《环境工程基础》课件-项目三 土壤污染与防治

环境工程基础项目三打赢净土保卫战——土壤污染与防治知：土壤污染任务一任务一知：土壤污染土壤净化概念土壤净化是指土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化，使污染物在土壤中的数量、浓度或毒性、活性降低进而消失的过程。土壤的净化过程包括物理、化学和生物的作用，包含有土壤的过滤、截留、渗透、物理吸附、化学分解、中和、生物氧化，以及微生物及植物的摄取等过程。任务一知：土壤污染土壤污染概念土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。当土壤中所含污染物的数量超过土壤自净能力或当污染物在土壤环境中的积累量超过土壤环境基准时，我们就说土壤受到了污染。任务一知：土壤污染土壤污染土壤环境背景值是指未受或很少受人类活动，特别是未受人为污染影响的土壤化学元素的自然含量。土壤环境容量是指在人类生存和自然生态不致受害的前提下，土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。任务一知：土壤污染土壤污染物概念土壤污染物指的是进入土壤并影响土壤发挥正常功能的物质，即会改变土壤的成分、性质，降低农作物的数量或质量，有害于人体健康的物质。任务一知：土壤污染土壤污染物分类无机污染物：酸碱污染和无机毒物有机污染物：主要是化学农药放射性物质：放射性废弃物致病微生物：致病细菌和病毒寄生虫任务一知：土壤污染土壤污染来源工业污染源：工业“三废”农业污染源：农药、肥料生物污染源：生活废水、生活垃圾自然污染源：自然因素任务一知：土壤污染土壤污染特点不可逆转性：重金属、有机物隐蔽性和潜伏性：从开始污染到导致后果，有一段很长的积累的隐蔽过程很难治理：成本较高、治理周期较任务一知：土壤污染土壤污染我国现状污染面积增加明显，一些地区的土壤污染由局部趋向连续分布。污染物种类增加，复合污染的特点日益突出。污染物含量呈增加趋势城市土壤污染严重明：土壤环境标准任务二任务二明：土壤环境标准《中华人民共和国土地管理法》1986年6月25日，第六届全国人民代表大会常务委员会第十六次会议通过并颁布我国第一部专门调整土地关系的大法——《中华人民共和国土地管理法》。历经了1988年、2004年、2019年三次修正和1998年一次修订。任务二明：土壤环境标准全国土地日每年的6月25日，即《土地管理法》颁布的日期确定为全国土地日“土地日”是国务院确定的第一个全国纪念宣传日中国是世界上第一个为保护土地而设立专门纪念日的国家任务二明：土壤环境标准全国土地日标语——节约集约用地严守耕地红线节约集约用地含义：节约用地，不占或少占耕地集约用地，提高投入产出的强度提高土地配置和利用效率任务二明：土壤环境标准全国土地日标语——节约集约用地严守耕地红线耕地红线：耕地红线，指经常进行耕种的土地面积最低值。是一个具有下限含义的数字，有国家耕地红线和地方耕地红线。现行中国18亿亩耕地红线。任务二明：土壤环境标准土壤环境质量标准（GB15618-1995）土壤环境质量标准是土壤中污染物的最高容许含量。目的是防止土壤污染，保护生态环境，保障农林生产，维护人体健康。本标准按土壤应用功能、保护目标和土壤主要性质，规定了土壤中污染物的最高允许浓度指标值及相应的监测方法。适用于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地、自然保护区等地的土壤。任务二明：土壤环境标准土壤环境质量标准（GB15618-1995）土壤分类根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：I类土壤质量基本上保持自然背景水平，主要适用于国家规定的自然保护区、集中式生活饮用水源地等土壤Ⅱ类土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染，主要适用于一般农田、蔬菜地等土壤Ⅲ类土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染，主要适用于林地土壤等任务二明：土壤环境标准土壤环境质量标准（GB15618-1995）标准分级一级标准：为保护区域自然生态、维持自然背景的土壤质量的限制值二级标准：为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值三级标准：为保障农林生产和植物正常生长的土壤临界值任务二明：土壤环境标准土壤环境质量标准（GB15618-1995）任务二明：土壤环境标准《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）保护农用地土壤环境,管控农用地土壤污染风险，保障农产品质量安全、农作物正常生长和土壤生态环境规定了农用地土壤污染风险筛选值和管制值，以及监测、实施与监督要求任务二明：土壤环境标准《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）任务二明：土壤环境标准《土壤污染防治行动计划》——土十条内容1、开展土壤污染调查，掌握土壤环境质量状况2、推进土壤污染防治立法，建立健全法规标准体系3、实施农用地分类管理，保障农业生产环境安全4、实施建设用地准入管理，防范人居环境风险5、强化未污