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土壤污染與防治復(fù)習(xí)資料 第一章1、概念:環(huán)境問題、環(huán)境破壞、環(huán)境干擾、環(huán)境污染、土壤污染環(huán)境問題:狹義的環(huán)境問題指的是在人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的作用下,人們周圍環(huán)境結(jié)構(gòu)和狀態(tài)發(fā)生不利于人類生存和發(fā)展的變化。廣義的環(huán)境問題指的是任何不利于人類生存和發(fā)展的環(huán)境結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的變化,其產(chǎn)生的原因包括人為方面的,也包括自然方面的。環(huán)境破壞:主要指人類的社會(huì)活動(dòng)引起的生態(tài)退化及由此而衍生的有關(guān)環(huán)境效應(yīng),它們導(dǎo)致了環(huán)境結(jié)構(gòu)與功能的變化,對(duì)人類的生存與發(fā)展產(chǎn)生了不利影響環(huán)境干擾:指的是人類活動(dòng)所排出的能量進(jìn)入環(huán)境,達(dá)到一定的程度,產(chǎn)生對(duì)人類不良的影響。環(huán)境污染:有害物質(zhì)或因子進(jìn)入環(huán)境,并在環(huán)境中擴(kuò)散、遷移、轉(zhuǎn)化,使環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化,對(duì)人類或其他生物的正常生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象,稱為“環(huán)境污染”,常簡(jiǎn)稱“污染”。 土壤污染:指人類活動(dòng)引起的物質(zhì)和能量輸入土壤,并引起結(jié)構(gòu)或“和諧”受到損害,人體健康受到傷害,資源和生態(tài)系統(tǒng)受到破壞,對(duì)環(huán)境的合理使用受到干擾。2、當(dāng)前環(huán)境問題的特點(diǎn)。已是全人類所面臨的共同性問題;已從局部擴(kuò)展到區(qū)域甚至全球,從地表延伸到高空及地下,呈立體態(tài);表現(xiàn)形式更加多樣化;具有明顯的地域性;已嚴(yán)重?fù)p害人類的健康與福利,威脅人類生存和發(fā)展。3、環(huán)境問題的分類。(1)原生環(huán)境問題:火山、地震、臺(tái)風(fēng)等;(2)次生環(huán)境問題:環(huán)境破化(水土流失、沙漠化、鹽漬化、物種滅絕等);環(huán)境污染與干擾(水污染、大氣污染、土壤污染、噪聲、振動(dòng)、電磁波干擾、熱干擾等)4、環(huán)境破壞的分類。按對(duì)象性質(zhì)可分為兩類,生物環(huán)境破壞和非生物環(huán)境破壞。5、目前主要的土壤污染問題。(1)能源的開發(fā)利用導(dǎo)致的土壤環(huán)境污染問題。(2)工業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)三廢超標(biāo)排放,導(dǎo)致土壤資源的污染。(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自身污染。6、土壤污染的特點(diǎn)及危害。特點(diǎn):隱蔽性和滯后性 累積性和地域性不可逆轉(zhuǎn)性(重金屬及一些有機(jī)物)治理難而周期長(zhǎng)危害:導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品污染超標(biāo)、品質(zhì)不斷下降。導(dǎo)致大氣環(huán)境的次生污染。導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的克星。第二章1、污染物的概念和性質(zhì)。概念:進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成發(fā)生直接或間接有害于生物生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的物質(zhì)。性質(zhì): 一種物質(zhì)成為污染物,必須在特定的環(huán)境中達(dá)到一定的數(shù)量或濃度,并且持續(xù)一定的時(shí)間。 污染物會(huì)在環(huán)境中發(fā)生轉(zhuǎn)化,即具有易變性。2、優(yōu)先污染物的概念及其特點(diǎn)。概念:對(duì)于如此眾多的污染物,我們必須挑選一些重要的污染物優(yōu)先進(jìn)行控制,這就是環(huán)境優(yōu)先污染物特點(diǎn):1)毒性強(qiáng)。2)殘留時(shí)間長(zhǎng),難降解,具有積累性。3)生產(chǎn)量較大并在環(huán)境中分布廣泛。3、土壤主要的污染源和污染物。主要的污染源:(1)天然污染源 在自然界中某些礦床或物質(zhì)的富集中心周圍,經(jīng)常形成自然擴(kuò)散帶,而使附近土壤中某些物質(zhì)的含量超出土壤正常含量范圍,而造成地區(qū)性土壤污染。(2)人為污染源 即污染物主要來自工業(yè)和城市的廢水和固體廢物、農(nóng)藥和化肥、牲畜排泄物、生物殘?bào)w和大氣沉降物等。 工業(yè)污染源 主要是指工礦企業(yè)排放的廢水、廢氣、廢渣等。在工業(yè)(城市)廢水中,常含有多種污染物,當(dāng)長(zhǎng)期使用這種廢水灌溉農(nóng)田時(shí),便會(huì)使污染物在土壤中積累而導(dǎo)致污染。 農(nóng)業(yè)污染源 主要是指由于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身的需要而大量施入土壤的化學(xué)農(nóng)藥、化肥、有機(jī)肥以及農(nóng)用地膜等農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)。 生物污染源 主要是指含有致病菌的各種病原微生物和寄生蟲的生活污水、醫(yī)院廢水、垃圾以及被病原菌污染的河流等。 主要的污染物:1)、無機(jī)污染物重金屬:如汞、鎘、鉻、鉛及類金屬砷。它們是生物非必須元素,又稱有毒元素;另外如銅、鋅、鈷、鎳、錳、硒等是生物必須元素,但超過作物需求的上限時(shí),也形成污染。營養(yǎng)物質(zhì):主要指氮素和磷素化學(xué)肥料。放射性物質(zhì):主要指銫、鍶、鈾等。其他物質(zhì):如氟化物、氰化物、硫化物、酸、堿、鹽等。2)、有機(jī)污染物難降解的有機(jī)污染物:如有機(jī)氯農(nóng)藥、石油、多氯聯(lián)苯等。降解中間產(chǎn)物毒性大于母體的有機(jī)物:如三氯乙醛、苯并芘等??山到庥袡C(jī)物:如畜禽糞便、酚、有機(jī)洗滌劑等。3)、有害微生物 如腸細(xì)菌、寄生蟲、炭疽桿菌、結(jié)核桿菌、破傷風(fēng)桿菌、蠕蟲類等入侵土壤,并大量繁衍,對(duì)人體健康或土壤生態(tài)系統(tǒng)均會(huì)產(chǎn)生不良影響。