土壤修复原理与技术复习资料

土i«修复复习

绪论

土壤污染：当土壤中具有有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构

和功能发生变化，微生物活动受到克制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累、通过

“土壤-植物-人体”或通过“土壤-水-人体”间接被人体吸取，达成危害人体健康的限度，就

是土壤污染。

土壤的重要污染物：l.Heavymetal（重金属）：Pb,As,Cd,Zn,Cr,Cu；2.organicpollutants（W

机?染物）（病源微生物）

5:PAHszPCBs3.pathogenicmicroorganism4.radloactlvecontaminant

（放射性污染物）5.0thers（其它）

土壤污染物以固液气三态存在，重要来源分为人为源与天然源，污染的基本方式为直接污染

和间接污染

1.土壤污染的特点：①隐蔽性和滞后性②累积性和地区性③不可逆转性（重金属及一些有机

物）④治理难而周期长

2.修复方法：

1.污染土壤修复的分类：①植物修复、微生物修复、生物修复、化学修复（a原位化学淋洗

技术；b异位化学淋洗技术；c溶剂浸提技术：d原位化学氧化修复技术：e原位化学还原

与还原脱氯技术：f土壤性能改良技术）、物理修复（物理分离修复技术；土壤蒸汽浸提修

复技术；固化/稳定化土壤修复技术；玻璃化修复技术；热力学修复技术；热解吸修复技术;

电动修复技术；冰冻修复技术；）、综合修复②原位（InSitu）修复、异位（ExSitu）修复：原

位修复更为经济有效，对污染物就地处置.，使之得以降解和减毒，不需要建设昂贵的地面环

境工程基础设施和远程运送，操作维护起来比较简朴，还可以对深层次污染的土壤进行修

So异位修复技术的环境风险较低，系统解决的预测性高于原位修发③生物修复技术：重

要涉及微生物修复技术、植物修复技术、动物(低等)修复技术④化学修复技术⑤物理修复

技术第一章

1.导致土壤污染的过程：

1.接触阶段：污染物进入土壤的初始阶段，重要的接触形式有3种：①气型接触的污染：工

业活动中的烟尘和废气排放物，一方面污染大气，然后沉降到地表和土壤，以及汽车尾气的

排放、农业农药的使用等等。②水型接触的污染。③固体型接触的污染

2.反映阶段：①以不同途径进入土壤中的污染物通过吸附-解吸、沉淀-溶解、氧化-还原、络

合-解离、降解和积累放大等一系列的生态化学过程，参与土壤系统功能的表达，影响土壤的

原始平衡；②污染物作用过程在改变土壤物理化学性质的同时：自身的形态、毒性、浓度等

性质也发生相应的变化，污染物与土壤有机质及其它组分之间的互相作用，在影响各个子系

统的正常代谢过程中改变了土壤生态系统整体平衡发展的趋势

3.污染中毒阶段:污染物进入土壤并参与到土壤各个组分之间的物理化学反映当中，使土壤

及其中的生命组分发生急性中毒或慢性中毒

4.恢复阶段：急性中毒土壤一般很难恢复初始的健康状态，需要人为的力量才干恢复正常

的功能表达；慢性中毒的土壤一般可以自然恢玛

2.污染诊断方法；

1.污染土壤诊断：①实验室诊断：化学分析方法、毒理学分析方法等

②田间诊断：场地实验是一种适合的方法，通过这种实验可以发现场地条件或接近场地条件

下污染物对各种土壤生物的毒害作用

2.快速诊断与长期诊断：①快速诊断一般通过急性毒性实验【急性毒性实验(AcuteToxicity

Test)是研究化学物质大剂量一次染毒或24h内多次染毒动物所引起的毒性实验。其目的是在

短期内了解该物质的毒性大小和特点，并为进一步开展其他毒性实验提供设计依据。如：哺乳

动物、水生生物（鱼、水蚤、藻类）、蚯蚓等。】：②长期诊断一般通过亚慢性毒性实验和慢

性毒性实验【人类接触环境污染物时,通常接触水平低于急性中毒剂量或浓度。为了得到更

接近实际情况的毒作用资料，需进行亚慢性和慢性毒性实验。A亚慢性毒性实验（Subchronic

ToxicityTest）验是在相称于动物生命周期的如。〜皿0时间内使动物每口或反复多次接触受

试物的毒性实验。检测指标：（1）一般综合指标（2）血液及生化检查（3）病理组织学检查；B慢

性毒性实验（ChronicToxicityTest）:是指以低剂量外来化合物,长期与实验动物接触，观测其对

实验动物所产生的生物学效应的实验。1

高等植物毒理实验与特殊毒性实验法：症状法、生长量法、高等植物毒性诊断实验方法

藻类毒性实验法、蚕豆根尖微核技术、紫露草微核技术

敏感动物指示法：陆生无脊椎动物实验、蚯蚓毒性实验、土壤原生动物毒性实验

敏感微生物诊断法：一般的土壤微生物实验、发光菌实验、转基因工程微生物实验

优点：

土壤污染生态毒理诊断集合了土壤中不同食物链生物对化学品的整体毒性效应，提供土壤

污染的所有信息.通过选择敏感代表者作为毒性诊断指标，对土壤污染诊断具有重要补充作

用.

缺陷：

难以对土壤中各种物质进行全面测定，不也许鉴定土壤中所有物质的潜在毒性效应，也不也

许测出污染物的复合污染效应.

难以区别和提取小同暴露途径中（如，孔隙水中、土壤空气中、食物的吸取中、小可提取性

残渣中或键合到某些物质中）的污染物质，因此污染物的有效毒性往往被低估.

无法以量化方式对产物的毒性做出准确评价，由于有些物质量的大小与其毒性大小之间不

成正比。

无法对污染物的代谢毒性进行追踪，检测上也存在困难

3.剂量效应的关系

1.生态毒理学诊断原理重要是依据生物在毒物作用下的不良生理、生化反映，所进行的生物

学系列实验。生物对毒物毒性响应的大小，依据在一定期间内某一污染物的剂量-效应关系

决定.

