土壤污染控制工程复习知识点

土壤污染控制工程复习知识点土壤污染控制工程复习知识点土壤污染控制工程复习知识点xxx公司土壤污染控制工程复习知识点文件编号：文件日期：修订次数：第1.0次更改批准审核制定方案设计，管理制度土壤环境背景值：指未受或少受人类活动影响的环境本身的化学元素组成及其含量水平。影响因素：1、成土母质、母岩。2、气候生物带。3、地形。4、土地利用。空间分异：1、地质地层空间分异特征。2、地带性分异特征。3、土壤属性的分异特征。环境质量基准：土壤污染物对生物与环境不产生有害影响的最大剂量或浓度。土壤自净作用：在自然因素作用下，通过土壤自身的作用，使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生化学变化，其活性、毒性降低的过程。土壤自净作用分类及其原理：（一）物理净化作用：利用土壤多相、疏松多孔的特点，通过吸收、挥发和稀释等物理作用过程使土壤污染物趋于稳定，毒性或活性减小，甚至排除土壤的过程。（二）物理化学净化作用污染物的阴离子和阳离子与土壤胶体上原来吸附的阳离子和阴离子之间发生离子交换吸附作用。（三）化学净化作用：通过化学反应，或者使污染物转化成难溶性、难解离性物质，使其危害程度和毒性减少，或者分解为无毒物或营养物。（四）生物净化作用：依靠土壤生物使土壤有机污染物发生分解或化合而转化的过程。土壤污染：人类活动产生的污染物通过不同的途径输入土壤环境中，当期数量和速度超过了土壤的净化能力，使土壤的生态平衡被破坏，导致土壤环境质量下降，影响植物的正常生长发育或在作物体内累积污染物，或对水体或大气产生此生污染，危害人体健康，甚至危及人类生存和发展的现象。特点：1、隐蔽性和潜伏性。2、不可逆性和长期性。3、后果的严重性。土壤污染物：1、无机污染物。2、有机污染物。3、生物污染。土壤污染源：1化肥和农药使用。2、污水灌溉。3、固体废弃物的利用。4、大气沉降物。土壤污染的类型水体污染型特点：1.污染物集中于土壤表层，但随着污灌时间的延长，某些可溶性污染物可由表层渐次向下层扩展，甚至通过渗透到地下潜水层。2.污染土壤一般沿河流、灌溉干渠和支渠呈树枝状或片状分布。大气污染型特点：1.污染土壤以大气污染源为中心呈扇形、椭圆形或条带状分布，长轴沿主风伸长，其污染面积和扩散距离，取决于污染物的性质、排放量和排放形式。2.污染物主要集中于土壤表层。固体废弃物污染型特点：1.固体废的堆积、淹埋、处理不仅占用大量耕地，而且通过大气迁移、扩散、沉降，或降水淋溶、地表径流等污染周边土壤。2.污染物的种类和性质都比较复杂。农业污染型特点：1.农业生产过程排放的污染物具有剂量低、面积大的特点，属面源污染。2污染物主要集中在土壤表层或耕作层。综合污染型特点：往往是多污染源和多污染途径同时造成的，其中以某一种或两种污染源的影响为主。重金属在土壤中的迁移转化：1.机械迁移和转化。2.生物迁移和转化。3.化学、物理化学迁移和转化。农药的迁移转化类型：1.挥发与迁移2.土壤吸附3.农药降解4.残留土壤污染源和污染途径的监控------有效。切实。生物修复：利用生物的生命代谢活动减少环境中有毒有害物质的浓度或使其哇完全无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。特点--优点：1.生物修复可以现场进行，节省了很多治理费用。2.环境影响小。3.最大限度的降低污染物的浓度。4.在其他技术难以使用的场地。缺点：1.耗时长。2.条件苛刻。3.并非所有进入环境的污染物都能被生物利用。4.特定的生物质能吸收、利用、降解、转化特定类型的化学物质。原则：使用适合的生物、在适合的场所和适合的环境条件下进行。可处理性试验的目的：1.在某一现场起作用的生物修复技术在另一现场不一定有效，所以每个现场都需要进行可处理性研究；2.根据可处理性试验得到的净化时、净化所能达到的水平以及处理费用，结合具体受污染现场的处理要求，就能决定生物修复技术是否能够在盖地使用；3.