土壤復(fù)合污染修復(fù)PPT教案

1、土壤復(fù)合污染修復(fù)土壤復(fù)合污染修復(fù)土壤復(fù)合污染的定義及其類型土壤復(fù)合污染的效應(yīng)及作用機(jī)理土壤復(fù)合污染的聯(lián)合修復(fù)土壤復(fù)合污染的表征土壤復(fù)合污染的聯(lián)合修復(fù)展望第1頁(yè)/共23頁(yè) 土壤復(fù)合污染（combined pollution ）的定義：兩種或兩種以上污染物同時(shí)存在，并共同對(duì)土壤產(chǎn)生綜合性的污染現(xiàn)象。第2頁(yè)/共23頁(yè)污染物來(lái)源污染物來(lái)源污染物類型污染物類型同源復(fù)合污染同源復(fù)合污染異源復(fù)合污染異源復(fù)合污染大氣復(fù)合污染型水體復(fù)合污染型 土壤復(fù)合污染型大氣-土壤復(fù)合型大氣-水體復(fù)合型土壤-水體復(fù)合型大氣-土壤-水體復(fù)合型無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合污染復(fù)合污染有機(jī)有機(jī)復(fù)合污染復(fù)合污染有機(jī)有機(jī)-無(wú)無(wú)機(jī)復(fù)合污染機(jī)復(fù)合污染2、

2、土壤復(fù)合污染類型 第3頁(yè)/共23頁(yè) 加和作用協(xié)同作用 拮抗作用圖： 兩共存元素復(fù)合毒性效應(yīng)形式示意圖圖中Ac、Bc分別為A、B兩元素毒性臨界值；各曲線與logA 、logB軸所包圍面積為A、B共存時(shí)的作物正常產(chǎn)量區(qū)。1.協(xié)同作用2.加合作用logA*B3.加合作用logA+B4.獨(dú)立作用5.拮抗作用第4頁(yè)/共23頁(yè)聯(lián)合作用其它作用加和作用協(xié)同作用獨(dú)立作用拮抗作用 競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)保護(hù)效應(yīng)抑制效應(yīng)第5頁(yè)/共23頁(yè)相互作用的類型Interaction type重金屬組合Heavy metal combination對(duì)象或介質(zhì)Target or medium拮抗作用AntagonismZn/As大豆根 So

3、ybean rootZn/Cd玉米籽實(shí) Maize seedZn/Cd酸性沙土Acetic sandy soilCu/Cd辣椒Hot peperHg/Cd土壤蚯蚓 EarthwormPb/Cd冬瓜Chinese watermelon協(xié)同作用SynergismPb/Zn小白菜根系Cabbage root systemCu/Pb/Zn水稻RiceCd/Zn大豆籽實(shí)Seed of soybeanCd/Pb/Cu/Zn/As土壤SoilCu/Zn土壤溶液Soil solutionAs/Pb大豆Soybean加和作用AdditionV/As/Mo/Se/Zn土壤原生動(dòng)物ProtozoaCu/Cd土壤菌根

4、Soil vaccineCd/As苜蓿Alfalfa土壤土壤-植物系統(tǒng)中幾種常見(jiàn)的重金屬?gòu)?fù)合污染植物系統(tǒng)中幾種常見(jiàn)的重金屬?gòu)?fù)合污染第6頁(yè)/共23頁(yè)污染機(jī)理干擾正常生理過(guò)程競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)絡(luò)合與螯合作用改變細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能對(duì)酶活性的影響 沉淀作用第7頁(yè)/共23頁(yè)第8頁(yè)/共23頁(yè)5.1物理與化學(xué)聯(lián)合修復(fù)物理與化學(xué)聯(lián)合修復(fù)： 物理、化學(xué)聯(lián)合修復(fù)：是利用污染物的物理、化學(xué)特性，通過(guò)分離、固定以及改變存在狀態(tài)等方式,將污染物從土壤中去除。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：周期短、操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：修復(fù)費(fèi)用高昂、易產(chǎn)生二次污染、破壞土壤及微生物結(jié)構(gòu)等缺點(diǎn)，制約了此方法從實(shí)驗(yàn)室向大規(guī)模應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。 第9頁(yè)/共

