土壤砷_铬污染的控制技术（PPT41页).ppt

目录 01 土壤As的存在 转化 危害及修复 ONE AS的来源 自然源 人为源 成土母质 高砷地区水侵蚀 植物吸收和火山活动等自然过程环境 As 工矿业活动废弃物排放燃煤 农业活动 As的形态 有机砷 1 毒性 甲基化 无机砷 2 AS的赋存形态 可交换态 SOL As 碳酸盐结合态 EX As 铁 锰氧化物结合态 FMO As 有机结合态 OM As 残渣态 RES As 食用菌产业清洁化生产操作技术工艺 氧化 还原过程 甲基化 脱甲基化过程 易溶性砷 难溶 低毒和低移动的砷 pH和Eh值 溶解 沉淀过程 生物富集过程 砷 生物态 1 生物吸着作用 2 超富集植物主动和被动过程吸收 砷 土壤金属 水溶性砷SOL As 毒性 1 As 还原导致的地下水污染 2 进入土壤或渗入水体 在农作物 药用植物及其他生物体内富集 3 阻滞植物的正常生长发育或使砷在其可食部分累积 4 增加癌症患病率 影响人体健康 1 任春强等 2012 客土法是指向污染土壤内加入大量干净的土壤 覆盖在表层或混合均匀 使污染物含量降低或减少污染物与植物根系的接触 以增加土壤的环境容量 增强土壤自净能力的方法 15cm 换土法就是将污染的土壤取走 换入新的干净土壤 一般适用于事故后的简单处理 深耕翻土法就是深翻土壤 使聚集在表层的污染物分散在土壤的深层 达到稀释和自处理的目的 玻璃化法是一种原位固化 稳定化技术 即在砷污染区土壤中插入电极 并通入高压电流产生高温将土壤融化 冷却后形成化学惰性的 非扩散的坚硬玻璃体 砷酸盐进而转化为硅酸化砷酸盐固定其中 电动修复法是一种原位修复技术 将电极插入污染土壤 并施加微弱直流电 mA cm2或电势为V cm 形成电场 利用电场产生的电渗析 电迁移和电泳等效应 驱动污染物沿电场方向定向迁移 从而将污染物富集至电极区 随后进行集中处理或分离的方法 任春强等 2012 固化稳定化 solidificationstabilizationSS 修复技术是指向土壤中添加固化稳定剂 通过吸附 沉淀或共沉淀 离子交换等作用改变重金属在土壤中的存在形态 降低砷在土壤环境中的溶解迁移性 浸出毒性和生物有效性的修复方法 二次破坏小 土壤淋洗 soilwashing 修复技术是从污染土壤中去除有机和无机污染物的过程 通过污染土壤和淋洗剂的高能量接触 包括物理和化学作用 实现污染物的分离 隔离和无害化转变 化学固定化修复 Solidification 具有快速 简单 成本低且二次污染小等优点 但该技术只是改变了砷在土壤中的存在形态 并没有将其去除 土壤化学淋洗技术 Soilwashing 污染土壤 As 淋洗剂 该技术适用于面积小 污染重的土壤治理 操作灵活 效率高 但也容易引起某些营养元素的淋失和沉淀 植物修复 plantrepair 蜈蚣草22600mg kg羽叶 5070mg kg 大叶井口边草Shoot 6000mg kg 藨草Root 251 40mg kgShoot 12 38mg kg 芦苇Root 92 91mg kgShoot 4 03mg kg 粉叶蕨Shoot 2438 33mg kg 美人蕉 芋头 修复效率最高 68mg m2 d 纸莎草130 172mg kg 柳树可作为砷污染地区植物修复材料 香蒲莎草 微生物修复 microorganismRemediation 降低砷毒性 可移动性 As3 微生物氧化菌 As5 修复效果好 投资少 费用低 易于管理与操作不会产生二次污染 但目前该技术很难同时修复多种重金属污染土壤 应用难度较大 02 土壤Cr的存在 转化 危害及修复 TWO 土壤铬的形态与来源 SpeciationandSourcesofCr Transformation 胶体吸附Adsorptionofsoilcolloid 络合作用Complexation 沉淀溶解Precipitationanddissolution 生物转运Biotransformation Cr Effects 铬性皮肤溃疡 铬疮 铬性皮炎及湿疹 铬性鼻炎 皮肤skin 呼吸道 眼及耳 肠胃道 对人体健康的危害 Harmfultopeople 眼球结膜充血 有异物感 流泪刺痛 视力减弱 鼓膜及外耳引起溃疡 反胃呕吐 剧烈腹痛 六价铬化合物有致癌性的 会造成肺癌 物理修复 物理固定化修复 化学清洗 化学还原 化学固定 电动修复 化学修复 生物修复 植物修复 微生物修复 联合修复 电动修复 Electricremediation 阳极Anode 阴极Cathode OH Cr2O72 NO3 胶体电泳Gelelectrophoresis 离子迁移Ionmigration H H 电渗析运动Electrodialysis H Cr3 