染土壤保护，严控新增土壤污染任务二明：土壤环境标准《土壤污染防治行动计划》——土十条内容6、加强污染源监管，做好土壤污染预防工作7、开展污染治理与修复，改善区域土壤环境质量8、加大科技研发力度，推动环境保护产业发展9、发挥政府主导作用，构建土壤环境治理体系10、加强目标考核，严格责任追究任务三治：土壤污染防治土壤污染特点隐蔽性和滞后性：不直观，从产生到发现危害通常时间较长累积性：污染物更难在土壤中迁移、扩散和稀释不均匀性：迁移慢，空间变异性较大难可逆性：重金属和部分有机物难降解艰巨性：依靠切断污染源的方法很难恢复任务三治：土壤污染防治土壤污染预防控制有害废水的超标排放和合理污灌合理使用农药化肥控制工矿企业固体废弃物的排放和使用避免城乡垃圾污染土壤防止污染大气对土壤的侵害任务三治：土壤污染防治土壤污染预防控制有害废水的超标排放和合理污灌控制污水排放：工业废水和生活污水的排放可污染水体和土壤。N、P含量过高，农田的排水也可能造成二次污染或加重水体富营养化。加强污水灌溉的管理：用污水灌溉农田，达到供水、供肥、净化污水，力求减少污灌危害，防止土壤污染。任务三治：土壤污染防治土壤污染预防合理使用农药化肥控制农药的使用：农药在给人类带来巨大利益的同时，也造成了对自然环境的污染，合理使用农药，减少农药用量，特别是控制高毒高残留农药的使用合理施用化肥：化肥可能带给土壤有毒物质，过量的化肥还能引起水体富营养化问题任务三治：土壤污染防治土壤污染预防控制工矿企业固体废弃物的排放和使用煤灰渣高炉渣和钢渣尾矿、废石有毒工业废渣任务三治：土壤污染防治土壤污染预防避免城乡垃圾污染土壤垃圾中的渣砾会降低土壤的保水保肥能力垃圾会导致农田重金属污染垃圾中的细菌、病虫和寄生虫卵可传给人体任务三治：土壤污染防治土壤污染预防防止污染大气对土壤的侵害土壤环境是一个开放的生态系统，与大气环境紧密相连，大气的污染必然会影响到土壤环境质量。通过大气进入土壤的污染物主要来源于工业排放或漏出的有害气体和粉尘，生活燃煤排出的废气、粉尘和汽车尾气等。任务三治：土壤污染防治土壤污染治理物理法——客土法客土法是在被污染的土壤中加入大量非污染的干净土壤，覆盖在污染土壤表层或与之混匀，使土壤中污染物浓度降低，从而减轻污染危害。客土应选用土壤有机质含量丰富的黏质土壤，这样有利于增加土壤环境容量，减少工程量。任务三治：土壤污染防治土壤污染治理物理法——隔离法隔离法就是用各种防渗材料，如水泥、黏土、石板、塑料等，把污染土壤就地与非污染土壤或水体分开，以阻止污染物扩散到其他土壤和水体的方法。适用于大规模事故性农药污染的土壤，重金属污染严重且难以治理的污染土壤。任务三治：土壤污染防治土壤污染治理物理法——清洗法清洗法也称水洗法，就是采用清水灌溉稀释或洗去土壤中污染物质，污染物被冲至根外层的方法。要采取稳定络合或沉淀固定措施，以防止污染地下水。适用于小面积严重污染土壤的治理。任务三治：土壤污染防治土壤污染治理化学法——施用改良剂土壤改良剂：又名土壤调理剂，是指可以改善土壤物理性，促进作物养分吸收，而本身不提供植物养分的的一种物料。作用：降低土壤污染物的水溶性、扩散性和有效性，从而降低污染。任务三治：土壤污染防治土壤污染治理化学法——电化法电化法也称电动力学法，就是应用电动力学方法去除土壤中污染物的方法，国外已有采用电化法净化土壤中重金属及部分有机污染物的报道。这种方法适用于透水性差的黏质土壤，对砂性土壤污染不宜采用这种方法。任务三治：土壤污染防治土壤污染治理化学法——热解法热解法就是把污染土壤加热，使土壤中污染物分解或使土壤中的挥发性污染物挥发并收集起来进行回收或处理的方法。这种方法针对能够热分解的有机污染物，如石油等。任务三治：土壤污染防治土壤污染治理生物法——动物法利用土壤动物的直接作用，如吸收、转化和分解或间接作用，如改善土壤理化性质、提高土壤肥力、促进植物和微生物的生长而修复土壤污染的过程。土壤中存在着蚯蚓和其他丰富的小型动物种群，均对土壤中的污染物有一定的吸附和富集作用，可以从土壤中带走部分污染物。任务三治：土壤污染防治土壤污染治理生物法——植物法利用土壤动物的直接作用，如吸收、转化和分解或间接作用，如改善土壤理化性质、提高土壤肥力、促进植物和微生物的生长而修复土壤污染的过程。任务三治：土壤污染防治土壤污染治理生物法——植物法绿化污染土壤提取、挥发、降解作用可以永久性地解决土壤污染问题蒸腾作用可以防止污染物质对地下水的二次污染成本低，技术操作比较简单，容易大范围内实施经植物修复过的土壤，其有机质含量和土壤肥力都会增加任务三治：土壤污染防治土壤污染治理生物法——微生物法有机污染土壤的微生物修复技术是指利用天然存在的或所培养的功能微生物(主要有土著微生物、外来微生物和基因工程菌)，在人为优化的适宜条件下，促进微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或将其降解成无毒物质而达到修复受污染环境的技术。任务三治：土壤污染防治土壤无机污染分类重金属污染非金属污染放射性物质污染任务三治：土壤污染防治土壤无机污染治理重金属污染土壤的无机污染治理中，无机毒素的治理，特别是重金属污染的治理是重中之重。主要特点是污染范围广、污染隐蔽性强、无法被生物降解，并可能通过食物链不断在生物体内富集等。