土壤污染修復(fù)類型環(huán)境土壤學(xué)

1、第第1313章章 污灌、工礦和設(shè)施農(nóng)業(yè)污灌、工礦和設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤土壤污染修復(fù)污染修復(fù) 第一節(jié)第一節(jié) 污水灌溉對(duì)土壤的污染與防治污水灌溉對(duì)土壤的污染與防治第二節(jié)第二節(jié) 工礦區(qū)污染土壤修復(fù)與利用工礦區(qū)污染土壤修復(fù)與利用第三節(jié)第三節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量規(guī)劃與防治設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量規(guī)劃與防治第一節(jié)第一節(jié) 污水灌溉對(duì)土壤的污染與防治污水灌溉對(duì)土壤的污染與防治 污水灌溉污水灌溉：一般指使用經(jīng)過(guò)一定處理的污水灌溉農(nóng)田、森林和草地，污水灌溉可分為純污水灌溉、清污混灌和間歇污水灌溉。一、國(guó)內(nèi)外污水灌溉現(xiàn)狀一、國(guó)內(nèi)外污水灌溉現(xiàn)狀2.12.1中國(guó)的污水灌溉現(xiàn)狀中國(guó)的污水灌溉現(xiàn)狀u 我國(guó)自1957年開(kāi)始污水灌溉實(shí)驗(yàn)工作，北

2、京、天津、西安、撫順、石家莊等城市先后開(kāi)辟了大型污水灌溉區(qū)。隨著廢污水排放量日益增多，以及農(nóng)業(yè)用水日漸緊張，許多大、中城市近郊和工礦區(qū)附近的農(nóng)田越來(lái)越多利用污水灌溉。u由于污水灌溉管理工作跟不上，大部分灌區(qū)灌溉的廢污水（特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)）未經(jīng)處理即直接利用，造成了部分農(nóng)田嚴(yán)重污染，對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了威脅。u污水灌溉的農(nóng)田主要集中在水資源嚴(yán)重短缺的海、遼、黃、淮四大流域，約占全國(guó)污水灌溉面約占全國(guó)污水灌溉面積的積的85%85%。大型污水灌區(qū)有北京污灌區(qū)、天津武寶寧污灌區(qū)。污水灌區(qū)占耕地面積比例雖然不大，但往往是我國(guó)人口密度最大的地區(qū)，是糧食、蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品的主產(chǎn)區(qū)。n我國(guó)污灌發(fā)展階段我國(guó)污灌

3、發(fā)展階段u50年代末-60年代初，初步階段，4.2萬(wàn)hm2u60年代后期-70年代初中期，初步發(fā)展階段，全國(guó)污水灌溉增加到18萬(wàn)hm2 ；u70年代后期到1995年，迅速發(fā)展階段，達(dá)到361.8萬(wàn)hm2 ，占全國(guó)灌溉總面積的7.3%；u1995年至今，穩(wěn)定發(fā)展階段，污水灌溉面積有所下降。1.21.2國(guó)外的污水灌溉現(xiàn)狀國(guó)外的污水灌溉現(xiàn)狀u國(guó)外一些缺水國(guó)家把城市污水再生利用作為解決水資源短缺的重要途徑。城市污水處理后，用于工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)田灌溉、牧草灌溉、市政綠化、生活雜用、回灌地下水及補(bǔ)充地表水源等方面。美國(guó)、日本和以色列等國(guó)家污水灌溉技術(shù)相比較成熟。u美國(guó)是污水再利用最早的國(guó)家之一，20世紀(jì)70年

4、代開(kāi)始大規(guī)模建設(shè)污水處理廠，隨后開(kāi)始回用污水。美國(guó)城市污水處理等級(jí)基本在二級(jí)以上，再生水已成為城市水資源的重要組成部分。u為了改進(jìn)農(nóng)村生活環(huán)境和水源水質(zhì)，日本從1977年開(kāi)始實(shí)行農(nóng)村污水處理計(jì)劃，并高度重視污水灌溉。日本在鄉(xiāng)鎮(zhèn)建有許多小型污水處理廠，處理系統(tǒng)多為日本農(nóng)村污水處理協(xié)會(huì)研制的jatus 模式，出水各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到污水處理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。將處理過(guò)的污水排入河流作為河流的基流或排入灌排系統(tǒng)中進(jìn)行淡化后再引入農(nóng)田灌溉農(nóng)作物，并且對(duì)灌溉水質(zhì)要求嚴(yán)格，必須不傷害作物和土壤。u以色列是嚴(yán)重缺水國(guó)家，為緩和水資源短缺對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約，采取了一系列措施推進(jìn)城市污水再生利用。目前，91%的工業(yè)和生活污水由下

