土壤生物修復(fù)的特點(diǎn)課件

第七章

污染土壤的環(huán)境修技術(shù)(下)

7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)技術(shù)介紹電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)是向污染土壤中插入兩個(gè)電極，形成低壓直流電場(chǎng)，通過(guò)電化學(xué)和電動(dòng)力學(xué)的復(fù)合作用，使水溶態(tài)和吸附于土壤的顆粒態(tài)污染物根據(jù)自身帶電特性在電場(chǎng)內(nèi)作定向移動(dòng)，在電極附近富集或收集回收而去除的過(guò)程。

陰極收集池電源石墨電極陽(yáng)極收集池污染土壤圖23污染土壤電動(dòng)力修復(fù)的裝置與過(guò)程示意圖7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)修復(fù)重金屬污染的優(yōu)勢(shì)限制因素（1）對(duì)現(xiàn)有景觀、建筑和結(jié)構(gòu)等的影響?。唬?）土壤本身的結(jié)構(gòu)不會(huì)遭到破壞，且該過(guò)程不受土壤低滲透性的影響；（3）金屬離子從根本上被去除；（4）對(duì)于不能原位修復(fù)的現(xiàn)場(chǎng)，可以采用異位修復(fù)的方法；（5）可能對(duì)飽和、不飽和層都有效；（6）水力傳導(dǎo)性較低特別是黏土含量高的土壤適用性較強(qiáng)；（7）對(duì)有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物都有效（1）污染物的溶解性和污染物從土壤膠體表面的脫附性能對(duì)該技術(shù)的成功應(yīng)用有重要的影響；（2）需要電導(dǎo)性的孔隙流體來(lái)活化污染物；（3）埋藏的地基、碎石、大塊金屬氧化物、大石塊等會(huì)降低處理效率；（4）金屬電極電解過(guò)程中發(fā)生溶解，產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，因此電極需采用惰性物質(zhì)如碳、石墨、鉑等；（5）污染物的溶解性和脫附能力限制技術(shù)的有效應(yīng)用；（6）土壤含水量低于10％的場(chǎng)合，處理效果大大降低；（7）非飽和層水的引入會(huì)將污染物沖洗出電場(chǎng)影響區(qū)域，埋藏的金屬或絕緣物質(zhì)會(huì)引起土壤中電流的變化；（8）當(dāng)目標(biāo)污染物的濃度相對(duì)于背景值(非污染物濃度)較低時(shí)，處理效率降低表9電動(dòng)力學(xué)修復(fù)重金屬污染的優(yōu)勢(shì)和限制因素7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)技術(shù)應(yīng)用

⑴Lasagna工藝Lasagna工藝是一種綜合的土壤原位修復(fù)技術(shù)。該工藝是在污染土壤中建立近似斷面的滲透性區(qū)域,通過(guò)向里面加入適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)(吸附劑、催化劑、微生物、緩沖劑)將其變成處理區(qū),然后采用電動(dòng)力學(xué)法使污染物(如重金屬)從土壤遷移至處理區(qū),在吸附、固定等作用下得到去除。該工藝適用于低滲透性土壤或者是包含低滲透性區(qū)域的非均相土壤。

7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)Lasagna工藝

電極的水平結(jié)構(gòu)：

電極的垂直結(jié)構(gòu)：

這種結(jié)構(gòu)的電極裝置適用于淺層土壤污染(<15m)及土壤不是超固結(jié)狀態(tài)時(shí)。電極垂直插入污染土壤的兩端,形成一個(gè)水平方向上的直流電場(chǎng)。這種結(jié)構(gòu)可以和其他的處理方法結(jié)合起來(lái)以提高處理效果。一般來(lái)說(shuō),水平結(jié)構(gòu)的電極裝置適用于超固結(jié)粘土。在垂直方向上,污染土壤的上面和下面插入石墨電極形成垂向電場(chǎng)。另外,可以向中間加入試劑來(lái)提高處理效果。

⑴Lasagna工藝7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)圖24Lasagna方法的水平結(jié)構(gòu)圖25Lasagna方法的垂直結(jié)構(gòu)⑴Lasagna工藝7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺陷：

優(yōu)點(diǎn)：在低滲透性土壤中效果顯著；污染物可以在地下去除；操作起來(lái)無(wú)噪聲污染；安裝迅速；處理時(shí)間相對(duì)較少。⑴Lasagna工藝7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)

缺陷及將來(lái)的發(fā)展：設(shè)計(jì)和操作過(guò)程中要考慮的因素太多,如處理區(qū)的間距、化學(xué)試劑的選擇、垂直粒狀電極的放置方法等;Lasagna工藝有可能處理土壤中多種污染物,但是對(duì)于某種污染物要采用特定的方法以確保這種處理工藝的兼容性;該工藝電極的水平結(jié)構(gòu)利用水力壓裂及加入泥漿可以處理深層區(qū)域的土壤污染,但是要考慮電極的接觸問(wèn)題和電解產(chǎn)生的氣體的去除?？煽紤]生物處理工藝與Lasagna工藝結(jié)合使用。7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)⑵陰極區(qū)注導(dǎo)電性溶液工藝

①實(shí)驗(yàn)裝置圖26導(dǎo)電性溶液注入陰極和土壤之間圖27技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用示意圖7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)⑵陰極區(qū)注導(dǎo)電性溶液工藝

優(yōu)點(diǎn)及不足

重金屬的處理效率大為提高;裝置簡(jiǎn)單易行,但位于處理土壤和陰極之間的導(dǎo)電性溶液的長(zhǎng)度至少要兩倍于處理土壤的長(zhǎng)度,且pH緩沖容量、介質(zhì)的陽(yáng)離子交換能力及導(dǎo)電性溶液與土壤的相互反應(yīng)可能影響酸堿遷移帶的前進(jìn)和pH躍遷的位置,這還需要更多的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),另外導(dǎo)電性溶液要放在一個(gè)特殊的容器中,這可能會(huì)增大處理成本。

7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)⑶陽(yáng)離子選擇性透過(guò)膜將一個(gè)陽(yáng)離子選擇性透過(guò)膜放在土壤中靠近陰極的地方,H+和金屬陽(yáng)離子可以通過(guò)陽(yáng)離子選擇性透過(guò)膜,而OH?則無(wú)法通過(guò)。這樣可以把高pH區(qū)限制在靠近陰極的地方,提高重金屬離子的去除效率。

圖28帶陽(yáng)離子選擇性透過(guò)膜的電動(dòng)力裝置7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)常用方法

①原位修復(fù)：②序批修復(fù)：

③電動(dòng)?xùn)判迯?fù)：

直接將電極插入受污染土壤，污染修復(fù)過(guò)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的影響最小

污染土壤被輸送到修復(fù)設(shè)備分批處理

受污染土壤中依次排列一系列電極用于去除地下水中的離子態(tài)污染物

7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)需求信息基礎(chǔ)/應(yīng)用水力傳導(dǎo)性勻質(zhì)、滲透性和含水量高的場(chǎng)合（如黏土含量高）應(yīng)用效果較好地下水位飽和層和不飽和層土壤應(yīng)用的技術(shù)方法不同污染空間分布確定電極和回收井的位置電滲析滲透性能估計(jì)產(chǎn)生水流和污染物的遷移速率陽(yáng)離子交換能力陽(yáng)離子交換能力低的場(chǎng)合應(yīng)用效果較好金屬分析水溶性污染物（非極性有機(jī)物除外）應(yīng)用效果較好鹽分分析鹽分低的場(chǎng)合應(yīng)用效果較好半電池電勢(shì)用以分析可能的化學(xué)反應(yīng)污染物傳輸系數(shù)用以確認(rèn)修復(fù)所需的電流孔隙水的pH孔隙水的pH影響污染物的價(jià)態(tài)，導(dǎo)致污染不易于沉降表10電動(dòng)力學(xué)修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)所需信息7.2.7電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)7.2.8冰凍修復(fù)技術(shù)

