受污染環(huán)境的修復(fù)

1、現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共65頁第一節(jié)第一節(jié) 微生物修復(fù)技術(shù)微生物修復(fù)技術(shù) 一、概述一、概述 微生物修復(fù)技術(shù)是指通過微生物的作用微生物修復(fù)技術(shù)是指通過微生物的作用清清除除土壤土壤和和水體水體中的污染物，或是使污染物無害化中的污染物，或是使污染物無害化的過程，包括的過程，包括自然自然和和人為人為控制條件下的污染物降解控制條件下的污染物降解或無害化過程。或無害化過程?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共65頁微生物修復(fù)（源分類）微生物修復(fù)（源分類）自然修復(fù)過程自然修復(fù)過程利用土著微生物的條件：利用土著微生物的條件：充分和穩(wěn)定的地下水流充分和穩(wěn)定的地下水流有微生物可利用的營養(yǎng)物有微生物可利用的營養(yǎng)物有緩沖有緩沖pH的

2、能力的能力1. 有使代謝能夠進(jìn)行的電子受體有使代謝能夠進(jìn)行的電子受體現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁，共65頁微生物修復(fù)（源分類）微生物修復(fù)（源分類）人為修復(fù)工程人為修復(fù)工程：采用外源微生物：采用外源微生物又稱強化生物修復(fù)或工程化的生物修復(fù)又稱強化生物修復(fù)或工程化的生物修復(fù)手段：手段：生物刺激技術(shù)：滿足微生物生長環(huán)境條件生物刺激技術(shù)：滿足微生物生長環(huán)境條件1. 生物強化技術(shù)：投入外源微生物等生物強化技術(shù)：投入外源微生物等現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共65頁生物修復(fù)（場址分類）生物修復(fù)（場址分類） 原位生物修復(fù)：污染的原地點原位生物修復(fù)：污染的原地點 異位生物修復(fù)：將污染物移動到鄰近點異位生物修復(fù)：將污染物移動到鄰近

3、點或反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行?；蚍磻?yīng)器內(nèi)進(jìn)行?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁，共65頁海洋污染的生物修復(fù)海洋污染的生物修復(fù)游船海難事故造成的原油泄漏；污染游船海難事故造成的原油泄漏；污染海面和海灘進(jìn)行生物修復(fù)海面和海灘進(jìn)行生物修復(fù)投表面活性劑投表面活性劑投微生物菌劑投微生物菌劑1. 投營養(yǎng)物投營養(yǎng)物現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共65頁二、影響微生物修復(fù)效率的因素二、影響微生物修復(fù)效率的因素（1）營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì) 污染物主要提供碳源，污染物主要提供碳源，而而N,P是限制微生物活是限制微生物活動的重要因素動的重要因素典型的細(xì)菌細(xì)胞組成典型的細(xì)菌細(xì)胞組成現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁，共65頁（2）電子受體電子受體 土壤中污染物氧化分解的土壤

4、中污染物氧化分解的最終電子受體種類最終電子受體種類和濃度和濃度極大影響著污染物降解的速率和程度，微生極大影響著污染物降解的速率和程度，微生物氧化還原反應(yīng)的最終電子受體分為物氧化還原反應(yīng)的最終電子受體分為： 溶解氧溶解氧 有機物分解的中間產(chǎn)物有機物分解的中間產(chǎn)物 無機酸根無機酸根影響微生物修復(fù)效率的因素影響微生物修復(fù)效率的因素現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共65頁（3）污染物的性質(zhì)污染物的性質(zhì) 可降解性是關(guān)鍵；另外還包括毒性，揮可降解性是關(guān)鍵；另外還包括毒性，揮發(fā)性和鎖定發(fā)性和鎖定鎖定鎖定：污染物與土壤顆粒物相互作用，生物有污染物與土壤顆粒物相互作用，生物有效性下降。效性下降。影響微生物修復(fù)效率的因素影響