效应与反映：效应(Effect)表达接触一定剂量化学物质引起机体个体发生的生物学变化。反映

(Response)是接触一定剂置化学物质后，表现一定限度某种效应的个体在一个群体中所占的

比例

剂量-效应关系(Dose-effectRelationship)和剂量-反映关系(Dose-responseRelationship):分别表

达不同剂量在个体或群体中表现出来的量效应大小之间的关系，以及不同剂量与质效应发生

率之间的关系。剂量反映关系是评价化学物质的毒性和拟定安全接触水平的基本依据。

2.剂量的拟定：①引起生物某种限度毒害所需的剂量统称为毒害剂量②剂量是决定毒物对机

体导致损害的最重要因素③对于同一种毒物，不同剂量对■机体导致的损害限度不同；

效应(effect)：即生物学效应，指机体在接触一定剂量的化学物后引起的生物学改变。生物

学效应一般具有强度性质，为量化效应(gradedeffect)或称计量资料。效应用于叙述在群

体中发生改变的强度时，往往用测定值的均数来表达。研究污染物对土壤生态系统带来也

许危害的剂量-反映关系，进行污染物毒性和土壤生态安全性评价。

4.生物标志物

1.概念：生物标志物(Biomarker)是通过测定生物体液、细胞和组织的各种反映，用生物化学、

免疫学、遗传学等方法.来指示污染物的存在与否及生物个体的反映。

它可以直接以生物体内靶细胞或靶分子为反映终点，十分敏感。检测结果可以说明生物个体

内的细胞和组织是否已经暴露于超量的污染物中，环境污染物是否已对生物靶诱发了毒性

效应，以及毒性效应是否会对种群、群落、或生态系统引起连锁效应。

2.选择生物标志物的原则：①具有一定的敏感性，生物标志物的敏感性应高于一般生物检测

指标；②反映要有一定的稳定期间，同时要快速；③在分子和生化水平上的效应（效应生物

标志物）与高级生物学水平上的效应（如生长、繁殖）联系在一起；④具有一定野外应用价值；

⑤规定选取对受试生物损害较小的指标，技术易于掌握。

3.生物标志物的类型：生物标志物基本上可以分为生化、免疫、遗传等3个方面。①生化系

统：一些生化反映与污染物的作用机制极为相似，这些效应在很短的时间内就可发生，对于

污染物的反映十分敏感：重要的两种生物标志物类型是生物酶和特异蛋白质。②免疫系统：

如巨噬细胞、红细胞和白细胞。以免疫系统的抵抗力为毒性反映终点，对化学品暴露、生理

状态和疾病情况等，提供综合性标志物。③遗传系统：如DNA和癌基因等作为生物标志物

有不少应用实例。

4.生物标志物的分类：一般根据个体从暴露到疾病发生过程的进行把生物标志物分为暴露标

志物、效应标志物和易感性标志物。

暴露标志物（BiomarkerofExposure）:

也称接触生物标志物，指机体生物材料中外源性物质及其代谢产物（内剂量），或外源性物质

与某些靶分子之间互相作用的产物（生.物有效剂量）。内剂量生物标志物涉及细胞、组织或体

液（如血、尿、粪便、乳汁、汗液、毛发、指甲、唾液）中的毒物及其代谢产物；有效剂量（到

达剂量或靶剂量）生物标志物如DNA加合物、蛋白质加合物、DNA-蛋白质交联物等等。

效应生物标志物（BiomarkerofEffect）:

指机体内能反映生化、生理或其他方面改变的物质。

依照改变限度的不同，效应生物标志物乂可分为反映初期生物学效应、结构和（或）功能改变、

毒性或疾病3类标志物。

机体内能反映初期生化、生理或其他方面改变的物质称为初期生物学效应生物标志物。如

DNA链断裂、癌基因活化、抑癌基因失活等；当外源性物质引起细胞结构或功能改变时，机

体内能反映生化、生理或其他方面改变的物质叫做细胞结构和功能改变的生物标志物。如肿

瘤生长因子、癌胚抗原等；能反映外源性物质机体毒性的物质。如染色体畸变、姐妹染色单

体互换等，称作毒性生物标志物。

易感性生物标志物(SusceptibilityBiomarkers):

指反映机体先天或后天获得的对接触外源性物质产生反映能力的指标，与个体免疫功能差

异和靶器官有美。

5.生物标志物的优越性：可反映污染物暴露的时空变化和历史情况;可联系微观和宏观效应;

直接联系污染物浓度与效应；可拟定各种暴露途径之间的差异；综合了多种污染物的互相作

用；鉴定污染物引起的效应对生物个体或生态上的意义：可对长期生态效应进行短期预测。

6.生物标志物的应用：目前人们研究的重点集中在发展生物标志物，而不是生物标志物的应

用，并且对生物标志物的理解缺少统一的标准，使很多标志物都只能停留在发展阶段而很难

应用「实际问题的解决。

更合污染状况下的生物标志物响应的研究:在实际环境中生物有机体重要暴露于夏合污染物

而非单个化学物质，通过研究复合污染暴露体系下生物标志物响应，并综合考虑生物有机体

个体大小、生长发育和性别等对标志物响应的影响，将会大大提高标志物在指示实际环境中

暴露和效应的准确性和灵敏度，使标志物检测能更准确地反映实际环境状况。

多指标检测体系的应用和发展

生物标志物的生态相关性的阐述：对生物标志物的测定结果与特定环境致变之间的关系进

行研究，找出生物标志物的效应与相关种群、群落和生态系统水平效应的直接联系，是生物

标志物研究的重要任务之一

标志物测定的规范化：一方面，要对标志物的理解具有统一的标准：其二，要开发出规范统

一的测定方法，使来自不同实验室的数据具有可比性；最后，开发出方便检查的试剂盒，减

少标志物检测的费用，使之得以推广应用

分析检测技术：重金属的生物标志物：金属硫蛋白(MTs)、抗氧化酶类、还原性谷胱甘肽

(GSH)、外周血清转氨酶、免疫标志物

有机磷农药的生物标志物：胆碱脂酶(ChE)、对氧磷酶、烷基磷酸脂、

多环芳元(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等的生物标志物：混合功能氧化酶(MFO)、谷

胱甘肽转移酶(GSTs)、超氧化物歧化陋(SOD)和谷胱甘肽过氧化陋(GPx)、DNA加合物

第二章

1.土壤健康风险

土壤健康的生态指示：①植物指示：敏感植物指示：如植物的抗盐、抗酸以及超富集植物等;

植物根的反映；植物根的病原体②土壤动物指示：土壤节肢动物群落结构；蚯蚓土壤微生物

指示③土壤微生物群落结构：土壤微生物生物量；营养物的循环④土壤酶指示

土壤健康质量及其分析方法：①物理属性：土壤颜色和土壤温度；土壤水分：土壤质地；土

壤团聚体；土壤容重；土壤孔隙度；土壤比表面积；土壤渗透性等②化学属性：土壤酸碱度;