5、23頁(yè) Flores等報(bào)道了一種化學(xué)氧化與超聲波聯(lián)合修復(fù)甲苯和二甲苯污染土壤的技術(shù)。使用Fenton型催化劑和H2O2,可以將有機(jī)物完全氧化成CO和CO2,整個(gè)反應(yīng)過(guò)程在室溫下進(jìn)行，而且實(shí)施時(shí)間短。許多研究發(fā)現(xiàn),氧化過(guò)程發(fā)生在有機(jī)物溶解在溶劑以后，而有機(jī)物的溶解是整個(gè)修復(fù)過(guò)程的限速步驟，使用超聲波一方面可以顯著加快這一過(guò)程，另一方面對(duì)氧化過(guò)程中的OH-的形成起著重要的作用。例子：例子：第10頁(yè)/共23頁(yè) 物理、化學(xué)與生物的聯(lián)合修復(fù)的研究很少，且方法主要集中在以一種修復(fù)技術(shù)為主，輔助其他方法來(lái)進(jìn)一步完善修復(fù)過(guò)程。 生物修復(fù) ： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：成本低、不破壞土壤環(huán)境、污染物降解效率高、不產(chǎn)生二次污染

6、、可原地處理、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：生物修復(fù)周期長(zhǎng)，往往需要幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間才能完成；用微生物進(jìn)行原位修復(fù)，其結(jié)果可能會(huì)與實(shí)驗(yàn)室模擬有很大的差別；非土著微生物對(duì)生物多樣性會(huì)產(chǎn)生威脅等等。 5.2物理、化學(xué)與生物聯(lián)合修復(fù)：第11頁(yè)/共23頁(yè) Goi等最近報(bào)道了用化學(xué)氧化劑和微生物共同降解土壤中石油污染的方法。用化學(xué)氧化劑預(yù)處理過(guò)的土壤再用微生物降解，其降解效率明顯比單獨(dú)使用其中任何一種高。修復(fù)過(guò)程中，要注意控制氧化劑在合適的范圍。例子：例子：第12頁(yè)/共23頁(yè) 植物作用于污染物主要有吸收、降解、轉(zhuǎn)化以及揮發(fā)等幾種方法，主要是針對(duì)重金屬污染治理。 微生物修復(fù)的機(jī)理包括細(xì)胞代謝、生物大分

7、子吸收轉(zhuǎn)運(yùn)、生物吸附、沉淀和氧化還原反應(yīng)、空泡吞飲等。 優(yōu)點(diǎn)：大大地提高了修復(fù)過(guò)程的安全性，降低了成本。 缺點(diǎn)：植物修復(fù)緩慢、對(duì)高濃度污染的耐受性低，微生物的修復(fù)易受到土著微生物的干擾等。 5.3植物與微生物聯(lián)合修復(fù)：第13頁(yè)/共23頁(yè)例子例子1：第14頁(yè)/共23頁(yè)第15頁(yè)/共23頁(yè)第16頁(yè)/共23頁(yè)6 土壤復(fù)合污染的表征土壤復(fù)合污染的表征鋅當(dāng)量鋅當(dāng)量 20世紀(jì)70年代提出了“鋅當(dāng)量 ( ZE)”的定義，并認(rèn)為土壤中Zn、Cu和Ni的有效態(tài)含量對(duì)植物的毒性比為1：2：8，故其綜合影響又可以折算為相當(dāng)于Zn的毒害濃度，其效應(yīng)表達(dá)試為： ZE= CZn+ 2C Cu+8 CNi ( 其中C 為濃度

8、) 該方法具有明顯的局限性，首先它認(rèn)為重金屬之間的交互作用是一種協(xié)同效應(yīng)，而實(shí)際情況明顯不是這樣；另外，它僅考慮了Zn、Cu和Ni 3種元素，缺少其他數(shù)據(jù)。第17頁(yè)/共23頁(yè)離子沖量離子沖量 Romero 等采用離子沖量來(lái)評(píng)價(jià)重金屬的復(fù)合污染效應(yīng)，與植物吸收之間進(jìn)行相關(guān)分析，得到較好結(jié)果。其表達(dá)式為：式中：Ci為每種離子的濃度，m mol/g;n為每種金屬離子的氧化數(shù)?？捎糜谕寥乐亟饘儆行B(tài)的預(yù)測(cè)。第18頁(yè)/共23頁(yè)內(nèi)梅羅污染指數(shù)法內(nèi)梅羅污染指數(shù)法 該方法可用于復(fù)合污染的評(píng)價(jià)，其表達(dá)式為：PN= (P i( max)2+ mean( Pi ) 2)1/ 2 Pi (max)2 為最大單項(xiàng)污染指數(shù)，而mean(Pi) 為所有單項(xiàng)污染指數(shù)的平均值。該評(píng)價(jià)方法常常被用于區(qū)域環(huán)境調(diào)查的污染水平評(píng)價(jià)。第19頁(yè)/共23頁(yè) 近年來(lái)，Chen H. M. 等再一次完善了重金屬?gòu)?fù)合污染的表征方式，提出了污染綜合指數(shù)的表征方法，即污染綜合指數(shù)：I = X( 1+RPE ) + YDDMB / ( ZDDSB)相對(duì)污染當(dāng)量：土壤重金屬濃度偏離背景值的程度：土壤重金屬濃度標(biāo)準(zhǔn)偏離背景