5、微生物修復(fù)效率的因素現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共65頁（4）環(huán)境條件環(huán)境條件 土壤顆粒的性質(zhì)（有機質(zhì)及黏土含量等及介質(zhì)土壤顆粒的性質(zhì)（有機質(zhì)及黏土含量等及介質(zhì)條件（酸堿度、溫度、濕度和孔隙率等）條件（酸堿度、溫度、濕度和孔隙率等）（5）微生物的協(xié)同作用微生物的協(xié)同作用 微生物降解過程需要兩種或更多種類微生物微生物降解過程需要兩種或更多種類微生物的協(xié)同作用才能夠完成。的協(xié)同作用才能夠完成。影響微生物修復(fù)效率的因素影響微生物修復(fù)效率的因素現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共65頁三、強化生物修復(fù)的主要類型三、強化生物修復(fù)的主要類型原位強化修復(fù)技術(shù)原位強化修復(fù)技術(shù)生物強化法生物強化法生物通氣法生物通氣法生物注射法生物注

6、射法生物沖淋法生物沖淋法土地耕作法土地耕作法 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁，共65頁原位強化修復(fù)技術(shù)原位強化修復(fù)技術(shù)（1）生物強化法生物強化法 在生物處理體系中投加具有特定功能的微生在生物處理體系中投加具有特定功能的微生物來改善原有處理體系的處理效果。物來改善原有處理體系的處理效果。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁，共65頁芳香烴降解fpg 基因的構(gòu)建與表達(dá)策略pGEX 4T digested by BamHI and EcoRIFgp geneBamHIEcoRIRecombinant pGEX-fpg pT-fpg vector digested by BamHI/ EcoRI and fpg gene wa

7、s recovered現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共65頁fpg 融合基因克隆與構(gòu)建結(jié)果PCR products of TP-PCR method1 2 M2000bp1000bp750bp500bp250bp100bp 1 2 3 M 4 5 6構(gòu)建結(jié)果構(gòu)建結(jié)果現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁，共65頁表達(dá)載體構(gòu)建結(jié)果表達(dá)載體構(gòu)建結(jié)果重組pGEX4T-fpg 載體構(gòu)建及fpg基因的表達(dá)結(jié)果Construction of pGEX4T-fpg and fpg expression results1 2 3 4 5 6 7 8M 1 2 3 4 5 6 7 8 M116.0kD66.2 kD45.0 kD35.0

8、 kD25.0 kD18.4 kD14.4 kD現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁，共65頁質(zhì)粒轉(zhuǎn)化質(zhì)粒轉(zhuǎn)化現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁，共65頁攜帶有攜帶有fpgfpg融合基因表達(dá)蛋白的大腸桿菌（左）和野生菌融合基因表達(dá)蛋白的大腸桿菌（左）和野生菌（右）熒光顯微鏡下形態(tài)（右）熒光顯微鏡下形態(tài)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁，共65頁（2）生物通氣法生物通氣法 用于修復(fù)受揮發(fā)性有機物污染的地用于修復(fù)受揮發(fā)性有機物污染的地下水水層上部通氣層土壤。下水水層上部通氣層土壤。原位強化修復(fù)技術(shù)原位強化修復(fù)技術(shù)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁，共65頁（3）生物注射法）生物注射法 適用于處理受揮發(fā)性有機物污染的地下水及適用于處理受揮發(fā)性有機物污染的地

9、下水及上部土壤。上部土壤。（4）生物沖淋法）生物沖淋法 將含氧和營養(yǎng)物的水補充到亞表層，促將含氧和營養(yǎng)物的水補充到亞表層，促進(jìn)土壤和地下水中的污染物的生物降解。進(jìn)土壤和地下水中的污染物的生物降解。（5) 土地耕作法土地耕作法 對污染土壤進(jìn)行耕梨處理。對污染土壤進(jìn)行耕梨處理。原位強化修復(fù)技術(shù)原位強化修復(fù)技術(shù)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁，共65頁 異位生物修復(fù)異位生物修復(fù)(1)堆肥法堆肥法 處理固體廢棄物的傳統(tǒng)技術(shù)，用于受石油，洗處理固體廢棄物的傳統(tǒng)技術(shù)，用于受石油，洗滌劑，多氯烴，農(nóng)藥等污染土壤的修復(fù)處理。滌劑，多氯烴，農(nóng)藥等污染土壤的修復(fù)處理。(2)生物反應(yīng)器處理生物反應(yīng)器處理 把污染物移到反應(yīng)器中完