提供污染物在生物修复过程中的行为和归宿的数据，评价生物修复所能达到的速度和程度。可处理性试验工程设计：1.场地信息收集；2.技术查询；3.技术路线选择；4.可处理性试验；5.修复效果评价。微生物讲解有机物的方式：1.通过微生物分泌的胞外酶讲解；2.污染物被微生物吸收到微生物细胞后有胞内酶降解、微生物对重金属转化作用：1.甲基化作用；2.还原作用；3.氧化作用。微生物吸附与累积：1吸附：失活的微生物的吸附作用（微生物活细胞去除重金属离子一般为微生物积累）2累积：利用生物新陈代谢作用产生的能量，通过单价或二价离子的转移系统把重金属离子输送到细胞内部。植物对气态污染物的粘附：决定于植物表面积大小和粗糙程度；对水溶态污染物的吸收途径：1质体流途径2扩散途径植物修复重金属的机理：植物稳定，植物吸收，植物挥发植物吸收：利用专性植物根系吸收一种或几种污染物特别是有毒金属，并将其转移、贮存到植物茎叶，然后收割茎叶，离地处理，又称植物萃取土壤受体特性物理性质的影响：1，土壤孔性：土壤孔隙数量，大小，孔隙分配和比例特性。分为无效孔隙，毛管孔隙，通气孔隙。2，土壤质地：质地差异形成不同土壤结构和通气性状，而对环境污染物的截留，迁移，转化产生不同效应，分为黏土，砂土，壤土。胶体物质的影响：土壤胶体是指具有胶体性质，粒径小于或的微细固体颗粒，是由矿物质微粒，腐殖质，铝，铁，锰，硅含水氧化物组成。分类土壤无机胶体，土壤有机胶体和有机—无机复合体，土壤无机胶体包括黏土矿物，氧化物及其水合物，土壤有机胶体主要是土壤腐殖质和少量多糖类。蛋白质和脂类等高分子有机化合物。腐殖质胶体的特点：1，颗粒细小，呈球状直径2~4um2，具大量功能团带多量可变电荷，属两性胶体，一般为负电荷为主3，具有较强络合能力，4，是亲水胶体，吸水性能强，具有良好的保水保肥性能。能吸收进入土壤的污染物质，降低有毒无机，有机物质的危害。氧化还原的影响：它可改变离子的嘉泰，影响有机物质的分解素的和强度，因而影响土壤物质级污染物质转化，迁移，对改变土壤的性质，促进污染物质的转化有重要作用。污染物特性优先污染物确定原则：环境赋存量大，分布广泛，检出率高，或者毒性强，残留时间长，易积累的污染物质。化学结构对生物修复的影响:共代谢：微生物的这种不能利用机制作为能源和组成元素的有机物转化方式称为共代谢。实质是共酶。共酶含义：生长基质和非生长基质。共代谢机制：1.前宽后窄。2.中间产物的抑制作用。3，需要另外的基质。溶剂浸提技术原理：利用批量平衡法在常温下采用溶剂处理被有机物污染土壤。技术关键：1污染物浓度与种类2土壤类型原位化学氧化修复氧化剂：K2MNO4,H2O2、O3Fenton反应及优点：1Fe2+和H2O2都没有毒且价格便宜2催化反应中不需要额外的光照3H2O2可在土壤污染区中以电化学方式自动产生4没有污染物浓度限制5反应速率快O3优点：1O3的分散能力高于液态氧化剂2不需要将目标污染物转化为挥发态3减少修复时间和处理费用原位化学还原和还原脱氯修复技术：利用化学还原剂将污染物还原为难溶态，使污染物在土壤环境中的迁移性和生物可利用性降低。生物修复的异位修复：预制床修复的优点：在土壤污染之初限制污染物扩散迁移，减少污染范围。缺点：费用显著高于原位修复；运输可能造成污染物进一步暴露，挖掘可能破坏土壤生态；大规模应用时很难在特定时间达到预期效果。堆制式修复的过程：第一阶段高速降解，活动强烈，耗氧降解速率高，需强制通风或频繁混合供氧；第二阶段低速降解，通常异地处理。类型：条形堆制；静态堆制；反应器堆制。优缺点：条形堆制的优点：灵活，可设大量物料，建设费用低；缺点：占地多，不可控制挥发气体，受机械技术限制。静态堆制的优点：封闭操作可控制水分飞尘。反应器堆制的优点：可最佳控制气体，占空间小；缺点：欠灵活。影响因素：温度，水分，原料配比，堆龄。泥浆生物反应器的优点：促进有机物污染的溶解，增加微生物与污染物的接触，加快生物降解速度；有利表面活性剂的应用；使营养物，电子受体和主要基质分布均匀。