4、土壤污染類型及其特點(diǎn)。水體污染型 其分布特點(diǎn)是:沿河流或干支渠呈枝形片狀分布,由于污染物大多以污水灌溉形式從地表進(jìn)入土體,所以污染物一般集中在土壤表層。但是,隨著污灌時(shí)間的延續(xù),某些污染物可水自上而下向土體下部遷移,以至達(dá)到地下水層。大氣污染型 經(jīng)由大氣的污染所造成的土壤環(huán)境污染,其污染特點(diǎn)是以大氣污染源為中心呈環(huán)狀或帶狀分布,長(zhǎng)軸沿主風(fēng)向伸長(zhǎng)。 污染物質(zhì)主要集中在土壤表層(0-5cm),耕作土壤則集中于耕層(020cm),主要污染物是大氣中的二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等,它們通過沉降和降水而降落地面。 污染的面積、程度和擴(kuò)散的距離,取決于污染物質(zhì)的種類、性質(zhì)、排放量、排放形式及風(fēng)力大小等。生物污染型 造成土壤生物污染的主要物質(zhì)來源是未經(jīng)消毒滅菌的生活污水、醫(yī)院污水、糞便、垃圾、飼養(yǎng)場(chǎng)和屠宰場(chǎng)的污物等。其中危害最大的是傳染病醫(yī)院未經(jīng)消毒滅菌的污水和污物。 土壤生物污染不僅可能危害人體健康,而且有些長(zhǎng)期在土壤中存活的植物病原體還能嚴(yán)重地危害植物,造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。 固體廢棄物污染型 固體廢棄物包括工業(yè)廢渣、污泥和城市垃圾等多種來源。 在土壤表面堆放或處理、處置固體廢棄物,不僅占用大量耕地,而且可通過大氣擴(kuò)散或降水淋濾,使周圍地區(qū)的土壤受到污染。 各類金屬礦場(chǎng)開采的尾礦廢棄物、重金屬冶煉廠的礦渣更易使周圍的土壤受到污染。 其污染特征屬點(diǎn)源污染,主要是造成土壤環(huán)境的重金屬污染,以及油類、病原菌和某些有毒有害有機(jī)物的污染。 農(nóng)業(yè)污染型n 污染物主要來自施入土壤的化肥和農(nóng)藥,其污染程度與化肥和農(nóng)藥的數(shù)量、種類、利用方式及耕作制度等有關(guān)。 n 農(nóng)藥在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、銷售和使用過程中都會(huì)產(chǎn)生污染,施在作物上的殺蟲劑大約有一半左右流入土壤中。 n 化肥對(duì)土壤的污染一是不合理的過量施用,促使土壤養(yǎng)分平衡失調(diào);二是有毒磷肥,特別是含三氯乙醛磷肥;磷肥中重金屬特別是Cd的含量也是一個(gè)不容忽視的問題 。n 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程排放的污染物具有劑量低、面積大的特點(diǎn),屬面源污染。污染物主要集中在土壤表層或耕作層。綜合污染型n 土壤污染的發(fā)生往往是多源性質(zhì)的。n 上述土壤污染類型是相互聯(lián)系的,它們?cè)谝欢ǖ臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化。n 對(duì)于一個(gè)地區(qū)或區(qū)域的土壤來說,可能是以某一污染類型或某兩種污染類型為主。5、土壤污染源調(diào)查與評(píng)價(jià)的方法。污染源調(diào)查 污染源的類型、分布、規(guī)模、污染物種類及其排放量,對(duì)環(huán)境的影響,對(duì)人畜健康疾病的關(guān)系,該污染源所處的位置,污染物可能擴(kuò)散的范圍等。 普查 目的是了解全地區(qū)有多少對(duì)環(huán)境有影響的工礦企業(yè),然后對(duì)每一個(gè)工礦企業(yè)進(jìn)行逐個(gè)了解調(diào)查。 在普查的基礎(chǔ)上,確定其中哪些是對(duì)環(huán)境無影響的,哪些對(duì)環(huán)境有輕度污染的,哪些是排放大戶,對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重污染影響的,對(duì)后者必須加以嚴(yán)格監(jiān)測(cè)并進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查和采取相應(yīng)的治理或其他有效的措施。 重點(diǎn)調(diào)查 在普查的基礎(chǔ)上,對(duì)這些重點(diǎn)戶逐個(gè)詳細(xì)調(diào)查,調(diào)查內(nèi)容重點(diǎn)抓排放數(shù)量和強(qiáng)度。即污染物的總排放量和單位時(shí)間內(nèi)排放的數(shù)量。污染物調(diào)查在污染物調(diào)查的基礎(chǔ)上,列出本地區(qū)所有污染源排放的各種有毒物質(zhì),每一個(gè)工礦企業(yè)所排出的主要污染物和次要污染物,這些污染物的數(shù)量,對(duì)環(huán)境污染的去向和擴(kuò)散情況,對(duì)人畜危害,對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的污染情況和程度,治理的計(jì)劃和措施。6、土壤污染源調(diào)查與評(píng)價(jià)的指標(biāo)。(1)排放程度Q 指該工礦企業(yè)單位時(shí)間所排放的污染物總量(以某一污染物計(jì)算)。 Qcq 式中:c代表某污染物的平均濃度(毫克/升)或以計(jì)算; q代表該企業(yè)單位時(shí)間(以天計(jì))的平均介質(zhì)(廢渣、廢水、廢氣)排放量(噸/ 天或立方米/天)。(2)超標(biāo)率D。n 超標(biāo)率:在檢測(cè)總次數(shù)中,有多少次超過排放標(biāo)準(zhǔn)。式中:f代表污染物超標(biāo)次數(shù) F代表污染物總的檢測(cè)次數(shù)(3)等標(biāo)污染指數(shù)I也稱超標(biāo)倍數(shù),是指某種污染物的濃度超過污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的倍數(shù),即污染物濃度與排放標(biāo)準(zhǔn)的比值。 式中:ci代表實(shí)測(cè)的某污染物的排放濃度 si代表排放標(biāo)準(zhǔn)第三章1、土壤背景值的含義。在不受或少受人類活動(dòng)影響和現(xiàn)代工業(yè)污染與破壞的情況下,土壤原來固有的化學(xué)組成和元素含量水平。2、土壤背景值的研究意義。利用土壤環(huán)境背景值制定土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)土壤背景值與微量元素肥料的施用防治地方病和環(huán)境病地球化學(xué)找礦3、土壤背景值調(diào)查布點(diǎn)的原則和方法。采樣點(diǎn)布置的原則(1)布點(diǎn)時(shí)首先確定采樣單元,采樣單元的確定應(yīng)根據(jù)調(diào)查研究的任務(wù)、范圍來確定。 (2)采樣點(diǎn)布設(shè)要體現(xiàn)一個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)。(3)布點(diǎn)時(shí)要綜合考慮土壤類型、母巖母質(zhì)、地形地貌、植被類型、土地利用類型等因素,(4)要考慮工業(yè)、農(nóng)業(yè)規(guī)劃布局及環(huán)境保護(hù)工作的需要。(5)要把污染地區(qū)和懷疑被污染及受人類活動(dòng)明顯影響的區(qū)域排除在樣點(diǎn)布設(shè)范圍之外。(6)樣點(diǎn)要均勻分布,既要有代表性,又要照顧均衡性。 (7)樣點(diǎn)數(shù)要滿足數(shù)理統(tǒng)計(jì)的需要。 布點(diǎn)的方法 網(wǎng)格法。優(yōu)點(diǎn):區(qū)內(nèi)每一定面積中都有代表性采樣點(diǎn),使采樣點(diǎn)均勻分布,既便于保證獲得背景值的均衡性,也便于繪制土壤背景含量等值線圖。缺點(diǎn):工作量大,有一定重復(fù)。環(huán)境單元法。優(yōu)點(diǎn):大大減少工作量的情況。缺點(diǎn):需要調(diào)查區(qū)內(nèi)有系統(tǒng)完備的先行學(xué)科地質(zhì)、地貌、土壤的研究成果作基礎(chǔ)。系統(tǒng)層析法。優(yōu)點(diǎn):以土壤分類系統(tǒng)為依據(jù),使獲得的土壤環(huán)境背景值具有系統(tǒng)性。典型分析法。優(yōu)點(diǎn):投資少,可在較短時(shí)間快速獲得土壤環(huán)境背景值結(jié)果。缺點(diǎn):由于布點(diǎn)少,均衡性差,結(jié)果精確度低。4、影響土壤背景值的因素。成土因素對(duì)土壤環(huán)境背景值的影響 氣候、母質(zhì)、地形地貌、生物因素、時(shí)間因素土壤理化性質(zhì)對(duì)土壤環(huán)境背景值的影響n 土壤中的有機(jī)質(zhì)對(duì)重金屬元素的吸附和絡(luò)合顯著地影響元素的遷移能力,從而影響土壤元素背景值;n 隨著pH升高,土壤中Pb、Zn等金屬元素的活動(dòng)性降低,在低pH條件下,多數(shù)重金屬元素遷移性增強(qiáng);n 土壤質(zhì)地對(duì)金屬元素含量起著重要作用,一般粘粒含量越高,質(zhì)地越細(xì),多數(shù)重金屬含量就越高,甚至在母質(zhì)相同,地貌平坦的地區(qū),可根據(jù)土壤不同粒級(jí)的顆粒含量組成來推測(cè)土壤中重金屬元素的含量。 5、如何控制土壤背景值分析測(cè)定的質(zhì)量(1)嚴(yán)格遵守分析化學(xué)的操作規(guī)則和要求:如天平稱量、量器容量的校準(zhǔn)、分析工作中水的純化、化學(xué)試劑的質(zhì)量、玻璃器皿的洗滌等。(2)標(biāo)準(zhǔn)液的配制要符合要求:配制標(biāo)準(zhǔn)溶液選用的基準(zhǔn)物質(zhì),均應(yīng)是高純或光譜純的金屬或金屬的化合物,使用純水的電阻率均應(yīng)在50萬cm以上,試劑如酸等均應(yīng)為優(yōu)級(jí)純。貯存標(biāo)準(zhǔn)溶液的容器均是雙蓋密封的塑料瓶。(3)全程序空白控制:在分析過程中,每批樣品分析要作兩個(gè)全程序的空白樣品,供以檢查和控制樣品在處理和測(cè)試中可能帶來的污染。 (4)設(shè)置統(tǒng)一參考樣品,用以控制實(shí)驗(yàn)室間的分析質(zhì)量。(5)精密度控制:用平行樣品來控制樣品分析測(cè)試的精密度,平行樣品數(shù)量應(yīng)占分析測(cè)定樣品數(shù)的20,根據(jù)元素含量范圍,其相對(duì)偏差必須小于表中的規(guī)定值,并繪制平行樣品分析結(jié)果精密度控制圖。(6)準(zhǔn)確度控制:用權(quán)威實(shí)驗(yàn)室提供的土壤標(biāo)樣來控制樣品分析的準(zhǔn)確度,每批樣品分析同時(shí)要加測(cè)土壤標(biāo)樣,其數(shù)量應(yīng)占測(cè)定樣品數(shù)的10,每次測(cè)試結(jié)果須落在標(biāo)樣X2S范圍內(nèi),以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性。 6、土壤背景值異常值的判斷與剔除方法平均值加標(biāo)準(zhǔn)差法:把大于平均值加二倍標(biāo)準(zhǔn)差的樣品作為可疑值而剔除。4d法:某元素測(cè)定與該元素平均值的差大于平均偏差的4倍時(shí)視為異常值而被剔除。上下層比較法:即對(duì)被調(diào)查區(qū)域表土和底土間元素含量進(jìn)行t檢驗(yàn)。 富集系數(shù)法富集n 系數(shù)顯著大于1,表明元素有外來污染,應(yīng)剔除。n 富集系數(shù)小于1,表明元素被淋溶。n 富集系數(shù)近似于1,表明元素既未受污染也未受淋溶。 第四章1、土壤環(huán)境容量的概念。亦稱土壤負(fù)載容量,系指一定環(huán)境單元、一定時(shí)限內(nèi)、遵循環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),既能保證土壤質(zhì)量,又不產(chǎn)生次生污染時(shí),土壤所能容納的污染物最大負(fù)荷量。2、土壤靜容量和動(dòng)容量的概念。土壤靜容量是指在一定的環(huán)境單元和一定的時(shí)限內(nèi),假定污染物不參與土壤圈物質(zhì)循環(huán)情況下所能容納污染物的最大負(fù)荷量。土壤動(dòng)容量是指一定的環(huán)境單元和一定時(shí)限內(nèi),假定污染物參與土壤圈物質(zhì)循環(huán)時(shí),土壤所能容納污染物的最大負(fù)荷量。3、土壤的自凈作用及其類型。土壤的自凈作用:是指進(jìn)入土壤的污染物在土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和土壤微生物的作用下,經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)過程,降低其濃度或改變其形態(tài),從而消除污染物毒性的現(xiàn)象。類型:物理凈化作用 物理化學(xué)凈化作用 化學(xué)凈化作用 生物凈化作用 4、土壤環(huán)境容量的影響因素。土壤性質(zhì)的影響 包括對(duì)重金屬形態(tài)、微生物、植物產(chǎn)量和品質(zhì)等。指示物的影響 包括平衡時(shí)間與濃度、形態(tài)的變化、污染物累積過程等。污染歷程的影響環(huán)境因素 包括溫度、濕度、pH值、Eh值等。污染物化合物的類型的影響5、土壤環(huán)境容量的應(yīng)用。預(yù)測(cè)土壤重金屬污染狀況污灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定農(nóng)田施用污泥標(biāo)準(zhǔn)的制定 第五章1、土壤重金屬污染來源包括哪些方面,舉例說明。