ZWB環(huán)境修復(fù)技術(shù)原理與應(yīng)用思考題資料_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、什么是環(huán)境?如何理解“環(huán)境修復(fù)”中的“環(huán)境”?1)環(huán)境科學(xué)中的“環(huán)境”主要指以人類為主體的環(huán)境,包含的是人類周圍的所有生物的、非生物的因素。2)“環(huán)境修復(fù)”中的“環(huán)境”指的是被污染的環(huán)境,即任何物質(zhì)過(guò)度聚集而產(chǎn)生的質(zhì)量下降、功能衰退了的環(huán)境。該環(huán)境在人為或自然干擾下形成的偏離了自然狀態(tài),環(huán)境要素成分不完整或比例失調(diào),物質(zhì)循環(huán)難以進(jìn)行,能量流動(dòng)不暢,系統(tǒng)功能顯著降低。什么是環(huán)境修復(fù)?環(huán)境修復(fù) ,就是借助外界的作用力,使環(huán)境的某個(gè)受損的特定對(duì)象的部分或全部恢復(fù)成為原來(lái)初始的狀態(tài)。3. 如何理解“污染環(huán)境”與“健康環(huán)境”、“環(huán)境修復(fù)”與“環(huán)境凈化”、“環(huán)境修復(fù)”與“三廢治理”的區(qū)別與聯(lián)系?1)環(huán)境污

2、染實(shí)質(zhì)上是任何物質(zhì)或者能量因子的過(guò)分集中,超過(guò)了環(huán)境的承載能力,從而對(duì)環(huán)境表現(xiàn)出有害的現(xiàn)象。故污染環(huán)境可定義為任何物質(zhì)過(guò)度聚集而產(chǎn)生的質(zhì)量下降、功能衰退了的環(huán)境。與污染環(huán)境相對(duì)的就是健康環(huán)境。最健康的環(huán)境就是有原始背景值的環(huán)境。2)環(huán)境凈化強(qiáng)調(diào)的是環(huán)境中的內(nèi)源因子對(duì)污染物質(zhì)或能量的清除過(guò)程,是一種自然的,被動(dòng)的過(guò)程。而環(huán)境修復(fù)是人類有意識(shí)的外源活動(dòng)對(duì)污染物質(zhì)能量的清除過(guò)程,是人為的、主動(dòng)的過(guò)程。兩者共同點(diǎn)為目的都是使進(jìn)入環(huán)境中的污染因子的總量減少或強(qiáng)度降低或毒性下降。3)傳統(tǒng)的 “三廢 ”(廢氣、廢水、廢渣)治理是環(huán)境工程的核心內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)的是點(diǎn)源治理,側(cè)重于將污染物通過(guò)轉(zhuǎn)化或再利用的方法進(jìn)行削

3、減,需要建造成套的處理設(shè)施。環(huán)境修復(fù):是最近幾十年才發(fā)展起來(lái)的環(huán)境工程技術(shù),它強(qiáng)調(diào)的是面源治理,即對(duì)人類活動(dòng)的環(huán)境進(jìn)行治理。它不可能建造把整個(gè)修復(fù)對(duì)象包容進(jìn)去的處理系統(tǒng)。兩者都是控制環(huán)境污染,只不過(guò)“三廢”處理屬于環(huán)境污染的產(chǎn)中控制,環(huán)境修復(fù)屬于產(chǎn)后控制,而我們通常所說(shuō)的污染預(yù)防則應(yīng)該屬于產(chǎn)前控制,它們?nèi)吖餐瑯?gòu)成污染控制的全過(guò)程體系,是可持續(xù)發(fā)展在環(huán)境中的重要體現(xiàn)。環(huán)境修復(fù)按照修復(fù)對(duì)象和修復(fù)方法分有哪幾種類型?1)按照修復(fù)對(duì)象,環(huán)境修復(fù)可分為土壤環(huán)境修復(fù)、水體環(huán)境修復(fù)、大氣環(huán)境修復(fù)、固體廢物環(huán)境修復(fù)等類型。2)按照修復(fù)方法,環(huán)境修復(fù)可分為物理方法、化學(xué)方法、生物方法。什么是物理修復(fù)?其修復(fù)原

4、理是什么?1)物理修復(fù)是最傳統(tǒng)的修復(fù)方法,是指用物理的方法進(jìn)行污染土壤的修復(fù)。2) 原理:污染環(huán)境的物理修復(fù)過(guò)程主要利用污染物與環(huán)境之間各種物理特性的差異,達(dá)到將污染物從環(huán)境中去除、分離的目的。一般指的是污染土壤(包括固體廢物)的物理修復(fù)。根據(jù)處理對(duì)象的位置是否改變,物理修復(fù)可分為哪些類型?各有什么特點(diǎn)?1)根據(jù)處理對(duì)象的位置是否改變,物理修復(fù)可分為原位物理修復(fù)和異位物理修復(fù)。2)原位物理修復(fù)是對(duì)污染物就地處置,使之得以降解和解毒。該修復(fù)技術(shù)更經(jīng)濟(jì)有效,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)比較簡(jiǎn)單;可以對(duì)深層次污染的土壤進(jìn)行修復(fù)。異位物理修復(fù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較低;系統(tǒng)處理的預(yù)測(cè)性高

