土壤修复课件.ppt

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1、L/O/G/O土壤修复土壤修复我国土壤污染现状主要的土壤污染源和污染物污染土壤的治理及修复技术我国土壤污染现状主要的土壤污染源和污染物污染土壤的治理及修复技术我我国国土土壤壤污污染染的的总总体体形形势势严严峻峻,部部分分地地区区土土壤壤污污染染严严重重,重重污污染染企企业业或或工工业业密密集集区区、工工矿矿开开采采区区及及周周边边地地区区、城城市市和和城城郊郊地地区区出出现现土土壤壤重重污污染染区区和和高风险区。高风险区。土土壤壤污污染染类类型型多多样样,呈呈现现出出新新老老污污染染物物并并存存、无无机机有机复合污染的局面。有机复合污染的局面。土土壤壤污污染染途途径径多多,原原因因复复杂杂,控

2、控制制难难度度较较大大。由由土土壤壤污污染染引引发发的的农农产产品品质质量量安安全全问问题题和和群群体体性性事事件件屡见不鲜。屡见不鲜。 据据报报道道,目目前前我我国国受受镉镉、砷砷、铬铬、铅铅等等重重金金属属污污染染的的耕耕地地面面积积近近 20002000万万hmhm2 2,约约占占总总耕耕地地面面积积的的 1/5;1/5;其其中中工工业业三三 废废 污污染染耕耕 地地 10001000万万hmhm2 2,污污水水灌灌溉溉的的农农田田面面积已达积已达330330多万多万hmhm2 2。我国土壤污染现状主要的土壤污染源和污染物污染土壤的治理及修复技术污染土壤的治理及修复技术 主要污染源主要污

3、染源及污染物及污染物空气污染影响空气污染影响大气被污染后通常通过大气被污染后通常通过干、湿沉降对土壤环境干、湿沉降对土壤环境产生进一步影响。产生进一步影响。污水灌溉污水灌溉有机无机等混合型污水有机无机等混合型污水（来自石油化工和制药（来自石油化工和制药厂），导致土壤板结盐厂），导致土壤板结盐渍化，影响作物生长。渍化，影响作物生长。农业生产过程农业生产过程化肥、农药和覆盖塑化肥、农药和覆盖塑料薄膜等技术措施使料薄膜等技术措施使土壤营养物质积累。土壤营养物质积累。固废的农用固废的农用工业废渣、城市垃圾、工业废渣、城市垃圾、剩余污泥以及畜禽粪剩余污泥以及畜禽粪便、农业秸秆等便、农业秸秆等。污污水水灌

4、灌溉溉是是利利用用未未处处理理或或经经初初步步处处理理的的城城市市污污水水或或工工业业废废水水对对农农田田进进行行的的灌灌溉溉。人人们们有有意意识识地地利利用用土土壤壤自自净净功功能能，解解决决水水资资源源缺缺乏乏与与污污水水资资源源化化的重要工作措施。的重要工作措施。污水灌溉污水灌溉5858年污水灌溉在主要城市郊区兴起年污水灌溉在主要城市郊区兴起推动灌溉事业，促进北方水稻农作发展推动灌溉事业，促进北方水稻农作发展 N N肥过剩，贪青倒伏，作物受害，土壤毒化肥过剩，贪青倒伏，作物受害，土壤毒化土壤毒化土壤毒化诊断指标诊断指标确立确立N N肥定额肥定额防止徒长倒伏防止徒长倒伏增施矿质肥料增施矿质

5、肥料调整作物调整作物Si/N营养比营养比污污水水中中含含有有丰丰富富的的有有机机物物质质，它它们们在在一一定定条条件件下下分分解解，能能为为作作物物提提供供许许多多可可利利用用的的养养分分，从从而而促促进进作作物物增增产产。污污水水中中含含有有大大量量的的有有机机物物，以以蛋蛋白白质质、碳碳水水化化合合物物、脂脂肪肪、尿尿素素、氨氨氮氮、氮氮、磷磷、钾钾等等为为多多，且且含含有有钙钙、镁镁、锰锰、铜铜、锌锌、铝铝等等多多种种微微量量元元素素。在在全全球球水水资资源源日日趋趋紧紧张张的的情情况况下下，污污水水灌灌溉溉有有特特殊殊的的意意义义，许许多多国国家家都都把把污污水水作作为为重重要要的的灌

