污染土壤植物修復(fù)技術(shù)及應(yīng)用

污染土壤植物修復(fù)技術(shù)及應(yīng)用

• 出版社： 化學(xué)工業(yè)出版社

• ISBN：9787122379108

• 版次：1

• 商品編碼：13316068

• 品牌：化學(xué)工業(yè)出版社

• 包裝：平裝

• 開本：16開

• 出版時(shí)間：2021-04-01

• 用紙：膠版紙

• 頁數(shù)：400

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書共分七章，從理論到實(shí)踐應(yīng)用比較系統(tǒng)地介紹了污染土壤植物修復(fù)機(jī)制、污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀、污染土壤植物修復(fù)聯(lián)合技術(shù)研究方法及現(xiàn)狀、污染土壤植物修復(fù)技術(shù)拓展及研究前沿、典型土壤污染現(xiàn)狀及其植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和污染土壤植物修復(fù)的局限性及發(fā)展趨勢(shì)。

本書具有較強(qiáng)的技術(shù)性和針對(duì)性，可供從事土壤修復(fù)和污染管控、土地整治等的工程技術(shù)人員、科研人員及管理人員參考，也可供高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程、生態(tài)工程、土壤學(xué)及相關(guān)專業(yè)師生參閱。

目錄

章 緒論1

節(jié) 污染土壤植物修復(fù)技術(shù)的介紹及發(fā)展 1

一、概述 1

二、土壤污染植物修復(fù)的發(fā)展 3

三、植物修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展與趨勢(shì) 6

四、現(xiàn)代生物技術(shù)在植物修復(fù)中的應(yīng)用 10

五、植物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用前景 14

第二節(jié) 植物修復(fù)技術(shù)的研究?jī)?nèi)容 16

一、植物修復(fù)概念的提出 16

二、植物修復(fù)污染環(huán)境的理論基礎(chǔ) 16

三、植物修復(fù)技術(shù)的研究?jī)?nèi)容與研究方法 23

第三節(jié) 植物修復(fù)技術(shù)的類型和應(yīng)用意義 25

一、植物修復(fù)技術(shù)的類型 25

二、植物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與局限性 28

三、植物修復(fù)技術(shù)的展望 32

參考文獻(xiàn) 33

第二章 污染土壤植物修復(fù)機(jī)制41

節(jié) 重金屬污染土壤 41

一、概述 41

二、土壤重金屬污染的來源 43

三、土壤重金屬污染的危害 45

四、土壤重金屬污染的現(xiàn)狀 47

五、土壤重金屬污染的特點(diǎn) 48

六、修復(fù)土壤重金屬污染的方法 52

七、植物修復(fù)重金屬污染土壤的研究 54

第二節(jié) 植物修復(fù)機(jī)制 55

一、植物對(duì)物質(zhì)的吸收、排泄和積累 55

二、植物修復(fù)污染環(huán)境的基本理論與原則 58

第三節(jié) 重金屬污染土壤植物修復(fù)機(jī)制 59

一、植物修復(fù)重金屬污染土壤的機(jī)制 59

二、植物揮發(fā)污染土壤重金屬的作用機(jī)制 63

三、植物提取污染土壤重金屬的作用機(jī)制 64

四、植物穩(wěn)定污染土壤重金屬的作用機(jī)制 66

五、植物根際行為對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)的作用機(jī)制 67

六、重金屬在土壤-植物系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 69

第四節(jié) 有機(jī)污染物污染土壤植物修復(fù)機(jī)制 72

一、植物對(duì)有機(jī)污染物的直接吸收作用 74

二、植物釋放分泌物和酶去除環(huán)境有機(jī)污染物 74

三、根區(qū)有機(jī)物的生物降解 75

第五節(jié) 有機(jī)污染物-重金屬?gòu)?fù)合污染的土壤植物修復(fù)作用機(jī)制 85

一、土壤復(fù)合污染現(xiàn)狀 85

二、復(fù)合污染的概念與分類 86

三、有機(jī)污染物與重金屬在土壤中交互作用 86

四、有機(jī)污染物-重金屬交互作用對(duì)土壤生物學(xué)過程的影響 87

五、重金屬對(duì)微生物降解有機(jī)污染物過程的抑制 87

六、重金屬的濃度與其抑制生物降解的相關(guān)性 88

七、有機(jī)污染物-重金屬?gòu)?fù)合污染土壤的植物修復(fù) 89

參考文獻(xiàn) 90

第三章 污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀102

節(jié) 重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 102

一、超富集植物在重金屬污染土壤修復(fù)中的研究技術(shù)與方法 102

二、低積累植物在重金屬污染土壤修復(fù)中的研究技術(shù)與方法 111

第二節(jié) 有機(jī)污染物污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 126

一、農(nóng)田農(nóng)藥污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 126

二、多環(huán)芳烴污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 130

三、石油污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 135

第三節(jié) 有機(jī)污染物-重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 138

一、農(nóng)藥-重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 139

二、多環(huán)芳烴-重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 141

三、石油烴-重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 144

四、多氯聯(lián)苯-重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀 146

參考文獻(xiàn) 147

第四章 污染土壤植物修復(fù)聯(lián)合技術(shù)研究方法及現(xiàn)狀159

節(jié) 植物-化學(xué)聯(lián)合技術(shù)修復(fù)污染土壤研究方法及現(xiàn)狀 159

