污染土壤的修复技术PPT学习教案

1、会计学1污染土壤的修复技术污染土壤的修复技术可利用性；（2）降低土壤中有害物质的浓度。第1页/共93页学以及涉及农业、林业、渔业等有关的生产单位和政府决策者的共同努力。第2页/共93页第3页/共93页第4页/共93页第5页/共93页导则导则”7第6页/共93页8第7页/共93页第8页/共93页土壤修复技术发展趋势土壤修复技术发展趋势第9页/共93页11第10页/共93页12准备调查准备调查 现场调查现场调查 详细调查详细调查 分析评价分析评价 方法选定方法选定 施工管理施工管理 计划完成计划完成第11页/共93页13第12页/共93页14第13页/共93页15第14页/共93页16第15页/共

2、93页17第16页/共93页18第17页/共93页19第18页/共93页20第19页/共93页21原位修复原位修复异位修复异位修复优点优点对土壤结构和肥力破坏小；需要进一步处理和弃置的残余物少。处理过程的条件控制较好；与污染物的接触较好；容易控制产生的废气和废物的排放。缺点缺点对处理过程产生的废气和废水控制较难；通常需要较长的实施周期,且由于土壤及含水层存在差异性,不能保证处理的一致性在处理之前需要挖土和运输；会影响土壤的再使用；费用一般较高。第20页/共93页22第21页/共93页23污染土壤修复工作流程污染土壤修复工作流程可处理计划系统分析应急对策长期对策净化处理稳定处理原位修复异位修复原

3、位分解原位提取分离分解净化原位稳定异位稳定第22页/共93页24分类分类方法方法技技 术术成熟成熟性性适合的目适合的目标污染物标污染物适合的土适合的土壤类型壤类型3)治理治理成本成本4)污染物污染物去除（去除（%）修复修复时间时间5)污染源植物修复Paf无关￥90112个月生物堆FadCI￥75112个月化学氧化（原位）Faf不详￥50112个月化学氧化/还原（异位）Faf不详￥50112个月热处理Faf,除了cAI￥90112个月土壤淋洗（原位）FafFI￥5090112个月土壤淋洗（异位）FbfFI￥+9016个月电动Pef不详￥50气提技术FabFI￥75906个月2年挖掘FafAI￥9

4、513个月暴露途径帽封FcfAI￥75906个月2年稳定/固化Fc，efAI￥90612个月垂直/水平阻控系统FcfAI￥2年以上受体改变土地利用方式FafAI￥移走受体FafAI￥注：1）成熟性：F-规模应用；P-中试规模。2）污染物类型：a-挥发性；b-半挥发性；c-重碳水化合物；d-杀虫剂；e-无机物；f-重金属。3）土壤类型：A-细粘土；B-中粒粘土；C-淤质粘土；D-粘质肥土；E-淤质肥土；F-淤泥；G-砂质粘土：H-砂质肥土；I-砂土。4）￥=低成本；￥+=低到中等成本；￥=中等成本；￥=高成本。5）修复时间为每种技术的实际运行时间，不包括修复调查、可行性研究、修复技术筛选、修复工

5、程设计等的时间。6）“”表示不确定第23页/共93页原位修复原位修复异位修复异位修复第24页/共93页我国土壤修复技术研究起步较晚，加之区域发展不我国土壤修复技术研究起步较晚，加之区域发展不均衡性，土壤类型多样性，污染场地特征变异性，均衡性，土壤类型多样性，污染场地特征变异性，污染类型复杂性，技术需求多样性等因素，目前主污染类型复杂性，技术需求多样性等因素，目前主要以植物修复为主，已建立许多示范基地、示范区要以植物修复为主，已建立许多示范基地、示范区和试验区，并取得许多植物修复技术成果和试验区，并取得许多植物修复技术成果第25页/共93页27 第二节第二节 污染土壤修复技术分述污染土壤修复技术