6、灌溉溉水水源源。例例如如，以以色色列列80%以以上上的的农农业业用用水水是是经经处处理理过过的的废污水。废污水。但是，由于直接引用超标污水和随着污灌但是，由于直接引用超标污水和随着污灌次数与污灌量的增加，污灌区的环境尤其次数与污灌量的增加，污灌区的环境尤其是土壤受到了不同程度的污染。是土壤受到了不同程度的污染。 污染物在土壤污染物在土壤-植物系统植物系统 迁移迁移-分布分布土壤土壤-地下水污染地下水污染污水灌溉研究污水灌溉研究作物污染及残留作物污染及残留与毒性研究与毒性研究 灌区人体健康调查灌区人体健康调查 进进入入21世世纪纪,我我国国的的城城市市生生活活用用水水、工工业业用用水水将将大大大

7、大增增加加,从从而而使使农农业业用用水水不不得得不不相相对对减减少少。同同时时我我国国又又是是一一个个以以灌灌溉溉为为主主的的农农业业大大国国,目目前前仅仅农农业业每每年年缺缺水水就就达达300亿亿m3。20世世纪纪90年年代代,我我国国受受旱旱面面积积已已达达2667万万hm2,因因缺缺水水造造成成的的粮粮食食减减产产达达250400亿亿kg。为为了了使使农农业业良良性性发发展展,达达到到增增产产增增收收的的效效果果,确确保保全全国国的的粮粮食食安安全全问问题题,就就必必须须采采取取一一些相应的措施。些相应的措施。污水灌溉污水灌溉解决缺水问题解决缺水问题减少排污量减少排污量不不合合理理利利用

8、用合理使用合理使用因地制宜、合理规划因地制宜、合理规划;灌灌溉前对污水进行处理。加溉前对污水进行处理。加强规范化管理强规范化管理,开展有关开展有关科学研究工作。科学研究工作。一系列负面影响一系列负面影响作物减产作物减产品质变差品质变差 土壤地下水污染土壤地下水污染 土壤重金属污染土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。起的含量过高，统称为土壤重金属污染。污染土壤的重金属主要包括污染土壤的重金属主要包括汞汞(Hg)、镉、镉(Cd)、铅、

9、铅(Pb)、铬铬(Cr)和类金属和类金属砷砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的一定毒性的锌锌(Zn)、铜、铜(Cu)、镍、镍(Ni)等元素。等元素。土壤重金属污染土壤重金属污染主要来源主要来源工业污染工业污染农业污染农业污染大气沉降大气沉降城市交通城市交通废渣，废气废水废渣，废气废水汽车尾气汽车尾气污水灌溉，污泥，农药污水灌溉，污泥，农药有害气体，粉尘有害气体，粉尘特征特征普遍性普遍性潜伏性潜伏性不可逆与难治理性不可逆与难治理性复合性复合性几乎威胁每个国家几乎威胁每个国家难以被察觉难以被察觉难以被自净作用清楚，难以被自净作用清楚，治理成本高治理成本高更多

10、表现为多种重金属同时更多表现为多种重金属同时作用作用土土壤壤污污染染严重的经济损失危害人体健康其他环境问题生物品质不断下降 作物减产，污染蔬菜变味，易烂 富集，生物放大导致其他环境污染我国土壤污染现状主要的土壤污染源和污染物污染土壤的治理及修复技术土壤修复技术土壤修复技术（contaminated soil remediation）是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。土壤修复技术土壤修复技术 按处置地点按处置地点按暴露情景按暴露情景微生物修复技术微生物修复技术原位修复技术原位修复技术异位修复技术异位修复技术化学修复技术化学修复技术物理修复技术物理

11、修复技术植物修复技术植物修复技术原位修复原位修复：在现场条件下直接修复污染的土壤。异位修复异位修复：将受污染的土壤挖出后用化学物理方法清洗、焚烧处理、热处理及生物反应器等多种方法治理。利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发和转化、降解等作用来清除污染环境中的发和转化、降解等作用来清除污染环境中的污染物质的技术。污染物质的技术。植物修复技术植物修复技术植物提取作用植物提取作用根系过滤作用根系过滤作用植物固定作用植物固定作用植物挥发作用植物挥发作用植物降解作用植物降解作用植物修复的方式植物修复的方式原理原理1.1.适用污染因子广泛适用污染因子广泛2.2.不改