5、水道收集，57%的污水經(jīng)過(guò)凈化處理后通過(guò)國(guó)家輸水管道用于農(nóng)業(yè)灌溉和園林草地灌溉。其中大約3億立方米處理過(guò)的再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉，計(jì)劃2010年全國(guó)三分之一的農(nóng)業(yè)灌溉將使用處理過(guò)的廢污水。由于擁有污水處理、回用經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的灌溉方法，以色列已成為污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉的領(lǐng)先者。1.3.1.3.污水灌溉的效益污水灌溉的效益u提供灌溉水源u提高土壤肥力u凈化污水物理化學(xué)交換吸附和交換吸附生物氧化作用化學(xué)和光化學(xué)降解作用植物吸收和代謝作用二、污水灌溉對(duì)土壤的影響二、污水灌溉對(duì)土壤的影響2.12.1、灌溉污水中的主要污染物質(zhì)、灌溉污水中的主要污染物質(zhì) 污染物組成及來(lái)源污染物組成及來(lái)源1固體污染物固體污染物 泥沙

6、、爐渣、鐵屑、煤灰，來(lái)源選煤廠、鋼鐵廠、火力泥沙、爐渣、鐵屑、煤灰，來(lái)源選煤廠、鋼鐵廠、火力發(fā)電廠等工業(yè)廢水，以及生活污水和城市沖刷水；有機(jī)發(fā)電廠等工業(yè)廢水，以及生活污水和城市沖刷水；有機(jī)固體廢棄物，源于造紙廠、制糖廠、肉聯(lián)廠、制革廠固體廢棄物，源于造紙廠、制糖廠、肉聯(lián)廠、制革廠2有機(jī)污染物有機(jī)污染物 碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)，生活污水和某些工業(yè)廢水碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)，生活污水和某些工業(yè)廢水 3有毒、有害物有毒、有害物質(zhì)質(zhì) 氰、汞、鎘、鉻、鉛、砷、有機(jī)磷、酚、醛、苯、硝基氰、汞、鎘、鉻、鉛、砷、有機(jī)磷、酚、醛、苯、硝基化合物，機(jī)械加工、化工、選礦化合物，機(jī)械加工、化工、選礦4植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

7、植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮、磷、鉀、微量營(yíng)養(yǎng)元素、促進(jìn)植物生長(zhǎng)物質(zhì)氮、磷、鉀、微量營(yíng)養(yǎng)元素、促進(jìn)植物生長(zhǎng)物質(zhì) 5放射性污染物放射性污染物原子能工業(yè)、某些使用放射性物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)和醫(yī)院排原子能工業(yè)、某些使用放射性物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)和醫(yī)院排出的廢水出的廢水 6酸堿無(wú)機(jī)物酸堿無(wú)機(jī)物7生物污染物生物污染物蛔蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)和其他類型的寄生蟲(chóng)和病菌，城市污水，工蛔蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)和其他類型的寄生蟲(chóng)和病菌，城市污水，工業(yè)廢水業(yè)廢水8油類物質(zhì)油類物質(zhì)食品加工業(yè)、脂肪提煉與加工業(yè)、肥皂制造業(yè)、人造黃食品加工業(yè)、脂肪提煉與加工業(yè)、肥皂制造業(yè)、人造黃油和石蠟制造業(yè)油和石蠟制造業(yè) 2.22.2、灌溉污水中重金屬對(duì)土壤的影響、灌溉污水中重金屬對(duì)土壤