土壤有机质；离子互换性能：电导率；植物需要的营养元素③生物学属性：微生物；动物；

植物

环境风险：由人类活动引起的，或由人类活动与自然界的运动过程共同作用导致的，通过环境

介质传播的，能对人类社会及其生存、发展的基础一环境产生破坏、损失乃至毁灭性作用等

不利后果的事件的发生概率：具有两个重要特点：即不拟定性和危害性。

环境风险广泛存在于人们的生产和其他活动之中，并且表现方式纷繁复杂

环境风险分类：①根据产生因素的差异，可以将环境风险分为化学风险、物理风险以及自然灾

害引发的风险。②根据危害性事件的承受对象的差异，将风险分为三类,即人群风险、设施风

险以及生态风险。

2.生态风险、土壤健康风险评价环节

从环境科学的范畴内，风险评价可分为生态风险评价和健康风险评价两大类

生态风险评价概念：暴露于一种或几种污染物而也许产生或已经产生不

良生态效应的评估过程，是建立在生态学、生态毒理学、数学和计算机技术等学科研究成果

基础上的一门综合分支学科。

生态风险评价环节：

问题表述：研究区界定和信息收集、选择评估终点和测定终点、建立场

地概念模型、制定风险分析计划

风险分析：暴露表征和生态效应表征

风险表征：

生态风险管理：

健康风险评价环节：

健康危害鉴定；

剂量-效应分析；

暴露评估；

健康风险表征；

健康风险管理

3.剂量效应曲线关系（反映了什么样的关系模式）

①直线型：反映强度与剂量呈直线关系，即随着剂量的增长，反映的强度也随着增强，并成

正比例关系。但在生物体内，此种关系较少出现，仅在某些体外实验中，在一定的剂量范围

内存在。

②S形曲线：此曲线较为常见。它的特点是在低剂量范围内，随着剂量增长，反映强度增高较

为缓慢，剂量较高时，反映强度也随之急速增长，但当剂量继续增长时，反映强度增高又趋

于缓慢，成为“S”形状,S形曲线可分为对称和非对称两种。

③抛物线型：剂量与反映呈非线性关系，即随着剂量的增长，反映的强度也增高，且最初增

高急速，随后变得缓慢，以致曲线先陡峭后平缓，而成抛物线形。如将此剂量换算成对数值

则成一吏线。将剂量与反映关系曲线换算成宜线，可便于在低剂量与高剂量之间进行互相推

算。

④指数曲线：在剂量反映关系的曲线中，当剂量越大，反映率就随之增高得越快，这就是指

数曲线形式的剂量反映关系曲线。若将剂量或反映率两者之一变换为对数值，则指数曲线即

可直线化。

⑤双曲线：随剂量增长而反映率的增高类似指数曲线，但为双曲线。此时如将剂量与反映率

均变换为对数值，即可将由线化直。

⑥受干扰的曲线：有时由于毒物的致死作用或对细胞生长的克制作用等各种因素，可使曲

线受干扰，在半途改变其形态甚至中断。虽然，在某些毒性实验中，可见到“全或无”的剂

量反映关系的现象，即仅在一个狭窄的剂量范围内才观测到效应出现，并且是坡度极陡的线

性剂量反映关系。产生这种情况的因素当依据具体情况作出解释。

荆星

4.健康风险如何应用（指标一影响，人体不同摄入途径计算不同途径对人体带来的危害）

健康风险评价与管理：①健康危害鉴定：土壤污染危害鉴定是根据土壤污染物的生物学和

化学资料，鉴定土壤中某种特定污染物是否产生危害；

②剂量•健康危害分析：对土壤污染物暴露水平与暴露人群或生物种群中不良健康反映发

生率之间的关系进行定量估算的过程，是风险评价的定量依据：重要涉及非致癌物的剂量-

健康危害分析；

③致癌物的剂量•健康危害分析：致癌物的剂量-健康危害分析是在无阈效应情况下，运用高

剂量外推模式评价人群暴露水平上所致毒的危险概率。

分析过程一般涉及:

1）选取合适的数据资料

2）运用高剂量外推模型推导出低剂量暴露下也许的危害限度

3）将由动物实验数据得出的危害度估计值转化为人的相应值。一般认为，致癌物在低剂量

范围内的剂量-危害反映关系曲线也许有3种类型即线形、超线形和次线形。

④突变物的剂量-健康危害分析：目前仅能进行有关整体哺乳类诱导的胚胎突变资料的剂量-

危害分析；

⑤暴露评估：不同互换界面的污染物暴露量估算：经呼吸道进入人体的量估算；经消化道进

入人体的量估算；经皮肤吸取进入人体的量估算。暴露评估的内容：涉及土壤污染源分析，

暴露途径分析、污染物在时间和空间上的强度和分布分析、暴露人群和环境受体的分析、计

算暴露水平和评估不拟定性因素等。暴露评价的环节：表征暴露的土壤环境；拟定暴露途径；

定量暴露；

⑥健康风险表征：重要环市有：污染土壤危害鉴定；剂量-危害评估及暴露评价结果的综合分

析；风险度分析；书面总结风险表征结果；

⑦健康风险管理：

概念：污染土壤的健康风险管理是指根据风险评价的结果，按照适当的法规条例，选用有效

的控制技术，进行削减风险的费用-效益分析，拟定可接受风险度和可接受的损害水平，并

进行政策分析及考虑社会、经济和政治因素，决定适当的管理措施并付诸实行，以减少或消

除该风险度，保护人群健康。

重要内容：根据土壤污染危害鉴定结果，拟定采用何种风险评价；筛选出需要做风险评

价的项目，特别是有重大危害的项目；拟定土壤污染物的排放标准和土壤环境质量标准；制

定风险的应急措施及补救措施。

金属污染土壤人体健康风险评价：重要表现在4个方面

土壤污染源强的计算

重金属在土壤剖面及大气、地下水中浓度的分布

对人体健康危害的风险度计算

总年的危险计算

第三章

L物理分离技术（方法、原理）

技术原理：①依据粒径的大小，采用过滤或微过滤的方法进行分离；②依据分布、密度大小、

采用沉淀或离心分离；③依据磁性有无或大小，采用磁分离手段；④根据表面特性，采用浮

选法进行分离

物理分离过程：重要涉及：①针对不同土壤颗粒粒级（如粗砂、细砂和粘粒等）、粒径或形

状，可通过不同大小、形状网格的筛子进行分离；②依据颗粒水动力学原理，将不同密度的

颗粒，通过其重力作用导致的不同沉降、沉淀速率进行分离；③根据颗粒表面特性的不同,

采用浮选法，将其中一些颗粒吸引到目的泡沫上进行分离；④一些物质具有磁性，或者污染

物自身具有磁感应效应，特别是一些重金属；

物理分离修复方法：①粒径分离：根据颗粒直径的大小分离固体

干筛分：能成功解决大或中档的土壤颗粒，解决小于0.06~0.09m粒级比较难

湿筛分：易产生一定量的污水，湿的土壤使下一步的化学解决比较难

摩擦-洗涤：摩擦洗涤器不是真正的颗粒分离设备，但可以打坏土壤团聚体结构，将氧化物

或其它胶膜从土壤胶体上洗下来。

②水动力学分离：也称粒度分级，基于颗粒在流体中的移动速度将其提成两部分或多部

分的分离技术。颗粒在流体中的移动速度取决于颗粒大小、密度和形状。可以通过强化流

体在与颗粒运动方向相反的方向上运动，提高分离效率。

③密度（或重力）分离：基于物质密度，采用重力富集方式分离颗粒。在重力和其他一种

或多种与重力方向相反的作用力的同时作用下，不同密度的颗粒产生的运动行为也有所不

同。重力分离对粗糙颗粒比较有效

④脱水分离：一般采用的脱水方法有过滤、压滤、离心和沉淀

2.蒸汽浸提技术(基本原理、分类、优缺陷)

