土壤修復(fù)課件

1、土 壤 修 復(fù)土壤修復(fù)1 一、 土壤環(huán)境與污染 二、 污染土壤與修復(fù)土壤修復(fù)2 第一部分 土壤環(huán)境與污染 土壤修復(fù)3 土壤污染與修復(fù)研究是當(dāng)今環(huán)境科學(xué)新的生長(zhǎng)點(diǎn)之一，土壤污染與修復(fù)研究是當(dāng)今環(huán)境科學(xué)新的生長(zhǎng)點(diǎn)之一， 倍受?chē)?guó)內(nèi)外環(huán)境科技工作者的重視。倍受?chē)?guó)內(nèi)外環(huán)境科技工作者的重視。 與大氣、水體相比，與大氣、水體相比，土壤是土壤是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)與一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)與生物的復(fù)合環(huán)境介質(zhì)，是一個(gè)重要的生態(tài)剖面，許多環(huán)境生物的復(fù)合環(huán)境介質(zhì)，是一個(gè)重要的生態(tài)剖面，許多環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物、環(huán)境毒理的規(guī)律與機(jī)制，可以通過(guò)土壤化學(xué)、環(huán)境生物、環(huán)境毒理的規(guī)律與機(jī)制，可以通過(guò)土壤生態(tài)剖面加以觀察、研究。生

2、態(tài)剖面加以觀察、研究。 污染土壤污染土壤污染底泥污染底泥土壤污染的控制與治理成為重要的科學(xué)問(wèn)題。土壤污染的控制與治理成為重要的科學(xué)問(wèn)題。 1 1、背景與需求、背景與需求成為主要污染源成為主要污染源成為二次污染庫(kù)成為二次污染庫(kù) 科學(xué)問(wèn)題土壤修復(fù)4 國(guó) 家 需 求土壤污染與修復(fù)研究 是中國(guó)進(jìn)入是中國(guó)進(jìn)入WTO、保證農(nóng)產(chǎn)品安全、推動(dòng)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、保證農(nóng)產(chǎn)品安全、推動(dòng)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)和全面建設(shè)小康社會(huì)的國(guó)家戰(zhàn)略需求。保護(hù)和全面建設(shè)小康社會(huì)的國(guó)家戰(zhàn)略需求。 土壤修復(fù)5 生態(tài)系統(tǒng)的基本單元，具有生態(tài)系統(tǒng)的基本單元，具有 S W P 系統(tǒng)的整體性系統(tǒng)的整體性 人類(lèi)活動(dòng)的主要資源，具有人類(lèi)活動(dòng)的主要資源，具有

3、質(zhì)量、數(shù)量的雙重性質(zhì)量、數(shù)量的雙重性 2、對(duì)土壤環(huán)境的基本認(rèn)識(shí)、對(duì)土壤環(huán)境的基本認(rèn)識(shí)土壤具有三個(gè)基本特征 肥肥 力力 質(zhì)質(zhì) 量量 環(huán)環(huán) 境境 質(zhì)質(zhì) 量量 健健 康康 質(zhì)質(zhì) 量量 內(nèi)內(nèi) 涵涵 安全生產(chǎn)安全生產(chǎn)土土壤壤質(zhì)質(zhì)量量 保證最大生產(chǎn)力保證最大生產(chǎn)力 最佳生物學(xué)質(zhì)量最佳生物學(xué)質(zhì)量 不引發(fā)二次環(huán)境污染不引發(fā)二次環(huán)境污染土壤修復(fù)6 自然體、環(huán)境介質(zhì)，具有自然體、環(huán)境介質(zhì)，具有多功能性多功能性q 承接污染物的載體承接污染物的載體q 凈化污染物的活體凈化污染物的活體0 負(fù)負(fù) 荷荷0 容容 量量0 功功 能能0 強(qiáng)強(qiáng) 度度土壤修復(fù)71、系統(tǒng)之間、系統(tǒng)之間2、研究過(guò)程、研究過(guò)程 3、污染效應(yīng)污染效應(yīng)4、

4、干擾因素、干擾因素與大氣環(huán)境、水環(huán)境不同與大氣環(huán)境、水環(huán)境不同理論體系、化學(xué)形態(tài)、遷移理論體系、化學(xué)形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化、恢復(fù)治理機(jī)制不同轉(zhuǎn)化、恢復(fù)治理機(jī)制不同同一作物同一作物, 對(duì)不同污染物的生物對(duì)不同污染物的生物效應(yīng)、吸收累積、釋放機(jī)制不同效應(yīng)、吸收累積、釋放機(jī)制不同土壤肥力、養(yǎng)分含量、土壤質(zhì)地、機(jī)土壤肥力、養(yǎng)分含量、土壤質(zhì)地、機(jī)械組成械組成, 對(duì)污染物毒性影響程度不同對(duì)污染物毒性影響程度不同 2-1 土壤污染基本特征土壤修復(fù)8發(fā)生的隱蔽性發(fā)生的隱蔽性形成的復(fù)雜性形成的復(fù)雜性恢復(fù)的長(zhǎng)期性恢復(fù)的長(zhǎng)期性毒性的緩效性毒性的緩效性診斷的特殊性診斷的特殊性 土壤污染的特點(diǎn)土壤污染的特點(diǎn) 土壤修復(fù)9 環(huán)境土