5、于原位物理修復(fù)。7. 物理修復(fù)主要有哪些技術(shù)類型?其修復(fù)原理與適用范圍是什么?(這題我理解問(wèn)的應(yīng)該是物理分離修復(fù)技術(shù),否則與前后的題目都有重復(fù),求解)1)物理分離修復(fù)主要技術(shù)類型包括:粒徑分離(篩選) 、沉淀或離心分離、磁分離、浮選分離。 ( 2)原理:粒徑分離(篩選)依據(jù)粒徑大小,采用過(guò)濾或微過(guò)濾的方法進(jìn)行分離;沉淀或離心分離依據(jù)分布、密度大??;磁分離依據(jù)磁性有無(wú)或大??;浮選分離依據(jù)表面特性。3)適用范圍:主要用在污染環(huán)境中無(wú)機(jī)污染物的修復(fù)處理上,從土壤、沉積物、廢渣中富集重金屬,清潔土壤、恢復(fù)土壤正常功能。8. 土壤蒸汽浸提技術(shù)有哪些種類?其修復(fù)原理與適用范圍是什么?有什么特點(diǎn)?有哪些影響

6、因素?(重點(diǎn)關(guān)注“原位土壤蒸汽浸提技術(shù)”、“異位土壤蒸汽浸提技術(shù)”、“生物通風(fēng)技術(shù)” )( 1)土壤蒸汽浸提技術(shù)的種類:原位土壤蒸汽浸提技術(shù)、異位土壤蒸汽浸提技術(shù)、多相浸提技術(shù) (兩相浸提技術(shù)、兩重浸提技術(shù))、生物通風(fēng)技術(shù)。2)土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)的基本原理:在污染土壤內(nèi)引入清潔空氣產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力,利用土壤固相、液相和氣相之間的濃度梯度,在氣壓降低的情況下,將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的污染物排出土壤外的過(guò)程。適用范圍:該技術(shù)適用于高揮發(fā)性化學(xué)污染土壤的修復(fù),如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤。特點(diǎn):有效性,可迅速、有效地去除包氣帶中揮發(fā)性有機(jī)污染物;經(jīng)濟(jì)性,處理系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單,不需特制設(shè)備;操作靈活性,可結(jié)合治理

7、地下水抽排井安裝,可與其他技術(shù)結(jié)合使用;后續(xù)處理簡(jiǎn)單,在出口處安裝氣體凈化裝置可避免二次污染;對(duì)環(huán)境的影響小,不影響區(qū)域內(nèi)建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。3)原位土壤蒸氣浸提技術(shù):利用真空通過(guò)布置在不飽和土壤層中的提取井向土壤中導(dǎo)入氣流,氣流經(jīng)過(guò)土壤時(shí),揮發(fā)性和半揮發(fā)性的有機(jī)物揮發(fā),隨空氣進(jìn)入真空井,氣流經(jīng)過(guò)后,土壤得到了修復(fù)。主要用于揮發(fā)性有機(jī)鹵代物或非鹵代物的修復(fù),有時(shí)也應(yīng)用于去除土壤中的油類、重金屬及其有機(jī)物、多環(huán)芳烴或二惡英等污染物。影響因素主要包括污染物的存在形態(tài)、水溶解度、蒸氣壓及土壤的溫度、濕度、組成、空氣傳導(dǎo)率、地下水位等。( 4)異位土壤蒸汽浸提技術(shù):利用真空通過(guò)布置在堆積著的污染土壤中開(kāi)

8、有狹縫的管道網(wǎng)絡(luò)向土壤中引入氣流, 促使揮發(fā)性和半揮發(fā)性的污染物揮發(fā)進(jìn)入土壤中的清潔空氣流,進(jìn)而被提取脫離土壤。同時(shí),這項(xiàng)技術(shù)還包括尾氣處理系統(tǒng)。主要用于處理?yè)]發(fā)性有機(jī)鹵代物和非鹵代污染物污染土壤的修復(fù)。影響該技術(shù)發(fā)揮有效性的主要因素:挖掘和物料處理過(guò)程中容易出現(xiàn)氣體泄漏;運(yùn)輸過(guò)程中有可能導(dǎo)致?lián)]發(fā)性物質(zhì)釋放;占地空間要求較大;處理之前直徑大于60mm 的塊狀碎石需提前去除;黏質(zhì)土壤影響修復(fù)效率;腐殖質(zhì)含量過(guò)高會(huì)抑制揮發(fā)過(guò)程。( 5)多相浸提技術(shù):土壤蒸汽浸提技術(shù)進(jìn)行革新基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是蒸汽浸提技術(shù)的強(qiáng)化,可以同時(shí)對(duì)地下水和土壤蒸汽進(jìn)行提取。主要用于處理中、低滲透性地層中的VOCs 及其他污

9、染物。兩相或多相浸提技術(shù)修復(fù)土壤的時(shí)間由6 個(gè)月至幾年不等,主要決定于以下因素:修復(fù)目標(biāo)要求;原位處理量;污染物濃度及分布;現(xiàn)場(chǎng)特性如滲透性、各項(xiàng)異質(zhì)性;地下水抽取影響半徑;地下水抽取速率。6)生物通風(fēng)技術(shù):即 BV 法,結(jié)合了土壤通風(fēng)的物理過(guò)程和增強(qiáng)的生物降解過(guò)程。生物通風(fēng)應(yīng)用范圍較寬,不僅能成功用于輕組分有機(jī)物,如汽油和柴油,還能用于重組分有機(jī)物,如燃料油等,另外也可用于其它的揮發(fā)或半揮發(fā)組分。其影響因素包括添加營(yíng)養(yǎng)物、氧源、土壤濕度、溫度、加入優(yōu)勢(shì)菌、電子受體等。什么是固化 / 穩(wěn)定化土壤修復(fù)技術(shù)?其修復(fù)原理是什么?固化與穩(wěn)定化有何區(qū)別?1)固化 / 穩(wěn)定化土壤修復(fù)技術(shù)是指防止或者降低污