冰凍土壤修復(fù)技術(shù)是通過(guò)適當(dāng)?shù)墓艿啦贾?，在地下以等距離的形式圍繞已知的污染源垂直安放，然后將對(duì)環(huán)境無(wú)害的冰凍劑溶液送入管道而凍結(jié)土壤中的水分，形成地下凍土屏障，防止土壤或地下水中的污染物擴(kuò)散。凍土屏障提供了一個(gè)與外界土壤隔離的“空間”，另外還需要一個(gè)冷凍廠或車間來(lái)維持凍土屏障層的溫度低于0℃。技術(shù)介紹技術(shù)優(yōu)點(diǎn)限制因素（1）提供與外界相隔離的獨(dú)立“空間”；（2）冰凍介質(zhì)（水和冰）是于環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)；（3）凍土層屏蔽可以通過(guò)升溫溶化容易地完全去除；（4）凍土屏蔽出現(xiàn)破損時(shí)，泄漏處可以通過(guò)原位注水加以修復(fù)。（1）需要電力來(lái)維持凍土層的存在，而且為了保證修復(fù)過(guò)程中不出現(xiàn)故障，還必須有備用的發(fā)電設(shè)施；（2）用于污染土地的體積較大，不利于一般性污染土壤修復(fù)，而且溶解性的污染成分可能會(huì)對(duì)飲水水源產(chǎn)生危害作用；（3）盡管盡量使用于環(huán)境無(wú)害的制冷劑，但制冷劑及其有害成分的泄漏，仍然是人們關(guān)心的問(wèn)題，許多制冷劑如果流失到環(huán)境中，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題；（4）在能夠引入水分使干燥土壤中的水分達(dá)到飽和的技術(shù)形成之前，尚不應(yīng)用在干燥/沙質(zhì)土壤；（5）在構(gòu)筑物（地下池槽等）周圍的細(xì)質(zhì)土壤中應(yīng)用，必須考慮土壤水分運(yùn)動(dòng)的影響；（6）在受低凝固點(diǎn)污染物污染的場(chǎng)所，需要較昂貴的制冷工藝；（7）安裝制冷管道需要非常細(xì)心，以保證凍土層屏障的完整性。表11冰凍土壤修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和限制因素7.2.8冰凍修復(fù)技術(shù)技術(shù)應(yīng)用冰凍技術(shù)用于污染土壤的修復(fù)還是一門(mén)新興的技術(shù)，其廣泛安全的應(yīng)用尚需要發(fā)展與之配套的相關(guān)技術(shù)以確保環(huán)境安全，如無(wú)毒或低毒廉價(jià)的冰凍劑使用；制冷管道的溫度測(cè)量裝置提供制冷信息；地表原位傳感器監(jiān)控凍土層的情況；地下探測(cè)技術(shù)（雷達(dá)、地震波、聲波、電勢(shì)分析和示蹤等）探測(cè)凍土層結(jié)構(gòu)等。關(guān)于不同土壤的擴(kuò)散特性、不同污染物濃度和溶液對(duì)凍土層退化的影響等諸多問(wèn)題上有待于從理論和實(shí)踐兩方面加以探討。

7.2.8冰凍修復(fù)技術(shù)7.3污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)

定義：利用加入到土壤中的化學(xué)修復(fù)劑與污染物發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，使污染物被降解和毒性被去除或降低的修復(fù)技術(shù)。修復(fù)手段：依污染土壤的特征和污染物的不同而分類修復(fù)劑：氧化劑、還原劑、解吸劑、增溶劑和沉淀劑強(qiáng)調(diào)：通常情況下，根據(jù)污染物類型和土壤特征，優(yōu)先考慮使用生物修復(fù)法。

化學(xué)修復(fù)法自身優(yōu)點(diǎn)：發(fā)展較早、相對(duì)成熟按照化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)分類：修復(fù)技術(shù)的選擇:依賴于仔細(xì)的土壤實(shí)地勘察和預(yù)備試驗(yàn)的結(jié)果類型適用性土壤性能改良主要針對(duì)無(wú)機(jī)污染物，如重金屬、陽(yáng)離子和非金屬及腐蝕性物質(zhì)化學(xué)氧化修復(fù)主要用于被油類、有機(jī)溶劑、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥以及非水溶態(tài)氯化物等污染的土壤。化學(xué)還原與還原脫氯氧化態(tài)金屬（六價(jià)鉻、六價(jià)硒）、含氯有機(jī)物、非飽和芳香烴、多氯聯(lián)苯、鹵化物和脂肪族化合物等污染物?；瘜W(xué)淋洗適用范圍廣泛溶劑浸提適用于有機(jī)污染的土壤，如多氯聯(lián)苯（PCBs）、石油類碳?xì)浠衔?、燃燒氧化有機(jī)污染物降解水解異降解或水解的有機(jī)污染物聚合脂肪族化合物和含氧有機(jī)物質(zhì)子傳遞TCDD、酮類和多氯聯(lián)苯（PCBs）等。揮發(fā)專性有機(jī)污染物7.3.1土壤性能改良修復(fù)技術(shù)技術(shù)介紹：

土壤污染是一個(gè)世界性的問(wèn)題，美國(guó)、荷蘭等國(guó)家的重金屬污染問(wèn)題日益嚴(yán)重對(duì)于重金屬污染的土壤，可通過(guò)改良土壤性能的方法使污染物轉(zhuǎn)變?yōu)殡y遷移、低活性物質(zhì)或從土壤中去除。亦稱重金屬的鈍化：主要針對(duì)重金屬污染兩種改良方式：施用改良劑

調(diào)節(jié)土壤的Eh改良方式一：施用改良劑適用性：污染程度較輕的土壤常用改良劑：石灰性物質(zhì)

有機(jī)物質(zhì)及黏土礦物離子拮抗劑化學(xué)沉淀劑石灰性物質(zhì)包括：熟石灰、硅酸鈣、硅酸鎂鈣和碳酸鈣目的：中和土壤酸性，降低重金屬的溶解度實(shí)例：石灰與土壤黏粒中的Al3+或與有機(jī)質(zhì)中的羧基反應(yīng)

2Al3+-黏粒+3CaCO3→2Al(OH)3+3Ca2+-黏粒+3H2O+3CO22R-COOH+CaCO3→H2O+CO2+R-COO-╲Ca2+╱R-COO-石灰性物質(zhì)對(duì)土壤的改良作用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:

1.改變土壤固相中的陽(yáng)離子構(gòu)成,增加土壤陽(yáng)離子的代換量2.改善土壤結(jié)構(gòu)3.增加土壤膠體的凝聚性,增強(qiáng)植物根表面對(duì)重金屬離子的拮抗作用改良效果:依土壤特性和石灰物質(zhì)的狀態(tài)而定

采取措施：投加粉末狀石灰石灰性物質(zhì)修復(fù)技術(shù)的局限性：與某些植物營(yíng)養(yǎng)元素反應(yīng)，不能普遍使用有機(jī)物質(zhì)和粘土礦物有機(jī)物質(zhì)和粘土礦物的兩大作用：提高土壤的肥力增強(qiáng)土壤對(duì)重金屬離子和有機(jī)物的吸附能力。通過(guò)有機(jī)物質(zhì)與重金屬的絡(luò)合、螯合作用，黏土礦物對(duì)重金屬離子和有機(jī)污染物產(chǎn)生強(qiáng)力的物理、化學(xué)吸附作用，使污染物分子失去活性，從而減輕土壤污染對(duì)植物和生態(tài)系統(tǒng)的傷害有機(jī)物質(zhì)：生物體排泄物、泥炭類物質(zhì)和污泥等有機(jī)物質(zhì)對(duì)重金屬污染的緩沖和凈化機(jī)制主要表現(xiàn)在五個(gè)方面：1.參與土壤離子交換反應(yīng)2.穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)