概念：土壤蒸气浸提修复技术(Soilvapourextraction,SVE)是指通过减少土壤空隙的蒸气

压，把土壤中的污染物转化为蒸气形式而加以去除的技术，是运用物理方法去除不饱和土

壤中挥发性有机组分(VOCs)污染的一种修复技术，该技术合用于高挥发性化学污染土壤

的修复，如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤。

基本原理：在污染土壤内引入清洁空气产生驱动力，运用土壤固相、液相和气相之间的浓度

梯度，在气压减少的情况下，将其转化为气态的污染物排出土壤外的过程

表1SVE主要特点

项目主要特点

可迅速、有效地去除包气带中挥发性

经桥性处理系统安装简单，不需特制设备

可结合治理地下水抽排井安装，可与

操作灵活性

其他技术结合使用

简单，在出口处安装气体净化装置可

后续处理

避免二次污染

对环境的影响小•不影响区域内建筑的结构稳定性

分类：①原位土壤蒸汽浸提技术：运用真空通过布置在不饱和土壤层中的提取井向土壤中

导入气流，气流通过土壤时，挥发性和半挥发性的有机物挥发，随空气进入真空井，气流通

过后，土壤得到了修复。

重要用于挥发性有机卤代物或非卤代物的修复，有时也应用于去除土壤中的油类、重金属及

其有机物、多环芳攵空或二恶英等污染物

②异位土壤蒸汽浸提技术;是指运用真空通过布置在堆积着的污染土壤中开有狭缝的管道网

络向土壤中引入气流，促使挥发性和半挥发性的污染物挥发进入土壤中的清洁空气流，进而

被提取脱离土壤。同时，这项技术还涉及尾气解决系统

重要用于解决挥发性有机卤代物和非卤代污染物污染土壤的修复：

③多相浸提技术(两相浸馄技术、两重浸提技术)多相浸提技术(muti-phaseextraction)是

土壤蒸汽浸提技术进行革新基础上发展起来的，是蒸汽浸提技术的强化，可以同时对地下水

和土壤蒸汽进行提取。重要用于解决中、低渗透性地层中的VOCS及其他污染物。

多相浸提技术可具体细分为两相(TPE)和两重浸提(DPE)两种方法；

两相没提技术(two-phaseextraction),是指运用蒸汽浸提或者生物通风技术向不饱和土壤

输送气流，以修复挥发性有机物和油类污染物污染上壤的过程。气流同时也可以将地下水提

到地上进行解决，两相提取并同时位于土壤饱和层和土壤不饱和层，施以真空后进行提取。

两重浸提技术(dual-phaseextraction)既可以在高真空下也可以在低真空条件下使用潜水泵

或者空气泵工作

④生物通风技术

异位土壤蒸汽浸提技术与原位土壤蒸汽浸提技术相比的优点：a挖掘过程可以增长土壤中的

气流通道；b浅层地下水位不会影响解决过程；(:使泄漏收集变得也许；d监测过程变得容

易进行；

两重和两相(TPE)浸提技术的优缺陷:

项低/高真空DPETPE

目

优不受目标污染物深度地下水气提：污染物液相

点影响；提取井内的真-气相转移速率最高达到

空损失少98%；井内无需泵及其它

不受地下水产生速率机械设备：可用于现有的

影响提取、观测井

缺使用潜水泵，因此需深度有限制：最深地下

点要有一定的没过水泵150米

的水位地下水流速有限制：最大

与TPE相比，需要进5g/min

行泵的控制由于需要提水到地面，耗

费较大真空

3.蒸汽浸提技术与其他方法的关系(涉及哪些方法、结合各运用什么优缺陷)