10、染土壤釋放有害化學(xué)物質(zhì)過(guò)程的一組修復(fù)技術(shù),通常用于重金屬和放射性物質(zhì)污染土壤的無(wú)害化處理,可以是原位也可以是異位。( 2)原理: 固化 / 穩(wěn)定化技術(shù)一般常采用的方法為 :先利用吸附質(zhì)如黏土、活性炭和樹(shù)脂等吸附污染物,澆上瀝青,然后添加某種凝固劑或黏合劑,使混合物成為一種凝膠,最后固化為硬塊。3)區(qū)別:固化是指將污染物包被起來(lái),使之呈顆粒狀或大塊狀存在,進(jìn)而使污染物處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定化是指將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力或毒性變小的狀態(tài)和形式,即通過(guò)降低污染物的生物有效性, 實(shí)現(xiàn)其無(wú)害化或者降低其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)危害性的風(fēng)險(xiǎn)如磷酸鹽、硫化物、 碳酸鹽作為反應(yīng)劑。10.什么是原位 / 異位玻璃化技

11、術(shù)?其修復(fù)適用范圍是什么?有何特點(diǎn)?( 1)原位玻璃化技術(shù)是指通過(guò)向污染土壤插入電極,對(duì)污染土壤固相組分給予16002000 度的高溫處理,使有機(jī)污染物和一部分無(wú)機(jī)化合物如硝酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽等得以揮發(fā)或熱解從而從土壤中去除的過(guò)程。其中,有機(jī)污染物熱解產(chǎn)生的水分和熱解產(chǎn)物由氣體收集系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。熔化的污染土壤冷卻后形成化學(xué)惰性的、非擴(kuò)散的整塊堅(jiān)硬玻璃體,有害無(wú)機(jī)離子得到固定。異位玻璃化技術(shù)指使用等離子體、電流或其他熱源在16002000 度的高溫熔化土壤及其中的污染物,使有機(jī)污染物在高溫下被熱解或蒸發(fā)去除,有害無(wú)機(jī)離子則得以固定化,產(chǎn)生的水分和熱解產(chǎn)物由氣體收集系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。熔化

12、的污染土壤冷卻后形成化學(xué)惰性的、非擴(kuò)散的整塊堅(jiān)硬玻璃體,有害無(wú)機(jī)離子得到固定。( 2)適用范圍:該技術(shù)通??稍?-24 個(gè)月完成,適用于含水量較低、污染物深度不超過(guò)6m 的土壤 ,處理對(duì)象包括放射性物質(zhì)、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等多種干濕污染物,但不適于處理可燃有機(jī)物含量超過(guò)5%-10%的土壤。3)特點(diǎn):該技術(shù)所需的處理費(fèi)用較高 ,且土壤高含水量會(huì)增加處理成本,但見(jiàn)效快、能從根本上消除污染。什么是熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)?其修復(fù)適用范圍是什么?1)熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)是指利用熱傳導(dǎo)(如熱井和熱墻)或輻射(如無(wú)線電波加熱)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染土壤的修復(fù)。( 2)適用范圍:通常熱力強(qiáng)化蒸汽抽提系統(tǒng)可在 3-6 個(gè)月完成修復(fù)。主要用于

13、處理鹵代有機(jī)物、非鹵代的半揮發(fā)性有機(jī)物、多氯聯(lián)苯 ( PCBs)以及高濃度的疏水性液體 (DNAPL)等污染物。什么是電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)?其修復(fù)適用范圍是什么?1)電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)是指把電極插入受污染的土壤并通入直流電,發(fā)生土壤孔隙水和帶電離子的遷移。土壤中的污染物質(zhì)在外加電揚(yáng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)并在電極附近累積,抽出處理從而被除去的修復(fù)技術(shù)。( 2)A 去除重金屬污染。電動(dòng)力學(xué)技術(shù)可以有效地去除地下水和土壤中的重金屬離子。B 去除有機(jī)污染物。可運(yùn)用電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)以抽取地下水和土壤中的有機(jī)污染物,或者用清潔的流體置換受污染的地下水和洗刷受有機(jī)物污染的土壤。C 電動(dòng)力學(xué)技術(shù)與其他技術(shù)聯(lián)用。發(fā)展趨勢(shì)

14、是將電動(dòng)力學(xué)技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合,強(qiáng)化電動(dòng)力學(xué)修復(fù)。例如:電動(dòng)力學(xué)生物修復(fù)技術(shù)、電化學(xué)自然氧化技術(shù)、電化學(xué)離子交換技術(shù)、電動(dòng)力學(xué)吸附技術(shù)什么是化學(xué)修復(fù)?化學(xué)修復(fù)是利用加入到土壤中的化學(xué)修復(fù)劑與污染物發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng),使污染物被降解和毒性被去除或降低的修復(fù)技術(shù)。什么是化學(xué)淋洗修復(fù)的定義與原理?有何優(yōu)缺點(diǎn)?其適用條件是什么?1)化學(xué)淋洗技術(shù)是指借助能促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移作用的溶劑,通過(guò)水力壓頭推動(dòng)清洗液,將其注入到被污染土層中,然后把包含有污染物的液體從土層中抽提出來(lái),進(jìn)行分離和污水處理技術(shù)??煞譃樵换瘜W(xué)淋洗和異位化學(xué)淋洗技術(shù)。2)優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):原位化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)長(zhǎng)效性、易操作性、