3.提供微生物活性物質(zhì)4.提供微生物活性基質(zhì)及能源5.是重金屬的螯（絡(luò)）合劑離子拮抗劑

作用原理：化學(xué)性質(zhì)相似的元素之間，可能會(huì)因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)植物根部同一吸收點(diǎn)而產(chǎn)生離子拮抗作用。實(shí)例應(yīng)用：在被鎘污染的土壤，可以合適的鋅/鎘濃度比施入植物肥料，緩解鎘對(duì)農(nóng)作物的毒害作用。化學(xué)沉淀劑

作用原理：

磷酸鹽化合物很容易與重金屬形成難溶態(tài)沉淀產(chǎn)物.適用性:

用于改良被鉛、鐵、錳、鉻、鋅污染的土壤土壤施磷的效果因磷酸鹽種類的不同而不同

（以融磷效果最好）改良方式二:調(diào)節(jié)土壤的Eh目的：控制土壤中重金屬的遷移措施：調(diào)節(jié)土壤的水分含量實(shí)例：將汞或砷污染的水田改為旱地，鉻污染的旱地改為水田。鉻在土壤環(huán)境中的行為：

Cr3+可被低相對(duì)分子質(zhì)量的有機(jī)酸活化，配位的Cr3+與帶負(fù)電的MnO2作用生成Cr6+.Cr6+為致癌物質(zhì)，故需保持土壤的還原環(huán)境，使鉻保持在低價(jià)態(tài)形式下，降低人類健康風(fēng)險(xiǎn).砷在土壤環(huán)境中的行為：

HAsO2+MnO2→(MnO2)HAsO2-----①(MnO2)HAsO2+H2O

→H3AsO4+MnO-----②

H3AsO4→H2AsO4-+H+-----③

H2AsO4-→HAsO42-+H+-----④

(MnO2)HAsO2+2H+→H3AsO4+Mn2+-----⑤H3AsO4+2H++2e

→HAsO2+2H2O-----⑥7.3.2

化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)技術(shù)介紹：

化學(xué)氧化修復(fù)是通過(guò)在污染區(qū)設(shè)置不同深度的鉆井，然后通過(guò)鉆井中的泵將化學(xué)氧化劑注入到土壤中，使氧化劑與污染物產(chǎn)生氧化反應(yīng)，達(dá)到使污染物降解或轉(zhuǎn)化為低毒、低遷移性產(chǎn)物的一項(xiàng)污染土壤原位氧化修復(fù)技術(shù)。適用性：污染期長(zhǎng)且難以降解的污染物，如油類、有機(jī)溶劑、農(nóng)藥以及非水溶態(tài)氯化物等

圖3-1污染土壤化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)示意圖

化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)三大優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)的化學(xué)產(chǎn)物是水和二氧化碳，對(duì)環(huán)境無(wú)害泵出的液體不需要進(jìn)行專門(mén)處理可以處理其他技術(shù)不能處理的污染源，如地下水深處的污染化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)兩大要素：化學(xué)氧化劑和分散技術(shù)

化學(xué)氧化技術(shù)中的氧化劑遵循的三大原則：反應(yīng)必須足夠強(qiáng)烈，使污染物通過(guò)降解、蒸發(fā)及沉淀等方式去除，并能消除或降低污染物毒性氧化劑及反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)對(duì)人體無(wú)害修復(fù)過(guò)程應(yīng)是實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的常用的三種氧化劑：（1）雙氧水（2）高錳酸鉀

（3）臭氧常用的三種氧化劑的特點(diǎn)氧化劑過(guò)氧化氫高錳酸鉀臭氧最適PH2-47-8中性降解性與水接觸后很快降解比較穩(wěn)定在土壤中降解有限催化劑加入FeSO4形成Fenton試劑無(wú)無(wú)優(yōu)勢(shì)不需要光照；不受污染物濃度限制；無(wú)毒，經(jīng)濟(jì)高效無(wú)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；穩(wěn)定易控制；氧化有機(jī)物更有效分散能力高；省時(shí)、經(jīng)濟(jì)傳統(tǒng)的氧化劑分散技術(shù)：豎直井水平井過(guò)濾裝置處理柵氧化劑分散技術(shù)特例：H2O2作為氧化劑的化學(xué)修復(fù)技術(shù)Fenton氧化反應(yīng)：關(guān)鍵在于產(chǎn)生大量的?OH

氧化還原電勢(shì)比較：

O32.07V

H2O21.77V

?OH2.80V鍵能比較：

?OH鍵能：502.42kJ/mol化學(xué)鍵名稱鍵能(kJ/mol)C-C347.5C-H414.49C-N305.64C-O351.69O-H464.73N-H389.37反應(yīng)機(jī)理：

Fe2++H2O2

→

Fe3++?OH+OH-----①

在酸性條件和過(guò)量Fe2+下：

Fe2++?OH→Fe3++OH-----②

反應(yīng)條件合適的情況下：Fe3++H2O2

→Fe2++HO2?+H+----③Fenton氧化反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)：

1.Fe2+

、H2O2都沒(méi)毒，且價(jià)格便宜2.催化體系中不需要額外的光照3.H2O2以電化學(xué)方式自動(dòng)產(chǎn)生，增加了修復(fù)效率4.不受污染物濃度限制5.反應(yīng)速率很快土壤中的腐殖質(zhì)對(duì)Fenton氧化的影響1.影響污染物的吸附2.影響過(guò)氧化氫的分解路徑3.腐殖質(zhì)含有大量的醌類等電子傳遞體系，促進(jìn)氧化反應(yīng)4.土壤有機(jī)質(zhì)會(huì)消耗部分氧化劑，降低污染物去除效率7.3.3化學(xué)還原與還原脫氯修復(fù)技術(shù)技術(shù)介紹：

化學(xué)還原與還原脫氯修復(fù)是利用化學(xué)還原劑將污染物還原為難溶態(tài)，從而使污染物在土壤環(huán)境中的遷移性和生物可利用性降低的一項(xiàng)污染土壤原位修復(fù)技術(shù)多適用于地下水的污染治理在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已被廣泛用來(lái)治理污染水中的有害組分

可滲透反應(yīng)墻概念：

可滲透反應(yīng)墻（permeablereactivebarrier，PRB）按照美國(guó)環(huán)保局的定義，是一種由被動(dòng)反應(yīng)材料構(gòu)成的物理墻，通過(guò)挖掘來(lái)構(gòu)造，然后進(jìn)行重新定位，墻體是由天然物質(zhì)和一種或幾種活性物質(zhì)混合在一起構(gòu)成，這些反應(yīng)材料能夠降解和滯留流經(jīng)該墻體地下水的污染組分，從而達(dá)到治理污染組分的目的。技術(shù)介紹：在1982年，美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局發(fā)行的環(huán)境處理手冊(cè)中，該思想被首次提出。

首次工程實(shí)例：1989年，加拿大滑鐵盧大學(xué)在安大略省的Borden成功運(yùn)用此技術(shù)修復(fù)污染地下水，取得良好效果傳統(tǒng)的地下水泵-處理方式缺點(diǎn)：只能限制污染物的進(jìn)一步擴(kuò)散，不能原位修復(fù)泵的使用需要能量供給，且系統(tǒng)需要定期維護(hù)檢修一旦停止泵抽提，污染會(huì)重新形成圖3-2可透性化學(xué)活性反應(yīng)墻示意