大氣沉降n 主要的大氣污染源有:電廠、黑色冶金、石油開采和加工、運(yùn)輸、有色冶金以及建筑材料開采和生產(chǎn)等。n 煤和石油的燃燒也是重金屬的重要釋放源。n 進(jìn)入大氣的重金屬通過干、濕沉降進(jìn)入土壤和水體。污灌上海污灌區(qū)土壤中的重金屬含量(mg/kg)(周根娣等,1993)土 壤CdZnCu重污染土壤中污染土壤輕污染土壤3.05.01.382.870.671.16194.5240.7140.0198.9125.3171.457.6101.234.167.124.745.9采礦和冶煉主要由采礦和冶煉中的廢水、廢渣及降塵所造成,在我國南方地區(qū)表現(xiàn)尤為突出。肥料和農(nóng)藥污泥引起的土壤重金屬污染 肥料引起的土壤重金屬污染 農(nóng)藥引起的土壤重金屬污染 含有重金屬的農(nóng)藥亦是土壤重金屬污染的一個(gè)原因,特別是果園土壤中Cu的累積主要來自于長(zhǎng)期施用含Cu農(nóng)藥的結(jié)果。 2、土壤中重金屬形態(tài)一般可分為幾種?舉例說明。1)、化合物的類型v 例如Cd的礦物包括CdO、CdCl2、-Cd(OH)2、CdCO3、CdSO4、CdSO4H2O、CdSiO3、CdSO42 Cd(OH)2、CdS等。 v 重金屬化合物的類型對(duì)其生態(tài)效應(yīng)有著明顯的影響,當(dāng)土壤中所含化合物的類型不同時(shí),由于這些化合物本身性質(zhì)的差異和與土壤交互作用的不同,因而所產(chǎn)生的生物效應(yīng)可能不一樣 。2)、形態(tài)的操作定義 水溶態(tài) 交換態(tài) 碳酸鹽結(jié)合態(tài) 鐵錳氧化物結(jié)合態(tài) 有機(jī)結(jié)合態(tài) 殘留態(tài)土壤砷的形態(tài):(1)水溶性砷v 水溶性砷主要以AsO43-和AsO33-離子形式,常低于l mg/kg,占總砷的510。水溶性砷與土壤pH(H2O)成正相關(guān),但與土壤全砷無相關(guān)性。(2)吸附性砷v 土壤中的有機(jī)質(zhì)、粘土礦物和鐵、鋁的氫氧化物膠體,對(duì)砷有明顯的吸附作用。用1 mol/L NH4Cl提取。水溶性砷和代換性砷兩者的總和,稱為可給態(tài)砷。 (3)難溶性砷土壤中砷可被鐵、鋁和鈣沉淀為難溶性砷酸鹽。 鋁型砷(Al-As):用0.5 mol/L NH4F提取的砷酸鋁鹽; 鐵型砷(Fe-As):用0.1 mol/L NaOH提取的砷酸鐵鹽; 鈣型砷(Ca-As):用0.25 mol/L H2SO4提取的砷酸鈣鹽; 閉蓄型砷(O-As):不能被上述提取液提取出的被閉蓄在礦物晶格中的砷。 Al-As和Fe-As的毒性小于Ca-As毒性。 一般來說,酸性土壤以Fe-As占優(yōu)勢(shì),而堿性土壤則以Ca-As占優(yōu)勢(shì)。土壤中鉻的形態(tài):n 在正常的土壤pH和Eh范圍內(nèi),鉻以四種形態(tài)存在:n 兩種三價(jià)形態(tài)Cr3+陽離子和Cr2-陰離子n 兩種六價(jià)形態(tài)Cr2O72-陰離子和CrO42-陰離子。水溶態(tài)、交換態(tài):常用 1mol/L CH3COONH4 提取。土壤中水溶性鉻一般難以測(cè)出;交換態(tài)鉻含量也很低,一般為0.5mg/kg,約為總鉻的0.5%; 沉淀態(tài):2mol/L HCl提??;有機(jī)結(jié)合態(tài):5H2O2-2mol/L HCl提取,通常環(huán)烷烴烯烴芳香烴。以氣態(tài)、溶解態(tài)和單獨(dú)的一相存留于非毛管孔隙的石油烴類遷移性較強(qiáng),容易擴(kuò)大污染范圍,最終可引起地下水的污染。石油烴類對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和氧化劑都有很強(qiáng)的穩(wěn)定性,在環(huán)境中殘留時(shí)間較長(zhǎng)。 其他重要的有機(jī)污染物 1)、增塑劑 我國常用的增塑劑為酞酸酯類化合物(簡(jiǎn)稱PAEs),如鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)和鄰苯二甲酸二異辛酯(DEHP) 。 土壤中酞酸酯主要來源有農(nóng)膜及其他廢棄塑料制品的攜入、工業(yè)煙塵的沉降,及用含酞酸酯的地表水的灌溉,特別是污灌的輸入量更多。 由于酞酸酯類污染物具有低水溶性和高脂溶性,所以它們極易從水系向固體沉積物遷移,且極易在生物體內(nèi)累積。 酞酸酯對(duì)動(dòng)物有致畸、致突變作用。 2)、染料類 土壤中的染料主要來源于工業(yè)廢水的排放、含有染料的污水灌溉、污泥和堆肥等。 有些染料具有致癌性物,例如芳香胺類中的聯(lián)苯胺、萘胺、芴胺等。3)、表面活性劑 表面活性劑是家庭和工業(yè)洗滌產(chǎn)品的活性成分,含有表面活性劑的工業(yè)廢水和城市生活污水,以污灌和污泥的方式進(jìn)入土壤。 表面活性劑分為陰離子型、陽離子型和非離子型三類。 一般關(guān)于土壤污染的表面活性劑主要是烷基苯磺酸鹽,如烷基苯磺酸鈉。4)、廢塑料制品 v 塑料是一種高分子材料,常用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等化工原料制成。v 由于它具有不易腐爛、難于消解的性能,散落在土地里,就會(huì)造成永久性“白色污染”。實(shí)驗(yàn)表明,塑料在土壤中需要200年之久才能被降解。v 殘留的地膜碎片會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu),阻斷土壤中的毛細(xì)管,影響水肥在土壤中的運(yùn)移,妨礙作物根系發(fā)育生長(zhǎng),使農(nóng)作物產(chǎn)量降低。 有機(jī)污染物對(duì)生物的影響 (一)對(duì)微生物的影響v 微生物對(duì)農(nóng)藥的反應(yīng)大體可分成3類,即可忽略、可忍受與可持久反應(yīng)。v 有些種類的微生物對(duì)農(nóng)藥非常敏感,其主要代謝過程易受農(nóng)藥干擾;有些農(nóng)藥則作用于動(dòng)植物和微生物共同的生化過程,因而構(gòu)成對(duì)非靶生物的重大威脅。v 農(nóng)藥的選擇性一定程度上取決于其作用方式,通常內(nèi)吸型比非內(nèi)吸型殺真菌劑更具選擇性。 對(duì)有機(jī)質(zhì)分解過程的影響、對(duì)氮元素生物化學(xué)循環(huán)的影響、呼吸作用、土壤酶硫的轉(zhuǎn)化磷的轉(zhuǎn)化(二)有機(jī)污染物對(duì)土壤動(dòng)物的影響污染物對(duì)土壤動(dòng)物的影響目前主要限于蚯蚓,因?yàn)轵球驹谕寥乐写嬖跀?shù)量大、范圍廣,對(duì)蚯蚓的生態(tài)監(jiān)測(cè)與毒理研究既可反映土壤污染狀況,又能鑒定鑒別各種有害物質(zhì)的毒性。隨著土壤污染程度增加,蚯蚓分布的種類與數(shù)量明顯減少。多數(shù)農(nóng)藥在正常用量下對(duì)蚯蚓的危害不大,但有一些農(nóng)藥對(duì)蚯蚓毒性很大,在蚯蚓體內(nèi)可積累相當(dāng)大量的持久性農(nóng)藥。 (三)有機(jī)污染物對(duì)植物的影響l 對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響: 表現(xiàn)為株高、根長(zhǎng)、根重、莖葉重、千粒重、產(chǎn)量、籽實(shí)/莖葉等可見癥狀的影響。l 對(duì)植物生理指標(biāo)的影響: 出現(xiàn)可見癥狀之前的生理、生化過程的影響。如細(xì)胞滲透性、光合作用、呼吸作用、蒸騰作用及酶活性等。l 植物化學(xué)成分的改變及細(xì)胞學(xué)影響: 污染/營養(yǎng)成分降低。細(xì)胞損傷。l 食物鏈傳遞與人畜健康: 脂溶性化合物,蓄積在人畜中。慢性中毒(生理危害)、三致作用。農(nóng)藥污染與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全3、土壤中有機(jī)污染物的生物降解途徑及其影響因素。途徑:脫氯作用 氧化作用 苯環(huán)破裂作用 水解作用還原作用 脫烷基作用 合成反應(yīng)影響因素: 環(huán)境因素 如氣候條件(溫度、降水、風(fēng)、光照等);土壤特性(好氧懨氧狀態(tài)、有機(jī)質(zhì)含量、pH、礦物質(zhì)等);生物群落(植物、動(dòng)物、微生物)。 有機(jī)污染物本身性質(zhì)土壤微生物最容易分解脂肪烴化合物和含羥基的芳香化合物。有機(jī)污染物的組成成分(包括溶劑、乳化劑、填充劑、增濕劑、吸附劑、緩沖劑、發(fā)泡劑、增效劑等)進(jìn)入土壤后都會(huì)對(duì)土壤生物及土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響,從而間接影響有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化;這些組成成分同樣會(huì)影響到有機(jī)污染物的揮發(fā)性和移動(dòng)性,進(jìn)而影響到有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化和光降解。 有機(jī)污染物之間的相互作用有機(jī)污染物之間的相互作用會(huì)產(chǎn)生以下三種影響:增加降解速率、增加持久性、農(nóng)藥間或其殘留物間結(jié)合形成混和物。 農(nóng)業(yè)措施栽培技術(shù)及農(nóng)作物本身都可影響到有機(jī)污染物在土壤中的持久性。4、土壤中有機(jī)污染物的光化學(xué)降解途徑及其影響因素。途徑:v 光氧化是農(nóng)藥光解的最重要、最常見的途徑之一。如對(duì)硫磷的光氧化。 v 光異構(gòu)化:如辛硫磷的異構(gòu)化v 當(dāng)農(nóng)藥芳香環(huán)上帶有烷基時(shí),該烷基會(huì)逐漸發(fā)生光氧化反應(yīng),如可氧化成羥基、羰基,或進(jìn)一步氧化為羧基。如氟樂靈:光解脫烷基,而后異構(gòu)化。v 有機(jī)氯農(nóng)藥在紫外光作用下的降解過程,主要有兩種類型,一類是脫氯過程,另一類是分子內(nèi)重排,形成與原化合物相似的同分異構(gòu)體。 v 土壤表面許多有酯鍵或醚鍵的農(nóng)藥在有紫外光和有水或水汽存在時(shí)可發(fā)生光水解反應(yīng)。 影響因素:v 光化學(xué)降解的強(qiáng)度決定于光作用的持續(xù)時(shí)間、光波長(zhǎng)度、化學(xué)物質(zhì)狀態(tài)、攜帶物體或溶劑對(duì)光的敏感性、溶液pH和水的有無。v 不同類別的農(nóng)藥其光解速率按下列次序遞減:有機(jī)磷類氨基甲酸酯類均三氮苯類有機(jī)氯類。v 同一農(nóng)藥在不同土壤表面的光解速率基本相同,但不同農(nóng)藥在同一種土壤表面的光解速率則相差很大。 v 土壤因素包括土壤質(zhì)地、土壤水分、共存物質(zhì)、土層厚度和礦物組分等5個(gè)因素。v 土壤質(zhì)地可影響農(nóng)藥的光解,這可能因?yàn)橥寥缊F(tuán)粒、微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)影響光子在土壤中的穿透能力和農(nóng)藥分子在土壤中的擴(kuò)散移動(dòng)性。v 潮濕的表面土壤在光照條件下容易形成大量的自由基如過氧基、羥基、過氧化物和單重態(tài)氧,可加速農(nóng)藥的光解。另外,水分增加能增強(qiáng)農(nóng)藥在土壤中的移動(dòng)性,有利于農(nóng)藥的光解。v 土壤中物質(zhì)的猝滅和敏化作用也是影響土壤中有機(jī)污染物光解的重要因素。 v 土壤中農(nóng)藥的光解通常局限在土表1mm范圍內(nèi)。v 土壤黏粒礦物具有相對(duì)高的表面積和電荷密度,能催化光降解作用。第七章1、土壤環(huán)境中放射性核素的來源與種類。1)、天然放射性污染 一類是在地球開始形成時(shí)就出現(xiàn)的放射性核素,即所謂的陸生放射性核素(Terrestrial radionuclides);另一類是通過外層空間宇宙線的作用而不斷形成的放射性核素,即所謂的宇生放射性核素(Cosmogenic radionuclides)。v 在陸生放射性核素中與人類關(guān)系最為密切的是40K和87Rb,這兩個(gè)放射性核素在自然界的豐度比較穩(wěn)定。放射性核素40K同時(shí)為和發(fā)射體,而87Rb為發(fā)射體。2)、人工放射性核素污染v 主要來源于生產(chǎn)、使用放射性物質(zhì)的單位所排放的放射性廢物以及核爆炸等產(chǎn)生的放射性塵埃,重原子的核裂變是人工放射性核素的主要來源。v 人工放射性核素進(jìn)入環(huán)境的途徑:核爆炸和其他軍用核設(shè)備;核反應(yīng)堆運(yùn)轉(zhuǎn)過程中通過大氣、水體和核廢料等排入環(huán)境和核事故(如1986年前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站);核燃料的加工過程和核廢料的處置;民用核設(shè)施(醫(yī)用和農(nóng)用等)。 3)、技術(shù)激活型放射性污染v 技術(shù)激活型放射性核素(technically enhanced naturally occurring radio nuclides,TENOR)污染是指由于人類采礦和燃煤等工業(yè)活動(dòng)導(dǎo)致環(huán)境中天然放射性核素的增加。v 鈾礦開采:v 土壤中施用粉煤灰:煤礦會(huì)排放放射性物質(zhì)氡。煤中天然放射性核素的平均比活度40K為50 Bq/kg,238U為20 Bq/kg, 232Th為200 Bq/kg,而中國煤中這3種核素的平均比活度分別為104 Bq/kg、36 Bq/kg和30 Bq/kg。v 磷肥的施用:磷酸鹽礦物中含有放射性核素232T、40K、238U和 226Ra等,磷肥中 238U和 226Ra的比活度分別為4 000 Bq/kg和l 000 Bq/kgP2O5,全球每年消耗的磷肥量相當(dāng)于3 000104tP2O5,成為環(huán)境中可遷移的226Ra最重要的來源之一 。