土壤重金属修复课件.pptx
土壤重金属污染的现状土壤重金属污染的来源、特点及危害土壤重金属污染的修复技术展望有资料表明，我同重金属污染的农业土地面积约2 500万m2，每年被重金属污染的粮食多达1 200万t，因重金属污染而导致粮食减产高达l 000多万t，合计经济损失至少200亿元。农业部环保监测系统曾对全国24省、市320个严重污染区土壤调查发现，大田类农产品超标面积占污染区农田面积的20，其中重金属超标占污染土壤和农作物的80。据中国农业部的调查结果,目前我国污水灌区面积约140万hm2,遭受重金属污染的土地面积占污灌总面积的64.8%。其中,轻度污染面积占46.7%,中度污染面积占9.7%,严重污染面积占8.4%,并且以Hg和Cd的污染面积最大。土壤重金属的来源 工业污染 生活污染 农业污染 交通污染 自然污染重金属作为自然界组成的基本元素，不能通过降解，降低浓度等作用从土壤中彻底的去除。它只能通过生物富集、转移、沉淀等方式处理回收。土壤重金属污染的特点如下：（1）具有突出的隐蔽性和滞后性，大部分重金属的毒害是隐藏的，只有通过对土壤样品进行分析化验和对农作物的残留进行检测等方式才能发现。（2）具有生物积累性，土壤中的重金属具有显著的地域性限制，同时有食物链累积的特点。（3）不可逆性，重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的污染过程。（4）难治理性，土壤重金属污染很难通过稀释和土壤自净化作用来消除，有时需要通过换土、淋洗土壤等方法才能解决，因此所耗的成本较高、治理的周期较长。对土壤生态结构和功能稳定性的影响对植物的影响对人体健康的危害治理土壤重金属污染的原理大致有两种,一是改变重金属在土壤中的存在形态,使其固定,降低其在环境中的迁移性和生物可利用性,二是从土壤中去除重金属。为了降低和消除重金属的危害,目前,国内外常用的治理重金属的方法有物理法、化学法、农业生态工程法、生物修复法等。(1)客土、换土法 客土法是在被污染的土壤上覆盖上非污染土壤;换土法是部分或全部挖除污染土壤而换上非污染土壤。固化技术是将重金属污染的土壤按一定比例与固化剂混合,经熟化最终形成渗透性很低的固体混合物。固化剂的种类繁多,主要有卜特兰水泥、硅酸盐、高炉矿渣、石灰、窑灰、飘尘、沥青等。固化技术的处理效果与固化剂的组成、比例、土壤重金属的总浓度以及土壤中一些干扰固化的物质的存在有关。电动力学法是在土壤中插入一些电极,把低强度直流电导入土壤以清除污染物,把电流接通后,阳极附近的酸就会向土壤毛细孔移动,并把污染物释放在毛细孔的液体中,大量的水以电渗透方式开始在土中流动,这样,土壤毛细孔中流体就可移至阳极附近,并在此被吸收到土壤表层而得以去除。(1)化学提取化学提取修复是运用试剂和土壤中的重金属作用,形成溶解性的重金属离子或金属-试剂络合物,最后从提取液中回收重金属,并循环利用提取液。本法的关键是试剂的选择。试剂通常分为三种:螯合剂,包括EDTA、DTPA、EGTA、柠檬酸、草酸等; 酸、碱、盐,包括硝酸、盐酸、硫酸、氢氧化钠等; 表面活性剂。施用改良剂来降低重金属在环境中的迁移能力和生物有效性,减轻它们对生态系统的危害。常用改良剂有石灰、磷酸盐、硅酸盐、沸石、含铁的氧化物材料等,不同的改良剂有不同的修复机理。农业生态修复主要包括两个方面：一是农艺修复措施，包括改变耕作制度，调整作物品种，种植不进入食物链的植物，选择能降低土壤重金属污染的化肥，或增施能够固定重金属的有机肥等措施，来降低土壤重金属污染。二是生态修复。通过调节诸如土壤水分、土壤养分、土壤pH值和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因子，实现对污染物所处环境介质的调控。生物修复是指利用生物的生命代谢活动减少土壤中有毒有害物的浓度或使其完全无害化,从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全恢复到原始状态的过程。植物修复措施是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素理论为基础,利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物的一门环境治理技术,它是一门新兴起的环境应用技术。该措施主要包括三方面:植物萃取:利用金属积累植物或超积累植物将土壤中的金属萃取出来,富集并按时运到植物根部可收割部分和植物地上的枝条部位。 根际过滤:利用超积累植物或耐重金属植物从污水中吸收、沉淀和富集有毒金属。植物固化:利用耐重金属植物或超积累植物降低重金属的活性,从而减少重金属被浸淋到地下水或通过空气载体扩散进一步污染环境的可能性。微生物治理是利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,从而降低土壤中重金属的毒性,有些微生物具有嗜重金属性,利用微生物对重金属污染区进行净化,在水体污染处理中证明是一种很好方法。土壤中的某些低等动物(如蚯蚓和鼠类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量.(1)超累积植物筛选与培育。超累积植物是在重金属胁迫条件下的一种适应性突变体，往往生长缓慢，生物量低，气候环境适应性差，具有很强的富集专一性。因此，筛选、培育吸收能力强，同时能吸收多种重金属元素，且生物量大的植物是生物修复的一项重要任务。(2)分子生物学和基因工程技术的应用。随着分子生物技术迅猛发展。将筛选、培育出的超累积植物和微生物基因导人生物量大、生长速廖陕、适应性强的植物中去已成为现实。(3)生物修复综合技术的研究。重金属污染土壤的修复是一个系统工程，单一的修复技术很难达到预期效果，必须以植物修复为主，辅以化学、微生物及农业生态措施，增加重金属的生物有效性，促进植物的生长和吸收，从而提高植物修复的综合效率。 徐礼生,重金属污染土壤的植物修复及其机理研究进展,地球与环境,2010,38(3):372-37 5 樊有赋等.超积累植物与重金属污染的植物修复技术,河北农业科学，2007, 11 (5): 73-75戴媛等.超富集植物修复重金属污染的机制与影响因素,河南农业科学,2007,4:10-12胡克伟，关连珠.改良剂原位修复重金属污染土壤研究进展,中国土壤与肥料,2007(4):1-3于晓章,环境污染治理领域中的植物修复技术, ECOLOGIC SCIENCE Aug, 2004 , 23(3): 256260张贵龙,任天志,等.生物修复重金属污染土壤的研究进展,化工环保, 2007,27(4):328-331邱廷省等.重金属污染土壤治理技术应用现状与展望 ,四川有色金属,2003(3):48-51郭观林等.重金属污染土壤原位化学固定修复研究进展,应用生态学报,2005,16(10):1990-1996陈承利,廖敏,重金属污染土壤修复技术研究进展, 广东微量元素科学,2004,11(10):1-5刘春阳,土壤中重金属污染的研究进展污染防治技术,2006,19(4):42-46赖发英等.重金属污染土壤生态工程修复的试验研究,农业工程学报,2007,23(3):81-84林凡华等土壤环境中重金属污染危害的研究,环境科学与管理,2007,32,(7):74-77赵学茂,土壤重金属污染的防治方法,甘肃农业,2006,2:228-231乔志香,重金属污染土壤电动力学修复技术,环境污染治理技术与设备,2004,(5):80-83闫大莲.重金属污染土壤修复技术探讨,生态建设