8、的影響(1)灌溉污水中重金屬含量（2)不同污水類型灌區(qū)土壤中重金屬累積量2.32.3、灌溉污水中有機(jī)污染物對(duì)土壤的影響、灌溉污水中有機(jī)污染物對(duì)土壤的影響（1）灌溉污水中油脂類對(duì)土壤的影響u 一般容易被土壤微生物降解和土壤物理化學(xué)中溶解氧，導(dǎo)致水質(zhì)惡化。但礦物油中的致癌物質(zhì)苯并芘在土壤中的殘留，絕大部分集中在0-15cm土層中，這是由于土壤黏粒部分對(duì)苯并芘具有強(qiáng)烈的吸附和結(jié)合能力。并且其隨含礦物油污水增多而不斷增加，并導(dǎo)致土壤上的植物中的殘留量增加。(2)灌溉污水內(nèi)酚類化合物對(duì)土壤的影響u 酚類化合物分為揮發(fā)性酚與不揮發(fā)性酚兩大類。壤中的酚能被土壤微生物降解(3)灌溉油污水中苯對(duì)土壤的影響u苯在

9、土壤中凈化快、殘留少，苯被植物吸收、氧化而解除毒性，對(duì)作物生長(zhǎng)無(wú)明顯影響。但在薄土層尤以砂件土及土壤厚度不足1m以及地下水位高的地區(qū)，有地下水受苯污染的現(xiàn)象。(4)灌溉污水中三氯乙醛對(duì)土壤的影響u三氯乙醛是有機(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)藥廠以及其他一些化工廠的一種中間產(chǎn)物，在酸性條件下比較穩(wěn)定，在堿性條件下則易分解。因此，可在廢水中加入石灰或氨水等堿性物質(zhì)，以減輕其毒性。三氯乙醛在動(dòng)植物體內(nèi)及土壤中可以很快轉(zhuǎn)化成三氯乙酸。三氯乙酸在土壤中容易被微生物降解，不易發(fā)生累積現(xiàn)象，但容易對(duì)作物產(chǎn)生直接的毒害作用。2.42.4污水灌溉對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響污水灌溉對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響(1)污灌對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響u污灌

10、可引起土壤孔隙度明顯下降u污灌對(duì)土壤三相物質(zhì)組成比率的影響（反映出土壤通氣、透水的狀況）(2)污灌對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響u污灌對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響 對(duì)土壤肥力有影響的主要是胡敏酸(h)和富里酸(f)的數(shù)量及其比值。一般情況下在我國(guó)北方地區(qū)土壤腐殖質(zhì)的品質(zhì)好，其h/fl。一般土壤腐殖質(zhì)的品質(zhì)常h/f比值作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)質(zhì)h/fl品質(zhì)較好，而h/fl則品質(zhì)差。其原因是胡敏酸分子大，穩(wěn)定度高，與高價(jià)離子易于結(jié)合沉淀，對(duì)重金屬離子的吸附固定能力強(qiáng)，并對(duì)促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成起到極為重要的作用。而富里酸分子小，活動(dòng)性強(qiáng)，無(wú)論吸附低價(jià)或高價(jià)的金屬離子仍保持水溶性，故易于促使重金屬遷移，對(duì)環(huán)境引發(fā)二次污染的風(fēng)

11、險(xiǎn)比較大。u污灌對(duì)土壤氮素含量的影響 u污灌對(duì)土壤磷素含量的影響 連續(xù)不斷地用含磷濃度較高的污水灌溉，會(huì)使土壤吸磷能力顯著降低。因此，土壤長(zhǎng)時(shí)間地用來(lái)凈化污水，勢(shì)必要降低其對(duì)磷的吸收能力，而讓土壤作定期的休灌，則可恢復(fù)其吸收能力，并能增強(qiáng)土壤吸磷能力。u污灌對(duì)土壤鹽基離子的影響 廢水灌溉使ca、mg受到淋失，長(zhǎng)期下去可能會(huì)使土壤ca、mg大量淋失，na含量相對(duì)增加，最終導(dǎo)致土壤鹽堿化，土壤理化性質(zhì)變劣。2.52.5污水灌溉對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響污水灌溉對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響 水稻的葉片壽命低于清水灌溉，這對(duì)光合生產(chǎn)產(chǎn)生不利作用。營(yíng)養(yǎng)元素使作物枝葉生長(zhǎng)過(guò)快，果實(shí)減少。2.62.6污水灌溉對(duì)作物產(chǎn)量的

