土壤污染與修復(fù)

1、水環(huán)境污染現(xiàn)狀2、水體修復(fù)概念和標(biāo)準(zhǔn)3、水體修復(fù)分類4、水體修復(fù)技術(shù)5、水體修復(fù)中若干常見問(wèn)題探討回顧第1頁(yè)下篇：生物修復(fù)與生態(tài)工程三、土壤污染與修復(fù)1土壤中污染物起源與危害2污染土壤修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與評(píng)價(jià)

3污染土壤修復(fù)可處理性研究

4污染土壤典型修復(fù)技術(shù)及原理第2頁(yè)1土壤中污染物起源與危害1.1土壤污染定義1.2土壤污染特點(diǎn)1.3土壤中污染物起源1.4土壤污染類型1.5土壤污染危害第3頁(yè)1.1

土壤污染定義“絕對(duì)性”定義:由人類活動(dòng)向土壤添加有害化合物，此時(shí)土壤即受到了污染。這個(gè)定義關(guān)鍵是存在有可鑒別人為添加污染物。“相對(duì)性”定義：以特定參照數(shù)據(jù)來(lái)加以判斷，如以背景值加兩倍標(biāo)準(zhǔn)差為臨界值，若超出這一數(shù)值，即以為該土壤為某元素所污染?！熬C合性”定義：不但要看含量增加，還要看后果，即加入土壤物質(zhì)給生態(tài)系統(tǒng)造成了危害。第4頁(yè)1.1

污染土壤定義三種定義出發(fā)點(diǎn)雖然不一樣，但有一點(diǎn)是共同，即以為土壤中某種成份含量顯著高于原有含量時(shí)即組成了污染。因此，土壤污染就是指人為原因故意或無(wú)意地將對(duì)人類或其他生命體有害物質(zhì)施加到土壤中，使其某種成份含量顯著高于原有含量、并引發(fā)土壤環(huán)境質(zhì)量惡化現(xiàn)象。第5頁(yè)1.2

土壤污染特點(diǎn)（1）隱蔽性或潛伏性:水體和大氣污染比較直觀，嚴(yán)重時(shí)通過(guò)人感官即能發(fā)覺(jué);而土壤污染則往往要通過(guò)農(nóng)作物包括糧食、蔬菜、水果或牧草以及攝食人或動(dòng)物健康情況才能反應(yīng)出來(lái)，從遭受污染到產(chǎn)生惡果有一種相稱長(zhǎng)逐漸積累過(guò)程，具有隱蔽性或潛伏性。日本第二公害病——痛痛病60年代發(fā)生于富山縣神通川流域，直至70年代才基本證明是鎘污染土壤所生產(chǎn)“鎘米”所致。第6頁(yè)（2）不可逆性和長(zhǎng)期性:土壤一旦遭到污染后很難恢復(fù)，重金屬元素對(duì)土壤污染是一種不可逆過(guò)程，而許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)污染也需要一種比較長(zhǎng)降解時(shí)間，例如1966年冬至1977年春，沈陽(yáng)—撫順污水灌區(qū)發(fā)生石油、酚類以及后來(lái)張土灌區(qū)鎘污染，造成大面積土壤毒化、水稻矮化、稻米異味，含鎘量超出食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)十余年艱苦努力，包括施用改良劑、深翻、清灌、客土、選擇品種等多種措施，才逐漸恢復(fù)其部分生產(chǎn)力，付出了大量勞力和代價(jià)。1.2

土壤污染特點(diǎn)第7頁(yè)（3）后果嚴(yán)重性:由于土壤污染隱蔽性或潛伏性、以及它不可逆性或長(zhǎng)期性，因而往往通過(guò)食物鏈危害動(dòng)物和人體健康。研究表白，土壤和糧食污染與某些地域居民肝腫大之間有著顯著劑量—反應(yīng)關(guān)系，污灌引發(fā)污染越嚴(yán)重，人群肝腫大串越高。第8頁(yè)第9頁(yè)土壤污染源可分為天然污染源和人為污染源。后者是土壤污染研究和污染土壤修復(fù)主要對(duì)象，而在這些污染源中，化學(xué)物質(zhì)對(duì)土壤污染是人們最為關(guān)注。污染物進(jìn)入土壤途徑按照所劃分土壤污染源可分為污水澆灌、固體廢物利用、農(nóng)藥和化肥、大氣沉降物等。1.3