Me2 土壤毛细孔Soilcapillary 物理固定化修复 Solidification 惰性材料 污染土壤 固化剂 沸石 硅土 膨润土 化学固定化修复 Solidification Cr6 迁移性和活性降低 Cr6 固化剂 吸附 沉淀 配合 适用于低浓度铬污染土壤 且无法对土壤中的铬离子进行消除 铬离子仍然存留在土壤环境中 化学清洗化修复 Soilwashing 污染土壤 Cr 清洗液 54 仅对砂壤等渗透系数大的土壤适用 且清洗剂废液容易对环境造成二次污染 化学还原化修复 Reduction 铬的迁移性 生物可利用性降低 Cr6 还原剂 铁屑 硫酸亚铁 Cr3 存在于土壤颗粒内部的六价铬 难以与还原剂发生还原反应 需要额外的超量还原剂来还原它 还原剂有可能造成二次污染 硫化物 微生物修复 Microorganism 铬的迁移性 生物可利用性降低 Cr6 土著 驯化微生物 硫酸盐还原菌 大肠杆菌 Cr3 不会破坏植物生长的土壤环境 土壤结构 可原地处理 操作简单方便 处理费用低 不会产生二次污染 但是 目前这个技术还需系统地研究 芽抱杆菌属 假单胞菌属 1 植物萃取 phytoextration 超积累植物 hyperaccumulator 将土壤中的金属提取出来 富集搬运到植物根部可收割部位和地上茎叶部位的过程 浅层受重金属污染程度较低 2 5 100mg kg 1 的土壤的修复 2 植物过滤 phytofiltration 植物通过生物或非生物过程 将根际周围液体中的污染物吸收或沉淀在根部表面 或者吸收并转移至根内部 常适用于低浓度 水量高的情况 植物修复 Plantrepair 3 植物固定 phytostablization 被植物的根吸收 在体内富集 或者被吸附到根表面 或者在根际区沉淀下来 植物及其根部可防止污染物被风或水侵蚀而迁移 还可防止其在土壤中渗漏及扩散 植物修复 Plantrepair Paspalumdistichum Leersiahexan draSwartz 联合修复 Jointrepair 有机质 根系分泌物 铁载体 质子 酶 活化污染土壤中的重金属铬从而促进铬积累植物的吸收富集 总结 03 土壤As Cr污染的EK PRB联合修复技术 Three 土壤As Cr污染的EK PRB联合修复技术 PRB EK PRB联合修复技术不搅动土层 并可缩短修复时间 比较适合于低渗透的载土和淤泥土 且可回收砷 具有经济效益高 后处理方便 二次污染少等优点 04 As Cr污染修复技术未来发展方向 Four 参考文献 Reference 05 1 李雨奎 笪婷婷 土壤中重金属砷赋存形态和检测方法研究进展 J 安徽农业科学 2017 45 21 123 125 2 谢正苗 黄昌勇 不同价态砷在不同母质土壤中的形态转化及其与土壤性质的关系 J 农业环境科学学报 1988 5 23 26 3 韩永和 根际土壤 微生物 蜈蚣草系统中砷的形态转化与解毒机制 D 南京大学 2017 4 刘坤 土壤中重金属污染调查研究 以砷和汞为例 J 黑龙江科技信息 2017 9 30 30 5 李生志 杨居荣 土壤中砷的毒性与存在形态的关系 J 河北师范大学学报 自然科学版 1987 2 57 62 6 宋书巧 周永章 周兴 等 土壤砷污染特点与植物修复探讨 J 热带地理 2004 24 1 6 9 7 王新 贾永锋 土壤砷污染及修复技术 J 环境科学与技术 2007 30 2 107 110 8 高松 谢丽 中国土壤砷污染现状及修复治理技术研究进展 J 安徽农业科学 2009 37 14 6587 6589 9 唐敏 张焕祯 李亮 砷污染土壤柠檬酸萃取修复技术研究 J 环境污染与防治 2010 32 12 44 47 71 10 吴佳 谢明吉 杨倩 等 砷污染微生物修复的进展研究 J 环境科学 2011 32 3 817 824 参考文献 Reference 05 11 任春强 张云 杨明 土壤砷污染修复技术研究进展 J 环境保护与循环经济 2014 34 6 30 33 12 王婷 铬污染土壤修复技术的研究进展 J 科技视界 2014 7 5 5 13 张峰 马烈 张芝兰 等 化学还原法在Cr污染土壤修复中的应用 J 化工环保 2012 32 5 419 423 14 王晓雯 土壤中铬污染修复技术研究进展 J 环境与可持续发展 2014 39 6 210 212 15 高玉梅 刘帅霞 植物修复铬污染土壤的研究进展 J 广东化工 2014 41 5 88 89 16 高鹏 电动 PRB联合修复铬 砷污染土壤试验研究 D 中国地质大学 北京 2014 17 余天红 黎华寿 砷污染土壤微生物修复机制及其研究进展 J 环境污染与防治 2014 36 12 77 82 18 纪冬丽