2、基本概念:土壤放射性污染、放射性活度、放射性粒子的能量、放射性的吸收劑量土壤放射性污染:指人類活動(dòng)排放出的放射性污染物,使土壤放射性水平高于天然本底值或超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),它和其他污染物一樣給人類生存帶來了嚴(yán)重威脅。 放射性活度:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)放射出的粒子數(shù)(或單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的核衰變數(shù)目) 。以貝克勒爾(Bq)表示,代表每秒鐘有1個(gè)原子衰變。 放射性粒子的能量:用電子伏(eV)來衡量,1 eV是使1個(gè)電子通過1V電位的加速電場(chǎng)時(shí)所得到的能量,由于放射性粒子的能量大,往往用百萬電子伏(MeV)來做能量的計(jì)量單位。放射性的吸收劑量:指電離輻射授予某物質(zhì)單位質(zhì)量的平均能量,原先用拉德(rad)表示,1radll0-2J/kg,或1l02erg/g;現(xiàn)在用戈瑞(Gy)表示,lGyJ/kg。吸收劑量亦用有效劑量表示,單位為Sv第八章1、土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的概念l 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)是指在研究土壤環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律的基礎(chǔ)上,按一定的原則、標(biāo)準(zhǔn)和方法,對(duì)土壤污染程度進(jìn)行評(píng)定,或是對(duì)土壤對(duì)人類健康適宜程度進(jìn)行評(píng)定。l 或者說,土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)是對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的高低和優(yōu)劣作出定性或定量的評(píng)判。2、土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的方法。 在全面掌握土壤及其環(huán)境特征、主要污染物、土壤背景值或本底值等基礎(chǔ)資料之后,選擇適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)因子和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),建立評(píng)價(jià)方法模式和指數(shù)系統(tǒng),進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析,據(jù)此評(píng)定土壤環(huán)境質(zhì)量級(jí)別。 (一)單因子評(píng)價(jià)1)分指數(shù)法逐一計(jì)算土壤中各主要污染物的污染分指數(shù),以確定污染程度。2)以土壤-作物系統(tǒng)污染物累積相關(guān)含量計(jì)算土壤污染指數(shù)法(分級(jí)污染指數(shù))(二)多因子評(píng)價(jià)1)、疊加型污染綜合指數(shù)2)、內(nèi)梅羅(N. L. Nemerow)綜合污染指數(shù)3)、加權(quán)綜合污染指數(shù) 3、土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查的內(nèi)容。(一)資料調(diào)查1)、自然環(huán)境特征:如氣象、地貌、水文和植被等資料;2)、土壤及其特征包括: 成土母質(zhì)(成土母巖和成土母質(zhì)類型)、 土壤類型(土類名稱、面積及分布規(guī)律,作出類型分布圖)、 土壤組成和特征(土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、pH和Eh值等);3)、評(píng)價(jià)區(qū)土地利用及規(guī)劃設(shè)想;4)、水土侵蝕類型、分布面積和侵蝕模型等;5)、土壤環(huán)境背景值;6)、當(dāng)?shù)刂参锓N類、分布和生產(chǎn)情況;7)、評(píng)價(jià)區(qū)土壤污染源、主要污染物及污染途徑的調(diào)查。(二)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè) 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)包括布點(diǎn)、采樣、確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目等。 布點(diǎn)、采樣方法見土壤背景值研究。 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定主要考慮土壤主要污染物和由成土因素決定的異常因素。具體監(jiān)測(cè)方法參照環(huán)境監(jiān)測(cè)。4、土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的參數(shù) 有機(jī)毒物: 重金屬及其他無機(jī)毒物鎘、汞、鉻、鉛、砷、氰等; 土壤中pH、全氮量、硝態(tài)氮量及全磷量等; 有害微生物:如腸細(xì)菌、腸寄生蟲卵、破傷風(fēng)菌、結(jié)核菌等; 放射性元素:如317Cs、90Sr。5、土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)國家頒布的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以區(qū)域土壤環(huán)境背景值作為標(biāo)準(zhǔn)以土壤本底值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以區(qū)域性土壤自然含量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以土壤對(duì)照點(diǎn)含量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以土壤和作物中污染物質(zhì)的相關(guān)含量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)第九章1、基本概念:土壤修復(fù)、物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、微生物修復(fù)、植物修復(fù)、原位修復(fù)、異位修復(fù)土壤修復(fù): 通過技術(shù)手段促使受污染的土壤恢復(fù)其基本功能和重建生產(chǎn)力的過程。物理修復(fù):指以物理手段為主體的移除、覆蓋、稀釋、熱揮發(fā)等污染治理技術(shù)。