A压裂修复技术：压裂技术(fracture)是指运用某种力量使地下的岩石或者大密度土壤(黏

土、胶泥)爆裂的技术，自身不是一种独立的污染土壤修复技术，它只是用来使地层压裂促

进其他修复技术的修复效果，产生的裂痕，为需要去除或分解的有害化学物质提供了逸出

的通道

B生物通风：生物通风(bioventing)即BV法，结合了土壤通风的物理过程和增强的生物降

解过程，而成为一种应用广泛的革新性原位修复技术，是土壤蒸汽浸提技术的衍生

生物通风系统使用与SVE相同的设施，但系统结构与设计目的有很大不同

SVE系统井被放在被污染区域的中心，而生物通风操作中井放在被污染区的边沿往往更

有效

SVE在修更污染物时空气抽提速率一般较大，运用挥发性去除污染物，生物通风的目的是

发明好氧条件来促进原位生物降解，因此生物通风相对较低的空气速率，以使气体在土壤中

的停留时间增长

优点：①生物通风应用范围较宽；②与SVE比较它的操作费用更低，在SVE操作中抽出的废

气不能直接放入空气中，需要后续解次工艺，这有时甚至要占整个费用的50%左右，生物通

风省去了此环节，因此操作成本下降；缺陷：生物通风比较其它土壤修复技术，其重要缺陷

是它的操作时间长，受到土著微生物种类的限制

C空气喷射：也有人称为空气注射，是去除饱和区土壤有机污染物的土壤原位修复技术。AS

的目的是去除潜水位以下的地下水中溶解的有机污染物质，通过将新鲜空气喷射进饱和区

土壤中，产生的悬浮羽状体逐步向原始水位上升，从而达成去除化学物质的目的。喷射进入

含水层的空气能提供氧气来支持生物降解，也能将挥发性污染物从地下水转移到不饱和区,

在那里污染物可以用SVE或BV来进行解决

土壤蒸汽浸提技术及衍生技术：

不饱和区土壤原位修复技术（SVE,BV）

饱和区土壤原位修复技术（AS,BS）

4.固化稳定技术（物理修复和化学修复的固化技术的区别，针对不同的污染物）

概念：固化/稳定化（Solidification/Stabilization）是指防止或者减少污染土壤释放有害化学

物质过程的一组修复技术，通常用于重金属和放射性物质污染土壤的无害化解决，可以是

原位也可以是异位。

固化是指将污染物包被起来，使之呈颗粒状或大块状存在，进而使污染物处在相对稳定状

态。稳定化是指将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性变小的状态和形式，即通过减少

污染物的生物有效性，实现其无害化或者减少其对生态系统危害性的风险

原理：固化/稳定化技术一般常采用的方法为:先运用吸附质如黏土、活性炭和树脂等吸附

污染物，浇上沥青，然后添加某种凝固剂或黏合剂，使混合物成为一种凝胶，最后固化为硬

块。

特点：①需要污染土壤与固化剂/稳定剂等进行原位或异位混合，与其他固定技术相比，无

需破坏无机物质，但也许改变有机物质的性质；②稳定化也许与封装等其它固定技术联合应

用，井也许增长污染物的总体积；③固化/稳定化解次后的污染土壤应当有助于后续解次；

④现场应用需要安装下面所有或部分设施：原位修复所需的螺旋钻井和混合设备；集尘系

统；挥发性污染物控制系统；大型储存池。

优势：可以解决多种复杂金属废物；费用低廉；加工设备容易转移；所形成的固体毒性减少,

稳定性增强；凝结在固体中的微生物很难生长，不致破坏结块结构

影响因素：①物理机制：水分及有机污染物含量过高，部分潮湿土壤或者废物颗粒与粘结剂

接触粘合，而另一部分未经解决的土壤团聚体或结块，最后形成解决土壤与粘结剂混合不

均匀；亲水有机物对养护水泥或者矿渣水泥混合物的胶体结构有破坏作用；干燥或粘性土

壤或废物容易导致混合不均②化学机制：化学吸附/老化过程；沉降/沉淀过程；结晶作用③

其他因素：含油或油脂的污染土壤固化/稳定化后，其稳定性较差；污染土壤自身某些固定

组分

5.热解吸技术（污染范围对土壤环境条件规定）

概念：是通过直接或间接热互换，将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度（通

常被加热到150~540度），以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离的过程

分类：土壤或沉积物加热温度为150-315度的技术为低温热解吸技术和温度达成315-540度

的高温热解吸技术

热解吸技术可以分为两步:1.加热被污染的物质使其中的有机污染物挥发;2.解决废气，防止

挥发污染物扩散到大气

可以分为直接接触加热（火焰辐射直接加热或燃气对流直接加热）和间接接触加热（通过物

理隔离，如钢板，将热源与被加热污染物分开）两种

热解吸系统可以进一步分为两类：连续给料系统和批量给料系统。连续给料系统采用异位

解决方式，即污染物必须从原地挖出，通过一定解决后加入解决系统。连续给料系统既可采

用直接加热方式，也可采用间接火焰加热方式。代表性的连续给料热解吸系统涉及：直接接

触热解吸系统-旋转干燥机；间接接触热解吸系统-旋转干燥机和热旋转。批量给料系统既可

以是原位修复，如热毯系统、热井和土壤气体抽提设备，也可以是异位修复，如加热灶和热

气抽提设备。

修复解决过程：土壤性质、温度、气流

修复地点的实际条件：本地的土地运用状况；本地的气候条件；待修复污染土壤的体积或数

量；污染土壤的运送；本地劳动人员和辅助设施的可得性和工资支付；可提供的工程施展

空间；环保部门的准许；

应考虑的问题:a场地特性；b水分含量：过多的水分含量会提高操作费用，由于水在解决过

程中的蒸发也需要燃料。在解决尾气中加入水蒸气导致低的产废率，由于水蒸气也要同尾气

和解吸下来的污染物一道进入解决设备中进行解决。这些低的产废率可归因于：过高的气

流；热输入的限制；c土壤粒径分布与组成：拟定土壤质地粗细的临界点是粒径大于或小于

0.075mm（200目筛）所占的比例。假如超过半数的土壤颗粒大于0.075mm,认为土壤质地

是粗的，假如超过半数的土壤颗粒小于0.075mm,认为是细质土壤；d土壤密度（解决角度

一质量；付费角度一体积）；e土壤渗透性与可塑性：土壤渗透性影响着将气态化的污染物

引导出土壤介质的过程，黏土含量高或结构紧实的土壤，渗透性比较低，不适合运用热解吸

技术修复污染土壤；土壤可塑性指的是未经休整的土壤的变形限度；f土壤均一性；g热容

量；h污染物与化学成分

热解吸系统的合用范围：①热解吸系统可以用在广泛意义上的挥发态有机物、半挥发态有

机物、农药，甚至高沸点氯代化合物污染土壤的治理与修复上②温度范围：③可行性分析;

④重金属污染物的影响；⑤其他因素：时间保证、公众的认可度、充足的能源、空间保证、

资金保证

6.电动修复（原理、优缺陷）

概念：是运用电动力学的方法从饱和土壤层、不饱和土壤层、污泥、沉积物中分离提取重金

属、有机污染物的过程

原理：电动力学修复技术是把电极插入受污染的地下水及土壤区域并通入直流电，发生土壤

孔隙水和带电离子的迁移，土壤中的污染物质在外加电场作用下发生定向移动并在电极附

近累积，定期将电极抽出解决，可将污染物除去。电动力学修复技术是一种新型高效的去除

土壤和地下水中污染物的新方法。

技术优势：

与挖掘、土壤冲洗等异位技术相比，电动力学技术对现有景观、建筑和结构等的影响最小

与酸浸技术不同，此方法改变土壤中原有成分的pH使佥属离子活化，这样土壤自身的结构

不会遭到破坏，且该过程不受土壤低渗透性的影响

与化学稳定化不同，此方法中金属离子从主线上完全被去除而不是通过向上壤中引入新的

物质与金属离子结合产生沉淀实现

对于不能原位修夏的土壤，可以采用异位修好

对饱和层和不饱和层都有效

水力传导性较低特别是黏上含量高的土壤合用性强

对有机和尢机污染物都有效

限制因素：

污染物的溶解性和污染物从土壤胶体表面的脱附性能对该技术的成功有重要影响

需要电导性的孔隙流体来活化污染物

埋藏的地基、碎石、大块金属氧化物会减少解决效率

金属电极电解过程中发生溶解，产生腐蚀性物质，因此，电极需采用惰性物质如碳、石墨等

污染物的溶解性和脱附能力限制技术的有效应用

土壤含水量低于10%的场合，解决效果减少

非饱和层水的引入会将污染物冲洗出电场影响区域，埋藏的金属或绝缘物质会引起土堞中

电流的变化

第四章

1.化学淋洗(原理、优缺陷、重要的影响因素)

化学淋洗技术(soilleaching/flushing/washing)是指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁

移作用的溶剂，通过水力压头推动清洗液，将其注入到被污染土层中，然后把包具有污染物

的液体从土层中抽提出来，进行分离和污水解决技术。

优点：淋洗法/淋洗-提取法具有方法简便、成本低、解决量大、见效快等优点，合用于大面

积、重度污染的治理。特别合用于轻质土、和砂质土，但对渗透系数很低的土壤效果不好。

重要影响因素：

1、土壤质地。如不同质电的土壤对重金属的结合力大小不同，一般地粘土比砂上对重金属

离子有更强的结合力，使得结合在土壤颗粒上的重金属难于解吸下来，从而影响重金属的淋

洗效率。

②土壤中有机质含量。土壤有机质的含量与污染物的吸附量成正比，土壤有机质含量较高时

不利于污染物的去除。

③土壤阳离子互换容量。一般土壤阳离子互换容量越大，土壤胶体对重金属阳离子吸附能力

也就越大，从而增长重金属从土壤胶体上解吸卜来的难度。所以阳离子互换容量大的土壤不

适合用化学淋洗技术修复，

④污染物的种类及含量。石油类污染物从土壤中洗出的难易限度与其性质、浓度及老化时间

密切相关对原油来说，其组分比较复杂，各组分与土壤结合的紧密限度不同，去除的难易限度

也不尽相同，不同的重金属与土壤矿物质的结合力大小不同，从而影响它们的淋洗

⑤污染物在土壤中存在形态。如重金属元素经常以不同的形态存在于土壤中，各种不同形态

的重金属具有不同的迁移能力和可解吸性。

⑥所选淋洗剂的种类。表面活性剂性质对其增溶作用的影响限度远小于有机物自身性质的影

响,对于同一种有机污染物，不同表面活性剂的Kmc值（有机物的分派系数）相差不大，都与

该有机污染物的KOW（有机物的辛醇-水分派系数）在同一数量级。

⑦淋洗液的浓度。对于淋洗试剂浓度来说,污染物的去除效率通常随淋洗试剂浓度增大而提

高，并在达成某一定值后趋于稳定。

⑧淋洗时间。当到达一定的淋洗时间后，继续的淋洗对淋洗效果的提高也许是无效或者效果

不明显的，所以每一次淋洗都有一个最佳的萃取时间。

⑨pH值。淋洗液的pH值影响到鳌合剂和重金属的鳌合平衡以及重金属在土壤颗粒上的吸附

状态，从而对重金属的萃出有一定的影响。

⑩淋洗温度。淋洗温度对土壤中石油类污染物的去除效率影响很大，升高温度一般可以大大

提高污染物的去除率，因素是升高温度可以使油膜在土壤表面的粘附能力减弱，减少油的粘度,

增长油的流动性,促使淋洗试剂与污染物充足作用。

11.液固比。液固比是指淋洗液与污染土壤的质量比,提高液固比一般会提高污染物的去除率,

因素是提高液固比相称于提高了单位质量污染土壤所加入的淋洗液的量。

缺陷讨论方向：高效的多元复配淋洗剂的开发和淋洗剂之间协同作用机理

淋洗剂对土壤和水环境的破坏和污染问题

废液的解决问题

实验室研究到工程应用

新技术的开发

2.化学固定（原理、优缺陷、重要的影响因素）

化学固定是在土壤中加入化学试剂或化学材料，并运用它们与重金属之间形成不溶性或移

动性差、毒性小的物质而减少其在土壤中的生物有效性，减少其向水体和植物及其它环境单

元的迁移，实现污染土壤的化学修复方法。

优缺陷：①固定在土壤中的重金属在环境条件发生改变时，仍然可以从土壤中释放出来，

变成生物有效形态。②固定剂的使用将在一定限度上改变土壤结构，同时对土壤微生物也

也许产生一定影响.③进一步发展稳定性好，对土壤结构影响小的固定剂将是十分重要的

3.化学氧化（重要氧化剂、每种氧化剂特点及其合用范围）

重要氧化剂：H202、KMn04、03、DO

原位化学•化修鱼技术的，征獗要

注入的氯化剂

化学粗化技术

道氯化氢高甘酸U臭氧

适用的加染物依色城剂］宠环芳煌以及椎类产肛对情和昉妗则不适用

修打时象土金和地F水

影响因宗

修好在2-4之间,但在・好色之网，但在

PH中忤州

中件pH下仍可应用其他pH下仍町应用

有机质和其侑累扰中存在的任何还原件皆属।超新费M化利.天然存在的有机腹,人妻活动产

还原性■质牛的有机埴知还京性无机物都时收化网的修星依率物较大影峋

推荐高■性上理，如果应用先进的粗化刑分散系境如土■用厦M合知上澳碑疑

土堞可•性技术.在低，上餐上也能开展修复工作。EtonH刷粗要复靠化学反应生成的自

由修产也作爸■化舄,因此要防止产物从注财点溢出

土及源型如果采用先进的分触系就，+・年度不是限制因子

勺上堰和蝗下水接触后

K化茶的降，比较•定在土城中的降■握有限

♦快—

需要加入FeSOk以形成

且他因索——

Fcnioo域剂

加入氧化剂后可能生成逃逸气体、有毒*产物.使生物量减少或毋片土填中重

盾在不利影响

宅属存在形态

4.可渗透反映墙（原理、类型、特点）

可渗透反映墙：PermeableReactiveBarriers（PRB）：是一种由被动反映材料构成的物理墙，通

过挖掘来建造，然后进行重新定位，墙体是由天然物质和一种或几种活性物质混合在一起

构成的。当污染物沿地下水流向迁移，流经解决墙时，它们与墙中的活性物质相遇，导致污

染物被降解或原位固定。

类型：连续墙式PRB(continuouswallPRB)s隔水漏斗-导水门式PRB(funnel-and-gatePRB)

优缺陷：原位可渗透反映墙法在地下水污染组分的解次方面具有很好的发展前景。它避免了

抽出解决法的抽出解决过程，原位就地降解或滞留污染组分;不需要连续供应能量，避免了能

量供应的限制;与士气抽出法、曝气法等相比，其解决组分的范围广。虽然该系统在长期实验

过程中，容易由于细的土颗粒的吸入、地下水组分的沉淀析出、以及一些微生物的过度繁殖

导致的堵塞，但是该系统允许对反映介质进行更新，从而保证其长期有效的使用。目前我国地

下水污染治理形势不容乐观，有关地下水污染治理研究应用还处在起步阶段，尚有待于更进

一步加强。

?5.农业生产对化学修复方法的应用(磷肥、有机物)

磷肥减少铅毒的重要机理：①是通过磷肥中的磷与土壤中各个非残渣态的铅反映生成更稳

定的磷酸铅盐矿(重要是磷氯/羟基/氟铅矿沉淀)，减少了土壤中Pb的移动性，从而减少

了Pb对生物的毒性。②磷矿粉有极大的比表面，可以大量地吸附固定土壤溶液和胶体上的

水溶性和互换态的Pb,达成减少Pb生物有效性的效果

有机质：向土壤施加有机物质可以提高土壤肥力的同时，可以增强土壤对重金属离子和有机

物的吸附能力。通过有机物质和重金属的络合、鳌合作用，使污染物分子失去活性，减轻土

壤污染对植物和生态环境的危害。有机物质中的含氧功能团，如痰基、酚羟基等，能与金属

氧化物、金属氢氧化物等金属-有机配合物。

有机物质对重金属污染缓冲和净化机制重要表现在：参与土壤离子的互换反映；稳定土壤结

构，提供微生物生物活性物质，为土壤微生物活动提供基质和能源，从而间接影响土壤重金

属行为；是重金属的鳌合剂

第五章

1.生物修复基本原理、类型、环节

原理：生物修复（bioremediation）是通过运用营养和其他化学品来激活微生物，使它们可以快

速分解和破坏污染物。作用的原理是通过土著微生物或外源微生物提供最佳的营养条件及

必需的化学物质，保持其代谢活动的良好状态。

类型：原位生物修复和异位生物修复

原位技术涉及1生物通风；2原位生物降解；3生物刺激；4生物注射；5生物强化；6自然

衰减

异位技术涉及1土地解决技术/土地耕作：2堆肥；3生物堆肥；4生物反映器

生物修复取决的因素：1微生物；2.微生物营养物；3.水分；4解决场地；5氧气与电子受体；

6根圈作用；7土壤物化因素；8共代谢；9有毒有害有机物质的物理化学性质；10生物有

效性；11促进生物有效性的提高（表面活性剂）

2.土壤中污染物的转化作用（激活、去毒）

去毒作用：微生物使污染物的分子结构发生变化，从而减少或去除其对敏感物种的有害性。

敏感物种涉及动物、植物、微生物和人。生物体内的有毒物质的解毒和排泄的过程是一个

非常复杂的过程，是多种酶和多种反映机制共同作用的结果，往往是在不同的酶和不同的

反映过程共同作用下，生物体将有毒物质排泄到体外或使其变为无毒的形式在体内进一步

运用。激活作用：可以发生在微生物活跃的土壤、水和其他任何环境。产生的产物也许

是短暂的，是矿化过程的中间产物，也也许连续时间很长，甚至引起环境问题。

激活作用的结果是生物合成致癌物、致畸物、致突变物、神经毒物、毒植物素、抗菌素等

激活的反映类型：

典型激活：重要是前面提到的一些激活反映，也是严格意义上的激活，其产物往往毒性更强,

并且持久性和迁移性也往往会加强，引起的环境毒性更大。

缓解：有时一种化合物A会有两种前程，它可以转化为更有毒化合物B,即激活；也可以转

化为无毒化合物C,由于A向C转化，避免了A向B的激活，因此成为缓解。

生物毒性谱的变化：对一类生物有毒的化合物，在分子结构改变以后会对完全不同的另一类

生物有害，这就是毒性谱发生了改变。它不是严格意义上的激活，而是对另一类生物为激

活。

3.共代谢(特点、在生物修复中的应用)