一、植物-螯合劑聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 159

二、植物-表面活性劑聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 163

三、植物-固定化改良劑聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 167

四、植物-植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 174

五、植物-酸堿調(diào)節(jié)劑聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 178

六、植物-肥料聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 178

七、植物-復(fù)合強(qiáng)化劑聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 179

八、植物與其他化學(xué)方法聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 188

第二節(jié) 植物-微生物聯(lián)合技術(shù)修復(fù)污染土壤研究方法及現(xiàn)狀 189

一、植物與微生物之間的相互作用 189

二、植物-微生物聯(lián)合修復(fù)土壤重金屬污染 190

三、植物-微生物聯(lián)合修復(fù)土壤有機(jī)污染 196

四、植物-微生物聯(lián)合修復(fù)土壤復(fù)合污染 202

第三節(jié) 植物-生物炭聯(lián)合技術(shù)修復(fù)污染土壤研究方法及現(xiàn)狀 203

一、生物炭的特性及制備影響因素 203

二、生物炭施入對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響 204

三、植物-生物炭聯(lián)合對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù) 205

四、植物-生物炭聯(lián)合對(duì)有機(jī)污染土壤的修復(fù) 208

參考文獻(xiàn) 210

第五章 污染土壤植物修復(fù)技術(shù)拓展及研究前沿222

節(jié) 基因工程技術(shù)在植物修復(fù)中的研究 223

一、概述 223

二、基因工程技術(shù)在重金屬植物修復(fù)中的研究 224

三、基因工程技術(shù)在有機(jī)污染植物修復(fù)中的應(yīng)用 232

四、基因工程在植物修復(fù)應(yīng)用中存在的問題 234

第二節(jié) 芯片技術(shù)在植物修復(fù)中的研究 235

一、概述 235

二、生物芯片的種類 235

三、生物芯片的工作原理 237

四、生物芯片在植物修復(fù)中的應(yīng)用 238

五、展望 243

第三節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在植物修復(fù)中的研究 243

一、概述 243

二、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)與方法 244

三、蛋白質(zhì)組學(xué)在污染土壤植物修復(fù)中的應(yīng)用 247

四、問題及展望 255

第四節(jié) 代謝組學(xué)技術(shù)在植物修復(fù)中的研究 256

一、概述 256

二、植物代謝組學(xué)技術(shù) 257

三、植物代謝組學(xué)研究進(jìn)展 261

四、代謝組學(xué)技術(shù)在植物修復(fù)中的應(yīng)用 263

五、展望 266

參考文獻(xiàn) 267

第六章 典型土壤污染現(xiàn)狀及其植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀282

節(jié) 農(nóng)田土壤污染現(xiàn)狀及其植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 283

一、農(nóng)田土壤污染現(xiàn)狀 283

二、農(nóng)田土壤污染來源 286

三、農(nóng)田土壤污染特點(diǎn) 288

四、農(nóng)田土壤污染植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 289

五、案例——湖南某砷污染農(nóng)田土壤修復(fù)工程 292

第二節(jié) 礦區(qū)土壤污染現(xiàn)狀及植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 293

一、礦區(qū)土壤污染現(xiàn)狀 294

二、礦區(qū)廢棄地的類型及特征 295

三、礦區(qū)污染來源 295

四、礦區(qū)土壤污染植物修復(fù)技術(shù)研究 296

五、應(yīng)用實(shí)例 297

第三節(jié) 污染場(chǎng)地土壤污染植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 299

一、搬遷企業(yè)遺留場(chǎng)地 299

二、電子垃圾回收?qǐng)龅?300

三、垃圾堆放/填埋污染場(chǎng)地 306

四、農(nóng)藥污染場(chǎng)地 312

五、東北重工業(yè)污染場(chǎng)地土壤修復(fù) 315

第四節(jié) 其他污染土壤環(huán)境中植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 317

一、鹽堿土污染土壤環(huán)境中植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 317

二、放射性物質(zhì)污染土壤環(huán)境中植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 320

參考文獻(xiàn) 325

第七章 污染土壤植物修復(fù)的局限性及發(fā)展趨勢(shì)344

節(jié) 污染土壤植物修復(fù)的局限性 344

一、植物的生物量對(duì)污染土壤修復(fù)的影響 344

二、土壤含水量對(duì)植物修復(fù)污染土壤的影響 353

三、修復(fù)植物的處置及資源化再利用 361

第二節(jié) 污染土壤植物修復(fù)的發(fā)展趨勢(shì) 370

一、植物修復(fù)野外試驗(yàn)及多學(xué)科綜合研究 370

二、植物修復(fù)技術(shù)與其他修復(fù)技術(shù)綜合應(yīng)用 370

三、植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用前景 371

參考文獻(xiàn) 373

附錄1 土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)(GB 15618—2018) 381

附錄2 土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)(GB 36600—2018) 386 2100433B