化學(xué)還原與還原脫氯技術(shù)的兩大關(guān)鍵要素：化學(xué)藥劑

代表性的還原劑主要有：

1.液態(tài)的SO2

2.氣態(tài)的H2S3.Fe0膠體系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）SO2還原劑作用原理：

通過(guò)SO2產(chǎn)生系列反應(yīng)，先把土壤礦物結(jié)構(gòu)中的Fe3+還原成Fe2+，再由Fe2+還原遷移態(tài)的敏感污染物，使之成為活性反應(yīng)區(qū)

通常將SO2溶解在堿性溶液中，以碳酸鹽和重碳酸鹽做緩沖溶液注入污染土壤（2）氣態(tài)H2S還原劑H2S作為還原劑可以原位修復(fù)Cr6+污染土壤，加入的H2S還原劑能夠?qū)r6+還原成Cr3+，并繼續(xù)轉(zhuǎn)化成氫氧化鉻沉淀，H2S本身轉(zhuǎn)化成硫化物。

8CrO42-+3H2S+10H++4H2O→8Cr(OH)3+3SO42-優(yōu)點(diǎn)：硫化物沒(méi)有危險(xiǎn)；反應(yīng)產(chǎn)物不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題缺點(diǎn)：氣態(tài)H2S有毒（3）Fe0膠體還原劑

Fe0膠體是很強(qiáng)的還原劑，可脫掉氯化溶劑的氯離子，把可遷移的氧化陰離子（CrO42-）轉(zhuǎn)化成難遷移態(tài)。應(yīng)用研究：用含F(xiàn)e0膠體的活性反應(yīng)墻來(lái)處理污染地下水

注射Fe0膠體優(yōu)點(diǎn)：

1.安裝和操作相對(duì)經(jīng)濟(jì)2.工作人員暴露于有害物質(zhì)的危險(xiǎn)性減小系統(tǒng)設(shè)計(jì)化學(xué)還原和還原脫氯修復(fù)的過(guò)程的三個(gè)階段：注射反應(yīng)將試劑與反應(yīng)物抽提出來(lái)實(shí)例：Fe0膠體活性反應(yīng)柵化學(xué)還原與還原脫修復(fù)的設(shè)計(jì)步驟現(xiàn)場(chǎng)勘查：確定土壤物理異質(zhì)性和估測(cè)化學(xué)成分多樣性實(shí)驗(yàn)研究：測(cè)定化學(xué)指標(biāo)和沉積物種類化學(xué)異質(zhì)性分析試驗(yàn)結(jié)果，并設(shè)計(jì)小規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行小規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并定為活性反應(yīng)區(qū)分析試驗(yàn)結(jié)果，確定可行性進(jìn)行修復(fù)的最后設(shè)計(jì)成功未成功，重新設(shè)計(jì)7.3.4

化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)化學(xué)淋洗修復(fù)概念

化學(xué)淋洗修復(fù)（chemicalleachingandflushing/washingremediation）是一種重要的應(yīng)用于污染土壤環(huán)境修復(fù)的技術(shù)，借助能促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移的化學(xué)/生物化學(xué)溶劑，在重力作用下或通過(guò)水力壓頭推動(dòng)淋洗液注入到被污染土層中，然后再把包含有污染物的液體從土層中抽提出來(lái)，進(jìn)行分離和污水處理的技術(shù)。污染土壤修復(fù)的淋洗過(guò)程：淋洗液向土壤表面擴(kuò)散對(duì)污染物質(zhì)的溶解淋洗出的污染物在土壤內(nèi)部擴(kuò)散淋洗出的污染物從土壤表面向液體擴(kuò)散化學(xué)淋洗修復(fù)分類按照?qǐng)龅貏澐郑瘜W(xué)淋洗法分為：原位化學(xué)淋洗修復(fù)（in-situchemicalleachingandflushing/washingremediation）異位化學(xué)淋洗修復(fù)（ex-situchemicalleachingandflushing/washingremediation）3-3原位化學(xué)淋洗技術(shù)流程圖污染物相關(guān)工業(yè)重金屬（鎘、鉻、鉛、銅、鋅）金屬電鍍、電池工業(yè)芳烴（苯、甲苯、甲酚、苯酚）木材加工石油類汽車、油脂業(yè)鹵代試劑（TCE、三氯烷）干結(jié)產(chǎn)業(yè)、電子生產(chǎn)線多氯聯(lián)苯和氯代苯酚農(nóng)藥、除草劑、電力工業(yè)異位化學(xué)淋洗修復(fù)1980年，由美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局和其他國(guó)家的環(huán)保機(jī)構(gòu)開(kāi)始研究。土壤清洗之前進(jìn)行土壤分級(jí)以提高處理效率適于處理的污染物：重金屬、放射性元素、石油類化合物、易揮發(fā)有機(jī)物等3-4異位土壤化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)示意圖優(yōu)點(diǎn)適用污染土壤性質(zhì)適用污染物原位化學(xué)淋洗修復(fù)長(zhǎng)效性、易操作性、高滲透性、費(fèi)用合理性（依賴于所利用的淋洗助劑），治理的污染物范圍很廣泛

。適用于多孔隙、易滲透的土壤

。重金屬、具有低辛烷/水分配系數(shù)的有機(jī)化合物、羥基類化合物、低分子量乙醇和羧基酸類等污染物

。異位化學(xué)淋洗修復(fù)能耗低,設(shè)備投資小,工藝簡(jiǎn)單,適用范圍廣,速度快和易于實(shí)現(xiàn)廢棄物減量化等

。污染物集中于大粒級(jí)土壤上的情況，砂礫、沙和細(xì)沙以及相似土壤成分中的污染物更易處理，含有25%~30%粘粒的土壤則不建議。適用于各種類型污染物，如重金屬、放射性元素、以及許多有機(jī)物，包括石油烴、易揮發(fā)有機(jī)物、PCBS以及多環(huán)芳烴等。7.3.5

溶劑浸提修復(fù)技術(shù)技術(shù)介紹:通常也被稱為化學(xué)浸提技術(shù)，是一種利用溶劑將有害化學(xué)物質(zhì)從污染土壤中提取出來(lái)或去除的技術(shù)。適用性：處理不溶于水的污染物，如油脂類、PCBs等。浸提液浸提單元需深度處理的污染物污染土壤清潔土壤

分離單元

3-5

溶劑浸提修復(fù)技術(shù)示意圖

清潔溶劑儲(chǔ)存罐溶劑過(guò)濾站微過(guò)濾

沉淀罐溶劑泵充氣裝置凝縮單元非接觸熱交換器溶劑泵溶劑提取罐3-6溶劑浸提修復(fù)技術(shù)過(guò)程示意圖溶劑浸提修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：1.處理難以從土壤中去除的污染物2.在原地開(kāi)展，不必運(yùn)輸污染物到專門(mén)的處理廠3.浸提溶劑可循環(huán)再利用4.裝置組件可運(yùn)輸?shù)剿枰娜魏挝恢?，系統(tǒng)容量大小可根據(jù)處理土壤的體積自動(dòng)調(diào)節(jié)7.4污染土壤生物修復(fù)污染土壤生物修復(fù)的概念和分類污染土壤生物修復(fù)的概念污染土壤生物修復(fù):生物修復(fù)技術(shù)是在生物降解的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新興的清潔技術(shù)，它是傳統(tǒng)的生物處理方法的發(fā)展。是利用生物（包括動(dòng)物、植物和微生物），通過(guò)人為調(diào)控，將土壤中有毒有害污染物吸收、分解或轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程。土壤生物修復(fù)的特點(diǎn)污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的特點(diǎn):與物理、化學(xué)修復(fù)污染土壤技術(shù)相比，它具有成本低，不破壞植物生長(zhǎng)所需要的土壤環(huán)境，環(huán)境安全，無(wú)二次污染，處理效果好，操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉等特點(diǎn)，是一種新型的環(huán)境友好替代技術(shù)。