共代谢：

有些不能作为唯一碳源与能源被微生物降解的有机物。当提供应其它有机物作为碳源或能

源时，这一有机物就有也许因共代谢而被降解。

微生物的共代谢作用也许存在以下几种情况：

靠降解其它有机物提供能源或碳源

通过与其它微生物的协同作用，发生共代谢，降解污染物

由其它物质的诱导产生相应的酶系，发生共代谢作用

共代谢的环境意义

共代谢微生物生长缓慢，物质转化效率低

容易引起一些有毒物质的积累

共代谢机制的存在，大大拓展了微生物对难降解有机污染物的作用范围

环境修复或筛选高效微生物的过程中要考虑共代谢的影响

有些小易降解的农药，它们并小能支持微生物的生长，但它们有也许通过几种微生物的共代

谢作用而得到部分的或所有的降解。例如，通过产气气杆菌(Aerobacteraerogenes)和氢单

胞菌(Hydrogenomonassp.)的共代谢作用，可将DDT转变成对氯苯乙酸，后者可由其他微

生物进一步分解。可见微生物的共代谢作用在自然界难降解物质的分解中具有极其重要的意

义。

4.微生物降解（影响的重要因素△大题、运用生物修复土壤要考虑什么因素）

重要因素：①微生物活性的影响：微生物种类、生长；②化合物结构的影响：结构简朴的

较复杂的易降解；相对分子质量小的比相对分子质量大的易降解；烧类化合物一般是桂克

比环点易降解，不饱和烧比饱和点易降解，直链炫比支链炫易降解，支链烷基越多越难降

解；卤代作用能抗生物降解，卤素取代基越多，抗性越强。③环境因素；温度、酸度、水、

盐、氧气、营养等

需要考虑的因素：1微生物的生长；2影响微生物生长的环境因素；3环境条件对微生物降解

的影响；4物理化学因子对生物降解的影响：温度、pH、水分、盐分、压力；5养分供应对

生物降解的影响：碳源；无机营养物的影响：如氮、磷、硫、镁等；共基质；6生物因素对

生物降解的影响：生物量；协同作用；捕食作用；7微生物系统功能的人工调节：微生物驯

化；微生物接种；基因工程菌

5.生物修复土壤要考虑什么因素

污染土壤微生物修复过程实质上是微生物对污染物的降解与转化过程。因此，在选择运用和

实行污染土壤微生物修复技术时，一定要考虑其影响因素，以保证微生物修复的效果。重要

涉及以下六个方面。

3.1微生物的种类和性质

污染土壤微生物修复技术中，对修复起核心作用的是微生物。选择优良的微生物菌种，

是污染土壤微生物修复取得良好效果的前提。用作污染土壤微生物修复的微生物有土著微生

物,外来微生物，基因工程菌（GEM）三大类。土著微生物存在生长慢，代谢活性小高，但适

应快，目前在大多数微生物修复工程中实际应用的都是土著微生物；外来微生物是指为了提

高污染物的降解速率，人为接种的一些降解污染物的高效菌，采用外来微生物接种是会受到

上著微生物的竞争，因此要加大接种量；菌因工程菌是采用遗传工程手段将多种降解基因转

入同一微生物中，从而获得更广谱的降解能力，但基因工程菌的实际应用在美、日等国，受

立法控制。因此，污染土壤微生物修复技术中微生物的选择，对修复效果起关键作用。

3.2微生物营养盐

污染土壤微生物修复过程中，为使污染物达成完全降解或是降解更充足，必需供应解决

微生物合理的营养。由于在污染土壤中，污染物过量积累，也许品种单一，营养元素严重失

衡，因此，在解决过程中，一定要添加营养盐。营养盐的添加，一定要通过可行性实验拟定。

33溶解氧

土壤具有团粒结构，是气、固、液三相体系。污染土壤因污染物种类和数量不同，溶氧

也有差别。良好土壤溶氧在5mg/L左右，污染土壤由于污染物而变低。为保证污染土壤微生

物修复过程中微生物的生长和对污染物的充足降解及有效转化，一定要保证氧的供应。在工

程实际中，常采用鼓风机向地下鼓风以补充污染土壤中的氧。

3.4共代谢基质

微生物对环境中污染物质之所以有强大的降解与转化能力，除了由于它自身个体小，比

表面积大，种类多，分布广，适应力强，代谢类型多样，代谢速率快外，尚有一个重要的特点,

就是微生物具有共代谢作用。在污染土壤中添加化学结构与污染物类似的共代谢基质，一方

面，可以富集共代谢微生物；另一方面共代谢基质能促使微生物对难降解污染物的分解。因

此共代谢基质的种类和数量是影响污染土壤微生物修复技术效果的一个很重要因素。

3.5污染土壤的特性

污染土壤的特性影响修复过程中污染物和微生物的相对活性，最终影响修复速度和限

度。土壤可分为气体、水分、尢机固体和有机固体四个铝分，有机固体能吸附阻留有机污染

物，减少其在土壤中的运动性，同时这种固定化分延长微生物对有机污染物的降解与转化。

3.6污染物的物理、化学性质

污染土壤中污染物的物理化学性质也是影响污染土壤微生物修复技术的一个重要因素。

重要涉及淋失与吸附、挥发、生物降解和化学反映四个方面的性质。了解污染土壤污染物的

性质是判断能否采用微生物修复以及采用相应的对策，强化微生物修更过程。

3.7微生物的环境因子

影响污染土壤微生物修复的因素除了以上因素外，微生物生长的环境因子如温度、pH、

水分等，也是影响污染土壤微生物修复技术效果的重要的环境因素。

5.污染物的可运用性、生物有效性的变化(重要的影响因素)