任务三治：土壤污染防治土壤无机污染治理重金属污染——镉（Cd）使用有机肥料，增加土壤中腐殖质含量加入生石灰等物质加入磷酸盐类物质任务三治：土壤污染防治土壤无机污染治理重金属污染——汞（Hg）施用石灰-硫磺合剂加入生石灰等物质施用磷肥施用硝酸盐任务三治：土壤污染防治土壤无机污染治理重金属污染——铅（Pb）调节土壤酸碱性施用有机与无机肥料植物措施任务三治：土壤污染防治土壤无机污染治理非金属污染——氟（F）修复治理思路一是降低土壤中氟的生物活性，二是加速土壤氟的净化作用。有机质修复：吸附作用化学固化：化学改良剂淋洗修复：植物修复：植物阻隔与植物提取任务三治：土壤污染防治土壤无机污染治理放射性物质污染物理修复：铲土去污、深翻客土化学修复：固化-稳定技术、土壤淋洗生物修复：植物固化、植物蒸发、植物提取任务三治：土壤污染防治土壤有机污染由于化石燃料的燃烧、石油的泄漏、工业污水和污泥的农用、工农业固体废物的堆放以及农药的广泛使用，致使有机污染物直接或间接进入土壤环境，并因其具有脂溶性易被土壤颗粒吸附，长时间残留于土壤中。存留于土壤中不仅可以使农作物减产甚至绝收，还可以通过植物或动物进入食物链，给人类生存和健康带来严重影响。任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理物理修复技术通风去污法：针对石油泄漏造成的土壤污染真空分离法：对挥发性污染物的处理效果较好水蒸气剥离法：使土壤中有机污染物脱离土壤吸附任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理化学修复技术焚烧法利用有机污染物高温易分解的特点通过焚烧达到去除污染的目的，处理后土壤理化性质受到破坏，且处理费用高，易造成二次污染。任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理化学修复技术化学清洗法用一定的化学溶剂清洗被有机物污染的土壤，将有机污染物从土壤中洗脱下来，从而达到去除污染物的方法。表面活性剂清洗法有机溶剂清洗法超临界水蒸气萃取法任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理化学修复技术光化学降解法具有高效和污染物降解完全等传统处理方法没有的优点，用于土壤污染的治理主要集中在农药的降解上。任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理化学修复技术化学栅防治法化学栅是一种既能透水又具有较强的吸附或沉淀污染物能力的固体材料。把吸附栅放置于污染土壤次表层的含水层，使污染物吸附在固体材料内，从而达到控制有机污染物的扩散并对污染源进行净化的目的。任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理案例：多环芳烃污染土壤化学氧化修复任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理案例：多环芳烃污染土壤化学氧化修复污染土壤清挖转运污染土壤预处理化学氧化修复土壤养护及自检任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理生物修复技术修复时间较短，人类直接暴露在这种污染物下的机会减少处理费用低，处理成本只是物化方法的1/2～1/3处理效果好，不会造成二次污染，不破坏植物生长所需要的土壤环境处理操作简单，可以就地进行处理任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理生物修复技术——植物修复法有机污染的植物修复是利用植物在生长过程中吸收、降解、钝化有机污染物的一种原位处理污染土壤的方法，是一种经济、有效、非破坏型的修复方式，被认为是一种有潜力的自然的土壤修复技术。任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理生物修复技术——植物修复法植物对有机污染的直接吸收作用一部分在植物根部富集或迁移到植物其它部分，并在植物的生长代谢活动中发生不同程度的转化或降解，而后转化成对植物无害的物质一部分通过植物的蒸腾作用挥发到大气中一部分被完全降解、矿化成二氧化碳和水任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理生物修复技术——植物修复法植物释放的分泌物和酶对有机污染物的直接或催化降解植物可释放一些物质到土壤中，以利于降解有毒化学物质，并可刺激根际微生物的活性，同时为有机污染物提供大量共代谢基质植物释放到根际的酶还可以直接降解有机污染物任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理生物修复技术——植物修复法植物根际强化有机污染物的矿化作用植物根际菌根均能增加根际污染物的矿化率和强化污染土壤的修复效果任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理生物修复技术——微生物修复法微生物修复法是利用微生物的氧化、还原、分离以及转移污染物的能力使污染的土壤部分或完全恢复到原初状态。应用微生物修复有机污染的方法有3种：原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。任务三治：土壤污染防治土壤有机污染治理生物修复技术——微生物修复法原位修复技术：在不破坏土壤基本结构的情况下，在