6、分述一、物理修复技术一、物理修复技术（一）土壤蒸气提取技术（一）土壤蒸气提取技术（soil vapor extraction） 土壤蒸气提取技术是一种通过布置在不饱和土壤层中的提取片，真空向土壤导入空气空气，空气流经土壤时，挥发性和半挥发性有机物随空气进入真空井而排出土壤，土壤中污染浓度因而降低的技术。有时也称为真空提取技术，属于一种原位处理技术，但在必要时也可用于异位修复。 第26页/共93页28第27页/共93页29气流气流UST鼓风机空气排放气体处理装置游离石油产物土壤蒸气提取系统示意图第28页/共93页30第29页/共93页31n土壤有机质对有机污染物的吸附能力很强，OM含量高，降低提

7、取效果第30页/共93页32第31页/共93页33原位土壤蒸气浸提技术的影响因素（周启星，原位土壤蒸气浸提技术的影响因素（周启星，20042004）条件条件有利因素有利因素不利因素不利因素污染物污染物 主要形态气态或蒸气态固态或强烈吸附于土壤 蒸气压大于13332.2pa小于13332.2pa 水中溶解度小于100mg/L大于1000mg/L 亨利常数大于0.01（无量纲）小于0.01（无量纲）土壤土壤 温度大于20（通常需要额外加热）小于10（通常北方气候条件下）湿度小于10%体积大于10%体积空气传导率大于10-4cm/s小于10-6cm/s组成均匀不均匀土壤表面积小于0.1m2/g土壤大

8、于1.0m2/g土壤地下水深度大于20m小于1m第32页/共93页34（二）固化稳定化技术（solidification/stabilization）第33页/共93页35n原位：原位：钻孔、注射粘结剂，大型搅拌装置混合。处理后，凝结层上覆盖清洁土壤。不适用于有机污染物；水泥固化时土壤温度升高，有机污染物和Hg挥发。n异位：异位：污染土壤挖掘出来，与粘结剂结合，使污染物固化。处理后的土壤可以运回原处，也可运往别处填埋处置。主要用于无机污染物，但水泥固化也曾被用于加拿大安大略湖沿湖一个多氯联苯PCBs污染土壤的处理：污染土壤PCBs含量达到50-700 mg/kg。第34页/共93页36原位固化

9、过程示意图（原位固化过程示意图（Pierzynski G.M.,1997） 第35页/共93页37污染土壤干料胶结物质水处理后土壤异位固化示意图第36页/共93页38第37页/共93页39（三）玻璃化技术（三）玻璃化技术（vitrification）第38页/共93页40第39页/共93页41 原位玻璃化技术示意图（原位玻璃化技术示意图（Iskandar et al.,1997）考虑的因素有：考虑的因素有：导体的填埋方式、砾石含量、易燃易爆物质的积累、可燃有机质的含量、地下水位和含水量。 第40页/共93页42异位玻璃化技术示意图异位玻璃化技术示意图 第41页/共93页43（四）热处理技术（t

10、hermal treatment）第42页/共93页44呋喃、除草剂和农药、石棉、呋喃、除草剂和农药、石棉、非金属、腐蚀性材料。非金属、腐蚀性材料。第43页/共93页45B 焚烧焚烧 高温条件下（800-2500 ）通过热氧化作用以破坏污染物的异位热处理技术。适用于挥发和半挥发有机污染物、卤化和半卤化有机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和农药、氰化物、炸药、石棉、腐蚀性物质。不适用于非金属和重金属。第44页/共93页46 热处理：热处理：直接加入使污染物挥发或分解，间接加热使污染物挥发； 针对高浓度土壤污染。 对象：VOCs、水银、农药、油等； 优点：可使VOCs完全实现无害化

11、； 日处理能力可达200t。第45页/共93页47实际工程污染土壤外热装置修复土壤焚烧装置烟囱热交换填埋热解气体化学试剂热处理典型流程：热处理典型流程：第46页/共93页48（五）电动学修复技术（thermal treatment）第47页/共93页49A 电迁移电迁移 指离子和离子型络合物在外加直流电场的作用下向相反电极的移动。其速度取决于土壤孔隙水流密度、颗粒大小，离子移动性、污染物浓度和总离子浓度。B 电渗透电渗透 指当施加一个直流电流于充满液体的多孔介质时，液体就产生相对静止的带电固体表面的移动。当表面带负电时，液体向阴极移动。其大小取决于土壤水中离子和带电颗粒的移动性和水化作用、离子

