復習重點概要環(huán)境污染修復技術

1、第一章：緒論1. 修復、恢復、改建、重建的定義及其之間的區(qū)別關系圖修復（remediation）：借助外界作用力使受損的特定對象部分或全部恢復到原初狀態(tài)的過程?；謴停╮estoration）：使受損對象向原初狀態(tài)發(fā)生改變重建（reconstruction）：使完全喪失功能的對象恢復至原初水平改建（renewal）：使部分受損的對象進行改善，增加人類期望的特點，減小人類不希望的自然特點2. 環(huán)境修復的定義環(huán)境修復：對被污染的環(huán)境采取物理、化學與生物學技術措施，使存在于環(huán)境中的污染物濃度減少或毒性降低或完全無害化。3. 按照修復對象劃分，環(huán)境修復技術的類型和含義環(huán)境修復的類型：土壤環(huán)境修復、水體環(huán)

2、境修復、大氣環(huán)境修復和固體廢物環(huán)境修復1) 土壤環(huán)境修復：對污染的土壤實施修復，以阻斷污染物進入食物鏈，防止隨生物造成危害，促進土地資源的保護和可持續(xù)發(fā)展。原位修復：對污染物就地處理，使之得以降解和減毒。不需建設昂貴的地面環(huán)境工程基建和運輸，操作維護簡單，可對深層次污染的土壤進行修復，但緩慢，且有一定風險。異位修復：挖掘后通過其它手段或技術進行處理。時間短，代價較高，但環(huán)境風險較低，系統處理的可預測性較高。2) 水體環(huán)境修復：利用物理的、化學的、生物的和生態(tài)的方法減少水環(huán)境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化，使污染了的水環(huán)境能部分或完全恢復到原始狀態(tài)的過程。3) 大氣環(huán)境修復：采取一定的措施

3、，包括物理、化學和生物的方法來減少大氣環(huán)境中的有毒有害化合物。4) 固體廢棄物環(huán)境修復：利用化學、物理或生物的方法對污染環(huán)境的固體廢棄物進行處理，以達到減少污染的無害化處理。固體廢棄物：包括：工業(yè)固體廢棄物處理廢棄礦山、采礦場復墾生活垃圾固廢處理污水處理廠污泥后續(xù)處理4. 按照修復方法來劃分，環(huán)境修復技術的類型和各自特點環(huán)境修復技術：是指人類修復環(huán)境時所采用的手段。1) 環(huán)境物理修復技術：借助物理手段將污染物從環(huán)境中提取分離出來的技術，工藝簡單、費用低。通常沒有高度的選擇性，多用作初步的分選。一般說來，物理分離技術沒有充分達到環(huán)境修復的要求。特點：物理修復技術工藝簡單、費用低。通常沒有高度的選

4、擇性，多用作初步的分選。一般說來，物理分離技術沒有充分達到環(huán)境修復的要求。2) 環(huán)境化學修復技術：發(fā)展較早也相對成熟。主要包括：化學淋洗、溶劑浸提、化學氧化修復和化學還原修復等。特點：化學修復技術往往代價較高，容易導致其它化學物質留存于環(huán)境中，可能產生其它環(huán)境危害等。3) 環(huán)境生物修復技術：利用生物的生命代謝活動減少存在于環(huán)境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化，使污染了的環(huán)境能部分或完全恢復到原始狀態(tài)的過程。特點：生物修復技術費用小，不會引入其它化學物質，對環(huán)境的整體修復性能好，但往往耗時。第二章：污染環(huán)境的物理修復原理1. 物理修復的主要技術類型，理解每種類型下的子技術；蒸汽浸提的原理及特

5、點；固化/穩(wěn)定化的兩個概念含義，處理的一般步驟，技術特點物理修復技術：物理分離修復、蒸汽浸提修復、固定/穩(wěn)定化修復、玻璃化修復技術、電動力學修復及熱力學修復。物理分離修復：借助物理手段將污染物分離開來的技術 特點：工藝簡單，費用低；初步的分選技術；減少待處理被污染物的體積；優(yōu)化以后的序列處理工作。原 理適用范圍粒徑分離根據顆粒直徑分離固體，叫篩分或過濾水動力學分離不同沉降或沉降速率速度低于有效的篩分的粒徑要求（200m）密度（或重力）分離重力富集方式分離顆粒對粗顆粒比較有效，可以分離150m-5cm的粗糙顆粒，對于10-50m的顆粒仍然有效脫水分離過濾、壓濾、離心和沉淀等泡沫浮選分離需加入浮選