異位微生物修復(fù)2原位微生物修復(fù)3植物修復(fù)4土壤修復(fù)的生態(tài)圍隔阻控工程5

生物修復(fù)過(guò)程的評(píng)價(jià)1

7.4.1生物修復(fù)過(guò)程的評(píng)價(jià)

以充分的證據(jù)來(lái)表明微生物是減少污染物濃度的主體，是生物修復(fù)的重要一環(huán)。這些評(píng)價(jià)方法可為法規(guī)制定者和提供生物修復(fù)服務(wù)的商家提供一種手段，來(lái)證明其所提出的或正在進(jìn)行的原位生物修復(fù)項(xiàng)目的真實(shí)性。研究者可以利用這一方法評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的結(jié)果。

生物修復(fù)過(guò)程的評(píng)價(jià)方法

一般地說(shuō)，污染土壤生物修復(fù)的評(píng)價(jià)方法應(yīng)包括以下3個(gè)方面的內(nèi)容：①記錄生物修復(fù)過(guò)程中污染物的減少；②以試驗(yàn)結(jié)果表明現(xiàn)場(chǎng)污染環(huán)境中的微生物具有轉(zhuǎn)化污染物的能力；③用一個(gè)或多個(gè)例證表明試驗(yàn)條件下被證明的生物降解潛力在污染場(chǎng)地條件下是否仍然存在?，F(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)的監(jiān)測(cè)

在試驗(yàn)條件下被證明的生物降解潛力是否在場(chǎng)地條件下仍然存在比較困難，因?yàn)樵囼?yàn)條件往往比現(xiàn)場(chǎng)條件優(yōu)越。有兩種技術(shù)用于現(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)的監(jiān)測(cè)，即樣品測(cè)定，進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行。但模型法更有助于對(duì)污染物歸宿的進(jìn)一步理解。更為詳細(xì)的試驗(yàn)方案取決于多組因素，如污染物、場(chǎng)地地質(zhì)特征．以及評(píng)價(jià)要求的嚴(yán)格水平等，因此需進(jìn)一步工作?，F(xiàn)場(chǎng)生物修復(fù)的監(jiān)測(cè)

樣品測(cè)定

細(xì)菌總數(shù)

原生動(dòng)物數(shù)無(wú)機(jī)碳濃度細(xì)菌的適應(yīng)性細(xì)菌活性率

樣品測(cè)定1、選擇對(duì)照點(diǎn)進(jìn)行采樣分析，以此作為生物修復(fù)技術(shù)評(píng)價(jià)的參照點(diǎn)。對(duì)照點(diǎn)選擇的標(biāo)準(zhǔn)是：①具有與處理點(diǎn)類似的水力地質(zhì)條件特征；②末受污染或不受生物修復(fù)系統(tǒng)影響的地帶。2、以生物修復(fù)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行前樣品的分析結(jié)果作為對(duì)照，以此作為生物修復(fù)技術(shù)修復(fù)效果評(píng)價(jià)的參照值。然后，將生物修復(fù)過(guò)程各個(gè)時(shí)段采集樣品的分析結(jié)果與運(yùn)行前的結(jié)果作比較，來(lái)考察系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)狀況。此方法只適合于工程生物修復(fù)系統(tǒng)

細(xì)菌總數(shù)細(xì)菌種群測(cè)定的第一步是采樣。原則上，最好的樣品包括團(tuán)體基質(zhì)(土壤和支撐地下水的巖石)及與之相連的孔隙水。細(xì)菌種群測(cè)定的第二步是細(xì)菌總數(shù)分析。

a.微生物直接計(jì)數(shù)法微生物直接計(jì)數(shù)法是一種傳統(tǒng)技術(shù)，是通過(guò)用普通顯微鏡觀察樣品進(jìn)行細(xì)菌計(jì)數(shù)。

b.INT活性試驗(yàn)法

INT活性試驗(yàn)法可以通過(guò)鑒定電子遷移中的細(xì)菌活性的方法增強(qiáng)直接的顯微鏡計(jì)數(shù)。c.平板計(jì)數(shù)法平板計(jì)數(shù)法也是一種細(xì)菌計(jì)數(shù)的方法。這種方法可以定量計(jì)數(shù)—組固定在固體介質(zhì)(如營(yíng)養(yǎng)基質(zhì))上的細(xì)菌。

d.MPN技術(shù)

MPN(most-probabale-number)技術(shù)也取決于介質(zhì)中細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況。細(xì)菌計(jì)數(shù)是以統(tǒng)計(jì)學(xué)方法完成的

e.脫氧聚核苷酸探針采用現(xiàn)代生物化學(xué)和分子生物學(xué)方法，使現(xiàn)場(chǎng)樣品細(xì)菌計(jì)數(shù)與鑒定更為精確。

f.脂肪酸分析脂肪酸分析是另一種細(xì)菌鑒定技術(shù)。這種技術(shù)利用存在于細(xì)胞膜中的脂肪酸特征進(jìn)行細(xì)菌鑒定。

原生動(dòng)物數(shù)原生動(dòng)物捕食細(xì)菌，所以原生動(dòng)物數(shù)量的增加表明細(xì)菌總數(shù)的增加。因此，原生動(dòng)物種群數(shù)量增長(zhǎng)所伴隨的污染物量的減少這一結(jié)果可為生物修復(fù)提供有效佐證。

細(xì)菌活性率細(xì)菌活性增加通常表明生物修復(fù)正在進(jìn)行，細(xì)菌活性是一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)。對(duì)生物修復(fù)成功判定的一個(gè)重要指標(biāo)是潛在生物轉(zhuǎn)化率。當(dāng)潛在生物轉(zhuǎn)化率足夠大時(shí)，表明系統(tǒng)能迅速去除污染物或防止污染物的遷移。細(xì)菌活性越大，說(shuō)明潛在生物轉(zhuǎn)化率越高，這一結(jié)果可為生物修復(fù)的成功運(yùn)行提供證據(jù)。

細(xì)菌的適應(yīng)性污染點(diǎn)的細(xì)菌經(jīng)過(guò)一段時(shí)間馴化后，能產(chǎn)生代謝污染物的能力，其結(jié)果是使原本在溢漏時(shí)不能夠轉(zhuǎn)化的或轉(zhuǎn)化非常低的污染物被代謝降解。這一特性被稱為代謝適應(yīng)性，它為現(xiàn)場(chǎng)的污染生物修復(fù)提供了可能。適應(yīng)性可以導(dǎo)致能夠代謝污染物的細(xì)菌總數(shù)增加，或個(gè)體細(xì)菌遺傳性或生理特性發(fā)生改變。

無(wú)機(jī)碳濃度

降解有機(jī)污染物時(shí)，除了需要更多微生物外，在降解過(guò)程中細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生無(wú)機(jī)碳，通常為氣態(tài)二氧化碳、溶解態(tài)二氧化碳或HCO3_。因此，當(dāng)樣品中含有豐富的水和無(wú)機(jī)碳?xì)怏w時(shí)表明系統(tǒng)存在生物降解活性。氣態(tài)二氧化碳濃度可以用氣相色譜法檢測(cè)，水樣中的二氧化碳可進(jìn)行無(wú)機(jī)碳分析。