10、成微生物移到反把污染物移到反應(yīng)器中完成微生物移到反應(yīng)器中完成微生物的代謝過程，生物反應(yīng)器包應(yīng)器中完成微生物的代謝過程，生物反應(yīng)器包括土壤泥漿生物反應(yīng)器和預(yù)制床反應(yīng)器括土壤泥漿生物反應(yīng)器和預(yù)制床反應(yīng)器現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁，共65頁(3)厭氧處理厭氧處理 厭氧處理對于某些具有高氧化狀態(tài)的污染物的降厭氧處理對于某些具有高氧化狀態(tài)的污染物的降解，如三硝基甲苯，多氯取代化合物（解，如三硝基甲苯，多氯取代化合物（PCB等），等），比耗氧處理更為有效。比耗氧處理更為有效。異位生物修復(fù)異位生物修復(fù)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁，共65頁四、生物修復(fù)的優(yōu)缺點四、生物修復(fù)的優(yōu)缺點優(yōu)點：現(xiàn)場、原位、徹底、低耗優(yōu)點：現(xiàn)場、原

11、位、徹底、低耗缺點：缺點：有的不能修復(fù)有的不能修復(fù)有的降解后毒性更大有的降解后毒性更大1. 前期費用較高前期費用較高現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁，共65頁第二節(jié)第二節(jié) 植物修復(fù)技術(shù)植物修復(fù)技術(shù) 一、概述一、概述 植物修復(fù)技術(shù)直接利用各種活體植物，通過提植物修復(fù)技術(shù)直接利用各種活體植物，通過提取，降解和固定等過程清除環(huán)境中的污染物，或取，降解和固定等過程清除環(huán)境中的污染物，或消減污染物的毒性，可以用于受污染的地下水，消減污染物的毒性，可以用于受污染的地下水，沉積物和土壤的原位處理。沉積物和土壤的原位處理?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁，共65頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁，共65頁二、植物修復(fù)重金屬污染的過程和二、

12、植物修復(fù)重金屬污染的過程和機理機理（1）植物提取）植物提取 植物提取是利用植物提取是利用重金屬超積累植物重金屬超積累植物從土壤中吸從土壤中吸取一種或幾種重金屬，并將其轉(zhuǎn)移，儲存到地上部取一種或幾種重金屬，并將其轉(zhuǎn)移，儲存到地上部分，隨后收割地上部分并集中處理，連續(xù)種植這種分，隨后收割地上部分并集中處理，連續(xù)種植這種植物，即可使土壤中重金屬含量降低到可接受的水植物，即可使土壤中重金屬含量降低到可接受的水平。平?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁，共65頁超積累植物的篩選518Zn36Ni612Mn35Pb1124Cu1226Co22Cd23AsNumber of familiesNumber of spec

13、iesMetals518Zn36318Ni612Mn35Pb1124Cu1226Co22Cd3AsNumber of familiesNumber of speciesMetals世界上發(fā)現(xiàn)的超積累植物種類現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁，共65頁MetalsPlantsMaxium contentsCuIpomoea alpina12300CdThlaspi caerulenscens1800PbThlaspi caerulenscens8200ZnThlaspi caerulenscens51600MnMacadamia neurophylla51800CoHaumaniastrum roberti

14、i10200NiBerkheya coddii7880AsPteris vittata5000一些超積累植物和累積金屬的最大含量現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁，共65頁國內(nèi)一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)的超積累植物國內(nèi)一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)的超積累植物現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十八頁，共65頁我們發(fā)現(xiàn)的錳超積累植物商陸現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十九頁，共65頁（2）植物穩(wěn)定）植物穩(wěn)定 植物穩(wěn)定是利用耐重金屬植物的根植物穩(wěn)定是利用耐重金屬植物的根際的一些分泌物，增加土壤中有毒金屬際的一些分泌物，增加土壤中有毒金屬的穩(wěn)定性，從而減少金屬向作物的遷移，的穩(wěn)定性，從而減少金屬向作物的遷移，以及被淋濾到地下水或通過空氣擴散進(jìn)以及被淋濾到地下水或通過空氣擴散進(jìn)