12、影響污水灌溉對(duì)作物產(chǎn)量的影響(1)灌溉水質(zhì)和污灌歷史長(zhǎng)短對(duì)產(chǎn)量的影響（2）污灌對(duì)作物外觀與加工品質(zhì)的影響（3）污灌對(duì)作物營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響（4）污水灌區(qū)污染物在農(nóng)產(chǎn)品中的殘留三、國(guó)內(nèi)外污水灌溉的研究現(xiàn)狀 3.13.1污水中的污染物控制標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀污水中的污染物控制標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀u以色列uwhoufaou中國(guó) 3.23.2污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀（1）污染物選擇（2）分析監(jiān)測(cè)方法（3）修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的分類四、典型污水灌溉區(qū)的污染現(xiàn)狀四、典型污水灌溉區(qū)的污染現(xiàn)狀p北京污灌區(qū)北京污灌區(qū) 金屬類別金屬類別西郊污水灌區(qū)西郊污水灌區(qū)東郊及南郊污水灌區(qū)東郊及南郊污水灌區(qū)北郊污灌區(qū)北郊污灌區(qū)h

13、g0.001-0.0072未檢出-0.025未檢出-0.044cd0.002-0.0184未檢出-0.0216未檢出-0.0033pb0.212未檢出-0.0038未檢出-0.037zn0.3800.1500-0.5700.050-1.600cu0.0120-0.0210.0180-0.1900.0020-0.209cr0.020-0.3000.0014-0.441未檢出-0.026as痕-0.010未檢出-0.025未檢出-0.027p沈撫污灌區(qū)沈撫污灌區(qū) 白銀污灌區(qū)白銀污灌區(qū) 石家莊市污灌區(qū)石家莊市污灌區(qū)五五. .污水灌區(qū)土壤修復(fù)技術(shù)污水灌區(qū)土壤修復(fù)技術(shù) 5.15.1重金屬污染土壤物理修復(fù)

14、重金屬污染土壤物理修復(fù)物理分離修復(fù)工程措施熱處理修復(fù)技術(shù)固定化/穩(wěn)定技術(shù)電動(dòng)法5.25.2污灌區(qū)重金屬污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)污灌區(qū)重金屬污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)土壤性能改良技術(shù)土壤性能改良技術(shù)土壤淋洗法土壤淋洗法污灌區(qū)重金屬污染土壤生物修復(fù)技術(shù)污灌區(qū)重金屬污染土壤生物修復(fù)技術(shù)植物修復(fù)植物修復(fù)微生物修復(fù)微生物修復(fù)5.35.3污灌區(qū)有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)污灌區(qū)有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)物理技術(shù)化學(xué)技術(shù)植物修復(fù)微生物修復(fù)微生物-植物聯(lián)合修復(fù)101211131415161718967812345異位淋洗異位淋洗異位淋洗原位淋洗原位淋洗原位淋洗原位淋洗原位淋洗異位淋洗處理區(qū)直接改良直接改良甘肅白銀市農(nóng)田土壤工程修復(fù)項(xiàng)

15、目（2011.4-2012.10）總平布置圖總平布置圖修復(fù)費(fèi)用非常高5.45.4污水灌溉技術(shù)措施的研究污水灌溉技術(shù)措施的研究u灌溉技術(shù)的研究u灌溉制度的研究六、污水灌區(qū)土壤污染防治與污水資源六、污水灌區(qū)土壤污染防治與污水資源 化利用準(zhǔn)則化利用準(zhǔn)則6.16.1污水灌區(qū)土壤污染防治措施污水灌區(qū)土壤污染防治措施l全面調(diào)查，科學(xué)規(guī)劃，統(tǒng)一管理l推行灌溉污水預(yù)處理技術(shù)，控制污水水質(zhì)，禁止用原污水直接灌溉l重視開(kāi)展污水灌溉技術(shù)和污水土地利用的科學(xué)研究l加強(qiáng)監(jiān)測(cè)管理，建立健全污水灌溉的規(guī)范化管理體系6.26.2污水灌區(qū)污水資源化利用準(zhǔn)則污水灌區(qū)污水資源化利用準(zhǔn)則u 根據(jù)污灌區(qū)土壤環(huán)境容量、自凈能力及水文地質(zhì)