《污染土壤修復(fù)技術(shù)與應(yīng)用》在介紹土壤污染的特點(diǎn)和修復(fù)原理、土壤污染政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，依次介紹了土壤污染調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、污染物在土壤中的遷移和轉(zhuǎn)化、污染土壤物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)、污染土壤生物修復(fù)、污染場(chǎng)地土壤修復(fù)工程實(shí)施與管理等內(nèi)容，編寫中注意理論與實(shí)際相結(jié)合，以使本書內(nèi)容具有更強(qiáng)的指導(dǎo)性。最后一章介紹了我國(guó)污染土壤修復(fù)面臨的問題和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)土壤修復(fù)科研工作者具有一定參考價(jià)值。

污染土壤修復(fù)物理修復(fù)技術(shù)

物理分離修復(fù)技術(shù)主要是應(yīng)用在污染土壤中無機(jī)污染物的修復(fù)技術(shù)上，它最合適用來處理小范圍的污染土壤，從土壤、沉積物、廢渣中分離重金屬，恢復(fù)正常功能。它的基本原理是根據(jù)土壤介質(zhì)及污染物的物理特征，采用不同的方法將污染物質(zhì)從土壤中分離出來，包括：依據(jù)粒徑大小采用過濾或微過濾的方法進(jìn)行分離：依據(jù)分布、密度大小采用沉淀或離心分離；依據(jù)磁性特征采用磁分離手段：依據(jù)表面特性采用浮選法進(jìn)行分離等。多數(shù)物理分離修復(fù)技術(shù)都有設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉，可持續(xù)高產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但是在具體分離過程中，要考慮技術(shù)的可行性和各種因素的影響。包括要求污染物與土壤顆粒的物理特征的差異顯著，特別是當(dāng)土壤中有較大比例的黏粒、粉粒和腐殖質(zhì)存在時(shí)很難操作等等。

蒸汽浸提修復(fù)技術(shù)是指利用物理方法通過降低土壤孔隙的蒸汽壓，把土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為蒸汽形式而加以去除的技術(shù)，又可分為原位土壤蒸汽浸提技術(shù)、異位土壤蒸汽浸提技術(shù)和多相浸提技術(shù)。氣提技術(shù)適用于地下含水層以上的包氣帶土壤；多相浸提技術(shù)適用于包氣帶好地下含水層。該技術(shù)適用于高揮發(fā)性化學(xué)污染土壤的修復(fù)。原位土壤蒸汽浸提技術(shù)適用于處理蒸汽壓大于66.66Pa的揮發(fā)性有機(jī)化合物，如揮發(fā)性有機(jī)鹵代物或非鹵代物，也可適用于除去土壤中的油類、重金屬、多環(huán)芳烴或二惡英等污染物：異位土壤蒸汽浸提技術(shù)適用于修復(fù)含有揮發(fā)性有機(jī)鹵代物和非鹵代物的污染土壤；多相浸提技術(shù)適用于處理中、低滲透型地層中的揮發(fā)性有機(jī)物。其顯著特點(diǎn)是可操作性強(qiáng)，處理污染物的范圍廣，可由標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備操作，不破壞土壤結(jié)構(gòu)以及可回收利用有潛在價(jià)值的廢棄物等。但在原位土壤蒸汽浸提技術(shù)的應(yīng)用中，上下層土壤的異質(zhì)性，特別是低滲透性和高地下水位的土壤等都成為其應(yīng)用的限制因素。

穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)指通過固態(tài)形式在物理上隔離污染物或者將污染物轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài)，通過降低污染物的生物有效性來消除或降低污染物的危害；可分為原位穩(wěn)定、固化修復(fù)技術(shù)和異位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)。原位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)通常適用于重金屬污染土壤的修復(fù)，一般不適用于有機(jī)污染物污染土壤的修復(fù)：異位穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)通常適用于處理無機(jī)污染物質(zhì)，不適用于半揮發(fā)性有機(jī)物和農(nóng)藥殺蟲劑污染土壤的修復(fù)。其中，固化是指利用水泥一類的物質(zhì)與土壤相混合將污染物包被起來，使之成顆粒狀或大塊狀存在，進(jìn)而使污染物處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。封裝可以是對(duì)污染土壤進(jìn)行壓縮，也可以是由容器來進(jìn)行封裝。穩(wěn)定是利用磷酸鹽、硫化物和碳酸鹽等作為污染物，將有害化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成毒性較低或遷移性和生物有效性較低的物質(zhì)。但是該技術(shù)只是暫時(shí)地降低了污染物在土壤中的毒性，并沒有從根本上去除其污染物，當(dāng)外界條件改變時(shí)，這些污染物質(zhì)還有可能釋放出來污染環(huán)境。特別要注意在處理過程中使用過量處理劑泄漏的二次污染問題。