5、壤學(xué)研究的目的環(huán)境土壤學(xué)研究的目的認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)利用利用調(diào)控調(diào)控土壤肥力的培育土壤肥力的培育土壤污染的防治土壤污染的防治土壤凈化功能的利用土壤凈化功能的利用污染土壤的清潔污染土壤的清潔土壤修復(fù)10 農(nóng)林土壤學(xué)農(nóng)林土壤學(xué) 環(huán)境土壤學(xué)環(huán)境土壤學(xué) 以提高農(nóng)業(yè)生物生產(chǎn)力為以提高農(nóng)業(yè)生物生產(chǎn)力為 目的的土壤肥力和資源研究目的的土壤肥力和資源研究 以提高土壤三質(zhì)量為目的以提高土壤三質(zhì)量為目的 ( (肥力、健康、環(huán)境肥力、健康、環(huán)境) ) 土壤生態(tài)過(guò)程研究土壤生態(tài)過(guò)程研究 污染發(fā)生機(jī)制研究污染發(fā)生機(jī)制研究 土壤功能、容量研究土壤功能、容量研究 2-2 環(huán)境土壤學(xué)的發(fā)展歷程環(huán)境土壤學(xué)的發(fā)展歷程土壤修復(fù)1150年代年

6、代: 土地資源開(kāi)發(fā)利用土地資源開(kāi)發(fā)利用 提高生產(chǎn)研究提高生產(chǎn)研究60年代年代: 水土保持，鹽堿地改良水土保持，鹽堿地改良 土地環(huán)境資源保護(hù)研究土地環(huán)境資源保護(hù)研究 污水灌田，施用農(nóng)藥污水灌田，施用農(nóng)藥 土地環(huán)境污染研究土地環(huán)境污染研究70年代年代: 區(qū)域性區(qū)域性 土壤環(huán)境評(píng)價(jià)及污染土壤環(huán)境評(píng)價(jià)及污染 綜合防治研究綜合防治研究 80年代年代:土壤環(huán)境背景容量及基準(zhǔn)土壤環(huán)境背景容量及基準(zhǔn) 土壤土壤-植物系統(tǒng)植物系統(tǒng) 凈化功能及其應(yīng)用研究?jī)艋δ芗捌鋺?yīng)用研究90年代年代:土地植物系統(tǒng)污染生物地球化學(xué)土地植物系統(tǒng)污染生物地球化學(xué) 長(zhǎng)期定位研究長(zhǎng)期定位研究 無(wú)公害農(nóng)業(yè)及綠色食品生產(chǎn)技術(shù)無(wú)公害農(nóng)業(yè)及綠色食

7、品生產(chǎn)技術(shù) 應(yīng)用技術(shù)研究應(yīng)用技術(shù)研究 流域及湖泊水污染治理關(guān)鍵技術(shù)流域及湖泊水污染治理關(guān)鍵技術(shù) 3 3、土壤環(huán)境與土壤污染研究回顧、土壤環(huán)境與土壤污染研究回顧2000：土壤污染生態(tài)過(guò)程與生態(tài)安全：土壤污染生態(tài)過(guò)程與生態(tài)安全土壤修復(fù)12資資 源源 調(diào)調(diào) 查查質(zhì)質(zhì) 量量 評(píng)評(píng) 價(jià)價(jià) 污污 染染 防防 治治 規(guī)規(guī) 律律 研研 究究 機(jī)機(jī) 制制 研研 究究實(shí)用技術(shù)研究實(shí)用技術(shù)研究 3-13-1 土壤環(huán)境與土壤污染土壤環(huán)境與土壤污染 - - 學(xué)科發(fā)展歷程學(xué)科發(fā)展歷程土壤修復(fù)1358年污水灌溉在主要城市郊區(qū)興起年污水灌溉在主要城市郊區(qū)興起推動(dòng)灌溉事業(yè)，促進(jìn)北方水稻農(nóng)作發(fā)展推動(dòng)灌溉事業(yè)，促進(jìn)北方水稻農(nóng)作發(fā)展