6、劑，顆粒吸附到泡沫上磁分離基于礦物磁性的區(qū)別，尤其是重金屬鐵從非鐵材料中分離出來應用:物理分離修復技術的應用：無機污染物的修復適合小范圍污染的修復分離技術設備簡單、費用低、可持續(xù)高產出要求：污染物濃度較高、存在于不同物理特征的介質中蒸汽浸提修復：通過降低土壤空隙蒸氣壓，把土壤中的污染物轉化為蒸汽形式而加以去除的技術。方法：原位土壤蒸汽浸提技術、異位土壤蒸汽浸提技術多相浸提技術、壓裂修復技術特點：可操作性強；處理污染物的范圍寬；可由標準設備操作；不破壞土壤結構以及對回收利用廢物有潛在價值。優(yōu)點：能原位操作、簡單、對周圍環(huán)境干擾少；非常有效地去除VOCs；能較多地處理受污染的土壤；系統容易安裝和轉

7、移；容易與其他技術組合使用。適用于高揮發(fā)性化學污染介質的修復，如汽油、苯和四氯乙烯等，主要用于揮發(fā)性有機鹵代物和非鹵代物的修復。固定/穩(wěn)定化修復：防止或降低污染土壤釋放有害化學物質的一組技術。通常用于重金屬和放射性物質污染土壤的無害化處理。固化：穩(wěn)定化：特點：需要固定劑/穩(wěn)定劑，無需破壞無機物質，但可能改變有機物質的性質；可與其他技術聯用，并可能增加污染物的總體積；應有利于后續(xù)處理；現場需安裝全部或部分設施。固化和穩(wěn)定化技術處理的一般步驟：1）中和過量的酸度；2）破壞金屬配合物；3）控制金屬的氧化還原狀態(tài)；4）轉化為不溶性的穩(wěn)定形態(tài)；5）采用固化劑形成穩(wěn)定的固體形態(tài)物質。玻璃化修復技術：利用熱

8、能或高溫條件，使污染的介質成為玻璃產品或玻璃狀物質，而使其中的污染物被固定不再釋放的過程。特點：最早用于核廢物以及其他放射性物質的處理；熱力學修復：利用熱傳導或輻射實現對污染環(huán)境的修復。（高溫、低溫、原位、異位）應用：有半揮發(fā)性的鹵代有機物和非鹵代有機物； 多氯聯苯；密度較高的非水質的液體有機物電動力學修復：從飽和土壤層、不飽和土壤層、污泥、沉積物中分離提取重金屬、有機物的過程低滲透性土壤；應用：大部分無機污染物；放射性物質；吸附性較強的有機物。主要涉及電遷移、電滲析、電泳和酸性遷移4種電動力學過程。第三章：污染環(huán)境的化學修復原理化學修復類型：化學淋洗修復技術、溶劑浸提修復p102、化學固定修

9、復技術、化學氧化修復技術、化學還原修復技術、可滲透反應墻、電化學修復技術1. 化學淋洗修復原理、淋洗液種類定義：借助能促進土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移的化學/生物化學溶劑,在重力作用下或通過水力壓頭推動淋洗液注入到被污染土層中,然后再把含有污染物的液體從土層中抽提出來,進行分離和污水處理的技術。優(yōu)點：可以去除土壤中大量的污染物，限制有害物質的擴散范圍，并具有投資及消耗相對較少，操作人員不直接接觸污染物。使用范圍：該技術主要用于處理地下水位線以上、飽和區(qū)的吸附態(tài)污染物分類：按照場地劃分，原位化學淋洗修復和異位化學淋洗修復。淋洗液種類：清水、無機溶劑、螯合劑、表面活性劑清水：優(yōu)先選用的淋洗液，可避免

10、帶來二次污染無機溶劑：酸、堿、鹽原理：酸解、絡合、離子交換作用破壞土壤官能團和污染物的結合，從而解析溶出污染物成本較低、效果好、作用速度快缺點：影響土壤中生物的活性改變土壤養(yǎng)分的形態(tài)、降低養(yǎng)分的有效性破壞土壤微團具體結構、產生大量廢液、增加處理成本。-限制了無機溶液在實際修復中的應用螯合劑：人工螯合劑：EDTA，HEDTA，NTA，EGTA，CDTA等； EDTA是最好的螯合提取劑：能在很寬的pH范圍與大部分金屬，特別是過渡金屬形成穩(wěn)定的復合物，不僅能解吸土壤吸附的金屬，也能溶解不溶性的金屬化合物 負面影響：人工螯合劑價格貴、生物降解性差-二次污染天然螯合劑:檸檬酸、蘋果酸、丙二酸、乙酸、組氨