熱處理修復(fù)技術(shù)是指通過直接或間接熱交換，將污染介質(zhì)及其所含的有機(jī)污染物加熱到足夠的溫度(150～540℃)，使有機(jī)污染物從污染介質(zhì)揮發(fā)或分離的過程，按溫度可分成低溫?zé)崽幚砑夹g(shù)(土壤溫度為150～315℃)和高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)(土壤溫度為315～540℃)。熱處理修復(fù)技術(shù)適用于處理土壤中揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、農(nóng)藥、高沸點(diǎn)氯代化合物，不適用于處理土壤重金屬、腐蝕性有機(jī)物、活性氧化劑和還原劑等。玻璃化修復(fù)技術(shù)是對(duì)土壤及其污染物進(jìn)行1600～2000℃的高溫處理，使有機(jī)物和一部分無機(jī)化合物，如硝酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽等以揮發(fā)或熱解的形式從土壤中去除的過程。許多因素對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用效果產(chǎn)生影響，包括：埋設(shè)的導(dǎo)體通路(管狀、堆狀)：礫石含量超過20%；土壤加熱引起的污染物向清潔土壤的遷移；易燃易爆物質(zhì)的積累；土壤或污泥中可燃有機(jī)物的質(zhì)量比例；固化的物質(zhì)對(duì)今后土地利用與開發(fā)的影響等。

電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)的基本原理，包括土壤中污染物的電遷移、電滲析、電泳和酸性遷移等電動(dòng)力學(xué)過程。電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)通常有幾種應(yīng)用方法；原位修復(fù)，直接將電極插入受污染土壤，污染修復(fù)過程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的影響最?。恍蚺迯?fù)，污染土壤被輸送至修復(fù)設(shè)備分批處理；電動(dòng)?xùn)判迯?fù)，在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。與挖掘、上壤沖洗等異位技術(shù)相比電動(dòng)力學(xué)技術(shù)對(duì)現(xiàn)有景觀、建筑和結(jié)構(gòu)等的影響，不會(huì)破壞土壤本身的結(jié)構(gòu)，而且該過程不受土壤低滲透性的影響，并對(duì)有機(jī)污染物和無機(jī)污染物都有效。挖掘是指通過機(jī)械、人工等手段，使土壤離開原位置的過程。一般包括挖掘過程和挖掘土壤后的處理、處置和再利用過程。在場(chǎng)地修復(fù)的各個(gè)階段和多種修復(fù)技術(shù)實(shí)施過程中都可采用挖掘填埋技術(shù)。但必須注意的是污染土壤異地轉(zhuǎn)以后的擴(kuò)散和二次污染的問題。

針對(duì)受到重金屬污染的土壤進(jìn)行修復(fù)，采用的物理修復(fù)方法主要有，重金屬污染土壤電動(dòng)修復(fù)，這是一種新興的技術(shù)，處于實(shí)驗(yàn)室和小規(guī)模試驗(yàn)研究階段，這種方法應(yīng)用了離子的電動(dòng)力學(xué)和電滲析原理，所以有的學(xué)者也稱之為電滲析土壤修復(fù)，這種技術(shù)是在土壤處于酸性條件下，使用直流電對(duì)重金屬進(jìn)行清除處理，試驗(yàn)表明，在對(duì)土壤酸性條件下鉛和鎘都可被有效地清除，如果在土壤中使用鹽酸溶液，則可對(duì)鉛和鎘達(dá)到很高比例的清除。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是在一些特殊的山區(qū)使用比較方便，因?yàn)閷?duì)于土壤的處理，僅僅限于兩個(gè)電極之間，不涉兩極及以外地區(qū)的土壤。這種方法對(duì)于質(zhì)地黏重的土壤效果良好，因?yàn)轲ね帘砻嬗胸?fù)電荷，同時(shí)在飽和及不飽和的土壤中都可應(yīng)用。

污染土壤修復(fù)化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)是指借助能促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移作用的化學(xué)/生物化學(xué)溶劑，在重力作用下或通過水力壓頭推動(dòng)清洗液，將其注入被污染土層中，然后再把包含有污染物的液體從土層中抽提出來，進(jìn)行分離和污水處理的技術(shù)。清洗液是包含化學(xué)沖洗助劑的溶液，具有增溶、乳化效果，或改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。提高污染土壤中污染物的溶解性和它在液相中的可遷移性是實(shí)施該技術(shù)的關(guān)鍵?；瘜W(xué)淋洗技術(shù)主要圍繞著用表面活性劑處理有機(jī)污染物，用螯合劑或酸處理重金屬來修復(fù)被污染的土壤。開展修復(fù)工作時(shí)，既可在原位進(jìn)行修復(fù)，也可在異位進(jìn)行修復(fù)?；瘜W(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)適用于各種類型污染物的治理，如重金屬、放射性元素以及許多有機(jī)物，包括具有低辛烷/水分配系數(shù)的有機(jī)化合物、石油烴、羥基類化合物、易揮發(fā)有機(jī)物、PCBs以及多環(huán)芳烴等。