有机污染物进入土壤中的变化：

有机污染物进入土壤后，一方面吸附在土壤大孔隙及各种有机无机颗粒表面，然后逐渐扩散

到土壤微孔中。随着与土壤接触时间增长，有机物缓慢扩散到微生物无法进入的极小孔隙中,

或者分派进土壤有机质(SOM)内。部分有机物也以纯固体或非水相(NAP)物质存在。

有机污染物作为微生物生长的基质，根据与可运用性的关系可分为

可直接运用的基质，涉及水相基质和“直接接触”被运用的少量吸附态基质；

潜在可运用基质，指与可直接运用基质之间存在动态平衡的基质，如吸附态和NAP基质；

不可运用基质，涉及土壤微孔和部分SOM内的老化基质和少量隔离态NAP基质。

污染物的生物可运用性是指土壤和地下水中的微生物或胞外酶对有机基质的可接近性，它

受到可直接运用的基质浓度和潜在可运用基质向直接可孟用基质的转化速度控制

①生物可运用性影响机理：

染物水相浓度对生物可运用性的影晌。有机物进人土壤和地下水后，通过各种物理、化

学和生物过程被强烈地吸附在土壤介质表面，或者形成NAP基质，或者隔离在多孔介质

内部，大大减少了污染物的水相浓度。

1.介质吸附与多相分派。2.形成非水相基质。3.污染物隔离和老化

②微生物移动性对生物可运用性的影响。微生物移动性大，或者具有降解能力的细菌积极或

被动地向吸附态污染物运移，则可提高污染物的可运用性和生物降解速率。微生物在土壤中

的吸附/解吸、过滤和沉降等过程会显著地阻止或延迟微生物的运移。吸附过程涉及到各

种复杂的生物、物理和化学现象，其中涉及静电吸附、憎水反映及微生物排泄物的吸附作用。

增强生物可运用性的重要措施

增强吸附态污染物的解吸附和NAPL基质的溶解

强化污染物与微生物间的质量传递。目前采用的重要措施涉及：施用表面活性剂，电动力学

烟化，使用共溶剂和乳化剂，热解决，水裂和气裂，超声波解决，机械搅动等。

6.老化现象的解释（对污染物有效性、可运用性解释）

持久性有机污染物随着在土壤中时间的延长，其生物有效性和毒性会逐渐下降的现象被称

为老化

一是有机污染物分派进入土壤有机质中。根据这种观点，有机污染物一方面迅速吸附在土壤

的外表面，然后缓慢进入到固态有机质的内部，分派在其中的有机污染物不易被解吸和生物

运用，表现为老化过程。二是有机污染物分子“陷入”土壤的微小孔隙中。有机污染物孔

隙水扩散进入土壤团聚体结构的微孔中，随着时间的推移而进入更深的吸附位点，被束缚其

中，即使是微生物也对其无法运用。

影响老化的因素涉及:SOM数量和性质；土壤孔隙大小和结构；污染物浓度；土壤变湿变干

过程；不可逆吸附等。

粘土矿物吸附有机分子后，假如晶格结构受到破坏，吸附在晶格内的污染物也会成为老化基

质

7、表面活性剂（原理、运用）

表面活性剂在土壤生物修复中的作用机制：表面活性剂可以减少界面的表面张力，并可通过

形成胶束的形式将疏水性有机物包裹在胶束内部进而脱附进水相，增长了疏水性有机物的流

动性。表面活性剂的这一特性已经被应用到改善疏水性有机物污染土壤生物修复速率的研

窕中,取得了一定的效果。

表面活性剂对疏水性有机物污染土壤生物修复的影响:

表面活性剂对微生物的影响：对于不能被生物运用的表面活性剂，其毒性可导致克制微生物

的生长，但对于可生物运用的表面活性剂，微生物可将其作为辅助碳源促进其生长；

表面活性剂可以促进传质作用，在疏水性有机物污染土壤的生物修复中，表面活性剂的最重要

作用是促进疏水性有机污染物从土壤到水相的传质过程/寸处在不同物理状态下的疏水性有

机污染物，表面活性剂对改善其生物可运用性起重要的作用。

8、根际(在微生物修复中的作用)

根际圈是指由植物根系与土壤微生物之间互相作用所形成的独特圈，它以植物的根系为中心

聚集了大量的细菌、真菌等微生物和蚯蚓、线虫等土壤动物，形成了一个特殊的“生物群落

植物的根系在从土壤中吸取水分、矿质营养的同时,也向根系周边土壤分泌大量的有机物质,

并且其自身也产生一些脱落物，这些物质刺激着某些微生物和土壤动物在根系周边大量北繁

殖和生长，这使得根际圈内微生物和土壤动物数量远远大;根际圈外的数量，而微生物的生命

活动如氮代谢、发醉和呼吸作用及土壤动物的活动等对植物根也产生重要影响，它们之间形

成了互生、共生、拮抗及寄生的关系。生长于污染土壤中的植物一方面通过根际圈与土壤中

污染物质接触，这些污染物质涉及不能降解的重金属等无机物，又涉及难以降解的多环芳煌

(PAHs)等有机污染物.大量研究表白,根际圈通过植物根及其分泌物质和微生物、十.壤动物的

新陈代谢活动对污染物产生吸取、吸附、降解等一系列活动，在污染土壤植物修好中起着重

要作用。

第六章

1.植物修复重要类型、每种类型的特点

概念：

是指运用绿色植物移除环境中的污染物或使这些污染物变为无害。近年来，一系列的研究

发现以及各学科的交叉研究使得植物修复这一研究领域发展成为一种潜在的、低费用和无污

染的治理环境污染的新途径

植物修史可以治理涉及土壤、水体、大气中的有机和无机污染物。

重要分为：①植物提取：运用能耐受并能积累污染物的植物吸取土壤环境中的污染物，将它

们输送并贮存在植物体的地上部分。是目前研究最多并且最有发展前景的植物修复技术。

②植物稳定：运用耐污染物植物减少土壤中有毒污染物的移动性，从而减少污染物被淋滤

到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的也许性

③植物挥发：运用植物去除环境中的一些挥发性污染物，即植物将污染物吸取、积累到体内

后又将其转化为气态物质，释放到大气中。

④植物降解：运用植物或植物和微生物共同作用降解土壤有机污染物

⑤根际灌除：运用植物根系吸取、吸附污染水体中的重金属

2.植物修复的优缺陷

植物修复的优势与特点：

运用植物提取、挥发、降解作用可以永久性地解决土壤污染问题

修复植物的稳定作用可以绿化污染土壤，使地表稳定，防止污染土壤因风蚀或水土流失而带

来的污染扩散问题

修复植物的蒸斶作用可以坊止污染物质对地下水的二次污染

可以尽也许少的减少由于土壤清洁导致的土壤破坏，对环境扰动少，减少来自公众的关注和

紧张

经植物修复的土壤，其有机质含量和土壤肥力都会增长，一般适于农作物种植，符合可连续

发展战略

重金属超积累植物所枳累的重金属在技术成熟时可进行回收，从而也能发明一些经济效益

植物修复的过程也是绿化环境的过程，易于被社会所接受

植物修复成本低，可以在大面积污染土壤上使用

从技术应用过程来看，植物修复是可靠的、环境相对安全的技术

植物修复过程依靠修更植物的新陈代谢活动来治理污染土壤，技术操作比较简朴，容易在大

范围实行。

局限性：

修室植物对污染物质的耐性是有限的，超过其忍耐限度的污染土壤并不适合植物修夏

污染土壤往往是有机、无机污染物共同作用的熨合污染，一种或几种修复植物往往难以满足

修复规定

虽然有的植物根系最深处可达地面以下几米，但是大多数植物根系的大部分集中在土壤表

层，对于超过修复植物根系作用范闱的污染土壤或不利于修复植物生长的土层，修复难以奏

效

植物的生长需要适宜的环境，多数植物具有光周期反映或对牛.长环境有特殊规定，在世界范

围内引种修复植物比较困难

修亚植物的生长周期一般较长，难以满足快速修好污染土壤的需求

修复植物多数为野生植物种子小、采集难

缺少行之有效的筛选植物的方法

3.如何提高植物修复效果（措施）

植物的修好效果决定于土壤、植物、重金属等的性质，在一定限度上，通过调节土

壤和水体pH值，施用螯合剂及肥料、影响根际微生物活性等农业措施也可以影响植物

修复效果。

1.注重污染土壤的翻耕和整平

深处污染的土壤翻耕后，更有助于植物吸取污染物

运用有机污染物的分解

2.充足运用修复植物的水肥需求规律

3.采用必要措施缩短修复周期

温度、光照、土壤水分、空气流通、热量等环境因素

4.运用种子包衣技术促进修复植物种子发芽

重要作用：防治苗期病、虫、鼠害；具有一定量的微肥，增长幼苗营养；增大种子

体积，利于机械种植

5.注意病虫害的防治

6.修复植物的搭配种植