15、一步污染環(huán)境的可能性。一步污染環(huán)境的可能性?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十頁，共65頁（3）植物揮發(fā)）植物揮發(fā) 植物揮發(fā)是利用植物的吸收，積累和植物揮發(fā)是利用植物的吸收，積累和揮發(fā)而減少土壤中一些揮發(fā)性污染物，即揮發(fā)而減少土壤中一些揮發(fā)性污染物，即植物將污染物吸收到體內(nèi)后將其轉(zhuǎn)化為氣植物將污染物吸收到體內(nèi)后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，釋放到大氣中，多用于吸收金屬態(tài)物質(zhì)，釋放到大氣中，多用于吸收金屬元素汞和非金屬元素硒。元素汞和非金屬元素硒?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十一頁，共65頁 植物耐受重金屬毒害的機制植物耐受重金屬毒害的機制 植物耐金屬毒害的機制復(fù)雜多樣，植物耐金屬毒害的機制復(fù)雜多樣，包括細(xì)胞壁鈍化，跨膜運輸減少，主

16、動包括細(xì)胞壁鈍化，跨膜運輸減少，主動外排，區(qū)域化分布，鰲合，合成逆境蛋外排，區(qū)域化分布，鰲合，合成逆境蛋白，產(chǎn)生乙烯。其中最主要的，最普遍白，產(chǎn)生乙烯。其中最主要的，最普遍的機制是通過誘導(dǎo)金屬配體的合成，形的機制是通過誘導(dǎo)金屬配體的合成，形成金屬配體復(fù)合物，并在器官，細(xì)胞和成金屬配體復(fù)合物，并在器官，細(xì)胞和亞細(xì)胞水平呈區(qū)域化分布。亞細(xì)胞水平呈區(qū)域化分布?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十二頁，共65頁重金屬吸收、累積和存在形態(tài)重金屬吸收、累積和存在形態(tài) 重金屬的主動吸收和被動吸收機理重金屬的主動吸收和被動吸收機理重金屬吸收的離子通道和轉(zhuǎn)運蛋白重金屬吸收的離子通道和轉(zhuǎn)運蛋白 重金屬在植物體內(nèi)的分布定位重金屬在植

17、物體內(nèi)的分布定位 重金屬在植物體內(nèi)累積的分子形態(tài)重金屬在植物體內(nèi)累積的分子形態(tài) 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十三頁，共65頁根系吸收根系吸收v主動與被動吸收主動與被動吸收 在重金屬污染土壤上，植物對重金屬的吸在重金屬污染土壤上，植物對重金屬的吸收由于環(huán)境濃度差異大而存在收由于環(huán)境濃度差異大而存在被動吸收被動吸收；Knight 等認(rèn)為超積累植物對土壤溶液中等認(rèn)為超積累植物對土壤溶液中ZnZn可能存在可能存在主動吸收主動吸收過程。過程。v離子通道或轉(zhuǎn)運蛋白離子通道或轉(zhuǎn)運蛋白 鋅轉(zhuǎn)運蛋白鋅轉(zhuǎn)運蛋白( (ZIP) )和鐵轉(zhuǎn)運蛋白和鐵轉(zhuǎn)運蛋白( (ITR1) )對根吸收土壤中對根吸收土壤中ZnZn和和FeFe起重要

18、作起重要作用；用； ZIP和和ITR1也具有也具有吸收轉(zhuǎn)運吸收轉(zhuǎn)運Mn(II), Co(II), Cd(II)或或Cu(II)等重金屬離子的潛力等重金屬離子的潛力。Uptake and sequestration現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十四頁，共65頁v 木質(zhì)部薄壁細(xì)胞轉(zhuǎn)載到導(dǎo)管的能量木質(zhì)部薄壁細(xì)胞轉(zhuǎn)載到導(dǎo)管的能量可能來自木質(zhì)部薄壁細(xì)胞膜可能來自木質(zhì)部薄壁細(xì)胞膜上的上的H-ATPase產(chǎn)生的負(fù)性跨膜電勢產(chǎn)生的負(fù)性跨膜電勢v 在導(dǎo)管中運輸?shù)哪芰恐饕獊碜愿鶋汉驼趄v拉力在導(dǎo)管中運輸?shù)哪芰恐饕獊碜愿鶋汉驼趄v拉力v 有機分子在超積累植物體內(nèi)重金屬運輸中有重要作用，用有機分子在超積累植物體內(nèi)重金屬運輸中有重要作用