土壤中污染物起源第10頁(yè)1.3

土壤中污染物起源大氣沉降(土壤酸化、多環(huán)芳烴和二惡英等)污水排灌（重金屬、多環(huán)芳烴等）化肥農(nóng)藥施用（硝酸鹽、PCB、DDT等）固體廢物堆放處置（多種污染物）工業(yè)生產(chǎn)(石油、多環(huán)芳烴和重金屬污染等)交通運(yùn)輸（汽油中添加防爆劑四乙基鉛隨廢氣排出污染土壤）全球物質(zhì)循環(huán)第11頁(yè)土壤污染物的來(lái)源第12頁(yè)土壤污染類型目前并無(wú)嚴(yán)格劃分，如從污染物屬性來(lái)考慮，一般可分為有機(jī)物污染、無(wú)機(jī)物污染、生物污染和放射性物質(zhì)污染。（1）有機(jī)物污染:石油、有機(jī)農(nóng)藥等；（2）無(wú)機(jī)物污染：重金屬污染等；（3）生物污染：細(xì)菌、真菌等；（4）放射性污染：放射性核素等。1.4

土壤污染類型第13頁(yè)（1）影響人體和生物健康:土壤能夠通過(guò)食物鏈影響人體健康；（2）影響農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量：植物可從污染土壤中吸取污染物，從而引發(fā)代謝失調(diào)，生長(zhǎng)發(fā)育受阻或造成遺傳變異。（3）影響生態(tài)系統(tǒng)安全：通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。1.5

土壤污染危害第14頁(yè)2污染土壤修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與評(píng)價(jià)開展生物修復(fù)之前需要對(duì)修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)，確定生物修復(fù)適應(yīng)性。主要指標(biāo)包括：污染物性質(zhì)；污染物濃度和分布；現(xiàn)場(chǎng)微生物活性；現(xiàn)場(chǎng)水力條件；現(xiàn)場(chǎng)氧化還原電位；土壤和水特性；養(yǎng)分有效性等。現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定必須回答這些問(wèn)題，取得足夠數(shù)據(jù)，便于工程設(shè)計(jì)。第15頁(yè)2.1

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查（1）污染物性質(zhì)；（2）污染物濃度與分布；（3）地下水水文概況；（4）地質(zhì)概況。理解現(xiàn)場(chǎng)特性目標(biāo)一是搜集使土壤修復(fù)過(guò)程最優(yōu)化信息，二是搜集控制環(huán)境條件使之維持最佳條件信息。因此，第一階段是搜集有關(guān)修復(fù)原理數(shù)據(jù)，第二階段是搜集有關(guān)工程設(shè)計(jì)和過(guò)程控制等數(shù)據(jù)。第16頁(yè)2.2

生物過(guò)程評(píng)價(jià)（1）微生物可利用碳源和能源；（2）可利用受體和氧化還原條件；（3）現(xiàn)有微生物活性和也許毒性；（4）營(yíng)養(yǎng)物有效性；（5）現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件。第17頁(yè)2.3

原位修復(fù)評(píng)價(jià)（1）理解污染物類型和所在位置；（2）理解亞表層地質(zhì)和水文條件；（3）污染區(qū)水文隔離；（4）最低傳質(zhì)也許位置；（5）設(shè)計(jì)亞表層注入或抽取系統(tǒng)；（6）預(yù)測(cè)化學(xué)品注入后土壤化學(xué)反應(yīng)；（7）建立過(guò)程控制亞表層監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。第18頁(yè)2.4

過(guò)程控制評(píng)價(jià)（1）流體流向；（2）流速；（3）污染物遷移時(shí)間；（4）養(yǎng)分遷移；（5）評(píng)價(jià)含水層導(dǎo)水率變化；（6）確定運(yùn)行中注入或回收速率。第19頁(yè)3污染土壤修復(fù)可處理性研究所謂污染土壤修復(fù)可處理性研究，是指在實(shí)際工程建設(shè)之前，進(jìn)行小試和中試試驗(yàn)研究，通過(guò)可處理性研究為土壤修復(fù)工程設(shè)計(jì)提出標(biāo)準(zhǔn)、費(fèi)用和運(yùn)行方案等。目標(biāo)是節(jié)省修復(fù)項(xiàng)目建設(shè)工程投資，一種造價(jià)千萬(wàn)美元土壤修復(fù)工程一般可處理性研究費(fèi)用為5－20萬(wàn)美元，能夠節(jié)省100萬(wàn)美元工程建設(shè)費(fèi)用。第20頁(yè)準(zhǔn)備調(diào)查

