第七章 受污染环境的修复

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1、第七章受污染环境的修复内容提要及重点要求：主要介绍了目前重金属污染修复和有机污染修复中几种常见的修复技术，微生物修复、植物修复、化学氧化、电动力学修复、以及活性反应格栅等技术的基本概念及原理、子技术类型、及污染物得以去除的化学原理、环境影响因素、各技术的优缺点及适用范围等。要求掌握主要修复技术的基本原理、修复过程中污染物的降解和消除过程、以及影响因素，还要了解各技术适用的污染物及介质。修复是指采取人为或自然过程，使环境介质中的污染物去除或无害化，使受污染场址恢复原有功能的技术。它是当今环境科学的热点领域，也是最具有挑战性的研究方向之一，与环境化学研究领域互有交叉，

2、可以作为环境化学的一个重要分支。修复的介质可以包括土壤及地下水、地表淡水及近海岸。修复的主体是污染物，包括无机污染物和有机污染物。对于重金属，修复的手段为清除、稀释、固定化、及转化为低毒的形态，如将六价铬转化为三价铬，以降低六价铬污染的危害。而对于有机污染物，修复的首选手段应该是使其彻底矿化为水和二氧化碳，或者转化为低毒的中间产物，还包括清除（吸附及挥发到另外一个介质）以及固定化（在介质内部）。第一节重金属污染修复一、土壤中重金属污染修复的原理稀释法，降低土壤中重金属的浓度；改变重金属在土壤中存在的形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；从土壤

3、中去除重金属。二、土壤中重金属污染的方法1、物理方法（1）客土法、换土法①原理：客土法：在被污染的土壤上覆盖上非污染土壤；换土法：部分或全部挖除污染土壤而换上非污染土壤。换土的厚度愈大，降低作物中重金属含量的效果愈明显。1②须注意以下两点：主客土的pH要尽量接近，避免由于客土酸性增加，引起污染土壤中重金属的活性增大，一般换土的厚度大于耕作层的厚度。妥善处理被挖污染土壤，避免引起次生污染。客土法或换土法花费的人力和财力巨大，只适用于小面积严重污染土壤的治理。（2）稀释法①原理：稀释法即为上下层土壤混合。此法仅适用于污染浓度较低之土壤。②实例：台湾地区近年连续

4、发生镉米污染事件，曾采用不同方法减低危害，本案例将表层30公分受污染土壤与下层土30-150公分加以混合，即以5倍土壤稀释，对桃圆县芦竹乡中福镉和铅污染地区进行了修复，通过稀释，原来中低污染浓度的镉（1mg/kg-5mg/Kg）和铅（40mg/kg-200mg/kg），可稀释至标准以下，镉（<1mg/kg）和铅（<40mg/kg）。并连续四期水稻试种，米中镉的含量均符合卫生安全标准，可恢复为农地使用。（3）水洗法①原理：采用清水灌溉稀释或洗去重金属离子，使重金属离子迁移至较深土层中，以减少表土中重金属离子的浓度；或者将含重金属离子的水排出田外。②注意事项：采用此

5、法也应遵守防止次生污染的原则，要将毒水排入一定的储水池或特制的净化装置中，进行净化处理，切忌直接排入江河或鱼塘中。只适用于小面积严重污染土壤的治理。（4）热解吸法①适用范围：此法主要适用于挥发性重金属，如汞，往往需要将污染土壤加热到500－600℃，并收集挥发的汞。缺点在于回收不良时易造成大气汞污染。②实例：美国一家汞回收服务公司对汞的回收利用进行了实验室和中型模拟实验研2究，成功地将此方法应用于现场治理，并且开始了商业化服务。到目前为止，此项技术已成功地治理了2300t以上被汞污染的土壤，治理后，土壤中汞的浓度达到了背景值（

6、：运用试剂与土壤中金属的作用，加强金属的溶出，最后从提取液中回收金属。②常用的试剂：常用的试剂有各种类型的表面活性剂、EDTA、环糊精等。③实例：利用EDTA去除土壤中的Cu、Ni、Cd、Zn，0.01mol/L的EDTA能去除初始浓度为100-300mg/kg重金属的80%。利用季胺型表面活性剂对土壤中微量金属阳离子的解吸作用，当表面活性剂的吸附等于或超过土壤阳离子交换量时，表面活性剂能显著促进微量金属阳离子的解吸作用。注意应用毒性低易降解的表面活性剂，避免引起二次污染。2、生物方法（1）微生物作用①微生物对重金属的吸附积累：微生物细胞内及细胞壁上上很多成分，

7、如多聚磷酸盐、含硫蛋白质等与金属有很强的亲和力，微生物还可释放一些基质到胞外与金属结合，降低金属的流动性。一些微生物的分泌物，可使金属生成沉淀，如产生H2S的细菌可使很多重金属发生沉淀。②改变金属的价态，使其固定于土壤③甲基化和脱甲基化汞通过脱甲基化，形成毒性较低的无机汞，在经进一步还原形成元素汞，脱离土壤体系。而硒通过甲基化作用可降低毒性。（2）植物修复技术植物修复（phytoremediation）技术直接利用各种活体植物，通过提取、降解和固定等过程清除环境中的污染物，或消减污染物的毒性，可以用于受污染的地下水、沉积物和土壤的原位处理。植物也有助于防止风、雨

8、和地下水把