12、变土壤性质不改变土壤性质3.3.成本低，适合大面成本低，适合大面积修复推广积修复推广4.4.不会引起二次污染不会引起二次污染修复时间很修复时间很长，一般需长，一般需要十几甚至要十几甚至二十几年。二十几年。缺缺点点优优点点东南景天东南景天(Sedum alfredii H)由杨肖娥等发现的第由杨肖娥等发现的第一种一种Zn 超富集植物。地上部的超富集植物。地上部的Zn含量达含量达5000ppm.富集系数达富集系数达1.9以上。以上。蜈蚣草（蜈蚣草（Pteris vittata Linn.）第一种第一种在我国发现的在我国发现的As超富集植物，由陈同斌等发超富集植物，由陈同斌等发现现 土壤微生物修复技

13、术土壤微生物修复技术是在适宜条件下利用土著微是在适宜条件下利用土著微生物或外源微生物的代谢活动，对土壤中污染物进生物或外源微生物的代谢活动，对土壤中污染物进行转化、降解与去除的方法。行转化、降解与去除的方法。微生物修复技术微生物修复技术原位微生物修复技术原位微生物修复技术异位微生物修复技术异位微生物修复技术生物强化法生物强化法生物通风法生物通风法土地耕作法土地耕作法 化学活性栅修复法化学活性栅修复法 制床法制床法 堆制法堆制法 泥浆生物反应器法泥浆生物反应器法 基于改变生物降解中微生物的活性和强度而设计基于改变生物降解中微生物的活性和强度而设计的，可分为土著菌培养法和投菌法。的，可分为土著菌培

14、养法和投菌法。土著菌培养法：利用培养土著菌将污染物充分矿土著菌培养法：利用培养土著菌将污染物充分矿化成化成 CO2 和和 H2O。投菌法：直接向污染土壤中接入高效降解菌。投菌法：直接向污染土壤中接入高效降解菌。1990 s 德国，英国，荷兰等开展土壤污染修复研究德国，英国，荷兰等开展土壤污染修复研究水生生态系统问题水生生态系统问题-1960-1970陆地生态系统问题陆地生态系统问题-1980s 始始1990s-加拿大，美国等开展土壤污染修复研究与工程加拿大，美国等开展土壤污染修复研究与工程1995 中国开展土壤污染生物修复项目中国开展土壤污染生物修复项目 污染土壤修复研究的历史回顾污染土壤修复

15、研究的历史回顾 F 污染物的固定污染物的固定/稳定化处理技术稳定化处理技术F 污染土壤固定污染土壤固定 -覆盖技术覆盖技术F 电渗析技术电渗析技术F 树脂树脂/活性炭浮选技术活性炭浮选技术F 污染土壤蒸汽萃取技术污染土壤蒸汽萃取技术F 污染土壤泥浆反应器处理技术污染土壤泥浆反应器处理技术F 污染土壤冲洗技术污染土壤冲洗技术F 针对特定的顽固性污染物的溶针对特定的顽固性污染物的溶 剂萃取技术剂萃取技术重金属或其它类重金属或其它类型无机污染土壤型无机污染土壤石油或其它有石油或其它有机污染土壤机污染土壤 物理化学清洁技术物理化学清洁技术 1 1，外源微生物引入，外源微生物引入2 2，微生物的适应性，

16、微生物的适应性3 3，生物修复过程中污染物的降解，生物修复过程中污染物的降解4 4，有机污染物次生代谢过程，有机污染物次生代谢过程5 5，生物修复的现场放大技术，生物修复的现场放大技术6 6，污染物的淋溶过程，污染物的淋溶过程 可溶性组分的地下迁移可溶性组分的地下迁移-二次污染二次污染7 7，污染土壤修复的生态安全性评价，污染土壤修复的生态安全性评价土壤修复研究的现存问题土壤修复研究的现存问题1994 2004-加拿大支持加拿大支持4个土壤污染生态项目个土壤污染生态项目1994-评价方法选择阶段评价方法选择阶段1995 1998-方法研发阶段方法研发阶段1999 2002-方法的验证阶段方法的验证阶段2002 -2004-方法的试验室间比较和国家标准准备，专方法的试验室间比较和国家标准准备，专家评审和正式出版阶段家评审和正式出版阶段1990-荷兰最早开展了土壤污染生态风险评价荷兰最早开展了土壤污染生态风险评价1996-欧洲联合开展了土壤污染评价项目欧洲联合开展了土壤污染评价项目1997年，我国国家资助生态诊断研究项目年，我国国家资助生态诊断研究项目1990-德国开展了土壤污染成组生态毒理诊断德国开展了土壤污染成组生态毒理诊断安全性评价研究安全性评价研究L/O/G/OThanks For Your Attention!