19、，用X-射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)分析法射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)分析法( EXAFS) 研究研究,發(fā)現(xiàn)印度芥菜傷流發(fā)現(xiàn)印度芥菜傷流液液中有機酸參與了中有機酸參與了Cd 在木質(zhì)部的運輸在木質(zhì)部的運輸木質(zhì)部運輸木質(zhì)部運輸Xylem transport現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十五頁，共65頁卸載與組織分布卸載與組織分布 從木質(zhì)部卸載到葉細(xì)胞從木質(zhì)部卸載到葉細(xì)胞( (跨葉細(xì)胞膜運輸跨葉細(xì)胞膜運輸) ) 在組織水平上在組織水平上, ,重金屬主要分布在表皮細(xì)胞、重金屬主要分布在表皮細(xì)胞、亞表皮細(xì)胞和表皮毛中亞表皮細(xì)胞和表皮毛中Unloading and tissue distribution現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十六頁，共65頁細(xì)胞分布

20、定位細(xì)胞分布定位細(xì)胞壁 液泡 線粒體 葉綠體高爾基體 其他Trafficking and sequestration液泡液泡常被認(rèn)為是重金屬貯存的主要場所,用電子探針觀察了遏藍(lán)菜屬T.caerulenscens觀察到根中的Zn大部分分布在液泡中。細(xì)胞壁細(xì)胞壁是重金屬離子進(jìn)入的第一道屏障,它的金屬沉淀作用是一些植物耐重金屬的原因。蹄蓋蕨屬（Athyrium yokoscense)植物吸收的Cu大約有70-90%位于細(xì)胞壁?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十七頁，共65頁三、植物修復(fù)有機污染物的過程和機三、植物修復(fù)有機污染物的過程和機理理（1）直接吸收）直接吸收 有機污染物被植物吸收以后，可直接以母體化有機污染物

21、被植物吸收以后，可直接以母體化合物或以不具有植物毒性的代謝產(chǎn)物的形態(tài)，通過合物或以不具有植物毒性的代謝產(chǎn)物的形態(tài)，通過木質(zhì)化作用在植物組織中貯藏，也可代謝或礦化為木質(zhì)化作用在植物組織中貯藏，也可代謝或礦化為水和水和CO2等，或隨植物的蒸騰（呼吸）作用排除植等，或隨植物的蒸騰（呼吸）作用排除植物體。物體?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十八頁，共65頁（2）植物分泌物的降解作用）植物分泌物的降解作用 植物的根系可向土壤環(huán)境釋放大量分泌物，植物的根系可向土壤環(huán)境釋放大量分泌物，其數(shù)量約占植物年光合作用的其數(shù)量約占植物年光合作用的1020。植物。植物產(chǎn)生的各種天然有機物或酶類，可以促進(jìn)有機污染產(chǎn)生的各種天然有機物或

22、酶類，可以促進(jìn)有機污染物在植物體外發(fā)生生物降解。物在植物體外發(fā)生生物降解。 酶對污染物的降解起到關(guān)鍵作用。酶對污染物的降解起到關(guān)鍵作用?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十九頁，共65頁（3）增強根際微生物降解）增強根際微生物降解 直接圍繞在植物根周圍的土壤環(huán)境，一般直接圍繞在植物根周圍的土壤環(huán)境，一般稱作根際。植物根系分泌一些物質(zhì)及酶進(jìn)入土稱作根際。植物根系分泌一些物質(zhì)及酶進(jìn)入土壤，不但可以降解有機污染物，還向生活在根壤，不但可以降解有機污染物，還向生活在根際的微生物提供營養(yǎng)和能量，支持根際微生物際的微生物提供營養(yǎng)和能量，支持根際微生物的生長和活性，使根際環(huán)境的微生物數(shù)量明顯的生長和活性，使根際環(huán)境的微生物數(shù)