8、 N肥過(guò)剩，貪青倒伏，作物受害，土壤毒化肥過(guò)剩，貪青倒伏，作物受害，土壤毒化土壤毒化土壤毒化診斷指標(biāo)診斷指標(biāo)確立確立N肥定額肥定額防止徒長(zhǎng)倒伏防止徒長(zhǎng)倒伏 增施礦質(zhì)肥料增施礦質(zhì)肥料調(diào)整作物調(diào)整作物Si / N營(yíng)養(yǎng)比營(yíng)養(yǎng)比 3-2 土壤環(huán)境與土壤污染研究事例土壤環(huán)境與土壤污染研究事例污灌污灌土壤修復(fù)14 污染物在土壤污染物在土壤-植物系統(tǒng)植物系統(tǒng) 遷移遷移-分布分布土壤土壤-地下水地下水 污染污染污水灌溉研究污水灌溉研究作物污染及殘留作物污染及殘留與毒性研究與毒性研究 灌區(qū)人體灌區(qū)人體健康調(diào)查健康調(diào)查土壤修復(fù)15污污 水水 灌灌 溉溉 研研 究究 成成 果果 污水灌溉地區(qū)水質(zhì)、糧食和地下水評(píng)價(jià)污

9、水灌溉地區(qū)水質(zhì)、糧食和地下水評(píng)價(jià) 礦物油、苯并（礦物油、苯并（a）芘、重金屬在土壤芘、重金屬在土壤 植物植物 系統(tǒng)遷移分布系統(tǒng)遷移分布 主要污染物生物學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)主要污染物生物學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià) 重金屬、礦物油等土壤環(huán)境容量重金屬、礦物油等土壤環(huán)境容量 污灌區(qū)綜合治理與防治規(guī)則污灌區(qū)綜合治理與防治規(guī)則土壤修復(fù)16土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方法及其指標(biāo)體系區(qū)域性區(qū)域性 土壤環(huán)境土壤環(huán)境重重 點(diǎn)點(diǎn) 污污 灌灌 區(qū)區(qū)石石 油油 化化 工工 區(qū)區(qū)工工 礦礦 開(kāi)開(kāi) 發(fā)發(fā) 區(qū)區(qū)污污 染染 起起 始始 值值 污污 染染 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 單單 項(xiàng)項(xiàng) 指指 標(biāo)標(biāo) 綜綜 合合 指指 標(biāo)標(biāo) 3-3 區(qū)域土壤環(huán)境研究區(qū)域土壤環(huán)境研究土壤

10、修復(fù)17意義意義 土壤環(huán)境質(zhì)量與污染評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量與污染評(píng)價(jià) 制定土壤環(huán)境容量與土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定土壤環(huán)境容量與土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 土壤污染清潔技術(shù)土地利用與土地管理土壤污染清潔技術(shù)土地利用與土地管理成果成果 1973 -1977 年年 北京、南京、廣東等重點(diǎn)地區(qū)北京、南京、廣東等重點(diǎn)地區(qū) 土壤、水體及生物背景值試點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)土壤、水體及生物背景值試點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn) 1979 年年 13 個(gè)省市主要農(nóng)業(yè)土壤和主要作物個(gè)省市主要農(nóng)業(yè)土壤和主要作物 9 種元素背景值調(diào)查種元素背景值調(diào)查 1986 年年 29 省市土壤背景值調(diào)查省市土壤背景值調(diào)查 3-4 土土 壤壤 環(huán)環(huán) 境境 背背 景景土壤修復(fù)18意義

11、意義 制定土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 污染物排放、污泥和污水的農(nóng)業(yè)利用污染物排放、污泥和污水的農(nóng)業(yè)利用 區(qū)域污染物管理與控制區(qū)域污染物管理與控制成果成果 敏感作物盆栽生物試驗(yàn)敏感作物盆栽生物試驗(yàn) 土壤微生物生態(tài)及土壤酶活性土壤微生物生態(tài)及土壤酶活性 同位素示蹤技術(shù)同位素示蹤技術(shù) 田間物質(zhì)平衡田間物質(zhì)平衡 土壤凈化功能土壤凈化功能 3-5 土土 壤壤 環(huán)環(huán) 境境 容容 量量土壤修復(fù)19污染地點(diǎn)污染地點(diǎn) ：沈陽(yáng)市張士灌區(qū)沈陽(yáng)市張士灌區(qū)污染原因污染原因 ：含鎘工業(yè)污水灌田：含鎘工業(yè)污水灌田污染面積污染面積 ：2 8 0 0 ha污染狀態(tài)污染狀態(tài) ：土壤含鎘：土壤含鎘 5 - 10 mg / kg