15、高滲透性、費(fèi)用合理性(依賴于所用淋洗助劑) 、治理的污染物范圍很廣泛;異位化學(xué)淋洗修復(fù)靈活方便、有利于技術(shù)推廣。缺點(diǎn):由于土壤中重金屬的溶解主要受 pH 值控制 ,被酸化土壤的 pH 值只有達(dá)到一定程度 ,通常 pH 3 或 4 時(shí) ,大部分重金屬才以離子形態(tài)存在 ,但過(guò)高的酸度會(huì)嚴(yán)重地破壞土壤的理化性質(zhì) ,使大量土壤養(yǎng)分淋失 ,并嚴(yán)重破壞土壤微團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)。其自身的性質(zhì)使其無(wú)法再利用。同時(shí)在淋洗過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量廢液 ,增加后處理成本。3)適用條件:化學(xué)淋洗技術(shù)更適合用于污染物集中于大粒級(jí)土壤的情況,砂礫、沙和細(xì)沙以及相似土壤組成中的污染物更容易處理,對(duì)于含有25%30%粘粒的土壤不采用這項(xiàng)技

16、術(shù)。如何選擇化學(xué)淋洗中的淋洗劑?有哪些淋洗劑種類?1)選擇的淋洗液應(yīng)當(dāng)同時(shí)具備以下性能:對(duì)土壤的理化性質(zhì)沒(méi)有強(qiáng)的破壞作用;使用的淋洗劑必須價(jià)錢較經(jīng)濟(jì)具有實(shí)用性;對(duì)土壤中的重金屬有很強(qiáng)的溶解能力;淋洗劑和重金屬的結(jié)合體易于分離,可以循環(huán)利用且不對(duì)環(huán)境造成二次污染 ,能最大限度的減輕淋洗液在修復(fù)過(guò)程中對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。2)淋洗劑種類:清水、無(wú)機(jī)淋洗劑、人工螯合劑、表面活性劑。清水:最簡(jiǎn)單的淋洗劑,避免淋洗液可能帶來(lái)的二次污染。無(wú)機(jī)淋洗劑:酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)化合物相對(duì)其它淋洗劑具有成本較低 ,效果好,作用速度快等優(yōu)點(diǎn)。人工螯合劑:常用的螯合劑大致可分為人工螯合劑和天然螯合劑兩類。表面活性劑

17、:表面活性劑對(duì)重金屬/ 有機(jī)污染物的去除機(jī)制:為膠束-溶解配位機(jī)制?;瘜W(xué)淋洗技術(shù)有哪些關(guān)鍵步驟?化學(xué)淋洗技術(shù)的關(guān)鍵步驟包括:淋洗劑的篩選,土壤因素影響分析,淋洗條件的優(yōu)化(淋洗時(shí)間、水土比、淋洗液組合等) 。17. 化學(xué)淋洗有哪些主要影響因素?(看題目分值考慮是否詳細(xì)說(shuō)明各因素)( 1)土壤性質(zhì):質(zhì)地、SOM、CEC。(質(zhì)地:土壤中粉砂和粘土含量較高時(shí),土壤比表面積較大,對(duì)污染物具有強(qiáng)烈吸附作用,會(huì)大大降低污染物的溶出效率,一般土壤中粉砂和粘土含量超過(guò)20 % 30 %時(shí) ,不再適合化學(xué)淋洗。 SOM:土壤有機(jī)質(zhì)的含量與污染物的吸附量成正比,土壤有機(jī)質(zhì)含量較高時(shí)不利于污染物的去除。 CEC:陽(yáng)

18、離子交換容量大的土壤不適合用化學(xué)淋洗技術(shù)修復(fù))2)污染物的性質(zhì):污染物的種類與含量、存在形態(tài)。 (污染物的種類與含量:石油類污染物從土壤中洗出的難易程度與其性質(zhì)、濃度及老化時(shí)間密切相關(guān);不同的重金屬與土壤礦物質(zhì)的結(jié)合力大小不同,從而影響它們的淋洗。存在形態(tài):如重金屬元素常常以不同的形態(tài)存在于土壤中,各種不同形態(tài)的重金屬具有不同的遷移能力和可解吸性。 )3)淋洗劑的性質(zhì):種類、濃度。 (種類:各種淋洗劑對(duì)重金屬的鰲合作用能力以及重金屬鰲合物的水溶性不同,這些都會(huì)影響到淋洗劑對(duì)重金屬的淋洗效率。濃度:污染物的去除效率通常隨淋洗試劑濃度增大而提高 ,并在達(dá)到某一定值后趨于穩(wěn)定。 不同淋洗劑對(duì)不同土壤

19、中不同的重金屬的萃取有不同的最合適濃度。)4)淋洗條件:淋洗時(shí)間、 pH、淋洗溫度、固液比。 (淋洗時(shí)間:在最佳淋洗時(shí)間以內(nèi),隨著淋洗時(shí)間的加長(zhǎng),淋洗效率一般都有明顯的提高。pH:淋洗液的 pH 值影響到鰲合劑和重金屬的鰲合平衡以及重金屬在土壤顆粒上的吸附狀態(tài),從而對(duì)重金屬的萃出有一定的影響。一般低的pH 值由于具有高的酸度,使得重金屬更容易被解吸下來(lái)。淋洗溫度: 淋洗溫度對(duì)土壤中石油類污染物的去除效率影響很大,升高溫度一般可以大大提高污染物的去除率。固液比:提高液固比一般會(huì)提高污染物的去除率,液固比的選取要合適 ,過(guò)小不利于攪拌,過(guò)大則會(huì)增加設(shè)備的負(fù)荷量,也大大增加淋洗試劑的消耗量和廢液產(chǎn)生