23、量明顯高于非根際土壤，生物降解作用增強。高于非根際土壤，生物降解作用增強。 根冠細(xì)胞根冠細(xì)胞和和分泌物分泌物是根區(qū)微生物生長的重要是根區(qū)微生物生長的重要營養(yǎng)源。營養(yǎng)源?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十頁，共65頁第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)氧化技術(shù)化學(xué)氧化技術(shù)一、概述一、概述 化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是利用氧化劑的氧化性能，化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是利用氧化劑的氧化性能，使污染物氧化分解，轉(zhuǎn)變成無毒或毒性較小的物使污染物氧化分解，轉(zhuǎn)變成無毒或毒性較小的物質(zhì)，從而消除土壤和水環(huán)境中的污染。質(zhì)，從而消除土壤和水環(huán)境中的污染?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十一頁，共65頁 深度氧化技術(shù)深度氧化技術(shù)，是相對于常規(guī)氧化，是相對于常規(guī)氧化技術(shù)而言的，指在體系

24、中能產(chǎn)生具有高技術(shù)而言的，指在體系中能產(chǎn)生具有高度反應(yīng)活性的自由基（如羥基自由基），度反應(yīng)活性的自由基（如羥基自由基），充分利用自由基的活性，快速徹底地氧充分利用自由基的活性，快速徹底地氧化有機污染物的處理技術(shù)。化有機污染物的處理技術(shù)。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十二頁，共65頁二、高錳酸鉀氧化法二、高錳酸鉀氧化法 （1）高錳酸鉀在酸性溶液中有很強的氧化性）高錳酸鉀在酸性溶液中有很強的氧化性 MnO4-+8H+5e-Mn2+4H2O 標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為E1.51V（2）高錳酸鉀在中性溶液中氧化性要低得多）高錳酸鉀在中性溶液中氧化性要低得多 MnO4-+2H2O+3e-MnO2+4OH-

25、標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為E=0.588V (3)高錳酸鉀在堿性溶液中的氧化性也較弱高錳酸鉀在堿性溶液中的氧化性也較弱 E0.564V (4)高錳酸鉀氧化有機污染物的機理高錳酸鉀氧化有機污染物的機理在酸性條件下，在酸性條件下，它是通過提供氧原子而不是通過生成羥基自由基進(jìn)行它是通過提供氧原子而不是通過生成羥基自由基進(jìn)行氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十三頁，共65頁三、臭氧氧化技術(shù)三、臭氧氧化技術(shù) 臭氧在酸性介質(zhì)中氧化還原電位為臭氧在酸性介質(zhì)中氧化還原電位為2.07V,在在堿性介質(zhì)中為堿性介質(zhì)中為1.27V，其氧化能力僅次于氟，高，其氧化能力僅次于氟，高于氯和高錳酸鉀。于氯和高錳酸鉀。

26、（1）臭氧分子的直接氧化反應(yīng)）臭氧分子的直接氧化反應(yīng) 1 打開雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)打開雙鍵發(fā)生加成反應(yīng) 2 親電反應(yīng)發(fā)生在分子中電子云密度高的點親電反應(yīng)發(fā)生在分子中電子云密度高的點 3親核反應(yīng)只發(fā)生在帶有吸電子基團的碳原子上，親核反應(yīng)只發(fā)生在帶有吸電子基團的碳原子上，限于同不飽和芳香族或脂肪族化合物或某些特殊限于同不飽和芳香族或脂肪族化合物或某些特殊基團發(fā)生反應(yīng)基團發(fā)生反應(yīng)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十四頁，共65頁（2）自由基的反應(yīng)）自由基的反應(yīng) 臭氧在堿性環(huán)境等因素作用下，產(chǎn)生活潑的臭氧在堿性環(huán)境等因素作用下，產(chǎn)生活潑的自由基，主要是羥基自由基，與污染物反應(yīng)，臭自由基，主要是羥基自由基，與污染物反應(yīng)，臭氧