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

詳細(xì)調(diào)查

分析評(píng)價(jià)

辦法選定

施工管理

計(jì)劃完成第21頁(yè)3.1

可處理性研究目標(biāo)（1）評(píng)價(jià)整個(gè)過(guò)程可行性；（2）確定修復(fù)能夠達(dá)成濃度；（3）確定處理過(guò)程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；（4）估算處理過(guò)程設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用；（5）決定控制參數(shù)和最優(yōu)化實(shí)行限制條件；（6）評(píng)價(jià)物料供應(yīng)處理技術(shù)與設(shè)備；（7）證明現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況和污染物最后究趨；（8）評(píng)價(jià)處理過(guò)程中存在問(wèn)題；（9）提供修復(fù)工程連續(xù)運(yùn)行最優(yōu)化辦法。第22頁(yè)3.2

試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)行在明確研究目標(biāo)之前，需要促使可處理性研究開展外部原因。這些原因包括：（1）管理部門目標(biāo)；（2）客戶要求；（3）污染物危害程度；（4）污染地點(diǎn)敏感性；（5）污染地點(diǎn)政治敏感性；（6）時(shí)間計(jì)劃靈活程度；（7）項(xiàng)目預(yù)算靈活程度。第23頁(yè)3.2

試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)行3.2.1設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（1）如何完成、量化和統(tǒng)計(jì)可處理性研究；（2）確定使用標(biāo)準(zhǔn)方案還是專門方案；（3）確定開展室內(nèi)研究還是進(jìn)行室外模擬；（4）確定試驗(yàn)方案和數(shù)據(jù)分析質(zhì)量控制水平；（5）確定使用分析辦法。第24頁(yè)3.2

試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)行3.2.2方案制定與實(shí)行可處理性研究分為三個(gè)階段，第一種階段是修復(fù)辦法篩選；第二個(gè)階段是修復(fù)辦法挑選；第三個(gè)階段是修復(fù)辦法調(diào)查和可行性研究計(jì)劃進(jìn)行（中試）。一種可處理研究計(jì)劃能夠看作是一套分別進(jìn)行單項(xiàng)組合，這些項(xiàng)目是：（1）土著微生物對(duì)靶標(biāo)污染物降解轉(zhuǎn)化能力；（2）接種微生物強(qiáng)化降解能力；（3）環(huán)境參數(shù)最佳合適范圍；（4）添加基質(zhì)和電子受體需求效果；（5）添加基質(zhì)充足和缺乏循環(huán)過(guò)程；（6）是否需要補(bǔ)充電子供體;第25頁(yè)3.2

試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)行（7）修復(fù)項(xiàng)目標(biāo)預(yù)期時(shí)間;（8）不一樣條件下污染物降解速率；（9）處理可達(dá)成水平；（10）土水系統(tǒng)也許發(fā)生反應(yīng)和阻塞；（11）由于混合、表面活性劑和中間產(chǎn)物積累而造成毒性變化；（12）污染物揮發(fā)程度;（13）不一樣優(yōu)化措施下費(fèi)用-效益;（14）控制過(guò)程監(jiān)測(cè)頻率；（15）運(yùn)行限制條件。第26頁(yè)4污染土壤修復(fù)技術(shù)及原理4.1污染土壤修復(fù)技術(shù)體系4.2典型修復(fù)技術(shù)及原理第27頁(yè)4.1

污染土壤修復(fù)技術(shù)體系4.1.1按修復(fù)場(chǎng)地分類（1）原位（insitu）修復(fù)：污染土壤氣體提取法(SVE)；井中汽提法（In-wellVaporStripping）；生物通氣；空氣攪動(dòng)法（AirSparging）原位沖洗、淋洗；加熱辦法；處理墻辦法；原位穩(wěn)定—固化辦法；電動(dòng)力學(xué)辦法；原位微生物修復(fù)辦法；植物－微生物聯(lián)合修復(fù)辦法等。第28頁(yè)5.1

污染土壤修復(fù)技術(shù)體系（2）異位（exsitu）修復(fù)：氣提法；泥漿反應(yīng)器修復(fù)；土壤耕作法；土壤堆腐；焚燒法；客土法；預(yù)制床；淋洗/萃??；淋洗－生物反應(yīng)器聯(lián)合修復(fù)；第29頁(yè)4.1

