《土壤修复》PPT课件.ppt

土壤修复,我国土壤污染现状,主要的土壤污染源和污染物,污染土壤的治理及修复技术,1,2,3,我国土壤污染现状,主要的土壤污染源和污染物,污染土壤的治理及修复技术,1,2,3,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重, 重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现土壤重污染区和高风险区。 土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。 土壤污染途径多,原因复杂,控制难度较大。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件屡见不鲜。,据报道,目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近 2000万hm2,约占总耕地面积的 1/5;其中工业三废污染耕地1000万hm2,污水灌溉的农田面积已达330多万hm2。,我国土壤污染现状,主要的土壤污染源和污染物,污染土壤的治理及修复技术,污染土壤的治理及修复技术,1,2,3,主要污染源及污染物,空气污染影响,大气被污染后通常通过干、湿沉降对土壤环境产生进一步影响。,污水灌溉,有机无机等混合型污水（来自石油化工和制药厂），导致土壤板结盐渍化，影响作物生长。,农业生产过程,化肥、农药和覆盖塑料薄膜等技术措施使土壤营养物质积累。,固废的农用,工业废渣、城市垃圾、剩余污泥以及畜禽粪便、农业秸秆等 。,污水灌溉是利用未处理或经初步处理的城市污水或工业废水对农田进行的灌溉。人们有意识地利用土壤自净功能，解决水资源缺乏与污水资源化的重要工作措施。,污水灌溉,58年污水灌溉在主要城市郊区兴起,推动灌溉事业，促进北方水稻农作发展,N肥过剩，贪青倒伏，作物受害，土壤毒化,土壤毒化 诊断指标,确立N肥定额 防止徒长倒伏,增施矿质肥料 调整作物Si / N营养比,污水中含有丰富的有机物质，它们在一定条件下分解，能为作物提供许多可利用的养分，从而促进作物增产。污水中含有大量的有机物，以蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮、氮、磷、钾等为多，且含有钙、镁、 锰、铜、锌、铝等多种微量元素。在全球水资源日趋紧张的情况下，污水灌溉有特殊的意义，许多国家都把污水作为重要的灌溉水源。例如，以色列80%以上的农业用水是经处理过的废污水。,但是，由于直接引用超标污水和随着污灌次数与污灌量的增加，污灌区的环境尤其是土壤受到了不同程度的污染。,污染物在土壤-植物系统 迁移-分布,土壤-地下水污染,污水灌溉研究,作物污染及残留 与毒性研究,灌区人体健康调查,进入21世纪, 我国的城市生活用水、工业用水将大大增加, 从而使农业用水不得不相对减少。同时我国又是一个以灌溉为主的农业大国,目前仅农业每年缺水就达300亿m3。20世纪90年代,我国受旱面积已达2667万hm2,因缺水造成的粮食减产达250400亿kg。为了使农业良性发展, 达到增产增收的效果, 确保全国的粮食安全问题, 就必须采取一些相应的措施。,污水灌溉,解决缺水问题,减少排污量,不合理利用,合理使用,因地制宜、合理规划;灌溉前对污水进行处理。加强规范化管理,开展有关科学研究工作。,一系列负面影响,作物减产 品质变差 土壤地下水污染,土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。 污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。,土壤重金属污染,主要来源,工业污染,农业污染,大气沉降,城市交通,废渣，废气废水,汽车尾气,污水灌溉，污泥，农药,有害气体，粉尘,特征,普遍性,潜伏性,不可逆与难治理性,复合性,几乎威胁每个国家,难以被察觉,难以被自净作用清楚，治理成本高,更多表现为多种重金属同时作用,土 壤 污 染,严重的经济损失,危害人体健康,其他环境问题,生物品质不断下降,作物减产，污染,蔬菜变味，易烂,富集，生物放大,导致其他环境污染,我国土壤污染现状,主要的土壤污染源和污染物,污染土壤的治理及修复技术,1,2,3,土壤修复技术（contaminated soil remediation） 是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。,土壤修复技术,按处置地点,按暴露情景,微生物修复技术,原位修复技术,异位修复技术,化学修复技术,物理修复技术,植物修复技术,原位修复：在现场条件下直接修复污染的土壤。 异位修复：将受污染的土壤挖出后用化学物理方法清洗、焚烧处理、热处理及生物反应器等多种方法治理。,利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发和转化、降解等作用来清除污染环境中的污染物质的技术。,植物修复技术,植物提取作用,根系过滤作用,植物固定作用,植物挥发作用,植物降解作用,植物修复的方式,原理,1.适用污染因子广泛 2.不改变土壤性质 3.成本低，适合大面积修复推广 4.不会引起二次污染,修复时间很长，一般需要十几甚至二十几年。,缺 点,优 点,东南景天(Sedum alfredii H)由杨肖娥等发现的第一种Zn 超富集植物。地上部的Zn含量达5000ppm.富集系数达1.9以上。,蜈蚣草（Pteris vittata Linn.）第一种在我国发现的As超富集植物，由陈同斌等发现,土壤微生物修复技术是在适宜条件下利用土著微生物或外源微生物的代谢活动，对土壤中污染物进行转化、降解与去除的方法。,微生物修复技术,原位微生物修复技术,异位微生物修复技术,生物强化法 生物通风法 土地耕作法 化学活性栅修复法,制床法 堆制法 泥浆生物反应器法,基于改变生物降解中微生物的活性和强度而设计的，可分为土著菌培养法和投菌法。 土著菌培养法：利用培养土著菌将污染物充分矿化成 CO2 和 H2O。 投菌法：直接向污染土壤中接入高效降解菌。,1990 s 德国，英国，荷兰等开展土壤污染修复研究,水生生态系统问题-1960- 1970,陆地生态系统问题-1980s 始,1990s-加拿大，美国等开展土壤污染修复研究与工程,1995 中国开展土壤污染生物修复项目,污染土壤修复研究的历史回顾,污染物的固定/稳定化处理技术 污染土壤固定 - 覆盖技术 电渗析技术 树脂/活性炭浮选技术,污染土壤蒸汽萃取技术 污染土壤泥浆反应器处理技术 污染土壤冲洗技术 针对特定的顽固性污染物的溶 剂萃取技术,重金属或其它类型无机污染土壤,石油或其它有机污染土壤,物理化学清洁技术,1，外源微生物引入,2，微生物的适应性,3，生物修复过程中污染物的降解,4，有机污染物次生代谢过程,5，生物修复的现场放大技术,6，污染物的淋溶过程 可溶性组分的地下迁移-二次污染,7，污染土壤修复的生态安全性评价,土壤修复研究的现存问题,1994 2004 - 加拿大支持4个土壤污染生态项目 1994 - 评价方法选择阶段 1995 1998 - 方法研发阶段 1999 2002 - 方法的验证阶段 2002 - 2004 - 方法的试验室间