化學(xué)修復(fù):指利用外來的、或土壤自身物質(zhì)之間的、或環(huán)境條件變化引起的化學(xué)反應(yīng)來進(jìn)行污染治理的技術(shù)。微生物修復(fù):就是利用微生物的作用將土壤中有害的有機(jī)污染物降解為無害的無機(jī)物(CO2和H2O)或者通過生物吸附和生物氧化、還原作用改變有毒元素的存在形態(tài),降低其在環(huán)境中的毒性和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的過程。通常簡(jiǎn)稱為生物修復(fù)。 植物修復(fù):是利用某些可以忍耐和超富集有毒元素的植物及其共存微生物體系清除污染物的一種環(huán)境污染治理技術(shù)。原位修復(fù):較土壤挖出后再進(jìn)行修復(fù)更為經(jīng)濟(jì)有效,對(duì)污染物就地處置,使之得以降解和減毒,不需要建設(shè)昂貴的地面環(huán)境工程基礎(chǔ)設(shè)施和遠(yuǎn)程運(yùn)輸,操作維護(hù)起來比較簡(jiǎn)單,還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以對(duì)深層次污染的土壤進(jìn)行修復(fù)。異位修復(fù):處理土壤的位置已發(fā)生改變,對(duì)污染物異地處置,使之得以降解和減毒。與原位修復(fù)技術(shù)相比,異位修復(fù)技術(shù)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較低,系統(tǒng)處理的預(yù)測(cè)性高于原位修復(fù)。 2、污染土壤的物理修復(fù)的主要類型。隔離法v 隔離法就是用各種防滲材料,如水泥、粘土、石板、塑料板等,把污染土壤就地與未污染土壤或水體分開,以減少或阻止污染物擴(kuò)散到其他土壤或水體的方法。v 該法應(yīng)用于污染嚴(yán)重、污染物易于擴(kuò)散、污染物且可在一段時(shí)間后分解的情況下,如較大規(guī)模事故性農(nóng)藥污染的土壤。翻土和客土 v 翻土就是深翻土壤,使聚積在表層的污染物分散到更深的層次,達(dá)到稀釋的目的。v 翻土法適用于土層較深厚的土壤,且要配合增加施肥量,以彌補(bǔ)根層養(yǎng)分的減少。 真空/蒸氣抽提(soil vapour extraction)原位土壤蒸氣浸提技術(shù) 異位土壤蒸氣浸提技術(shù) 熱處理技術(shù)(thermal treatment)高溫原位加熱修復(fù)技術(shù)低溫原位加熱修復(fù)技術(shù) 原位電磁波加熱修復(fù)技術(shù)異位熱處理法固化/穩(wěn)定化(solidification/stabilization玻璃化修復(fù)技術(shù) 物理分離修復(fù)技術(shù)電動(dòng)修復(fù)3、污染土壤的化學(xué)修復(fù)的主要類型。土壤性能改良技術(shù)土壤淋洗/萃取技術(shù)溶劑浸提技術(shù)原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)4、有機(jī)污染土壤的微生物修復(fù)的原理。微生物修復(fù)有機(jī)物污染土壤的條件: 土壤中存在能夠降解或轉(zhuǎn)化污染物的微生物; 絕大部分有機(jī)物具有可生物降解性。用于生物修復(fù)的微生物菌中有以下三類: 土著微生物、外來微生物和基因工程菌。5、微生物修復(fù)的主要類型及其原理l 自然生物修復(fù)(intrinsic bioremediation)是不進(jìn)行任何工程輔助措施或不調(diào)控生態(tài)系統(tǒng),完全依靠自然的生物修復(fù)過程,即靠土著微生物發(fā)揮作用。l 在生物降解速率很低或不能發(fā)生時(shí),可采用人工生物修復(fù),通過補(bǔ)充營養(yǎng)鹽、電子受體,改善其他限制因子或微生物菌體,促進(jìn)生物降解。l 原位生物修復(fù)(in situ bioremediation)在污染的原地點(diǎn)進(jìn)行,采用一定的工程措施,但沒有人為移動(dòng)污染物,不挖出土壤或抽取地下水,采用利用生物通氣、生物沖淋等方式進(jìn)行。l 異位生物修復(fù)(ex situ bioremediation)是移動(dòng)污染物到鄰近地點(diǎn)或反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,采用工程措施,挖掘土壤或抽取地下水進(jìn)行。l 反應(yīng)器型生物修復(fù)在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,使細(xì)菌和污染物充分接觸,并確保充足的氧氣和營養(yǎng)物供應(yīng)。 l 有機(jī)物污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)基于微生物能利用污染物作為碳源和能源,從而達(dá)到對(duì)污染物的分解和礦化的原理;l 基于遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的方法改善微生物的降解能力;l 基于實(shí)驗(yàn)科學(xué)手段,創(chuàng)造微生物生長(zhǎng)的良好環(huán)境條件,使生物修復(fù)技術(shù)有能力通過這一系列過程有效地消除污染,凈化環(huán)境,將已被破壞了的生態(tài)平衡重新加以恢復(fù)。l 重金屬污染的微生物修復(fù)包含兩方面的技術(shù),即生物吸附和生物氧化還原。l 生物吸附是重金屬被活的或死的生物體所吸附的過程;l 微生物對(duì)重金屬的生物積累機(jī)理主要表現(xiàn)在胞外絡(luò)合作用、胞外沉淀作用以及胞內(nèi)積累3種形式。微生物可通過帶電荷的細(xì)胞表面吸附重金屬離子,或通過攝取必要的營養(yǎng)元素主動(dòng)吸收重金屬離子,將重金屬離子富集在細(xì)胞表面或內(nèi)部。6、微生物修復(fù)的優(yōu)、缺點(diǎn)微生物修復(fù)的優(yōu)點(diǎn):微生物降解較為完全,可將一些有機(jī)污染物分解為CO2和水,可以永久性地消除污染物,無二次污染;處理形式多樣,操作相對(duì)簡(jiǎn)單,還可與其他處理技術(shù)結(jié)合使用,處理復(fù)合污染。微生物修復(fù)經(jīng)常以原位方式進(jìn)行,這樣可使對(duì)污染位點(diǎn)的干擾或破壞達(dá)到最小,可在難以處理的地方(如建筑物下、公路下)進(jìn)行,在生物修復(fù)時(shí)場(chǎng)地可以照常用于生產(chǎn);同時(shí)減少了運(yùn)輸費(fèi)用和人類直接接觸污染物的機(jī)會(huì);與物理、化學(xué)方法相比,費(fèi)用較低,約為熱處理費(fèi)用的1/31/5??商幚矶喾N不同的有機(jī)污染物和某些重金屬,無論污染面積的大小均可施用,并可同時(shí)處理受污染的土壤和地下水。缺點(diǎn):專一性較強(qiáng),特定的微生物只降解某種或某些特定類型的化學(xué)物質(zhì),污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)稍有變化,同一種微生物的酶就可能不起作用。