污染土壤修復(fù)技術(shù)體系4.1.2按照技術(shù)類別分類（1）物理化學(xué)修復(fù)：加熱辦法；穩(wěn)定固化法；淋洗；萃??；電動(dòng)力學(xué)等（2）生物修復(fù)：微生物修復(fù)；生物通氣、泥漿反應(yīng)器、預(yù)制床等植物修復(fù)；濕地修復(fù)；菌根修復(fù)等；植物－微生物聯(lián)合修復(fù)；菌根菌劑聯(lián)合修復(fù)等；（3）物理化學(xué)－生物聯(lián)合修復(fù)：淋洗－反應(yīng)器聯(lián)合修復(fù)等。第30頁(yè)污染土壤修復(fù)工作流程可處理計(jì)劃系統(tǒng)分析應(yīng)急對(duì)策長(zhǎng)期對(duì)策凈化處理穩(wěn)定處理原位修復(fù)異位修復(fù)原位分解原位提取分離分解凈化原位穩(wěn)定異位穩(wěn)定4.2

典型修復(fù)技術(shù)流程及原理第31頁(yè)4.2

典型修復(fù)技術(shù)流程及原理4.2.1原位修復(fù)技術(shù)（1）生物通風(fēng)技術(shù)：在受石油污染地域，土壤中污染物降解會(huì)減少土壤中氧氣濃度，增加CO2濃度，進(jìn)而抑制污染物深入生物降解。因此，為了提升土壤中微生物降解效率，可通過(guò)在污染場(chǎng)地打豎井并安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī)向污染區(qū)域供應(yīng)空氣或氧氣。這項(xiàng)技術(shù)一般用在輕質(zhì)石油類污染土壤。第32頁(yè)第33頁(yè)4.2

典型修復(fù)技術(shù)流程及原理4.2.2異位修復(fù)技術(shù)（1）泥漿反應(yīng)器技術(shù)泥漿法也稱生物反應(yīng)器法，是將污染土壤置于一專門反應(yīng)器中處理辦法。生物反應(yīng)器處理過(guò)程為：將挖出石油污染土壤移到反應(yīng)器內(nèi)，加入3~9倍水混合，使其呈泥漿狀，加入適量營(yíng)養(yǎng)鹽、表面活性劑，并鼓入空氣、劇烈攪拌使微生物與污染物充足接觸和增加氧氣濃度。為了提升降解速率，常在反應(yīng)器先前處理土壤中分離出已被馴化微生物，并將其加入到準(zhǔn)備處理土壤中。含油土壤經(jīng)處理后，液體部分可排入處置井（坑、池）或另作他用（如回用），固體部分可施用于農(nóng)田。第34頁(yè)第35頁(yè)4.2

典型修復(fù)技術(shù)流程及原理生物反應(yīng)器修復(fù)系統(tǒng)示意圖第36頁(yè)4.2

典型修復(fù)技術(shù)流程及原理4.2.2異位修復(fù)技術(shù)（2）預(yù)制床法：預(yù)制床設(shè)計(jì)能夠使污染物遷移量減至最小，由于它具有濾液搜集和控制排放系統(tǒng)。預(yù)制床底面為滲入性低物質(zhì)，如高密度聚乙烯或黏土。將污染土壤轉(zhuǎn)移到預(yù)制床上，通過(guò)施肥、澆灌、調(diào)整pH，有時(shí)還加入微生物和表面活性劑，使其最適合污染物降解。與同一區(qū)域原位處理技術(shù)相比，預(yù)制床處理對(duì)3環(huán)和3環(huán)以上多環(huán)芳烴降解率顯著提升。第37頁(yè)4.2

典型修復(fù)技術(shù)流程及原理第38頁(yè)（3）土壤耕作法：對(duì)石油污染土壤進(jìn)行翻耕，耕層深度為30cm左右，同步向土壤中添加肥料、表面活性劑等物質(zhì)并定期澆灌，從而盡也許地為微生物降解石油提供一種良好環(huán)境，使其有充足營(yíng)養(yǎng)、水分和通氣條件.第39頁(yè)◆土壤淋洗法対象：●重金屬、●農(nóng)藥、●油等第40頁(yè)車載式固定式第41頁(yè)淋洗機(jī)械分離裝置◆30m3/h處理能力淋洗修復(fù)工程第42頁(yè)◆熱處理：

即向污染土壤通入熱蒸汽或用低頻加熱辦法,促使污染物從土壤中揮發(fā)并回收再處理,

対象：●VOCs、●水銀、●農(nóng)藥、●油等；長(zhǎng)處：可使VOCs完全實(shí)現(xiàn)無(wú)害化；