7.4.2污染土壤的異位修復(fù)技術(shù)異位微生物修復(fù)是將受污染的土壤、沉積物移離原地，在異地利用特異性微生物和工程技術(shù)手段進(jìn)行處理，最終污染物被降解，使受污染的土壤恢復(fù)原有的功能的過(guò)程。主要的工藝類型包括土地填埋、生物農(nóng)耕、預(yù)備床、堆腐和泥漿生物反應(yīng)器。

污染土壤的異位修復(fù)技術(shù)類型技術(shù)方法描述適用性土地填埋將污泥施入土壤，通過(guò)施肥、灌溉、添加石灰等方式調(diào)節(jié)土壤的營(yíng)養(yǎng)、濕度和pH，保持污染物在土壤上層好氧降解廣泛用于油料工業(yè)的油泥處理土壤耕作

將污染土壤撒于地表（約0.5m），通過(guò)定期農(nóng)耕的方法改善土壤結(jié)構(gòu)，供給氧氣、水分和無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)污染物降解適用于可降解的有機(jī)污染物，如殺蟲(chóng)劑/除草劑，揮發(fā)/半揮發(fā)性、含鹵和非鹵有機(jī)污染物和多環(huán)芳烴。不適于二噁英/呋喃和多氯聯(lián)苯預(yù)備床

將土壤運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)經(jīng)過(guò)各種工程準(zhǔn)備的預(yù)備床上進(jìn)行生物處理，處理過(guò)程中通過(guò)施肥、灌溉、控制pH等方式保持對(duì)污染物的最佳降解狀態(tài)，有時(shí)也加入一些微生物和表面活性劑適用于揮發(fā)/半揮發(fā)性、含鹵和非鹵有機(jī)污染物、多環(huán)芳烴及爆炸性污染物。堆腐

堆積污染土壤，通過(guò)翻耕和施加一定數(shù)量的稻草、麥秸、碎木片和樹(shù)皮等增加土壤透氣性和改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)污染物微生物分解適用于揮發(fā)/半揮發(fā)性、非鹵有機(jī)污染物和多環(huán)芳烴。泥漿生物反應(yīng)器

污染土壤和水混合成泥漿在帶有機(jī)械攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)通過(guò)人為調(diào)控溫度、pH、營(yíng)養(yǎng)物和供氧等促進(jìn)專性微生物最大限度地降解污染物適用于殺蟲(chóng)劑/除草劑，揮發(fā)/半揮發(fā)性、含鹵和非鹵有機(jī)污染物、多環(huán)芳烴、二堊英/呋喃等有機(jī)污染物。

土地填埋土地填埋:將廢物作為一種泥漿，將污泥施入土壤，通過(guò)施肥、灌溉、添加石灰等方式調(diào)節(jié)土壤的營(yíng)養(yǎng)、濕度和pH，保持污染物在土壤上層的好氧降解。用于降解過(guò)程的微生物通常是土著土壤微生物群系。為了提高降解能力,亦可加入特效微生物,以改進(jìn)土壤生物修復(fù)的效率。

土壤耕作土壤耕作屬于好氧生物降解處理，使用土壤為微生物生長(zhǎng)基質(zhì)，為加速微生物的降解需要人為促進(jìn)通風(fēng)（翻耕、加蓬松劑）、加入營(yíng)養(yǎng)液（化肥、糞肥）、調(diào)節(jié)pH（加入石灰、明礬、磷酸）等手段加以調(diào)控?？蓱?yīng)用土壤耕作處理的污染物污染物來(lái)源有機(jī)化學(xué)污染物市政污泥、化工廠殘留物、雜酚油污泥、食品加工廠污泥、石油化工有害廢物、紡織廠污泥、煉油廠污泥、造紙廠污泥等苯、甲苯、乙苯、二甲苯；汽油、柴油、石油；五氯酚；多氯聯(lián)苯；多環(huán)芳烴（蒽、菲、二苯并呋喃、萘、苯并[a]蒽等）；農(nóng)藥

預(yù)備床預(yù)備床就是將受污染的土壤從污染地區(qū)挖掘起來(lái)進(jìn)行異地處理，防止污染物向地下水或更廣大地域擴(kuò)散。這種方法的技術(shù)特點(diǎn)是需要很大的工程，即將土壤運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)經(jīng)過(guò)各種工程準(zhǔn)備(包括布置襯里．設(shè)置通氣管道等)預(yù)備床上堆放，形成上升的斜坡，并在此進(jìn)行生物恢復(fù)的處理，處理過(guò)程中通過(guò)施肥、灌溉、控制pH等方式保持對(duì)污染物的最佳降解狀態(tài)，有時(shí)也加入一些微生物和表面活性劑，處理后的土壤再運(yùn)回原地處理床挖掘堆置法預(yù)備床的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足處理高效和避免污染物外溢的要求，通常具有淋濾液收集系統(tǒng)和外溢控制系統(tǒng)，從系統(tǒng)中滲流出來(lái)的水要收集起來(lái)，重新噴散或另外處理。預(yù)備床技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

可以在土壤受污染之初限制污染物的擴(kuò)散和遷移，減少污染范圍。但用在挖土方和運(yùn)輸方面的費(fèi)用顯著高于原位處理方法，另外在運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)造成進(jìn)一步的污染物暴露，還會(huì)由于挖掘而破壞原地點(diǎn)的土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)。

堆腐法堆腐修復(fù)工藝就是利用傳統(tǒng)的積肥方法，堆積污染土壤，將污染土壤與有機(jī)物(施加一定數(shù)量的稻草、麥秸、碎木片和樹(shù)皮等)、糞便等混合起來(lái)．依靠堆肥過(guò)程中微生物的作用來(lái)降解土壤中難降解的有機(jī)污染物?？梢酝ㄟ^(guò)翻耕和增加土壤透氣性和改善土壤結(jié)構(gòu)，同時(shí)控制濕度、pH和養(yǎng)分，促進(jìn)污染物分解。堆腐法條形堆:將污染土壤或污泥與疏松劑混合后，用機(jī)械壓成條通過(guò)對(duì)流空氣 運(yùn)動(dòng)供氧，每天翻耕保持微生物的好氧狀態(tài)

靜態(tài)堆:通過(guò)布置在堆下的通風(fēng)管，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制性通氣保持微生物的好 氧狀態(tài)，靜態(tài)堆一般為6m高，封閉操作可控制水分和塵土飛揚(yáng)反應(yīng)器堆:使用先進(jìn)的傳送和混合設(shè)備傳送污染土壤及促進(jìn)通氣，該系統(tǒng)可 以最佳 控制氣流，但最小空間，但是欠靈活性，設(shè)備的維護(hù)也較 為復(fù)雜和昂貴靜態(tài)堆示意圖靜態(tài)堆

泥漿生物反應(yīng)器泥漿生物反應(yīng)器是用于處理污染土壤的特殊反應(yīng)器,可建在污染現(xiàn)場(chǎng)或異地處理場(chǎng)地。污染土壤用水調(diào)成泥漿,裝入生物反應(yīng)器內(nèi),通過(guò)控制一些重要的微生物降解條件,提高處理效果。馴化的微生物種群通常從前一批處理中引入到下一批新泥漿。處理結(jié)束后通過(guò)水分離器脫除泥漿水分并循環(huán)再用。泥漿生物反應(yīng)器模型:土壤、水懸浮混合液采樣口探頭空氣CO2收集器直接傳動(dòng)混合器泥漿生物反應(yīng)器修復(fù)過(guò)程流程圖空氣進(jìn)口壓縮機(jī)壓.濾機(jī)固體排除澄清池濃縮池反應(yīng)器階段1反應(yīng)器階段2反應(yīng)器階段3泥漿混合器循環(huán)濾液預(yù)處理的固體該方法采用批式運(yùn)行，在第一單元中混合土壤、水、營(yíng)養(yǎng)、菌種、表面活性劑等物質(zhì)，最終形成含5％～40％的泥水混合相，然后進(jìn)入第二單元進(jìn)行初步處理，完成大部分的生物降解，最后在第三單元中進(jìn)行深度處理。