20、量。)什么是化學(xué)固定修復(fù)的定義與原理?有何優(yōu)缺點(diǎn)?1)化學(xué)固定是在土壤中加入化學(xué)試劑或化學(xué)材料,并利用它們與重金屬之間形成不溶性或移動(dòng)性差、毒性小的物質(zhì)而降低其在土壤中的生物有效性,減少其向水體和植物及其它環(huán)境單元的遷移,實(shí)現(xiàn)污染土壤的化學(xué)修復(fù)方法。2)優(yōu)點(diǎn):能原位進(jìn)行固化,從而大大降低修復(fù)成本;對(duì)于由農(nóng)業(yè)活動(dòng)引起的程度較輕的面源污染具有明顯的優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn):固定在土壤中的重金屬在環(huán)境條件發(fā)生改變時(shí),仍然可以從土壤中釋放出來(lái),變成生物有效形態(tài)。固定劑的使用將在一定程度上改變土壤結(jié)構(gòu),同時(shí)對(duì)土壤微生物也可能產(chǎn)生一定影響。進(jìn)一步發(fā)展穩(wěn)定性好、對(duì)土壤結(jié)構(gòu)影響小的固定劑將是十分重要的重金屬離子固定的 3

21、個(gè)普遍性原理是什么?其一,是在高 pH 值條件下產(chǎn)生固定,形成難溶性的復(fù)合物,使金屬離子難以向地下水淋溶;其二,是在固定過(guò)程中金屬離子被整合到粘性復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)中,使其很難被溶解和滲濾;其三,是金屬離子被截留在粘性復(fù)合體低滲透性的基質(zhì)中。適用于重金屬 Pb、 Zn、 Cd 的化學(xué)固定劑主要有哪些?其固定機(jī)理是什么?( 1)Pb:采用多種含有磷酸礦物的固定劑,例如人工復(fù)合的或者天然的磷灰石(Apatites )、羥磷灰石( Hydroxyapatities )、磷巖石、磷酸以及他們的混合物。固定機(jī)理:磷酸鹽改良劑在污染土壤里對(duì)Pb 的固定是通過(guò)離子交換和形成Pb5(PO4)3X, X=F, C

22、l, B或 OH沉淀的方式。這種化合物即使在土壤pH 很低的條件下也處于穩(wěn)定狀態(tài),而且該沉淀是非可利用形式。( 2) Zn:適用的化學(xué)固定劑為堿性物質(zhì),如煤灰和赤泥,含P 改良劑, Mg 、Al、 Si 粘土如坡縷石和綠坡縷石和海泡石,石灰石、磷酸鈣、粉煤灰、鈣鎂磷肥、碳酸鈣、有機(jī)肥等。固定機(jī)理: Zn 在土壤中的形態(tài)受土壤pH 變化影響很大,堿性物質(zhì)可以有效地提高土壤的pH 值,對(duì)Zn 的處理效果很有效。( 3) Cd:適用的化學(xué)固定劑包括堿性固定劑和石灰。如:?jiǎn)蝿┗蚧炫涞牧姿猁}、褐煤、碳酸鈣,硅酸鈉等,吸附能力強(qiáng)的改良劑,同時(shí)添加堆肥泥炭會(huì)活化土壤中的Cd。固定機(jī)理:堿性固定劑固定土壤重金

23、屬主要通過(guò)提高土壤的pH 起作用。 OH-與 CO2 生成 CO32-, CO32-與 Cd2+生成難溶的 CdCO3;而且,在 pH 升高條件下, Cd2+可水解生成 CdOH+, CdOH+在土壤吸附點(diǎn)位上親和力明顯高于 Cd2+,這都使土壤中活性Cd 的數(shù)量降低。石灰的抑制作用主要通過(guò)提高土壤的pH 起作用,使重金屬生成氧化物或以碳酸鹽的形態(tài),另外隨著石灰添加量的增加,土壤表面可變負(fù)電荷增加而增加土壤對(duì) Cd 離子的吸附,土壤對(duì) Cd 的吸附強(qiáng)度增強(qiáng)。什么是 Fenton 試劑? Fenton 氧化法有何優(yōu)缺點(diǎn)?( 1)在雙氧水中加入亞鐵離子形成Fenton 試劑, 使其在酸性條件下發(fā)生

24、反應(yīng)生成H0自由基。H0自由基是一種很強(qiáng)的氧化劑,具有很高的電負(fù)性或親電子性,可通過(guò)脫氫反應(yīng)、不飽和烴加成反應(yīng)、芳香環(huán)加成反應(yīng)及與雜原子氮、磷、硫的反應(yīng)等方式與烷烴、烯烴和芳香烴等有機(jī)污染物進(jìn)行氧化反應(yīng)。( 2)優(yōu)點(diǎn): Fe2+和 H2O2 都沒(méi)有毒,有毒副產(chǎn)物產(chǎn)生的幾率顯著降低,且價(jià)格便宜;反應(yīng)速率很快,產(chǎn)生的 OH 可迅速氧化去除多種有機(jī)污染物,反應(yīng)不會(huì)造成二次污染;H2O2 環(huán)境友好且易于處置,會(huì)緩慢分解為氧氣和水, H2O2 的加入可以提供一部分溶氧,而且鐵的來(lái)源豐富、無(wú)毒、易于去除,減少了體系的處理成本,有較好的經(jīng)濟(jì)效益;催化反應(yīng)中不需要額外的光照;H2O2 可在土壤污染區(qū)中以電化學(xué)