對(duì)地下水具有污染效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)經(jīng)常在土壤下層較深較大范圍內(nèi)呈斑塊狀擴(kuò)散，這使常規(guī)的修復(fù)技術(shù)往往難以奏效。一個(gè)較好的方法是構(gòu)建化學(xué)活性反應(yīng)區(qū)或反應(yīng)墻，當(dāng)污染物通過這個(gè)特殊區(qū)域的時(shí)侯被降解或固定，這就是原位化學(xué)還原與還原脫氯修復(fù)技術(shù)，多用于地下水的污染治理，是歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家新興起來的用于原位去除污染水中有害成分的方法。原位化學(xué)還原與還原脫氯修復(fù)技術(shù)需要構(gòu)建一個(gè)可滲透反應(yīng)區(qū)并填充化學(xué)還原劑，修復(fù)地下水中對(duì)還原作用敏感的污染物和一些氯代試劑，當(dāng)這些污染物遷移到反應(yīng)區(qū)(可滲透反應(yīng)墻)時(shí)，或者被降解，或者轉(zhuǎn)化成固定態(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。通常這個(gè)反應(yīng)區(qū)設(shè)在污染土壤的下方或污染源附近的含水土層中。常用的還原劑有SO₂、H₂S氣體等。一般在污染地下水的過流斷面上，把原來的土壤挖掘出來，代之以一個(gè)可滲透反應(yīng)的墻?？蓾B透反應(yīng)墻墻體可以由特殊種類的泥漿填充，加入其他被動(dòng)反應(yīng)材料，如降解易揮發(fā)有機(jī)物的化學(xué)品，滯留重金屬的螯合劑或沉淀劑，以及提高微生物降解作用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。理想的墻體材料除了要能夠有效進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)外，還要保證不造成二次污染。

原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)主要是通過摻進(jìn)土壤中的化學(xué)氧化劑與污染物所產(chǎn)生的氧化反應(yīng)，使污染物降解或轉(zhuǎn)化為低毒、低移動(dòng)性產(chǎn)物的一項(xiàng)修復(fù)技術(shù)。原位化學(xué)氧化技術(shù)不需要將污染土壤全部挖掘出來，而只是在污染區(qū)的不同深度鉆井，將氧化劑注入土壤中通過氧化劑與污染物的混合、反應(yīng)使污染物降解或?qū)е滦螒B(tài)的變化。成功的原位氧化修復(fù)技術(shù)離不開向注射井中加入氧化劑的分散手段，對(duì)于低滲土壤可以采取創(chuàng)新的技術(shù)方法，如土壤深度混合、液壓破裂等方式對(duì)氧化劑進(jìn)行分散。常用的氧化劑包括KMnO₄、H₂O₂和臭氧氣體等。KMnO₄與有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂、CO₂和中問有機(jī)產(chǎn)物，沒有環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，MnO₂比較穩(wěn)定，容易控制；不利因素在于對(duì)土壤滲透性有負(fù)而影響。H₂O₂可以利用Fenton反應(yīng)開展原位化學(xué)氧化技術(shù)產(chǎn)生的自由基(HO-)能無選擇性地攻擊有機(jī)物分子中的C-H鍵，對(duì)有機(jī)溶劑如酯、芳香烴以及農(nóng)藥等有害有機(jī)物的破壞能力高于H₂O₂本身。但由于H₂O₂進(jìn)入土壤后立即分解成水蒸氣和氧氣，所以要采取特別的分散技術(shù)避免氧化劑的失效。

原位覆蓋技術(shù)是用帶有清潔劑的化學(xué)修復(fù)劑來覆蓋污染土壤?？梢酝ㄟ^灌溉將其澆灌或噴灑在污染土壤的表層；或通過注入并把液態(tài)化學(xué)修復(fù)劑注入亞表層土壤中。如果試劑會(huì)產(chǎn)生不良環(huán)境效應(yīng)，或者所使用的化學(xué)試劑需要回收再利用，則可以通過水泵從土壤中抽提化學(xué)試劑。非水溶性的改良劑或抑制劑可通過人工撒施、注入、填埋等方法施入污染土壤。如果土壤溫度較大并且污染物質(zhì)主要分布在土壤表層，則適合使用人工撒施的方法。為保證化學(xué)穩(wěn)定劑能與污染物充分接觸，人工撒施之后還需要采取普通農(nóng)業(yè)技術(shù)(例如耕作)把固態(tài)化學(xué)修復(fù)劑充分注入污染土壤的表層，有時(shí)甚至需要深耕。如果非水潛性的化學(xué)修復(fù)劑顆粒比較細(xì)，可以用水、緩沖液或是弱酸配制成懸濁液，用水泥槍或者近距離探針注入污染土壤。對(duì)于封鎖地表污染物和顯著地減少地底垃圾移動(dòng)，覆蓋是一種可信賴的技術(shù)。如果地面沒有被凍結(jié)或沒有飽和，覆蓋可以在任何實(shí)際地點(diǎn)被建造并且相對(duì)迅速地被建造完成。大部分有效的單層覆蓋物是由混凝土或?yàn)r青組成。覆蓋物的厚度由估算居民數(shù)量、本地氣候條件、污染物的類型和土壤條件決定。定期為瀝青和混凝土線路提供地表保養(yǎng)，可以提高它們的壽命和效力。單層的覆蓋只可以在一個(gè)較窄的地點(diǎn)條件和運(yùn)用范圍下適用。例如，南黏士或自然界土壤混合制造的瀝青覆蓋物是否被使用取決于最終修復(fù)完成的時(shí)間長(zhǎng)度。另一個(gè)使用單層覆蓋的潛在可能存在于這樣的地區(qū)：土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量大幅度超過降雨量的地區(qū)；或者被污染和近期可使用的地下水水源距離較遠(yuǎn)的地區(qū)。在這些情況下，可以考慮使用極低滲透性的土壤或者將覆蓋物混合在凍結(jié)可達(dá)深度以下的自然土壤中，這樣上層的土壤可以保護(hù)覆蓋層不干裂。最初的6個(gè)月必須經(jīng)常檢測(cè)，因?yàn)閱栴}常在這期間出現(xiàn)。使用幾年后，應(yīng)該有規(guī)律地進(jìn)行定期檢查。