7.4.3污染土壤的原位修復(fù)技術(shù)原位處理法:污染土壤不經(jīng)攪動(dòng)、在原位和易殘留部位之間進(jìn)行原位處理。最常用的原位處理方式是進(jìn)入土壤飽和帶污染物的生物降解?？刹扇√砑訝I(yíng)養(yǎng)物、供氧(加H2O2)和接種特異工程菌等措施提高土壤的生物降解能力，亦可把地下水抽至地表,進(jìn)行生物處理后，再注入土壤中，以再循環(huán)的方式改良土壤。

特點(diǎn):該法適用于滲透性好的不飽和土壤的生物修復(fù)。在處理污染的過(guò)程中土壤的結(jié)構(gòu)基本不受破壞，對(duì)周圍環(huán)境影響小，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)?。还に嚶肪€和處理過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的設(shè)備，處理費(fèi)用較低；但是整個(gè)處理過(guò)程難于控制。

污染土壤的原位修復(fù)技術(shù)類型技術(shù)方法描述適用性投菌法直接向污染土壤接入外源的污染降解菌,同時(shí)提供這些細(xì)菌生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)不同的菌種可處理不同的污染物質(zhì)生物通風(fēng)在不飽和土壤中通入空氣，并注入營(yíng)養(yǎng)液，為微生物降解提供充足的氧氣、碳源和能源，促進(jìn)其最大限度地降解適用于揮發(fā)/半揮發(fā)性、含鹵和非鹵和多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物生物攪拌向土壤飽和部分注入空氣，從土壤不飽和部分吸出空氣，加大氣體流動(dòng)性為微生物供氧，促進(jìn)其最大限度地降解適于無(wú)機(jī)污染物、腐蝕性和爆炸性污染物工程螺鉆用工程螺鉆系統(tǒng)使表層污染土壤混合，并注入含有營(yíng)養(yǎng)和氧氣的溶液，促進(jìn)微生物最大限度地降解適用于殺蟲(chóng)劑/除草劑，揮發(fā)/半揮發(fā)性、含鹵和非鹵有機(jī)污染物、多環(huán)芳烴、二堊英/呋喃、多氯聯(lián)苯等有機(jī)污染物泵出生物將污染的地下水抽出經(jīng)地表處理后與營(yíng)養(yǎng)液按一定比例配比后注入土壤，促進(jìn)微生物最大限度地降解慢速滲濾通過(guò)污染土壤區(qū)內(nèi)布設(shè)垂直井網(wǎng)，將營(yíng)養(yǎng)液和氧氣緩慢注入土壤表層，促進(jìn)微生物最大限度地降解農(nóng)耕法對(duì)污染土壤進(jìn)行耕耙處理，在處理進(jìn)程中施入肥料,進(jìn)行灌溉,加入石灰,從而為微生物降解提供良好的環(huán)境土壤污染較淺,污染物又較易降解時(shí)可以選用

生物強(qiáng)化法

生物強(qiáng)化(enhanced—bioremediahon)是基于改變生物降解中微生物的活性和強(qiáng)度而設(shè)計(jì)的。它可分為培養(yǎng)土著菌的生物培養(yǎng)法和引進(jìn)外來(lái)菌的投菌法。培養(yǎng)土著菌的生物培養(yǎng)法選用土著菌的理由:其原因一方面是出于土著菌降解污染物的潛力巨大，另一方面也是因?yàn)榻臃N的微生物在環(huán)境中難以保持較高的活性以及工程菌的使用受到較嚴(yán)格的限制。

生物培養(yǎng)法是定期向土壤投加H2O2和營(yíng)養(yǎng)，以滿足污染環(huán)境中已經(jīng)存在的降解菌的需要，以便使土壤微生物通過(guò)代謝將污染物徹底礦化成CO2和

H2O。

引進(jìn)外來(lái)菌的投菌法

投菌法是直接向遭受污染的土壤接入外源的污染降解菌,同時(shí)提供這些細(xì)菌生長(zhǎng)所需氧源（多為H2O2）和營(yíng)養(yǎng)。以滿足降解菌的需要,以便使土壤微生物通過(guò)代謝將污染物徹底礦化成CO2和H2O。

應(yīng)用進(jìn)展Ellis等在斯德歌爾摩中部的一個(gè)廢棄的木材防腐油生產(chǎn)區(qū)，對(duì)高濃度低分子量多環(huán)芳烴和高分子量的多環(huán)芳烴污染進(jìn)行就地投菌處理。污染土壤經(jīng)過(guò)4個(gè)月處理，所有多環(huán)芳烴的降解都很明顯至1993年美國(guó)共有159個(gè)污染地點(diǎn)已經(jīng)或正在或準(zhǔn)備使用生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)治理，對(duì)其中的124個(gè)地點(diǎn)使用的生物修復(fù)技術(shù)作了分類．其中96處(77％)使用的是土著微生物，17處(14％)是采用添加微生物的方式，另外11處(9％)是兩種方式共用。

生物通風(fēng)法生物通風(fēng)工藝是—種強(qiáng)化污染物生物降解的修復(fù)工藝。一般是在受污染的土壤中至少打兩口并，安裝鼓風(fēng)機(jī)和真空泵，將新鮮空氣強(qiáng)行排人土壤中，然后再抽出，土壤中的揮發(fā)性毒物也隨之去除。

引風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)抽氣抽氣注氣水位污染土壤生物通風(fēng)系統(tǒng)示意圖有機(jī)污染物生物通風(fēng)法修復(fù)適宜性評(píng)價(jià)化合物適宜性化合物適宜性化合物適宜性三氯乙烯中乙苯好1,1,1-三氯乙烯中甲苯好二甲苯好反-1，2-二氯乙烯中苯好二氯甲苯中1，2-二氯乙烯中多氯聯(lián)苯差氯乙烯中四氯乙烯差氯仿中氯苯中酚好生物通風(fēng)法系統(tǒng)去污示意圖Crow等在汽油泄漏處實(shí)地做了一組土壤通風(fēng)去污實(shí)驗(yàn)(如圖)，研究了空氣流速對(duì)汽油蒸氣去除速率的影響應(yīng)用進(jìn)展德克薩斯研究院首先通過(guò)實(shí)地調(diào)查，說(shuō)明土壤通風(fēng)去污技術(shù)是高效去污技術(shù)，所需成本不到土壤挖掘法、清洗法的十分之一，速度卻是他們的五倍以上。該技術(shù)只需在真空吸抽系統(tǒng)上裝上凈化設(shè)備就不會(huì)造成二次污染。Agrelot等用該技術(shù)嘗試性地清除CCl4地下貯罐泄漏污染

泵出生物法泵出生物法工藝主要用于修復(fù)受污染地下水和由此引起的土壤污染，需在受污染的區(qū)域鉆井，井分為兩組，一組是注入井．用來(lái)將接種的微生物、水、營(yíng)養(yǎng)物和電子受體(如H2O2)等按一定比例混合后注入土壤中；另一組是抽水井，通過(guò)向地面上抽取地下水造成地下水在地層中流動(dòng)，促進(jìn)微生物的分布和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，保持氧氣供應(yīng)