27、在催化條件下易于分解形成氧在催化條件下易于分解形成OH自由基，土壤中自由基，土壤中天然存在的金屬氧化物如天然存在的金屬氧化物如-Fe2O3,MnO2和和Al2O3通?？梢宰鳛檫@種催化反應(yīng)的活性位點。通?？梢宰鳛檫@種催化反應(yīng)的活性位點?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十五頁，共65頁四、過氧化氫及四、過氧化氫及FENTON氧化技術(shù)氧化技術(shù) Fenton試劑是指在天然或人為添加的試劑是指在天然或人為添加的亞鐵離子（亞鐵離子（ Fe2+）時，與過氧化氫發(fā)生作用，）時，與過氧化氫發(fā)生作用，能夠產(chǎn)生高反應(yīng)活性的羥基自由基（能夠產(chǎn)生高反應(yīng)活性的羥基自由基（ OH ）的試劑。的試劑。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十六頁，共65頁 Fen

28、ton反應(yīng)體系中，過氧化氫產(chǎn)生羥基自由基反應(yīng)體系中，過氧化氫產(chǎn)生羥基自由基的總反應(yīng)方程為：的總反應(yīng)方程為： 酸性條件下酸性條件下 Fe2+H2O2Fe3+O2+OH Fenton反應(yīng)生成的反應(yīng)生成的OH 能快速降解多種有機化能快速降解多種有機化合物：合物： RH+ OH H2O + R R +Fe3+Fe2+ + 產(chǎn)物產(chǎn)物現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十七頁，共65頁 Fenton試劑反應(yīng)需在酸性條件才能進(jìn)行，試劑反應(yīng)需在酸性條件才能進(jìn)行，對環(huán)境條件的要求比較苛刻：對環(huán)境條件的要求比較苛刻：1 PH的影響的影響酸性條件酸性條件2 H2O2濃度的影響濃度的影響隨著濃度的增大，隨著濃度的增大，COD的的去除首先

29、增大，而后出現(xiàn)下降去除首先增大，而后出現(xiàn)下降3 催化劑催化劑(Fe2+)濃度的影響濃度的影響適量適量4 反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度適當(dāng)?shù)臏囟燃せ钭杂苫m當(dāng)?shù)臏囟燃せ钭杂苫F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十八頁，共65頁第四節(jié)第四節(jié) 電動力學(xué)修復(fù)電動力學(xué)修復(fù)一、基本原理一、基本原理 利用電動力學(xué)原理對受污染土壤進(jìn)行修復(fù)的方法稱為利用電動力學(xué)原理對受污染土壤進(jìn)行修復(fù)的方法稱為電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)。電動力學(xué)修復(fù)是將電極插入受污染的電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)。電動力學(xué)修復(fù)是將電極插入受污染的地下水及土壤區(qū)域，施加直流電，形成直流電場。由于土地下水及土壤區(qū)域，施加直流電，形成直流電場。由于土壤顆粒表面雙電層，孔隙水中帶有電荷的離子或顆粒，在壤

30、顆粒表面雙電層，孔隙水中帶有電荷的離子或顆粒，在電場作用下通過電遷移、電滲析流或電泳的方式沿電場方電場作用下通過電遷移、電滲析流或電泳的方式沿電場方向遷移，這些統(tǒng)稱為電動效應(yīng)。這樣，污染物離開土壤向向遷移，這些統(tǒng)稱為電動效應(yīng)。這樣，污染物離開土壤向兩極遷移，最終富集在電極區(qū)得到集中處理或分離。兩極遷移，最終富集在電極區(qū)得到集中處理或分離?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十九頁，共65頁Z離子的電荷數(shù)D擴散系數(shù)T熱力學(xué)溫度LAvogadro常數(shù)R摩爾氣體常數(shù)RTZDLu/電遷移速率電遷移速率現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十頁，共65頁 由于離子在土壤中的遷移比在水中的更復(fù)雜，由于離子在土壤中的遷移比在水中的更復(fù)雜，所以在實際