11、酸、天然有機酸。原理：和污染物發(fā)生絡合作用，促進難溶態(tài)重金屬溶解，優(yōu)點：增加了重金屬在土壤中的轉化；生物降解性較好，不會造成二次污染2. 化學固定修復、化學氧化、化學還原的概念?；瘜W固定修復：在污染環(huán)境中加入化學試劑或化學材料，并利用它們調節(jié)污染環(huán)境條件、控制反應條件、改變污染物的形態(tài)、水溶性遷移和生物有效性，使污染物鈍化，形成不溶性或移動性差、毒性小的物質而降低其在污染環(huán)境中的生物有效性，減少其向其他環(huán)境系統的遷移或結合其他修復技術手段永久地清除污染物，實現污染環(huán)境的化學修復。優(yōu)點：可在原位進行固化，降低修復成本?；瘜W氧化修復：向污染環(huán)境中加入化學氧化劑，依靠化學氧化劑的氧化能力，分解破壞污

12、染環(huán)境中污染物的結構，使污染物降解或轉化為低毒、低移動性物質的一種修復技術。特點：一般為原位修復，不需挖掘，在污染區(qū)的不同深度鉆井，將氧化劑注入土壤中，通過氧化劑與污染物的混合、反應使污染物降解或者導致形態(tài)變化，達到污染修復的目的?；瘜W還原修復：利用化學還原劑將污染環(huán)境中的污染物質還原從而去除的方法，多用于地下水的污染治理。第四章：污染環(huán)境的生物修復原理1. 生物修復的定義、類型及特點定義：利用生物，特別是微生物催化降解有機污染物，從而修復被污染環(huán)境或消除環(huán)境中的污染物的一個受控或自發(fā)進行的過程。優(yōu)點： （1）可現場進行，費用低。（只是物理化學30-50%）（2）環(huán)境影響?。ㄗ罱K產物是CO2、

13、水、脂肪酸-無害化）（3）最大限度地降低污染物的濃度。（4）應用場地受限小。（eg橋梁、建筑物、公路下面）（5）同時適用于土壤環(huán)境和地下水。（6）可與其他技術結合使用，治理復合污染。局限性：（1）耗時長。（生物體的新陳代謝，特別是高等動植物）（2）條件苛刻。（滿足生命代謝所需環(huán)境）（3）能處理的污染物的種類有限。（4）對污染物選擇性太強。（只能吸收、利用、降解特定類型化合物，稍有破壞就不能被利用）類型：1) 按照修復主體分類：微生物、植物、動物、生態(tài)修復2) 按照修復受體分類：土壤生物修復河流水生物修復湖泊水庫生物修復海洋生物修復地下水生物修復大氣生物修復礦區(qū)生物修復垃圾場生物修復3) 按照修

14、復場所分類：原位生物修復技術、異位生物修復、原位異位聯合生物修復原位生物修復技術：是指在受污染的地區(qū)直接采用生物修復技術,不需將污染物挖掘和運輸,一般采用土著微生物， 時也加入經過馴化的微生物,常常需要用各種措施進行強化. 常用的原位修復技術有生物通風法、生物注氣法、土地耕作法、投菌法、植物修復法.異位修復技術：是指將被污染的土壤或地下水從被污染地取出來,經運輸后,再進行治理的技術,一般借助于生物反應器處。常用的異位修復技術有土地填埋法、生物制備床法、生物堆腐法、反應器法等2. 環(huán)境生物修復的原則及可處理性試驗生物修復的四項基本原則（適合的生物、適合的場所、適合的環(huán)境條件、適合的技術費用）（1

15、）適合的生物（生物修復的先決條件） 指具有正常生理和代謝能力，并能以較大的速率降解或轉化污染物，并在修復的過程中不產生毒物的生物體系。其包括微生物、植物、動物及其組成的生態(tài)系統，其中微生物（細菌、真菌）起著十分重要的作用。（2）適合的場所指要有污染物和合適的生物相接觸的地點，污染場地不含對降解菌種有抑制作用的物質且目標化合物能夠被降解。（3）適合的環(huán)境條件 指要控制或改變環(huán)境條件，使生物的代謝與生長活動處于最佳狀態(tài)。環(huán)境因子包括溫度、適度、氧濃度、pH值、無機養(yǎng)分、電子受體等。（4）適合的技術費用指生物修復費用必須盡可能低，至少低于同樣可以消除該污染物的其他技術。生物修復的可處理性試驗可處理性