缺点：增加能耗和处理过程，增加费用。生物过滤反应器的原理：微生物长期生长在固态载体上，含污染物的气流通过该固态载体，由微生物将污染物降解。优点：比物理和化学方法费用低，能够降解低浓度的化合物。固定化膜和固定化细胞反应器；厌氧反应器。生物修复的原位修复：生物通风修复的处理工艺：通过真空或加压进行土壤曝气，是土壤中的气体成分发生变化。只需在真空吸抽系统上净化设备，所以不会造成二次污染。土著菌培养法的使用原因：土著菌降解污染物的潜力巨大；接种的微生物在环境中难以保持较高的活性和工程菌的应用会受到较严格的限制。缺点：单一微生物的能力通常很有限。投菌法之投菌：直接向遭受污染的土壤接入外援的污染降解菌，同时提供这些细菌生长所需营养。先锋生物：接种在土壤中用来启动生物修复的最初步骤的微生物。农耕法的范围：30cm的耕层土壤。缺陷：污染物可能从污染地迁移。影响植物修复的环境因子：酸碱度氧化还原电位共存物质复合效应植物营养物质植物激素生物因子污染物间的复合效应：1相加作用多种化学物质的混合物，其联合作用是所产生的毒性为个单个物质产生毒性的总和2协同作用多种化学物质联合作用的毒性，大于个单个物质产生毒性的总和3拒抗作用两种或两种以上化学物质同时作用于生物体，其结果有每一种化学物质对生物体作用的毒性反而减弱，其联合作用的毒性小于个单个物质产生毒性的总和影响微生物的非生物因子：温度PH值溶解氧营养物质共存物质影响微生物的生物因子：协同作用协同作用机制捕食作用协同的类型：1单一菌种不能降解，混合以后可以降解2单一菌种可以降解，混合以后降解速率超过单个菌种的降解速率协同机制：1提供生长因子2分解不完全降解物3分解共代谢产物4分解有毒产物捕食作用影响：原生动物的影响取决于不是速率和降解速率。如捕食效率低细菌细胞繁殖迅速原生动物影响不大。如捕食速率高导致生物降解的特殊微生物的生长繁殖速率低原生动物的影响大生物可利用性的影响：污染物的溶解度污染物的辛醇—水分配系数微生物利用非水溶相液体机制污染物的吸着性重金属的生物有效性影响溶解度的因素：温度盐分水中的盐类和矿物质溶解的有机质PH值植物修复的优缺点：优点1修复土壤的同时也净化，绿化了周围的环境2对环境扰动小，对土壤来说属于原位处理3植物修复污染土壤的过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程4植物固化技术使地表长期稳定有利于生态环境的改善和野生生物繁衍5植物修复的成本较低缺点1要针对不同污染种类，污染程度的土壤选择不同的生态型植物2植物修复过程比物理化学过程缓慢3植物受病虫害袭击会影响其修复能力4用于净化重金属的植物器官往往会通过腐烂落叶等途径使重金属元素重返土壤5用于清理重金属污染土壤的超累积植物通常矮小，生长缓慢，生长周期长，因而修复效率低超富集植物:超富集植物是能超量吸收重金属并将其运移到地上部的植物。界定：1植物地上部富集的重金属应达到一定的量2植物地上部的重金属含量应高于根部。超富集植物修复存在的问题：1超积累植物是在重金属胁迫环境下长期强化驯化的一种适应性突变体，生长缓慢，周年生物量受到限制2超积累植物多为野生型稀有植物对气候条件要求严格，区域性分布较强筛选工作量大3超积累植物移植到本地时生态位低于本土植物，出于竞争劣势4利用基因工程定向培养超积累植物仍处于试验阶段，到实际应用还有一定的距离普通富集植物修复强化原理：1从土壤入手与抑制土壤重金属进入植物的习惯做法相反，围绕增加土壤中靶重金属的植物利用性，强化土壤中靶重金属向植物体中迁移转化与积累2从植物入手根据植物吸收转运重金属的机制，提高植物地上部分对靶重金属的牵引力，促使重金属完成传输过程利用农艺措施调节控制修复植物的生长发育以获得较高的生物产量强化植物修复的手段（方法）：1物理学强化2化学强化3生物学强化4农艺学强化土壤蒸气浸提技术原理：通过布置在不饱和土壤层中的提取井利用真空向土壤导入空气，空气流经土壤挥发性与半挥发性有机