原有的土壤生态平衡,并可对人畜健康衡,并可对人畜健康造成不良影响。造成不良影响。放射性污染放射性污染物物放射性衰变产生的放射性衰变产生的、射线射线 大气沉降、污灌、大气沉降、污灌、固废的埋藏处置、固废的埋藏处置、施肥及核工业施肥及核工业 穿透动植物组织,损穿透动植物组织,损害细胞,造成外照射害细胞,造成外照射损伤或通过呼吸和吸损伤或通过呼吸和吸收进入动植物体,造收进入动植物体,造成内照射损伤成内照射损伤根据污染物的属性分类根据污染物的属性分类环境修复原理与技术隐蔽性或潜伏性隐蔽性或潜伏性 不可逆性和长期性不可
8、逆性和长期性后果的严重性后果的严重性(3 3)土壤污染特点:)土壤污染特点:例如例如60年代日本年代日本发生于富山县神发生于富山县神通通 川流域的痛川流域的痛痛病事件,直至痛病事件,直至70年代才基本证年代才基本证实是镉污染土壤实是镉污染土壤所生产的所生产的“镉米镉米”所致。所致。如如1966年冬至年冬至1977年春,沈阳年春,沈阳抚顺抚顺污水灌区发生的石污水灌区发生的石油、酚类以及后来油、酚类以及后来张氏灌区的镉污染,张氏灌区的镉污染,造成了大面积的土造成了大面积的土壤毒化、水稻矮化、壤毒化、水稻矮化、稻米异味、含镉量稻米异味、含镉量超过食品卫生标准超过食品卫生标准等危害。等危害。土壤污染事
9、故严重土壤污染事故严重威胁着粮食生产威胁着粮食生产,轻则减产,重则绝轻则减产,重则绝收;收;土壤和粮食的污染土壤和粮食的污染还与一些地区居民还与一些地区居民肝肿大之间有着明肝肿大之间有着明显的剂量反应关系,显的剂量反应关系,污染越严重人群的污染越严重人群的肝肿大越高。肝肿大越高。环境修复原理与技术7.1.2 污染土壤修复技术与方法概述污染土壤修复技术与方法概述污染土壤修复技术是指通过物理、化学、生物和生态学等的方法和原理,并采用人工调控措施,使土壤污染物浓(活)度降低,实现污染物无害化和稳定化,以达到人们期望的解毒效果的技术和措施。对污染土壤实施修复,可阻断污染物进入食物链,防止对人体健康造成
10、危害,对促进土地资源的保护和可持续发展具有重要意义。(1)土壤修复技术的基本概念环境修复原理与技术分类分类按按修复场地修复场地分为:分为:原位修复原位修复 异位修复异位修复按按技术类别技术类别分为:分为:物理修复物理修复化学修复化学修复生物修复生物修复生态工程修生态工程修联合修复联合修复TxtText(2)土壤修复的分类与技术体系)土壤修复的分类与技术体系环境修复原理与技术(2)土壤修复的分类与技术体系l按照修复场地可以将污染土壤修复分为原位 修复和异位修复。l按照技术类别可以将污染土壤修复方法分为物理修复、化学修复、生物修复、生态工程修复和联合修复几大类。环境修复原理与技术v原位修复是对土壤
11、污染物的就地处置,使之得以降解和减毒,不需要建设昂贵的地面环境工程基础设施和运输,操作维护比较简单,特别是可以对深层次污染的土壤进行修复。v异位修复是污染土壤的异地处理,与原位修复技术相比,技术的环境风险较低,系统处理的预测性高,但其修复过程复杂,工程造价高,且不利于异地对大面积的污染土壤进行修复。环境修复原理与技术分类分类技术方法技术方法按修复按修复场地分场地分 原位修复原位修复(in-situin-situ)蒸汽浸体蒸汽浸体;生物通风生物通风;原位化学淋洗原位化学淋洗;热力学修复热力学修复;化学还原化学还原处理墙处理墙;固化固化/稳定化稳定化;电动力学修复电动力学修复;原原位微生物修复位微