12、浓度、介电常数和温度等。第48页/共93页50第49页/共93页51电动力修复原理示意图 第50页/共93页52第51页/共93页53电渗析：土壤处理槽电极槽点源絮凝沉淀回收给水给水泵给水塔抽水泵第52页/共93页54（六）稀释（六）稀释（dilution）和覆土（）和覆土（covering with clean soil）足够，以使植物根系不会延伸到污染土壤中。第53页/共93页55第54页/共93页56挖掘堆置法系统示意图第55页/共93页57二、化学修复技术二、化学修复技术（一）土壤淋洗技术（一）土壤淋洗技术（soil flushing/ washing） 土壤淋洗技术是在淋洗剂（水或酸

13、或碱溶液、螯合剂、还原剂、络合剂以及表面活性剂溶液）的作用下，将土壤污染物从土壤颗粒去除的一种修复技术。 可分为：原位淋洗技术和异位淋洗技术两种。第56页/共93页58第57页/共93页59土壤淋洗法对象：重金属、农药、油等土壤淋洗法第58页/共93页60车载式固定式第59页/共93页61淋洗机械分离装置30m3/h处理能力淋洗修复工程第60页/共93页62（二）原位化学氧化技术（二）原位化学氧化技术（in-site chemical oxidation） 原位化学氧化技术是通过混入土壤的氧化剂与污染物发生氧化反应，使污染物降解成为低浓度、低移动性产物的技术。 该技术适用于被油类、有机溶剂、多

14、环芳烃、农药以及非水溶性氯化物所污染的土壤。 常用的氧化剂有K2MnO4、H2O2、O3以及溶解氧等。田间最常用的是Fenton试剂，是一种加入铁氧化剂的H2O2氧化剂。第61页/共93页63原位化学氧化技术概念图原位化学氧化技术概念图 第62页/共93页64（三）化学脱卤技术（三）化学脱卤技术（chemical dehalogenation） 化学脱卤修复技术又称气相还原技术，是一种异位化学修复技术，处理过程包括使用特殊还原剂或高温和还原条件使卤化有机污染物还原。 该技术适用于挥发和半挥发性有机污染物、卤化有机污染物、多氯联苯、二恶英、呋喃等所污染的土壤，不适用于非金属卤化有机污染物和重金属

15、、多环芳烃、除草剂和农药、炸药、石棉、氰化物、腐蚀性物质、非卤化有机污染物等。 第63页/共93页65（四）溶剂提取技术（四）溶剂提取技术（solvent extraction） 溶剂提取技术，是一种异位修复技术，在该过程中，污染物转移进入有机溶剂或超临界液（SCF），而后溶剂被分离以进一步处理或弃置。 该技术适用于挥发和半挥发性有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和农药、炸药等所污染的土壤，不适用于非金属和重金属、石棉、氰化物、腐蚀性物质。另外黏质土和泥炭土不适用与该技术。 第64页/共93页66（五）农业改良措施（五）农业改良措施（agricultu

16、ral remediation） 农业改良措施指采用一般农业生产上可操作的技术措施，以达到降低土壤重金属有效性、抑制土壤重金属向农作物迁移的技术。农业改良措施包括施用改良物料和调节土壤氧化还原状况等方面。 该技术包括添加石灰等无机材料、有机物和还原物质（如多硫碳酸盐和硫酸亚铁等）。改良物料不能去除土样中的污染物，但却能够在一定时期内不同程度地固定土壤污染物，抑制其危害性。 第65页/共93页67第66页/共93页68第67页/共93页69第68页/共93页70第69页/共93页71方法使用的化学修复剂适用性过程描述土壤性能改良（一般为原位修复）石灰、厩肥或其他有机质、污泥、活性炭、离子交换树脂