12、土土 稻米耔實(shí)鎘稻米耔實(shí)鎘 0.4 - 1.0 mg / kg 米米 3-6 鎘鎘 土 污污 染染 及及 防防 治治土壤修復(fù)20鎘土污染治理鎘土污染治理客土法客土法深耕深耕 換土換土農(nóng)作法農(nóng)作法 排排水曬田水曬田 淹淹水厭氧水厭氧化學(xué)法改良化學(xué)法改良 施用石灰磷肥施用石灰磷肥及其它改良劑及其它改良劑生物法改良生物法改良 作物吸收富集作物吸收富集木本凈化木本凈化 3-7 鎘土污染治理研究成果鎘土污染治理研究成果土壤修復(fù)21 利用土壤利用土壤 - 植物系統(tǒng)生物、化學(xué)、物理的凈化功能植物系統(tǒng)生物、化學(xué)、物理的凈化功能 通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)和有效地進(jìn)行管理通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)和有效地進(jìn)行管理 對(duì)污水中對(duì)污水中 N、P

13、 資源加以利用資源加以利用 對(duì)可降解污染物加以?xún)艋瘜?duì)可降解污染物加以?xún)艋?實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、資源化的生態(tài)工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、資源化的生態(tài)工程技術(shù) 適合國(guó)情適合國(guó)情 投資少，運(yùn)行費(fèi)用低投資少，運(yùn)行費(fèi)用低 可回收再生水資源可回收再生水資源 3-8 污水生態(tài)工程土地處理污水生態(tài)工程土地處理土壤修復(fù)22 土壤環(huán)境污染現(xiàn)狀的描述土壤環(huán)境污染現(xiàn)狀的描述 污染危害的調(diào)查和污染點(diǎn)的評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)分析污染危害的調(diào)查和污染點(diǎn)的評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)分析 土壤污染生態(tài)過(guò)程及其微觀機(jī)理研究土壤污染生態(tài)過(guò)程及其微觀機(jī)理研究 土壤生態(tài)毒理學(xué)診斷土壤生態(tài)毒理學(xué)診斷污染土壤生態(tài)過(guò)程污染土壤生態(tài)過(guò)程 4、污染物的生態(tài)過(guò)程研究土壤修復(fù)23 復(fù)合污染條

14、件下，常用農(nóng)藥與石油及其化工產(chǎn)品等有機(jī)復(fù)合污染條件下，常用農(nóng)藥與石油及其化工產(chǎn)品等有機(jī) 污染物在土壤中的遷移動(dòng)態(tài)研究，探討污染物的最適污染物在土壤中的遷移動(dòng)態(tài)研究，探討污染物的最適 降解條件降解條件 污染物在土壤中的降解過(guò)程及其影響因素，確立其微污染物在土壤中的降解過(guò)程及其影響因素，確立其微 生物降解的最佳條件生物降解的最佳條件 污染物在土壤中的固定污染物在土壤中的固定 - - 再釋放機(jī)制及預(yù)測(cè)再釋放機(jī)制及預(yù)測(cè) 耐污植物對(duì)污染物的吸收能力耐污植物對(duì)污染物的吸收能力 污染脅迫條件下，土著微生物群落的變化規(guī)律污染脅迫條件下，土著微生物群落的變化規(guī)律 農(nóng)作物連作條件下，土壤生物污染的發(fā)生過(guò)程農(nóng)作物連

15、作條件下，土壤生物污染的發(fā)生過(guò)程 重點(diǎn)有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物的土壤生態(tài)過(guò)程區(qū)域比較研究重點(diǎn)有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物的土壤生態(tài)過(guò)程區(qū)域比較研究研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容土壤修復(fù)24平衡研究平衡研究遷移遷移降解降解吸附與解析吸附與解析植物吸收積累植物吸收積累揮發(fā)過(guò)程揮發(fā)過(guò)程供試化學(xué)品供試化學(xué)品多多 環(huán)環(huán) 芳烴類(lèi)芳烴類(lèi)有機(jī)氯類(lèi)有機(jī)氯類(lèi) 與與 農(nóng)農(nóng) 藥藥雜雜 環(huán)環(huán) 化合物化合物離子型有離子型有機(jī)化合物機(jī)化合物菲菲 熒蒽熒蒽 苯并芘苯并芘1,2,4-三氯苯三氯苯 鄰苯二甲酸二丁酯鄰苯二甲酸二丁酯 鄰苯二甲酸二異辛酯鄰苯二甲酸二異辛酯多效唑多效唑西瑪津西瑪津直鏈烷基直鏈烷基苯磺酸鈉苯磺酸鈉土壤修復(fù)25效應(yīng)研究效應(yīng)研究對(duì)宏觀系統(tǒng)的