12、生物修复等。等。异位修复异位修复(ex-situex-situ)蒸汽浸体蒸汽浸体;泥浆反应器;土壤耕作法;土壤堆腐;焚;泥浆反应器;土壤耕作法;土壤堆腐;焚烧法;预制床;化学淋洗等。烧法;预制床;化学淋洗等。按技术按技术类别分类别分类类物理修复物理修复物理分离、物理分离、蒸汽浸提蒸汽浸提、玻璃化、热力学、玻璃化、热力学、固定固定/稳定稳定化化、冰冻、电动力学等技术。、冰冻、电动力学等技术。化学修复化学修复化学淋洗、溶剂浸提、化学氧化、化学还原、土壤性化学淋洗、溶剂浸提、化学氧化、化学还原、土壤性能改良等技术能改良等技术生物修复生物修复微生物修复微生物修复:生物通风、泥浆反应器、预制床等;:生物
13、通风、泥浆反应器、预制床等;植物修复:植物提取、植物挥发、植物固化等技术。植物修复:植物提取、植物挥发、植物固化等技术。生态工程修复生态工程修复生态覆盖系统、垂直控制系统和水平控制系统等技术。生态覆盖系统、垂直控制系统和水平控制系统等技术。联合修复联合修复物理化学物理化学-生物:淋洗生物反应器联合修复等;生物:淋洗生物反应器联合修复等;植物微生物联合修复;菌根菌剂联合修复等。植物微生物联合修复;菌根菌剂联合修复等。土壤修复的分类与技术体系土壤修复的分类与技术体系环境修复原理与技术(3)污染土壤修复技术的工作过程)污染土壤修复技术的工作过程现场调查、分析和评价现场调查、分析和评价污染修复可处理性
14、研究污染修复可处理性研究修复技术筛选与对策修复技术筛选与对策净化处理净化处理稳定化处理稳定化处理原位修复原位修复异位修复异位修复原位稳定原位稳定异位稳定异位稳定应急对策应急对策原位分解原位分解原位提取原位提取污染物分离分解净化污染物分离分解净化环境修复原理与技术(1)污染土壤修复现场的调查与评价)污染土壤修复现场的调查与评价l收集使土壤修复过程最优化的信 息,l收集控制环境条件使之维持最佳条件的信息。现场调查现场调查的目的:调查分析调查分析的目的:l收集和综合评价与土壤修复过程l工程设计相关联的环境信息。环境修复原理与技术对修复现场进行调查评价对修复现场进行调查评价具体项目具体项目污染物特性污
15、染物特性污染物的性质、污染物的浓度和分布、污染物迁移时污染物的性质、污染物的浓度和分布、污染物迁移时间、预测化学品注入后的土壤化学反应等情况间、预测化学品注入后的土壤化学反应等情况现场环境现场环境地下水的地质概况、水文概况和水力条件、氧化地下水的地质概况、水文概况和水力条件、氧化-还还原电位等。原电位等。土壤生物过程土壤生物过程微生物可利用的碳源和能源、可利用的受体和氧化还微生物可利用的碳源和能源、可利用的受体和氧化还原条件、现有的微生物活性和可能的毒性和营养原条件、现有的微生物活性和可能的毒性和营养物的有效性等。物的有效性等。修复过程与控制的调查和修复过程与控制的调查和评价评价流体的流向和流
16、速、评价含水层导水率变化流体的流流体的流向和流速、评价含水层导水率变化流体的流向、污染物迁移时间、养分迁移、捕获百分率和向、污染物迁移时间、养分迁移、捕获百分率和确定运行中注入或回收速率等。确定运行中注入或回收速率等。对修复现场进行调查评价的具体项目对修复现场进行调查评价的具体项目环境修复原理与技术(2 2)污染土壤修复的可处理性研究)污染土壤修复的可处理性研究所谓污染土壤修复的可处理性研究,是指在实际工程建设之前,进行的小试和中试实验研究,通过可处理性研究为土壤修复工程设计提出标准、费用和运行方案等。目的:节省修复项目建设工程的投资环境修复原理与技术可处理性研究的目标包括以下几方面:即评价整
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