16、特點(diǎn)將整個(gè)污水灌區(qū)細(xì)分為不宜污灌區(qū)、控制污灌區(qū)和適宜污灌區(qū)，因地制宜，分類采取措施，進(jìn)行科學(xué)解決。u 對(duì)污灌區(qū)所引用的城市污水根據(jù)污水類型確定灌水定額和灌溉作物，對(duì)不符合國(guó)家農(nóng)灌水標(biāo)準(zhǔn)(gb50842005)的污水最好用于林地和綠化草坪及花卉的灌溉，以最大限度地降低污染物通過(guò)食物鏈危害人體健康的風(fēng)險(xiǎn)。u 對(duì)于干旱嚴(yán)重地區(qū)，污灌水水質(zhì)不能達(dá)到國(guó)家農(nóng)灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的(gb508492)，可采用清水和污水混合灌溉的方式，這樣既可降低因干旱缺水對(duì)農(nóng)業(yè)的損失，又可避免因污水中有毒有害污染物濃度過(guò)高污染土壤和農(nóng)產(chǎn)品。第第2 2節(jié)節(jié) 工礦區(qū)污染土地的合理工礦區(qū)污染土地的合理利用與復(fù)墾利用與復(fù)墾一、工礦區(qū)的概念及

17、范圍一、工礦區(qū)的概念及范圍 工礦區(qū)是工程建設(shè)區(qū)、工廠和礦區(qū)的總稱，是指國(guó)土范圍內(nèi)修筑公路、鐵路、水利工程、開(kāi)辦礦山、電力、化工、石油等工業(yè)企業(yè)以及采礦、取石、挖砂等建設(shè)活動(dòng)的場(chǎng)地。二、煤礦區(qū)土壤污染的來(lái)源高速公路建設(shè)貴溪冶煉廠是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的閃速煉銅廠，但冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣約20萬(wàn)t/a。周?chē)r(nóng)田受到廢氣、滲漏水和廢水等的污染面積達(dá)2000-3000畝。廠廠渣渣冶冶貴貴貴溪冶煉廠修復(fù)工程項(xiàng)目（2012.1-2013.12）項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)格項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)格：1572.36萬(wàn)元江西省領(lǐng)導(dǎo)視察并給予高度評(píng)江西省領(lǐng)導(dǎo)視察并給予高度評(píng)價(jià)價(jià)江銅貴冶周邊區(qū)域九牛崗?fù)寥佬迯?fù)示范項(xiàng)目貴冶周邊cu/cd

18、土壤集成修復(fù)示范工程修復(fù)前修復(fù)中修復(fù)后貴溪竄山垅老灌區(qū)修復(fù)區(qū)水稻測(cè)產(chǎn)（2012,10,09）處處理理株高（cm）穗長(zhǎng)（cm）每畝株數(shù)（萬(wàn)）每株有效穗每畝有效穗（萬(wàn)）每穗粒數(shù)每穗實(shí)粒數(shù)結(jié)實(shí)率（%）千粒重（g）畝產(chǎn)（折合干重、公斤）對(duì)對(duì)照照100.423.41.0710.110.81591469232.5338單單改改劑劑90.825.51.0715.316.323120689.529.5448綜綜調(diào)調(diào)劑劑107.226.61.1317.419.7224202 90.5631.0504竄山垅老灌區(qū)修復(fù)區(qū)水稻稻米中銅鎘含量處理大米銅（mg/kg）大米鎘（mg/kg）未施用7.250.562單修復(fù)劑5.190.232單+綜合調(diào)理劑5.080.22食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)10.00.2主要修復(fù)單元區(qū)修復(fù)前后土壤有效態(tài)銅鎘含量核心修復(fù)區(qū)巨菌草長(zhǎng)勢(shì)第三節(jié)第三節(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量退化及防治設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量退化及防治一、我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)概況l我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培面積達(dá)到86.7萬(wàn)公頃，按絕對(duì)面積計(jì)算為世界第一。其中塑料中小棚40.7萬(wàn)公頃，占46.9；塑料大棚23.3萬(wàn)公頃，占269；溫室22.7萬(wàn)公頃，占26.2。l設(shè)施農(nóng)業(yè)在我國(guó)各地得到了廣大推廣，目