16、影響對(duì)宏觀系統(tǒng)的影響對(duì)微觀系統(tǒng)的影響對(duì)微觀系統(tǒng)的影響生物量生物量生生 物多物多樣性樣性 生物學(xué)生物學(xué)質(zhì)質(zhì) 量量對(duì)植物形態(tài)對(duì)植物形態(tài)學(xué)上的影響學(xué)上的影響對(duì)土壤微生物對(duì)土壤微生物土壤酶的影響土壤酶的影響土壤修復(fù)26轉(zhuǎn)化研究轉(zhuǎn)化研究 有機(jī)污染物本體（有機(jī)污染物本體（A）在陸地生態(tài)系統(tǒng)中向）在陸地生態(tài)系統(tǒng)中向其代謝及合成物（其代謝及合成物（B, C, D . . . ）的轉(zhuǎn)化過(guò)程）的轉(zhuǎn)化過(guò)程 物理、化學(xué)、生物過(guò)程及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程。物理、化學(xué)、生物過(guò)程及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程。 轉(zhuǎn)化過(guò)程中的發(fā)生條件及其影響因素。轉(zhuǎn)化過(guò)程中的發(fā)生條件及其影響因素。土壤修復(fù)27典型污染土壤的成因典型污染土壤的成因分析與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)分析

17、與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)土壤生態(tài)毒理學(xué)土壤生態(tài)毒理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法土壤生態(tài)毒理學(xué)土壤生態(tài)毒理學(xué)指標(biāo)體系測(cè)指標(biāo)體系測(cè)生物毒性生物毒性指標(biāo)體系指標(biāo)體系土壤生物污染的診斷土壤生物污染的診斷與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系污染土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)污染土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)土壤生態(tài)毒理學(xué)診斷與安全預(yù)土壤生態(tài)毒理學(xué)診斷與安全預(yù)警系統(tǒng)的建立及其驗(yàn)證警系統(tǒng)的建立及其驗(yàn)證 土壤生態(tài)毒理學(xué)診斷土壤生態(tài)毒理學(xué)診斷土壤修復(fù)28 污染生態(tài)化學(xué)過(guò)程污染生態(tài)化學(xué)過(guò)程 土壤污染發(fā)生機(jī)制土壤污染發(fā)生機(jī)制 土壤污染早期診斷土壤污染早期診斷 土壤污染過(guò)程調(diào)控土壤污染過(guò)程調(diào)控 土壤污染系統(tǒng)監(jiān)測(cè)土壤污染系統(tǒng)監(jiān)測(cè) 污染生態(tài)毒理過(guò)程污染

18、生態(tài)毒理過(guò)程生態(tài)過(guò)程研究生態(tài)過(guò)程研究 5、需要加強(qiáng)的重要研究方向、需要加強(qiáng)的重要研究方向土壤修復(fù)296、土壤污染生態(tài)學(xué)研究展望、土壤污染生態(tài)學(xué)研究展望土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與生物質(zhì)量綜合指標(biāo)體系土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與生物質(zhì)量綜合指標(biāo)體系土壤土壤 - 植物系統(tǒng)植物系統(tǒng)生態(tài)剖面分析生態(tài)剖面分析土壤土壤 - 植物系統(tǒng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)植物系統(tǒng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法論及技術(shù)支撐系統(tǒng)方法論及技術(shù)支撐系統(tǒng)土壤土壤 - 植物系統(tǒng)凈化功能研究植物系統(tǒng)凈化功能研究土壤圈及其邊界污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律土壤圈及其邊界污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)污染衛(wèi)生學(xué)污染衛(wèi)生學(xué)生態(tài)毒理學(xué)生態(tài)毒理學(xué)生物生產(chǎn)力生物生產(chǎn)力綜合分析綜合分析

19、作用機(jī)理作用機(jī)理確立環(huán)境參數(shù)確立環(huán)境參數(shù)實(shí)驗(yàn)手段實(shí)驗(yàn)手段測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)環(huán)境容量環(huán)境容量土壤土壤 - 水水反應(yīng)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)土壤土壤 - 環(huán)境環(huán)境長(zhǎng)期定位觀測(cè)長(zhǎng)期定位觀測(cè)土壤土壤 - 大氣大氣建立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)土壤修復(fù)30 第二部分：污染土壤與修復(fù) 土壤修復(fù)311990 s 德國(guó)，英國(guó)，荷蘭等開(kāi)展土壤污染修復(fù)研究德國(guó)，英國(guó)，荷蘭等開(kāi)展土壤污染修復(fù)研究水生生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題水生生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題-1960- 1970陸地生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題陸地生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題-1980s 始始1990s-加拿大，美國(guó)等開(kāi)展土壤污染修復(fù)研究與工程加拿大，美國(guó)等開(kāi)展土壤污染修復(fù)研究與工程1995 中國(guó)開(kāi)展土壤污染生物修復(fù)項(xiàng)目中國(guó)開(kāi)