溶劑浸提修復(fù)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或去除的技術(shù)。PCBs等油脂類物質(zhì)不溶于水，易吸附或黏貼在土壤上，處理比較困難。溶劑浸提技術(shù)能夠克服這些困難，處理土壤中的PCBs與油脂類污染物占溶劑浸提修復(fù)技術(shù)是利用批量平衡法，將污染土壤挖掘出來并放黃在一系列提取箱(除出口外密封很嚴(yán)的容器)內(nèi)，在其中進(jìn)行溶劑與污染物的離子交換等化學(xué)反應(yīng)。溶劑的類型依賴于污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和土壤特性。監(jiān)測(cè)表明，土壤中的污染物基本溶解于浸提劑時(shí)，再借助泵的力量將其中的浸出液排出提取箱并引導(dǎo)到溶劑恢復(fù)系統(tǒng)中。按照這種方式重復(fù)提取過程，直到目標(biāo)土壤中污染物水平達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要對(duì)處理后的土壤引入活性微生物群落和富營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)，快速降解殘留的浸提液。

污染土壤修復(fù)生物修復(fù)技術(shù)

廣義的生物修復(fù)指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術(shù)。

它包括利用植物、動(dòng)物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化土壤和水體中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，也包括將污染物穩(wěn)定化，以減少其向周邊環(huán)境的擴(kuò)散。生物修復(fù)也曾被稱為生物恢復(fù)、生物清除、生物再生和生物凈化等。一般分為微生物修復(fù)、植物修復(fù)和動(dòng)物修復(fù)三種類型。根據(jù)生物修復(fù)的污染物種類，它可分為有機(jī)污染生物修復(fù)和重金屬污染的生物修復(fù)和放射性物質(zhì)的生物修復(fù)等。

微生物修復(fù)技術(shù)是指通過微生物的作用清除土壤中的污染物，或是使污染物無害化的過程。它包括自然和人為控制條件下的污染物降級(jí)或無害化的過程。微生物對(duì)有機(jī)污染土壤的修復(fù)是以其對(duì)污染物的降解和轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)，主要包括好氧和厭氧兩個(gè)過程。完全的好氧過程可使土壤中的有機(jī)污染物通過微生物的降解和轉(zhuǎn)化而成為CO₂和H₂O，厭氧過程的主要產(chǎn)物為有機(jī)酸與其他產(chǎn)物。然而有機(jī)污染物的降解是一個(gè)涉及許多酶和微生物種類的分步過程，一些污染物不可能被徹底降解，只是轉(zhuǎn)化成毒性和移動(dòng)性較弱或更強(qiáng)的中間產(chǎn)物 。

第1章概論1

1.1土壤及其組成、性質(zhì)和功能1

1.1.1土壤1

1.1.2土壤的組成1

1.1.3土壤的性質(zhì)4

1.1.4土壤環(huán)境質(zhì)量及其功能8

1.2土壤污染9

1.2.1土壤污染的定義與特點(diǎn)9

1.2.2土壤污染物10

1.2.3土壤污染物的來源13

1.2.4土壤污染典型事件16

1.2.5我國(guó)土壤污染概況19

1.3土壤污染修復(fù)技術(shù)23

1.3.1土壤污染修復(fù)概述23

1.3.2土壤污染修復(fù)技術(shù)24

1.3.3土壤污染修復(fù)技術(shù)的研究及應(yīng)用26

1.3.4土壤污染修復(fù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)32

參考文獻(xiàn)33

第2章土壤污染政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)35

2.1政策概況35

2.2土壤污染法律法規(guī)37

2.2.1土壤污染防治法律制度的概念37

2.2.2國(guó)外土壤污染防治法律37

2.2.3我國(guó)現(xiàn)行土壤污染防治法律制度40

2.3土壤質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)45

2.3.1國(guó)外土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)概況46

2.3.2我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)概況50

2.3.3我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)存在的問題55

2.4我國(guó)土壤污染的導(dǎo)則與指南57

2.4.1污染場(chǎng)地術(shù)語57

2.4.2工業(yè)企業(yè)場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查評(píng)估與修復(fù)工作指南65