25、方式自動(dòng)產(chǎn)生,增加了經(jīng)濟(jì)可行性和修復(fù)土壤的效率;沒(méi)有污染物濃度的限制。缺點(diǎn): H2O2 利用率低,有機(jī)污染物礦化不充分;運(yùn)行成本高。什么是可滲透反應(yīng)墻( PRB)技術(shù)?其修復(fù)原理是什么?1)可滲透反應(yīng)墻技術(shù)是指在地下安裝活性材料墻體以便攔截污染物羽狀體,使污染羽狀體通過(guò)反應(yīng)介質(zhì)后,其污染物能轉(zhuǎn)化為環(huán)境接受的另一種形式,從而實(shí)現(xiàn)使污染物濃度達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。2)可滲透反應(yīng)墻技術(shù)的修復(fù)原理:在污染水土原位設(shè)置一個(gè)填充有活性反應(yīng)介質(zhì)材料的反應(yīng)屏障區(qū),當(dāng)污染地下水通過(guò)該反應(yīng)屏障區(qū)時(shí),污染物質(zhì)依靠自然水力運(yùn)輸通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)好的介質(zhì),介質(zhì)對(duì)溶解的有機(jī)污染物、金屬、核素及其他污染物進(jìn)行降解、吸附、沉淀或去除

26、,達(dá)到對(duì)污染土壤及地下水進(jìn)行修復(fù)的目標(biāo)。PRB技術(shù)的反應(yīng)材料必須滿足哪些基本條件?其反應(yīng)材料可分成哪些類型?有哪些常用的反應(yīng)材料?1)反應(yīng)材料必須滿足三個(gè)基本條件:污染組分與反應(yīng)材料之間應(yīng)有一定的物理、化學(xué)或生物反應(yīng)性,從而確保其流經(jīng)系統(tǒng)時(shí),污染組分能全部被清除;反應(yīng)材料應(yīng)能易于大量獲得,以確保處理系統(tǒng)能長(zhǎng)期有效地發(fā)揮功用;反應(yīng)材料不應(yīng)產(chǎn)生二次污染。( 2)反應(yīng)材料大體上可以分成兩類:一些材料可以和污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而分解污染物使其轉(zhuǎn)化為對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害或危害較輕的組分(接觸脫鹵反應(yīng)、去氮反應(yīng)、氧化反應(yīng)); 另一些材料是通過(guò)將污染組分從溶液中轉(zhuǎn)移到固體顆粒表面。3)常用的反應(yīng)材料:零價(jià)鐵屑

27、、活性炭、輪胎碎片、泥煤、稻草、鋸末、樹(shù)葉、黑麥籽、高錳酸鉀晶粒以及泥炭和砂的混合物等等。什么是生物修復(fù),狹義、廣義如何理解?1)定義:利用生物,特別是微生物催化降解有機(jī)污染物,從而修復(fù)被污染環(huán)境或消除環(huán)境中的污染物的一個(gè)受控或自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程。2)狹義:通常是指在自然或人工控制的條件下,利用特定的微生物降解、清除環(huán)境中污染物的技術(shù)。3)廣義:利用生物(細(xì)菌、真菌、水生藻類、陸生植物等)的代謝活性降解有機(jī)污染物,減輕其毒性,改變重金屬的活性或在土壤中的結(jié)合態(tài),通過(guò)改變污染物的化學(xué)或物理特性而影響它們?cè)诃h(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和降解速率,從而將環(huán)境中的污染物去除或降解的工程技術(shù)系統(tǒng)稱為生物修復(fù)。生物修復(fù)

28、的優(yōu)點(diǎn)與局限性是什么?( 1)優(yōu)點(diǎn):與物理、化學(xué)處理技術(shù)相比,采用生物修復(fù)技術(shù)投資費(fèi)用?。ㄖ皇俏锢砘瘜W(xué) 30-50%);對(duì)環(huán)境影響小(最終產(chǎn)物是 CO2、水、脂肪酸 -無(wú)害化);能有效降低污染物濃度;適用在其他技術(shù)難以應(yīng)用的場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)操作,如位于建筑物或公路下受污染土壤;適用于大面積、低濃度的污染位點(diǎn),而且能同時(shí)處理受污染的土壤和地下水。在土壤修復(fù)中利用適當(dāng)?shù)闹参锓N類不僅可去除環(huán)境的有機(jī)污染物,還可去除環(huán)境中的重金屬和放射性核素??蓪?duì)富營(yíng)養(yǎng)化地表水體進(jìn)行修復(fù)。2)局限性:耗時(shí)長(zhǎng):生物修復(fù)的機(jī)理在于生命體的新陳代謝,生物特別是高等動(dòng)植物的生長(zhǎng)繁殖需要經(jīng)過(guò)一定的生命周期才能完成其代謝活動(dòng)。能處理的污

29、染物的種類有限:微生物不能降解進(jìn)入環(huán)境的所有污染物,需要對(duì)具體地點(diǎn)的狀況和存在的污染物進(jìn)行詳細(xì)而昂貴的具體考察;另外,污染物的低生物有效性、難利用性及難降解性等常使生物修復(fù)不能進(jìn)行。條件苛刻:微生物活性容易受溫度和其他環(huán)境條件影響。對(duì)污染物選擇性強(qiáng):特定的生物只能吸收、利用、降解、轉(zhuǎn)化特定類型化合物,狀態(tài)稍有變化的化合物可能就不能被同一種生物酶破壞。因此,在有些情況下,生物修復(fù)不能去除全部污染物。生物修復(fù)必須遵循的四項(xiàng)基本原則是什么?生物修復(fù)的四項(xiàng)基本原則:適合的生物、在適合的場(chǎng)所、適合的環(huán)境條件和適合的技術(shù)費(fèi)用。1)適合的生物(生物修復(fù)的先決條件) :指具有正常生理和代謝能力,并能以較大的速