20、展土壤污染生物修復(fù)項(xiàng)目 1 1、污染土壤修復(fù)研究的歷史回顧、污染土壤修復(fù)研究的歷史回顧 土壤修復(fù)328080年代，年代， 荷蘭投資荷蘭投資1515億美元進(jìn)行土壤修復(fù)試驗(yàn)研究?jī)|美元進(jìn)行土壤修復(fù)試驗(yàn)研究1976-19901976-1990年，聯(lián)邦德國(guó)科技部資助的項(xiàng)目年，聯(lián)邦德國(guó)科技部資助的項(xiàng)目 306306個(gè)個(gè)1990-19961990-1996年，年，聯(lián)邦德國(guó)廢物管理與土壤修復(fù)項(xiàng)目投資聯(lián)邦德國(guó)廢物管理與土壤修復(fù)項(xiàng)目投資 7575億美元億美元美國(guó)政府近期投資美國(guó)政府近期投資100100億美元進(jìn)行土壤修復(fù)技術(shù)開(kāi)發(fā)億美元進(jìn)行土壤修復(fù)技術(shù)開(kāi)發(fā)1995 ，國(guó)家基金委，科學(xué)院等資助土壤污染生物修復(fù)項(xiàng)目，國(guó)家

21、基金委，科學(xué)院等資助土壤污染生物修復(fù)項(xiàng)目項(xiàng)目資助土壤修復(fù)33 2000-20032000-2003年國(guó)內(nèi)土壤修復(fù)研究（根據(jù)發(fā)表論文統(tǒng)計(jì)）年國(guó)內(nèi)土壤修復(fù)研究（根據(jù)發(fā)表論文統(tǒng)計(jì)）重金屬重金屬13%13%其他其他6%6%有機(jī)污染有機(jī)污染15%15%土壤修復(fù)土壤修復(fù)綜合技術(shù)綜合技術(shù)66%66%土壤修復(fù)34原位修復(fù)（接菌法原位修復(fù)（接菌法, ,生物培養(yǎng)法生物培養(yǎng)法, ,生物通風(fēng)法生物通風(fēng)法, ,土耕法）土耕法） 異位修復(fù)（生物泥漿，堆腐，制備床，厭氧處理）異位修復(fù)（生物泥漿，堆腐，制備床，厭氧處理）化學(xué)修復(fù)化學(xué)修復(fù)物理修復(fù)物理修復(fù)化學(xué)清洗化學(xué)清洗, , 超臨界萃取，光化學(xué)降解，化學(xué)超臨界萃取，光化學(xué)降解

22、，化學(xué)氧化，化學(xué)柵（沉淀柵，吸附柵，聯(lián)合柵）氧化，化學(xué)柵（沉淀柵，吸附柵，聯(lián)合柵）清洗法，蒸發(fā)法，電修復(fù)法，熱修復(fù)法清洗法，蒸發(fā)法，電修復(fù)法，熱修復(fù)法挖掘添埋法，通風(fēng)去污法，焚燒法挖掘添埋法，通風(fēng)去污法，焚燒法植物提取，植物富集，植物穩(wěn)定植物提取，植物富集，植物穩(wěn)定生物修復(fù)生物修復(fù)植物修復(fù)植物修復(fù)聯(lián)聯(lián)合合修修復(fù)復(fù) 2、土壤修復(fù)技術(shù)、土壤修復(fù)技術(shù)土壤修復(fù)35 污染土壤生物降解處理技術(shù)污染土壤生物降解處理技術(shù)污染物生物降解最適條件的建立，包括土壤中大量和污染物生物降解最適條件的建立，包括土壤中大量和微量元素的適當(dāng)比例，游離酶的選擇與濃度確立及土微量元素的適當(dāng)比例，游離酶的選擇與濃度確立及土壤溫度、

23、濕度、壤溫度、濕度、pHpH和有機(jī)質(zhì)等常規(guī)條件和有機(jī)質(zhì)等常規(guī)條件土著微生物的馴化與接種菌的篩選和培養(yǎng)土著微生物的馴化與接種菌的篩選和培養(yǎng)特異性降解微生物的構(gòu)建特異性降解微生物的構(gòu)建提高污染物生物可利用性技術(shù)等提高污染物生物可利用性技術(shù)等 有機(jī)有機(jī)污染土壤堆腐清潔技術(shù)污染土壤堆腐清潔技術(shù) 污染區(qū)人工生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)造、管理及其持續(xù)高效無(wú)害化污染區(qū)人工生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)造、管理及其持續(xù)高效無(wú)害化 農(nóng)業(yè)利用技術(shù)農(nóng)業(yè)利用技術(shù) 土壤生物改良劑發(fā)研制與開(kāi)發(fā)土壤生物改良劑發(fā)研制與開(kāi)發(fā) 2-1 生物清潔技術(shù)生物清潔技術(shù)土壤修復(fù)36 污染物的固定污染物的固定/穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理 技術(shù)技術(shù) 污染土壤固定污染土壤固定 -