16、試驗的目的：環(huán)境中的污染物:混合性、污染現場各有特點 在某一現場起作用的生物修復技術在另一現場不一定有效-例如氧濃度、營養(yǎng)物濃度、水的移動性等因素會影響污染物的生物可利用性及生物的生長發(fā)育 因此要對每一個現場進行可處理性試驗，以了解決定生物修復技術效果的關鍵因素。 可處理性試驗分為三個不同規(guī)模：小試、中試和現場試驗可處理性試驗應為實際工程的實施回答一下幾個問題：一、污染物進一步擴散的可能性以及防治措施；二、提高生物活性的技術手段；三、評價生物修復效果所需要的檢測手段?？商幚硇栽囼灧椒ˋ 土壤滅菌試驗 B 土壤柱試驗C 搖瓶試驗 D 反應器試驗3. 生物修復工程的效果評價中污染物總量指標有哪幾個

17、，其含義和計算公式污染物總量指標第五章： 污染環(huán)境的植物修復原理1. 植物修復的概念和類型。定義：以植物忍耐和超量富集某種或某些化學元素的理論為基礎，利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發(fā)、降解和轉化作用來清除環(huán)境中污染物質的技術。類型：植物凈化、植物提取修復、植物揮發(fā)技術、植物降解技術、根際圈生物降解技術、植物固定化/穩(wěn)定化技術2. 植物修復的優(yōu)缺點（答案以ppt授課內容為準）植物修復的優(yōu)點： u 成本低：太陽光為驅動力、耗能低，技術簡單、費用低大面積實施-土壤、水體、空氣 u 環(huán)境兼容性好：對環(huán)境擾動小，基本都是原位修復，修復同時也是美化環(huán)境，易被社會大眾接受 u 可持續(xù)發(fā)展性：植物修復

18、的過程也是土壤有機質含量和肥力增加的過程，修復后的土壤農業(yè)利用能力增強u 長期穩(wěn)定性：植物固定化技術使地表長期穩(wěn)定，有利于生態(tài)環(huán)境改善和生物生存植物修復的局限性u 選擇性：植物耐受能力的選擇性，通常一種植物針對一、兩種污染物 u 修復時間長：緩慢、周期長（相對物理、化學方法） u 生長受限性：植物生長對土壤肥力、氣候、污染程度和污染分布有一定的要求，植物本身會受病蟲害影響u 后續(xù)處理：植物衰亡會導致二次污染，必需收割，并對收割部分進行后續(xù)無害化處理3. 植物修復作用的三個作用：吸收、排泄與累積，及三者間關系植物吸收：植物生長就必需從環(huán)境中吸收物質，除對少數幾種元素表現出選擇性吸收外，對大多數物

19、質沒有絕對嚴格的選擇作用，只是吸收能力大小而已。植物排泄：植物也像動物一樣需要不斷向外排泄體內多余的物質和代謝廢物，常以分泌物和揮發(fā)的形式進行。 分泌：細胞將某些物質從原生質體分離或將原生質體的一部分分開的現象。分泌的器官主要是根系和莖葉的分泌腺。 揮發(fā)：揮發(fā)物除隨分泌器官的分泌活動排除外，主要隨水分的蒸騰作用從氣孔和角質層中間的孔隙擴散到大氣中植物積累：植物吸收的污染物除了部分能被代謝轉化去除外，大部分污染物質因與蛋白質或多肽具有較高的親和性而長期存留在植物體內，在一定時期內表現為不斷積累增多而形成富集現象，還可在某些植物體內形成超富集植物吸收、排泄和積累間的關系 三個過程是一個動態(tài)過程，在

20、植物生長的某個時期達到平衡，受土壤、水分、光照及植物本身因素影響會打破，然后建立新的平衡，直到植物體內污染物含量達到臨界值，積累才基本不再增加4重金屬的植物修復機理類型，植物揮發(fā)修復 ：利用植物去除環(huán)境中的一些揮發(fā)性污染物，即植物將污染物吸收后又將其轉化為氣態(tài)物質，釋放到大氣中 目前研究較多的是金屬汞和非金屬元素硒。應用實例：轉基因植物p125局限性；僅適用與揮發(fā)性污染物，應用范圍小，污染物轉移到大氣中可能造成風險，使用嚴格受限。 植物穩(wěn)定修復 ：利用固化植物的生長，將重金屬穩(wěn)定在現場，通過轉化使重金屬活性降低，生物可利用性下降，毒性降低，減少水土流失和污染物擴散（特別是進入食物鏈的量）。 局