當(dāng)污染物溶解性較低或者與土壤腐殖質(zhì)、粘粒礦物結(jié)合較緊時(shí),微生物難以發(fā)揮作用。 有一定的濃度限制,當(dāng)污染物的濃度太低且不足以維持降解微生物的群落時(shí),微生物修復(fù)不能很好發(fā)揮作用。有些化學(xué)品經(jīng)微生物降解后其產(chǎn)物的毒性和移動(dòng)性比母體化合物反而增加,因此項(xiàng)目執(zhí)行時(shí),監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括化學(xué)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和微生物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。微生物修復(fù)受各種環(huán)境因素的影響較大。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不是所有的污染物都可使用,有些污染物不能使用對(duì)位點(diǎn)的破壞達(dá)到最小有些化學(xué)品的降解產(chǎn)物毒性和遷移性增強(qiáng)減少運(yùn)輸費(fèi)用,消除運(yùn)輸隱患有一定的濃度限制永久性地消除污染地點(diǎn)特異性強(qiáng)費(fèi)用低需增加微生物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可和其他處理技術(shù)結(jié)合使用工程前期投入高7、植物修復(fù)的的主要類型及其原理(1) 植物萃取技術(shù)(phytoextraction) 利用重金屬超富集植物(hyperaccumulator)從土壤中吸收重金屬,并將其轉(zhuǎn)運(yùn)到可收割的部位;然后收割植物富集部位,并經(jīng)過熱處理、微生物、物理或化學(xué)的處理,減少植物的體積或重量,以達(dá)到降低加工、填埋和人工操作費(fèi)用的目的。(2)植物鈍化技術(shù)(phytostabilization) 利用特殊植物將污染物鈍化/固定,降低其生物有效性及遷移性,使其不能為生物所利用,達(dá)到鈍化/穩(wěn)定、隔斷、阻止其進(jìn)入水體和食物鏈的目的,以減少其對(duì)生物和環(huán)境的危害。(3)植物揮發(fā)(phytovolatization) 植物可以從土壤中吸收污染物并將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中。(4)植物降解(phytodegradation) 利用植物及其根際微生物區(qū)系將有機(jī)污染物降解,轉(zhuǎn)化為無機(jī)物(CO2、H2O)或無毒物質(zhì),以減少其對(duì)生物與環(huán)境的危害(5)植物轉(zhuǎn)化(phytotransformation) 在植物的根部或其他部位通過新陳代謝作用將污染物轉(zhuǎn)化為毒性較小的形態(tài)。(6)植物刺激(phytostimulation) 植物的根系分泌物如氨基酸、糖、酶等物質(zhì)能促進(jìn)根際土壤微生物的活性和生化反應(yīng),有利于污染物的釋放和降解。8、植物修復(fù)的優(yōu)缺點(diǎn)植物修復(fù)的優(yōu)點(diǎn): 植物修復(fù)最顯著的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜,可作為物理化學(xué)修復(fù)系統(tǒng)的替代方法。 對(duì)環(huán)境擾動(dòng)少,植物修復(fù)是原位修復(fù),不需要挖掘、運(yùn)輸和巨大的處理場(chǎng)所;不破壞土壤生態(tài)環(huán)境,能使土壤保持良好的結(jié)構(gòu)和肥力狀態(tài),無需進(jìn)行二次處理,即可種植其他植物。 植物修復(fù)技術(shù)可增加地表的植被覆蓋,控制風(fēng)蝕、水蝕,減少水土流失,有利于生態(tài)環(huán)境的改善和野生生物的繁衍生境。 對(duì)植物集中處理可減少二次污染,對(duì)一些重金屬含量較高的植物還可通過植物冶煉技術(shù)回收利用植物吸收的重金屬,尤其是貴重金屬。 植物修復(fù)不會(huì)破壞景觀生態(tài),能綠化環(huán)境,容易為大眾所接受。植物修復(fù)的缺點(diǎn): 一種植物通常只忍耐或吸收一種或兩種重金屬元素,對(duì)土壤中其他濃度較高的重金屬則往往沒有明顯的修復(fù)效果,甚至表現(xiàn)出某些中毒癥狀,從而限制了植物修復(fù)技術(shù)在重金屬復(fù)合污染土壤治理中的應(yīng)用。 植物修復(fù)過程通常比物理、化學(xué)過程緩慢,比常規(guī)治理(挖掘、異位處理)需要更長(zhǎng)的時(shí)間,尤其是與土壤結(jié)合緊密的疏水性污染物。 植物修復(fù)受到土壤類型、溫度、濕度、營養(yǎng)等條件的限制,對(duì)土壤肥力、氣候、水分、鹽度、酸堿度、排水與灌溉系統(tǒng)等自然條件和人工條件有一定的要求。植物受病蟲害侵染時(shí)會(huì)影響其修復(fù)能力。 9、超積累植物的含義及其特點(diǎn)超積累植物:指能超量吸收重金屬并將其運(yùn)移到地上部的特殊植物,植物葉片或地上部(干重)中含鎘達(dá)到100mg/kg,含砷、鈷、銅、鎳、鉛達(dá)到1000mg/kg,含錳、鋅達(dá)到10000mg/kg以上。 特點(diǎn):地上部重金屬含量高于土壤重金屬含量(即富集系數(shù)BF1)、地上部重金屬含量高于根部重金屬含量(即轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)TF1)的特征,也就是說它們對(duì)土壤中重金屬具有較強(qiáng)的吸收和向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)的能力。 即使在污染物濃度較低時(shí)也有較高的積累速率; 能在體內(nèi)積累高濃度的污染物; 能同時(shí)積累幾種金屬; 生長(zhǎng)快,生物量大; 具有抗蟲抗病能力。 10、控制和消除土壤污染源的措施。v 促進(jìn)土壤污染防治各種法規(guī)、準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)的制定與修改;v 建立土壤環(huán)境污染、土壤質(zhì)量變化監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng),制定土壤污染預(yù)防規(guī)劃,識(shí)別、確定污染控制的具體區(qū)域;v 嚴(yán)格控制工業(yè)和城市“三廢”的排放和農(nóng)業(yè)利用;v 控制農(nóng)藥的使用、合理施用化肥、農(nóng)用薄膜的清除和自溶農(nóng)

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