环境化学：第七章 受污染环境的修复.ppt

土壤中重金属污染修复的原理 稀释：降低土壤中重金属的浓度； 固定化：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； 去除：从土壤中移走重金属。 1、客土法、换土法 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。 注意事项： ①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。 ②妥善处理被挖污染土壤，避免引起次生污染。 ? 适用性：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 原理 稀释法即为上下层土壤混合。此法仅适于污染浓度较低之土壤。 实例 台湾地区近年连续发生镉米污染事件，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 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。 注意事项 采用此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 原理 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。 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(<lmg/kg)。 缺点 回收不良时易造成大气汞污染。 5、淋溶法 原理 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。 常用的试剂有各种类型的表面活性剂、EDTA、环糊精等 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%。 利用季胺盐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。 1、微生物作用 微生物对重金属的吸附积累 改变金属的价态，使其固定于土壤 甲基化和脱甲基化 （1）微生物对重金属的吸附积累 微生物细胞内及细胞壁上很多成分(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; 另外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 土壤中还原态砷(Ⅲ)比氧化态砷(Ⅴ)易溶4～10倍，毒性也强。通过微生物作用将砷(Ⅲ)氧化，整个生态风险将降低。 (1)植物提取(phytoextration) 原理：植物提取是利用重金属超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金属，并将其转移、储存到地上部分，随后收割地上部分并集中处理，连续种植这种植物，即可使土壤中重金属含量降低到可接受的水平。 超积累植物吸收重金属的环节和调控位点 ①跨根细胞质膜运输； ②根皮层细胞中横向运输； ③从根系的中柱薄壁细胞装载到木质部导管； ④木质部中长途运输； ⑤从木质部卸载到叶细胞(跨叶细胞膜运输)； ⑥跨叶细胞的液泡膜运输。 在组织水平上，重金属主要分布在表皮细胞、亚表皮细胞和表皮毛中；在细胞水平，重金属主要分布在质外体和液泡。 植物提取的两种方式 连续植物提取(continuousphytoextraction) 螯合剂辅助的植物提取(chelate-assisted phytoextraction)或称为诱导性植物提取(induced phytoextraction) 植物提取的实例 一些研究报告指出适当的螯合剂可增加植物地上部分Pb含量。如施加0.2g·kg-1的EDTA后，土壤溶液中Pb含量由4增加到4000mg·L-1，玉米和豌豆地上部分Pb含量由500增加到10000mg·kg-1；而且加入EDTA不仅促进印度芥菜对Pb的吸收，且同时促进Cb、C