21、限性：；沒有將環(huán)境中的重金屬離子去除，只是暫時固定，使其不對生物產生毒害，但存在環(huán)境改變后污染物再次產生毒害的可能。植物提取修復利用專性植物根系吸收一種或幾種有毒金屬，并將其轉移、儲存到植物莖葉等地上部分，然后收割莖葉，異地處理。5. 超積累植物的定義、特性超積累植物定義：所有可以對重金屬超量富集的植物。特性：a.臨界含量特征： b.轉移特征：c.耐性特征d富集系數特征 低污染濃度下仍有較高的富集量； 能在體內富集高濃度的污染物； 能同時富集幾種金屬； （c、d是超積累植物與非超積累植物的重要區(qū)別 ）e.能快速吸收土壤溶液中的重金屬，并對重金屬的需求量大f.生長快，有抗病蟲害能力超級累植物的篩

22、選： 微量分析法 野外試紙初步判斷法 采樣分析法 盆栽模擬法第六章：污染環(huán)境修復的生態(tài)工程技術1. 生態(tài)工程的概念生態(tài)工程：生態(tài)工程是應用生態(tài)系統中物種共生與物質循環(huán)再生原理，結構與功能協調原則，結合系統最優(yōu)化方法設計的分層多級利用物質的生產工藝系統。2. 生態(tài)工程修復的概念及外延。定義：在特定的區(qū)域和流域內，依靠生態(tài)系統本身的自組織或自調控能力作用，或依靠兩者共同作用，使部分或完全受損的生態(tài)系統恢復到相對健康的狀態(tài)。生態(tài)修復外延的四個層面（1）污染環(huán)境的修復，即傳統的環(huán)境生態(tài)修復工程，通過生態(tài)系統自組織和自調節(jié)能力來修復污染環(huán)境的概念；并通過選擇特殊植物和微生物，人工輔助建造生態(tài)系統來降解污

23、染物；（2）大規(guī)模人為擾動和破壞生態(tài)系統（非污染生態(tài)系統）的修復；（3）大規(guī)模農林牧業(yè)生產活得破壞的森林和草地生態(tài)系統的修復，即人口密集農牧業(yè)區(qū)的生態(tài)修復，相當于生態(tài)建設工程；（4）小規(guī)模人類活動或完全由于自然原因（森林火災、雪線上升等）造成的退化生態(tài)系統的修復，即人口分布稀少地區(qū)的生態(tài)自我修復。第七章：污染土壤的環(huán)境修復技術1. 土壤污染的幾個概念土壤污染：人類活動產生的污染物質通過各種途徑輸入土壤，其數量和速度超過了土壤凈化作用的速度，破壞了自然動態(tài)平衡，使污染物質的積累逐漸占據優(yōu)勢，導致土壤正常功能失調，土壤質量下降，從而影響土壤動物、植物、微生物的生長發(fā)育及農副產品的產量和質量的現象。

24、土壤環(huán)境容量：一定的土壤環(huán)境單元，在一定范圍內遵循環(huán)境質量標準，即維持土壤生態(tài)系統的正常結構，保證農產品的生物學產量與質量，也不使環(huán)境系統污染的土壤環(huán)境所能容納污染物的最大負荷值。土壤自凈作用：在自然因素作用下，通過土壤自身的作用，使污染物在土壤環(huán)境中的數量、濃度或毒性、活性降低的過程。土壤污染物質：最主要的是重金屬和有機物，特別是持久性有毒有害有機污物（PTS）以及石油類。2. 污染土壤的物理修復技術類型和各自基本原理定義：通過物理、化學、生物和生態(tài)學等的方法和原理，并采用人工調控措施，使土壤污染物濃（活）度降低，實現污染物無害化和穩(wěn)定化，以達到人們期望的解毒效果的技術和措施。類型：物理分離、蒸汽浸提、固定/穩(wěn)定化、玻璃化、低溫冰凍、熱力學和電動力學等。物理分離修復技術：依據污染物和土壤顆粒的特性，借助物理手段將污染物從土壤分離開來的技術。蒸汽浸提修復技術;該技術通過抽氣井產生真空，使形成一個壓力或濃度梯度，并使氣相中的揮發(fā)性有機物由抽氣井抽出，從而使土壤中的揮發(fā)性或半揮發(fā)性污染物質得到去除。玻璃化修復技術：高強度能量輸入條件下，使污染土壤熔化，將含有揮發(fā)性污染物的蒸汽回收處理，同時污染土壤冷卻后成玻璃狀固定。熱解吸修復技術：利用直接或間接熱交換，通過控制熱解吸系統的床溫和物料停留時間有選擇地使污