30、率降解或轉(zhuǎn)化污染物,并在修復(fù)的過(guò)程中不產(chǎn)生毒物的生物體系。其包括微生物、植物、動(dòng)物及其組成的生態(tài)系統(tǒng),其中微生物(細(xì)菌、真菌)起著十分重要的作用。2)適合的場(chǎng)所:指要有污染物和合適的生物相接觸的地點(diǎn),污染場(chǎng)地不含對(duì)降解菌種有抑制作用的物質(zhì)且目標(biāo)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(zhǎng)活動(dòng)處于最佳狀態(tài)。環(huán)境因子包括溫度、濕度、氧濃度、pH 值、無(wú)機(jī)養(yǎng)分、電子受體等。( 4)適合的技術(shù)費(fèi)用:指生物修復(fù)費(fèi)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(shù)。生物修復(fù)的可處理性試驗(yàn)的目的是什么?可處理性試驗(yàn)?zāi)康模涵h(huán)境中的污染物一般是混合性化學(xué)物質(zhì)。污染現(xiàn)場(chǎng)各有

31、特點(diǎn),氧濃度、營(yíng)養(yǎng)物濃度、水的移動(dòng)性等可影響污染物的生物可利用性及生物的生長(zhǎng)發(fā)育等。在某一現(xiàn)場(chǎng)起作用的生物修復(fù)技術(shù)在另一現(xiàn)場(chǎng)不一定有效。因此,每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)需進(jìn)行可處理性研究,以便對(duì)決定生物修復(fù)技術(shù)效果的關(guān)鍵因素有基本了解。生物修復(fù)工程的效果評(píng)價(jià)指標(biāo)有哪幾個(gè)?其含義是什么?1)對(duì)所選方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),指標(biāo)有:原生污染物去除率、次生污染物增加率、污染物毒性增加率、經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)。2)原生污染物去除率 =(原有濃度 -現(xiàn)存濃度) / 原有濃度 *100% ;次生污染物增加率 =(現(xiàn)存濃度 -原有濃度) / 原有濃度 *100% ;污染物毒性增加率 =(原有毒性水平 -現(xiàn)有毒性水平) / 原有毒性水平

32、*100% ;經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià):包括修復(fù)的一次性基建投資與服役期的運(yùn)行成本。用于生物修復(fù)的微生物類型有哪些?影響微生物修復(fù)的因素有哪些?(簡(jiǎn)答)1)用于生物修復(fù)的微生物類型包括:土著微生物,外來(lái)微生物,基因工程菌,其他微生物如藻類和微型生物,微生物產(chǎn)品和酶。2)影響因素:微生物營(yíng)養(yǎng),電子受體,污染物的化學(xué)性質(zhì),污染現(xiàn)場(chǎng)和土壤特性,共代謝基質(zhì)。(論述)1)用于生物修復(fù)的微生物類型包括:土著微生物,外來(lái)微生物,基因工程菌,其他微生物如藻類和微型生物,微生物產(chǎn)品和酶。土著微生物:天然水體和土壤中存在數(shù)量巨大的各種各樣微生物,在遭受污染后可出現(xiàn)一個(gè)天然的馴化過(guò)程,使適合污染環(huán)境生長(zhǎng)的微生物不斷增長(zhǎng)繁殖、數(shù)

33、量不斷增多。由于土著微生物降解、清除污染物有巨大潛力,生物修復(fù)工程中應(yīng)充分發(fā)揮其作用。外來(lái)微生物:在天然受污染環(huán)境中,當(dāng)合適的土著微生物生長(zhǎng)過(guò)慢、代謝活性不高,或因污染物毒性過(guò)高造成其數(shù)量下降時(shí),可人為投加一些適宜該污染物降解的與土著微生物有很好相容性的高效菌?;蚬こ叹?: 采用基因工程技術(shù), 將降解性質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到一些能在污水和受污染土壤中生存的菌體內(nèi) ,定向地構(gòu)建高效降解難降解污染物的工程菌。其他微生物:藻類、微型動(dòng)物。污染水體中,藻類的放氧有助于水體復(fù)氧過(guò)程;微型動(dòng)物可吞噬過(guò)多的藻類和一些病原微生物,間接凈化水體。微生物產(chǎn)品和酶。2)影響因素:微生物營(yíng)養(yǎng),電子受體,污染物的化學(xué)性質(zhì),污染現(xiàn)

34、場(chǎng)和土壤特性,共代謝基質(zhì)。微生物營(yíng)養(yǎng)鹽:微生物的生長(zhǎng)需要維持一定量的C:N:P 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及某些微量營(yíng)養(yǎng)元素。電子受體:環(huán)境中的有機(jī)污染物在微生物的作用下被氧化分解時(shí)需耗氧。微生物氧化還原反應(yīng)的最終電子受體分為三類:溶解氧、有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物、無(wú)機(jī)酸根(如硝酸根、硫酸根)。污染物的化學(xué)性質(zhì):包括化學(xué)品的類型如酸堿性或極性、中性或非極性的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物;化學(xué)品的性質(zhì)如分子量、熔點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和水溶性等;化學(xué)品的反應(yīng)性如氧化、還原、水解、沉淀等;土壤吸附參數(shù)如辛醇 -水分配系數(shù) Kow、有機(jī)碳吸附系數(shù) Koc;降解性如半衰期、一級(jí)速度常數(shù)、相對(duì)可生物降解性等;土壤揮發(fā)參數(shù)如蒸汽壓、亨利定律常數(shù)、水溶性等