24、覆蓋技術(shù)覆蓋技術(shù) 電滲析技術(shù)電滲析技術(shù) 樹(shù)脂樹(shù)脂/活性炭浮選技術(shù)活性炭浮選技術(shù) 污染土壤蒸汽萃取技術(shù)污染土壤蒸汽萃取技術(shù) 污染土壤泥漿反應(yīng)器處理技術(shù)污染土壤泥漿反應(yīng)器處理技術(shù) 污染土壤沖洗技術(shù)污染土壤沖洗技術(shù) 針對(duì)特定的頑固性污染物的溶針對(duì)特定的頑固性污染物的溶 劑萃取技術(shù)劑萃取技術(shù)重金屬或其重金屬或其它類(lèi)型無(wú)機(jī)它類(lèi)型無(wú)機(jī)污染土壤污染土壤石油或其石油或其它有機(jī)污它有機(jī)污染土壤染土壤 2-2 物理化學(xué)清潔技術(shù)物理化學(xué)清潔技術(shù)土壤修復(fù)37 針對(duì)石油、多環(huán)芳烴為目標(biāo)的污染物生物修復(fù)針對(duì)石油、多環(huán)芳烴為目標(biāo)的污染物生物修復(fù) 優(yōu)勢(shì)菌種的篩選與功能實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)菌種的篩選與功能實(shí)驗(yàn) 生物修復(fù)技術(shù)：泥漿反應(yīng)器、土

25、壤堆腐、超生物修復(fù)技術(shù)：泥漿反應(yīng)器、土壤堆腐、超 富集植物篩選富集植物篩選 2-3 土壤清潔技術(shù)研究進(jìn)展土壤清潔技術(shù)研究進(jìn)展土壤修復(fù)38 1，外源微生物引入，外源微生物引入-（關(guān)鍵）條件和原則（關(guān)鍵）條件和原則2，微生物的適應(yīng)性，微生物的適應(yīng)性-（重點(diǎn)）機(jī)制與影響因素（重點(diǎn)）機(jī)制與影響因素3，生物修復(fù)過(guò)程中污染物的降解，生物修復(fù)過(guò)程中污染物的降解-限制因素限制因素-濃度）濃度）4，有機(jī)污染物次生代謝過(guò)程，有機(jī)污染物次生代謝過(guò)程-問(wèn)題問(wèn)題-毒性代謝產(chǎn)物生成毒性代謝產(chǎn)物生成5，生物修復(fù)的現(xiàn)場(chǎng)放大技術(shù)，生物修復(fù)的現(xiàn)場(chǎng)放大技術(shù)-技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用6，污染物的淋溶過(guò)程，污染物的淋溶過(guò)程 可溶性組分的地

26、下遷移可溶性組分的地下遷移-二次污染二次污染7 7，污染土壤修復(fù)的生態(tài)安全性評(píng)價(jià)，污染土壤修復(fù)的生態(tài)安全性評(píng)價(jià) 3、土壤修復(fù)研究的現(xiàn)存問(wèn)題、土壤修復(fù)研究的現(xiàn)存問(wèn)題土壤修復(fù)39 3-1 3-1 外源微生物引入外源微生物引入條件及原則：條件及原則：(1)(1)當(dāng)現(xiàn)存的土著微生物不能降解土壤中的污染物當(dāng)現(xiàn)存的土著微生物不能降解土壤中的污染物, , 如有機(jī)如有機(jī)污染物降解過(guò)程中的中間產(chǎn)物不能為土著微生物降解，考慮污染物降解過(guò)程中的中間產(chǎn)物不能為土著微生物降解，考慮引入外來(lái)微生物引入外來(lái)微生物(2)(2)土壤中污染物濃度過(guò)高土壤中污染物濃度過(guò)高, , 對(duì)土著微生物有毒害作用而不對(duì)土著微生物有毒害作用而不

27、能有效降解污染物，考慮引入外來(lái)微生物能有效降解污染物，考慮引入外來(lái)微生物(3)(3)土壤被污染后需要立即處理，考慮引入外來(lái)微生物土壤被污染后需要立即處理，考慮引入外來(lái)微生物土壤修復(fù)40(1)(1) 是否能夠降解大部分目標(biāo)污染物是否能夠降解大部分目標(biāo)污染物; ; (2)(2) 遺傳穩(wěn)定性如何遺傳穩(wěn)定性如何; ; (3)(3) 在環(huán)境中是否能快速生長(zhǎng)并具有較高酶活性在環(huán)境中是否能快速生長(zhǎng)并具有較高酶活性; ;(4)(4) 是否具有較強(qiáng)的與土著微生物生存生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力；是否具有較強(qiáng)的與土著微生物生存生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力；(5)(5) 是否無(wú)致病性且不產(chǎn)生有毒代謝產(chǎn)物等。是否無(wú)致病性且不產(chǎn)生有毒代謝產(chǎn)物等。3-