31、土壤中電遷移速率應(yīng)為：所以在實際土壤中電遷移速率應(yīng)為： u*=u/ 為經(jīng)驗常數(shù)為經(jīng)驗常數(shù)電滲析流可以用以下方程描述：電滲析流可以用以下方程描述： qv=KexIexA qv體積流量體積流量 Ke電滲析流導(dǎo)率系數(shù)電滲析流導(dǎo)率系數(shù) Ie電流梯度電流梯度 A截面積截面積 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十一頁，共65頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十二頁，共65頁二、聯(lián)用技術(shù)二、聯(lián)用技術(shù) 電動力學(xué)修復(fù)只是將土壤中的污染物從土電動力學(xué)修復(fù)只是將土壤中的污染物從土壤遷移到電極溶液，要將污染物徹底去除，可壤遷移到電極溶液，要將污染物徹底去除，可與其他修復(fù)技術(shù)聯(lián)用。與其他修復(fù)技術(shù)聯(lián)用。 例如，電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)與離子交換技術(shù)例如，電動力學(xué)

32、修復(fù)技術(shù)與離子交換技術(shù)并用，可使土壤中重金屬離子徹底去除。重金并用，可使土壤中重金屬離子徹底去除。重金屬在電場的作用下，進(jìn)入電極室溶液抽提到地屬在電場的作用下，進(jìn)入電極室溶液抽提到地面進(jìn)入離子交換系統(tǒng)，發(fā)生離子交換后的溶液面進(jìn)入離子交換系統(tǒng)，發(fā)生離子交換后的溶液可再次通入地下循環(huán)利用。可再次通入地下循環(huán)利用?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十三頁，共65頁第五節(jié)第五節(jié) 地下水修復(fù)的可滲地下水修復(fù)的可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)透反應(yīng)格柵技術(shù)一、概述一、概述 可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)（可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)（PRB）是以活性填料）是以活性填料組成的構(gòu)建物，垂直立于地下水水流的方向，污水組成的構(gòu)建物，垂直立于地下水水流的方向，污水流經(jīng)

33、過反應(yīng)格柵，通過物理的，化學(xué)的及生物的反流經(jīng)過反應(yīng)格柵，通過物理的，化學(xué)的及生物的反應(yīng)，使有機物得以有效去除的地下水凈化的技術(shù)。應(yīng)，使有機物得以有效去除的地下水凈化的技術(shù)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十四頁，共65頁PRB PRB 是一項原位使用的技術(shù)，比起傳統(tǒng)的是一項原位使用的技術(shù)，比起傳統(tǒng)的泵提處理技術(shù)，可省去泵提、挖掘及異地處理泵提處理技術(shù)，可省去泵提、挖掘及異地處理的費用；不阻斷水流，對環(huán)境的影響小；維護容易；的費用；不阻斷水流，對環(huán)境的影響??；維護容易；在功能喪失后可直接取出處理因而在經(jīng)濟上和工程在功能喪失后可直接取出處理因而在經(jīng)濟上和工程應(yīng)用上均顯示出優(yōu)勢。應(yīng)用上均顯示出優(yōu)勢?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五

34、十五頁，共65頁二、Fe-PRB1. 0價價Fe去除地下水中的有機污染物去除地下水中的有機污染物C2HCl3+Fe0+H2OC2H2Cl2+Cl-+OH-+Fe2+C2H2Cl2+Fe0+H2O C2H3Cl+Cl-+OH-+Fe2+C2H3Cl+Fe0+H2O C2H4+Cl-+OH-+Fe2+現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十六頁，共65頁2. 0價鐵去除地下水中無機污染物價鐵去除地下水中無機污染物1)對重金屬的去除對重金屬的去除 Fe0+CrO42-+H2O FexCr1-x(OH)3+OH- 上述反應(yīng)的去除原理為還原沉淀，上述反應(yīng)的去除原理為還原沉淀，0價鐵作用于價鐵作用于重金屬的其他重要的機理為吸附和共沉淀。重金屬的其他重要的機理為吸附和共沉淀。 0價鐵對重金屬的去除還應(yīng)包括還