35、;土壤污染數(shù)據(jù)如污染物的濃度、深度、污染時(shí)間、分布等污染現(xiàn)場(chǎng)和土壤的特性:包括坡度和地形,土壤類型和場(chǎng)地面積,土壤表面特點(diǎn)如邊界特征、深度、結(jié)構(gòu)、粘土類型和含量、CEC、 SOM、 pH、通氣狀態(tài)等,水力學(xué)性質(zhì)和狀態(tài):如土壤水特征曲線、持水能力、滲透性、滲透速度、不滲水層的深度、地下水深度等,地理和水力學(xué)因素如地下地理特征、地下水流類型與特點(diǎn)等,地形和氣象數(shù)據(jù)。共代謝基質(zhì):微生物的共代謝對(duì)一些頑固污染物的降解起著重要作用,因此共代謝基質(zhì)對(duì)生物修復(fù)有重要影響。微生物修復(fù)有機(jī)污染物與重金屬的機(jī)理有何區(qū)別?1)微生物修復(fù)有機(jī)污染物:主要機(jī)理是降解與轉(zhuǎn)化。微生物是自然界中的分解者,在好氧條件下,它能將

36、有機(jī)污染物徹底氧化,分解成CO2、H2O、SO42-、 PO43-、NO2-、NO3-等無(wú)機(jī)物。在厭氧條件下,能將有機(jī)物降解,轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)酸、CO2 、H2、CH4 等。因此,微生物是生物修復(fù)中污染物降解的主力軍。2)微生物修復(fù)重金屬:主要機(jī)理是轉(zhuǎn)化與固定。微生物雖然不能降解重金屬,但是可以降低其毒性,并可將其累積在菌體內(nèi)使之固定。什么是植物修復(fù)?其修復(fù)原理是什么?1)以植物忍耐和超量富集某種或某些化學(xué)元素的理論為基礎(chǔ),利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發(fā)、降解和轉(zhuǎn)化作用來(lái)清除環(huán)境中污染物質(zhì)的技術(shù)。2)原理:利用植物本身特有的利用、分解和轉(zhuǎn)化污染物的作用,利用植物根系特殊的生態(tài)條件加速

37、根際圈的微生態(tài)環(huán)境中的微生物的生長(zhǎng)繁殖,以及利用某些植物特殊的積累與固定能力,提高對(duì)環(huán)境中某些無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物的脫毒和分解能力。植物修復(fù)的類型有哪些?其定義分別是什么?1)植物修復(fù)的類型有:植物凈化空氣,植物固定/ 穩(wěn)定化,根系降解,植物提取,植物降解,植物揮發(fā)。2)植物凈化空氣:是指綠色植物對(duì)有害氣體的吸收作用,對(duì)降塵和飄塵的滯留和過(guò)濾作用,除菌和殺菌作用,吸收 CO2 ,放出 O2 的作用,以及減弱噪聲和吸滯放射性物質(zhì)的作用。植物固定 / 穩(wěn)定化:一方面,利用耐性植物將有毒有害污染物如重金屬聚集在根系地帶,降低其活動(dòng)性,阻止其向深層土壤或地下水中擴(kuò)散,但并不為植物利用,即根系分泌物質(zhì)來(lái)積累

38、和沉淀根際圈附件的污染物,對(duì)污染物起固定作用。另一方面,利用耐性植物在污染土壤上的生長(zhǎng)來(lái)減少污染土壤的風(fēng)蝕和水蝕,防止污染物向下遷移或向四周擴(kuò)散污染地下水和周圍環(huán)境。根系降解:根際圈生物降解修復(fù),利用植物根際圈菌根真菌、專性或非專性細(xì)菌等微生物的降解作用來(lái)轉(zhuǎn)化有機(jī)污染物,降低或徹底消除其生物毒性,從而達(dá)到有機(jī)污染水體或土壤修復(fù)目的。植物提?。豪弥亟饘俪e累的陸生或水生植物從污染土壤或水體中超量吸收、積累一種或幾種重金屬元素,并富集轉(zhuǎn)移到植物根部可收割部分和地上部位,之后將植物整體(包括部分根)收獲并集中進(jìn)行熱處理、化學(xué)或微生物處理。植物降解:利用某些植物特有的轉(zhuǎn)化和降解作用去除水體和土壤中污染物的一種方式。植物揮發(fā):利用植物將水體和土壤中的一些揮發(fā)性污染物吸收到體內(nèi),然后再將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中,從而對(duì)污染水體和土壤起到治理作用。33. 植物修復(fù)金屬污染的方式有哪些?( 1)植物修復(fù)金屬污染的方式包括:植物固定,植物揮發(fā),植物吸收(提?。?。( 2)植物固定:指利用植物和其他一些添加物使環(huán)境中的金屬流動(dòng)性降低,生物可利用性下降,降低金屬對(duì)生物的毒性,減少水土流失和污染物擴(kuò)散(特別是進(jìn)入食物鏈的量)。植物揮發(fā):指植物將污染物吸收到體內(nèi)后又將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì),釋放到大氣中。植物吸收(提取) :指利用能耐受并可過(guò)量積累金屬的植物吸收環(huán)境中的金屬離子,將它們輸

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