17、主要是无机污染物，包括重金属（如镉、铜、镍、锌）、阳离子和非金属及腐蚀性物质石灰作为粉状或以溶剂形式加入土壤，使土壤pH升高，可促使土壤颗粒对重金属的吸附增加，使许多重金属的生物有效性降低；有机质的作用在于对污染物有强烈的吸附、固定作用；对于酸性土壤来说，施石灰还包括酸碱反应等，其过程为：H+HO-H2O氧化作用氧化剂氰化物、有机污染物失去电子的过程，这时原子、离子或分子的化学价增；对于有机污染物来说，氧化过程通常是分子中加入氧，最终结果是生成二氧化和水，有机污染物在高温作用下分子加入氧，最终生成二氧化碳和水燃烧过程（高温氧化）有机污染物有机污染物在高温作用下分子中加入氧，最终产生二氧化碳和水

18、催化氧化催化剂酯类、酰胺、氨基甲酸酯、磷酸酯和农药等在催化剂的作用下失去电子的过程还原作用还原剂(如多硫碳酸钠、多硫代碳酸宜酯(Polithiocarbonate）、硫酸铁和有机物质等)Cr6+、Se6+、含氯有机污染物、非饱和芳香烃、多氯联苯、卤化物和脂肪族有机污染物等得到电子的过程，这时原子、离子或分子的化学价下降，如Cr6+Cr3+对于有机污染物来说，这通常是分子中加入氢的过程水解作用水或盐溶液有机污染物RX+H2OROH+HX环境pH、温度、表面化学以及催化物质的存在，对该过程发生影响降解作用易降解有机污染物通过化学降解，污染物最终转化为二氧化碳和水聚合作用聚合剂脂肪化合物、含氧有机物

19、几个小分子的结合形成更为复杂的大分子的过程，即所谓的聚合作用；不同分子的联合，为共聚作用质子传递质子供体TCDD、酮类、PCBs等通过质子传递改变污染物的毒性或生物有效性脱氯反应碱金属氢氧化物（如氢氧化钾）等PCBs、二恶英/呋喃，含卤有机污染物，挥发性/半挥发性有机污染物主要涉及含卤有机污染物的还原，如PCBs被还原为甲烷和氯化氢，往往通过升高温度（有时达到850以上）、使用特定化学修复剂、热还原过程实现其他挥发促进剂专性有机污染物促进有机污染物的挥发作用以达到挥发的目的污染土壤化学修复的一些较为典型的方法 第70页/共93页72三、植物修复技术三、植物修复技术壤肥力、成本低、操作简单等优点

20、。第71页/共93页73第72页/共93页74植物修复示意图植物修复示意图 第73页/共93页75第74页/共93页76第75页/共93页77种种产地产地CuPbZnCdNiCoCrAsAeollanthus biformifolius De Wild非洲砂坝哈39202820Haumaniastrum Robertti非洲砂坝哈207010200Armeria Maritima Var. Halleri德国1600Cardaminossis balleri德国13600Dichapetalum gelonioides非洲砂坝哈30000Minuartia verna南斯拉夫11400Poly

21、carpaea synandra澳大利亚10506960Thlaspi brachypetalum法国15300T. caerulescens欧洲中西部2740437102130T. ochroleucum希腊12104130T.rotundifolim subsp.cepaeifolium奥地利/意大利820017300T. caerulescens英国86423036258T. rotundifolim (L.) Gaudin subsp. Cepaeifolium中欧8200Viola calaminaria比利时/德国10000Alyssum bertolonii意大利13400Bornmuellera tymphacea希腊31200Dicoma niccolifera Wild津巴布韦1500Sutera fodina Wild津巴布韦2400Pteris vittata L.中国5000 一些典型的超富集植物及其植物体中最大金属含量一些典型的超富集植物及其植物体中最大金属含量 第76页/共93页78第77页/共93页79第78页/共93页80第79页/共93页81第80页/共93页82四、生物修复技术四、生物修复技术第81页/共93页83第82页/共93页84原位