2.4.3地下水環(huán)境狀況調(diào)查評(píng)價(jià)工作指南66

參考文獻(xiàn)67

第3章土壤污染調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)68

3.1土壤污染調(diào)查68

3.1.1土壤調(diào)查概述68

3.1.2土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)71

3.1.3土壤污染生態(tài)毒理診斷77

3.1.4土壤調(diào)查的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展79

3.2土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理79

3.2.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)概述79

3.2.2土壤污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及管理82

3.2.3土壤污染的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)93

3.2.4國(guó)內(nèi)外污染土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)展102

3.3重金屬污染土壤的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)104

3.3.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)基本框架104

3.3.2土壤重金屬污染途徑與暴露分析104

3.3.3生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)107

3.3.4人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)108

3.3.5土壤重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究現(xiàn)狀109

3.4有機(jī)物污染土壤的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)——以農(nóng)藥為例109

3.4.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)基本框架109

3.4.2土壤農(nóng)藥污染途徑與暴露分析111

3.4.3生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)113

3.4.4人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)118

3.5污染土壤防范及國(guó)內(nèi)外土壤管理119

3.5.1減少危害的防范措施119

3.5.2應(yīng)急措施預(yù)案121

3.5.3國(guó)外污染土壤管理121

3.5.4對(duì)中國(guó)污染土壤管理的啟示128

參考文獻(xiàn)128

第4章污染物在土壤中的遷移和轉(zhuǎn)化131

4.1污染物在土壤中的形態(tài)131

4.1.1土壤中重金屬的形態(tài)131

4.1.2土壤中有機(jī)污染物的形態(tài)133

4.1.3典型重金屬在土壤中的形態(tài)與分布134

4.1.4典型有機(jī)污染物在土壤中的形態(tài)與分布137

4.2污染物在土壤中的遷移141

4.2.1機(jī)械遷移141

4.2.2物理-化學(xué)遷移141

4.2.3生物遷移141

4.3污染物在土壤中的轉(zhuǎn)化141

4.3.1物理轉(zhuǎn)化141

4.3.2化學(xué)轉(zhuǎn)化142

4.3.3生物轉(zhuǎn)化142

4.4影響污染物在土壤中轉(zhuǎn)化的因素143

4.4.1影響重金屬在土壤中轉(zhuǎn)化的因素143

4.4.2影響有機(jī)污染物在土壤中轉(zhuǎn)化的因素144

4.5典型重金屬在土壤中的遷移與轉(zhuǎn)化146

4.5.1汞在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化146

4.5.2砷在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化147

4.5.3鉛在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化148

4.5.4鎘在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化149

4.5.5鉻在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化151

4.6典型有機(jī)污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化152

4.6.1有機(jī)氯農(nóng)藥152

4.6.2有機(jī)磷農(nóng)藥154

4.6.3多環(huán)芳烴156

4.6.4石油烴158

4.6.5多氯聯(lián)苯158

參考文獻(xiàn)161

第5章污染土壤物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)163

5.1土壤氣相抽提技術(shù)163

5.1.1基本原理163

5.1.2系統(tǒng)構(gòu)成164

5.1.3影響因素165

5.1.4適用性168

5.1.5費(fèi)用170

5.1.6應(yīng)用概況與理論研究進(jìn)展170

5.1.7氣相抽提增強(qiáng)技術(shù)170

5.2土壤淋洗技術(shù)175

5.2.1基本原理175

5.2.2技術(shù)分類175

5.2.3影響因素178

5.2.4適用性181

5.3電動(dòng)修復(fù)技術(shù)181

5.3.1基本原理181

5.3.2系統(tǒng)構(gòu)成182

5.3.3影響因素184

5.3.4適用性187

5.3.5改進(jìn)技術(shù)工藝187

5.4化學(xué)氧化技術(shù)190

5.4.1技術(shù)概要190

5.4.2系統(tǒng)構(gòu)成和主要設(shè)備191

5.4.3影響因素192

5.4.4常用氧化劑193

5.4.5適用性195

5.5溶劑萃取技術(shù)195

5.5.1基本原理195

5.5.2系統(tǒng)構(gòu)成197

5.5.3影響因素197

5.5.4適用性197

5.5.5工藝舉例199

5.6固化/穩(wěn)定化技術(shù)199

5.6.1基本原理200

5.6.2常用系統(tǒng)202

5.6.3影響因素204

5.6.4固化/穩(wěn)定化工藝205

5.6.5技術(shù)應(yīng)用206

5.6.6固化/穩(wěn)定化優(yōu)缺點(diǎn)209

5.7熱脫附技術(shù)209

5.7.1基本原理210