28、2 3-2 外源微生物引入外源微生物引入需要考慮的因素需要考慮的因素土壤修復(fù)41預(yù)先暴露于污染環(huán)境中的微生物決定生物降解速率。預(yù)先暴露于污染環(huán)境中的微生物決定生物降解速率。有些微生物對(duì)有機(jī)污染物的氧化能力較強(qiáng)有些微生物對(duì)有機(jī)污染物的氧化能力較強(qiáng), ,這種現(xiàn)象被這種現(xiàn)象被稱(chēng)為適應(yīng)性。稱(chēng)為適應(yīng)性。適應(yīng)性的可能機(jī)制有以下適應(yīng)性的可能機(jī)制有以下3 3種：種： 特定酶的誘導(dǎo)和抑制；特定酶的誘導(dǎo)和抑制； 基因突變產(chǎn)生新的代謝群體；基因突變產(chǎn)生新的代謝群體； 有機(jī)體的選擇性富集。有機(jī)體的選擇性富集。機(jī)制研究的成功是生物修復(fù)技術(shù)成功的關(guān)鍵要素機(jī)制研究的成功是生物修復(fù)技術(shù)成功的關(guān)鍵要素3-3 3-3 微生物的適

29、應(yīng)性微生物的適應(yīng)性-機(jī)制與影響因素機(jī)制與影響因素土壤修復(fù)42污染物的降解因其性質(zhì)、濃度，對(duì)微生物暴露方式不同而異污染物的降解因其性質(zhì)、濃度，對(duì)微生物暴露方式不同而異 解決高濃度污染對(duì)生物降解影響的方式通常是進(jìn)行稀釋?zhuān)鉀Q高濃度污染對(duì)生物降解影響的方式通常是進(jìn)行稀釋?zhuān)詽M(mǎn)足微生物降解的濃度要求。以滿(mǎn)足微生物降解的濃度要求。 當(dāng)污染物濃度過(guò)低（但尚未達(dá)到環(huán)境質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)，當(dāng)污染物濃度過(guò)低（但尚未達(dá)到環(huán)境質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)，生物修復(fù)的速率開(kāi)始下降，有時(shí)甚至難于進(jìn)行。生物修復(fù)的速率開(kāi)始下降，有時(shí)甚至難于進(jìn)行。解決低濃度污染物降解是生物修復(fù)過(guò)程中面臨的重要問(wèn)題。解決低濃度污染物降解是生物修復(fù)過(guò)程中面臨

30、的重要問(wèn)題。3-4 生物修復(fù)過(guò)程中的污染物的降解（濃度限制因素）生物修復(fù)過(guò)程中的污染物的降解（濃度限制因素）土壤修復(fù)43 很多情況下污染物并不能很快的被微生物完全降解，很多情況下污染物并不能很快的被微生物完全降解，其結(jié)果是母體污染物濃度減少，次生代謝產(chǎn)物濃度增加。其結(jié)果是母體污染物濃度減少，次生代謝產(chǎn)物濃度增加。修復(fù)介質(zhì)的整體污染狀況沒(méi)有得到根本的治理。修復(fù)介質(zhì)的整體污染狀況沒(méi)有得到根本的治理。 次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生主要在兩個(gè)方面次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生主要在兩個(gè)方面 一、是產(chǎn)生所謂空端產(chǎn)物。即污染物的附加代謝過(guò)程一、是產(chǎn)生所謂空端產(chǎn)物。即污染物的附加代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一種使細(xì)菌酶無(wú)法進(jìn)行轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物。中產(chǎn)生的一種使細(xì)菌酶無(wú)法進(jìn)行轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物。 二、即使污染物被完全降解也伴隨中間產(chǎn)物的生成。二、即使污染物被完全降解也伴隨中間產(chǎn)物的生成。而以細(xì)菌為媒介的反應(yīng)對(duì)這類(lèi)中間產(chǎn)物的降解速度緩慢而以細(xì)菌為媒介的反應(yīng)對(duì)這類(lèi)中間產(chǎn)物的降解速度緩慢次生污染及毒性代謝問(wèn)題為生物修復(fù)中最重要課題之一。次生污染及毒性代謝問(wèn)題為生物修復(fù)中最重要課題之一。3-5 3-5 有機(jī)污染物的次生代謝過(guò)程有機(jī)污染物的次生代謝過(guò)程- -毒性代謝產(chǎn)物的生成毒性代謝產(chǎn)物的生成土壤修復(fù)44 土壤安全性評(píng)價(jià)應(yīng)以污染物由固態(tài)轉(zhuǎn)化為溶解土壤安全性評(píng)價(jià)應(yīng)以污染物由固態(tài)轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài)的濾出物為依據(jù)。淋溶是個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題。狀態(tài)的