地下水處理NH4+、PO43-、O2生物活動(dòng)帶污染土壤區(qū)域地下水層泵出生物系統(tǒng)示意圖應(yīng)用進(jìn)展Keamfer（1993）用泵出生物工藝向被石油污染的土壤和地下水連續(xù)注入適量的N、P及NO3-及H2O2等電子受體，經(jīng)過(guò)2天的運(yùn)轉(zhuǎn)后，對(duì)土壤和水中的樣品進(jìn)行微生物和化學(xué)分析．隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，采集到的樣品中的菌量有所增加，分離到的細(xì)菌多于70種，其中大多數(shù)為烴降解細(xì)菌，石油烴的濃度有明顯下降。Cutright等(1994)使用3種補(bǔ)充的營(yíng)養(yǎng)液與Mycobacteriumsp．等菌種一起注入土壤中，已取得良好的效果。

其他除了上述幾種常用的原微生物修復(fù)技術(shù)外還有生物攪拌、工程螺鉆、慢速滲濾和農(nóng)耕等技術(shù)生物攪拌是向土壤飽和部分注入空氣，同時(shí)從土壤的不飽和部分通過(guò)抽真空的方法吸出空氣，這樣即向土壤提供了充足的氧氣又加強(qiáng)了空氣的流動(dòng)性，可以為土壤微生物供氧，促進(jìn)了其最大限度地降解。此方法能同時(shí)處理飽和土壤和地下水的污染。工程螺鉆法:用工程螺鉆系統(tǒng)使表層污染土壤混合，并注入含有營(yíng)養(yǎng)和氧氣的溶液，來(lái)促進(jìn)微生物以最大限度降解。慢速滲濾:通過(guò)在污染土壤區(qū)內(nèi)布設(shè)垂直井網(wǎng)，將營(yíng)養(yǎng)液、降解菌、修復(fù)劑和氧氣等緩慢注入土壤表層，使之散布在污染區(qū)域的表面，經(jīng)滲濾逐漸到達(dá)土壤中或與地下水混合，來(lái)促進(jìn)微生物最大限度地降解污染物。農(nóng)耕法:對(duì)污染土壤進(jìn)行耕耙處理,在處理進(jìn)程中施入肥料,進(jìn)行灌溉,加入石灰,從而盡可能地為微生物降解提供一個(gè)良好的環(huán)境,使其有充足的營(yíng)養(yǎng),水分和適宜的pH值,保證污染物降解在土壤的各個(gè)層次上都能發(fā)生。

7.4.4污染土壤的植物修復(fù)植物修復(fù)技術(shù):運(yùn)用農(nóng)業(yè)技術(shù)改善污染土壤對(duì)植物生長(zhǎng)不利的化學(xué)和物理方面的限制條件，使之適于種植,并通過(guò)種植優(yōu)選的植物及其根際微生物直接或間接地吸收、揮發(fā)、分離或降解污染物，恢復(fù)和重建自然生態(tài)環(huán)境和植被景觀，使之不再威脅人類的健康和生存環(huán)境。污染土壤的植物修復(fù)過(guò)程示意圖水進(jìn)入植物體，污染物被清除清潔土壤清潔地下水根從土壤中吸收水分和污染物

污染的土壤

地下水污染的地下水污染土壤的植物修復(fù)類型技術(shù)方法描述適用性植物提取利用超積累植物從污染土壤中超量吸收、積累一種或幾種污染物適用于重金屬污染的土壤，如Cd、Pb、Cu、Zn、Ni等植物揮發(fā)利用植物吸收土壤中一些揮發(fā)性污染物，然后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中主要用于揮發(fā)性重金屬污染的土壤，如汞和硒。有機(jī)污染物的揮發(fā)修復(fù)研究不多，但還有發(fā)展前景植物固定/穩(wěn)定利用耐性植物根系分泌物來(lái)積累和沉淀污染物，使之失去生物有效性?；蚶媚托灾参锷L(zhǎng)減少污染土壤的風(fēng)蝕和水蝕，防止污染物質(zhì)向遷移和擴(kuò)散主要用于對(duì)采礦和廢棄礦區(qū)、冶煉廠污染的土壤、清淤污泥和污水廠污泥等重金屬污染現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)墾植物降解利用某些植物特有的的轉(zhuǎn)化和降解作用去除土壤中的有機(jī)污染物適于中度憎水有機(jī)污染物，如BTX（即苯、甲苯、乙苯和二甲苯的混合物）、氯代溶劑和短鏈脂肪族化合物等根際生物降解利用植物根際圈菌根真菌、專性或非專性細(xì)菌等微生物的降解作用來(lái)轉(zhuǎn)化有機(jī)污染物，降低或消除其生物毒性應(yīng)用范圍廣泛，可處理殺蟲(chóng)劑/除草劑、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、礦物油等有機(jī)污染物

有機(jī)污染物的植物修復(fù)植物修復(fù)植物吸收:植物對(duì)有機(jī)物的吸收與有機(jī)物的相對(duì)親脂性有關(guān)。在有機(jī)質(zhì)很少 的砂質(zhì)土壤中,利用根吸收和收獲進(jìn)行植物修復(fù)的計(jì)劃證明了該技 術(shù)是可行的。植物降解:一些有機(jī)污染物能被植物或其根際微生物降解甚至礦化。植物的根和莖 都有相當(dāng)?shù)拇x活性,典型的降解物質(zhì)有多環(huán)芳烴植物穩(wěn)定:對(duì)于有機(jī)污染土壤來(lái)說(shuō)，植物穩(wěn)定修復(fù)在于通過(guò)植物的生長(zhǎng)改變土 壤的水流量，使殘存的游離污染物與根結(jié)合，增加對(duì)污染物的多價(jià) 螯合作用，從而防止污染土壤的風(fēng)蝕和水蝕

無(wú)機(jī)污染物的植物修復(fù)兩種方式可供選擇，即機(jī)械地將污染物移出土體和使污染物轉(zhuǎn)變成一種無(wú)生物活性的形態(tài)。移去的方式可以是通過(guò)去除生物量來(lái)實(shí)現(xiàn),對(duì)某些無(wú)機(jī)污染物也可通過(guò)將之氣化揮發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

目前關(guān)于無(wú)機(jī)污染土壤的植物修復(fù)主要集中于對(duì)重金屬的污染修復(fù)超富集植物提取修復(fù)技術(shù)重金屬污染土壤上大量地方性植物物種的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了耐金屬植物的研究，同時(shí)那些能夠富集重全屬的植物也相繼被發(fā)現(xiàn)。有關(guān)的工程性的試驗(yàn)研究以及實(shí)地應(yīng)用效果顯示了植物修復(fù)技術(shù)商業(yè)化的巨大前景。

超積累植物可以從自然界現(xiàn)有資源中篩選．或利用突變體技株培育新的植物品種。

超富集植物研究的局限超積累植物可以從自然界現(xiàn)有資源中篩選．或利用突變體技株培育新的植物品種。但是自然篩選主要存在以下問(wèn)題：其一是超積累植物是在重金屬脅迫環(huán)境下長(zhǎng)期強(qiáng)化、馴化的一種適應(yīng)性突變體，往往生長(zhǎng)緩慢，周年生物量受到限制；其二超積累植物多為野生型稀有植物，對(duì)生物氣候條件的要求比較嚴(yán)格，區(qū)域性分布較強(qiáng)，因而篩選工作量大，且超積累植物移植到本地時(shí)，其生態(tài)位低于本土植物，處于競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)。利用基因工程定向培養(yǎng)超積累植物目前仍處于試驗(yàn)階段，到實(shí)際應(yīng)用還有—定的距離。

普通富集植物的強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)強(qiáng)化修復(fù)技術(shù):將馴化外地超積累植物和強(qiáng)化本地優(yōu)勢(shì)植物富