5.7.2系統(tǒng)構(gòu)成和主要設(shè)備212

5.7.3影響因素213

5.7.4適用性214

5.7.5熱脫附技術(shù)的工程應(yīng)用214

5.8水泥窯協(xié)同處置技術(shù)214

5.8.1基本原理214

5.8.2系統(tǒng)構(gòu)成和主要設(shè)備215

5.8.3影響因素215

5.8.4水泥窯協(xié)同處置技術(shù)工藝216

5.8.5技術(shù)應(yīng)用217

5.9其他物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)217

5.9.1物理分離技術(shù)217

5.9.2阻隔填埋技術(shù)219

5.9.3可滲透反應(yīng)墻技術(shù)220

參考文獻(xiàn)221

第6章污染土壤生物修復(fù)223

6.1 生物修復(fù)簡(jiǎn)介223

6.2 微生物修復(fù)225

6.2.1 重金屬污染土壤的微生物修復(fù)226

6.2.2有機(jī)污染土壤的微生物修復(fù)231

6.3植物修復(fù)241

6.3.1重金屬污染土壤的植物修復(fù)242

6.3.2有機(jī)污染土壤的植物修復(fù)250

參考文獻(xiàn)256

第7章污染場(chǎng)地土壤修復(fù)工程實(shí)施與管理259

7.1污染場(chǎng)地土壤修復(fù)工程實(shí)施的特點(diǎn)與影響因素259

7.1.1修復(fù)工程實(shí)施的特點(diǎn)259

7.1.2修復(fù)工程實(shí)施的影響因素260

7.2修復(fù)工程實(shí)施流程與工作內(nèi)容261

7.2.1實(shí)施流程261

7.2.2工作內(nèi)容263

7.3土壤修復(fù)工程技術(shù)篩選及方案制訂278

7.3.1目的及意義278

7.3.2基本原則278

7.3.3工作程序和內(nèi)容279

7.3.4確定修復(fù)策略及修復(fù)模式280

7.3.5修復(fù)技術(shù)篩選與評(píng)估282

7.3.6形成修復(fù)技術(shù)備選方案與方案比選296

7.3.7制訂環(huán)境管理計(jì)劃309

7.3.8編制修復(fù)方案310

7.4土壤修復(fù)工程實(shí)施過程中的儀器設(shè)備311

7.4.1現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器設(shè)備311

7.4.2實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備314

7.4.3工程修復(fù)設(shè)備322

7.5土壤修復(fù)工程實(shí)施過程中的藥劑334

7.5.1穩(wěn)定固化藥劑334

7.5.2化學(xué)淋洗藥劑335

7.5.3化學(xué)氧化還原藥劑336

7.5.4生物修復(fù)藥劑336

7.6土壤修復(fù)工程項(xiàng)目管理338

7.6.1項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu)338

7.6.2施工組織及過程管理338

7.6.3安全保障342

7.6.4二次污染控制342

7.6.5監(jiān)理342

7.7典型案例——廣州某工業(yè)退役地塊固體廢物污染治理項(xiàng)目典型案例343

7.7.1項(xiàng)目基本情況343

7.7.2場(chǎng)地狀況344

7.7.3治理修復(fù)346

7.7.4修復(fù)環(huán)境監(jiān)理355

7.7.5修復(fù)驗(yàn)收358

7.7.6案例特色360

7.7.7案例總結(jié)362

參考文獻(xiàn)362

第8章展望364

8.1我國(guó)土壤修復(fù)行業(yè)面臨的主要問題364

8.1.1土壤污染詳細(xì)情況有待進(jìn)一步摸清364

8.1.2土壤污染防治政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)亟須完善364

8.1.3土壤污染防治與修復(fù)技術(shù)研究基礎(chǔ)薄弱364

8.1.4土壤污染修復(fù)設(shè)備化、工程化、產(chǎn)業(yè)化研究滯后365

8.1.5土壤污染防治與修復(fù)資金不明確365

8.1.6土壤環(huán)境保護(hù)管理體制不完善365

8.1.7土壤環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)化鏈條尚未形成365

8.2我國(guó)污染土壤修復(fù)的技術(shù)局限性365

8.3我國(guó)污染土壤修復(fù)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)367

8.3.1向綠色與環(huán)境友好的土壤生物修復(fù)技術(shù)發(fā)展367

8.3.2從單項(xiàng)向協(xié)同、聯(lián)合的土壤綜合修復(fù)技術(shù)發(fā)展367

8.3.3從異位向原位的土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展367

8.3.4基于環(huán)境功能修復(fù)材料的土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展368

8.3.5基于設(shè)備化的快速場(chǎng)地污染土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展368

8.3.6從土壤修復(fù)向土壤水體聯(lián)合修復(fù)368

8.3.7從點(diǎn)源污染場(chǎng)地修復(fù)向流域生態(tài)修復(fù)發(fā)展368

8.3.8土壤修復(fù)決策支持系統(tǒng)及后評(píng)估技術(shù)發(fā)展369

8.4我國(guó)污染土壤修復(fù)商業(yè)模式建議369

8.4.1第三方治理和PPP模式369

8.4.2幾種土壤修復(fù)商業(yè)模式建議369

8.5我國(guó)土壤修復(fù)行業(yè)代表性單位介紹371

8.5.1中國(guó)科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所372

8.5.2中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所372

8.5.3中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院土壤污染與控制研究室372

8.5.4上海市環(huán)境科學(xué)研究院固體廢物與土壤環(huán)境研究所373

8.5.5武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司373

8.5.6北京建工環(huán)境修復(fù)有限責(zé)任公司374

8.5.7中節(jié)能大地環(huán)境修復(fù)有限公司374

8.5.8上田環(huán)境修復(fù)股份有限公司374

8.6我國(guó)土壤修復(fù)工作展望375 2100433B