土壤修復(fù)原理與技術(shù)復(fù)習(xí)資料

1、土壤修復(fù)復(fù)習(xí)緒論土壤污染：當(dāng)土壤中含有有害物質(zhì)過多，超過土壤的自凈能力，就會(huì)引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，微生物活動(dòng)受到抑制，有害物質(zhì)或其分解產(chǎn)物在土壤中逐漸積累、通過“土壤-植物-人體”或通過“土壤-水-人體”間接被人體吸收，達(dá)到危害人體健康的程度，就是土壤污染。土壤的主要污染物：1.Heavy metal （重金屬）：Pb, As, Cd, Zn, Cr,Cu；2.organic pollutants (有機(jī)污染物）：PAHs, PCBs 3.pathogenic microorganism（病源微生物）4.radioactive contaminant（放射性污染物）5.Other

2、s（其它） 土壤污染物以固液氣三態(tài)存在，主要來(lái)源分為人為源與天然源，污染的基本方式為直接污染和間接污染 1、土壤污染的特點(diǎn)：隱蔽性和滯后性累積性和地域性不可逆轉(zhuǎn)性（重金屬及一些有機(jī)物）治理難而周期長(zhǎng) 2、修復(fù)方法： 1.污染土壤修復(fù)的分類：植物修復(fù)、微生物修復(fù)、生物修復(fù)、化學(xué)修復(fù)（a原位化學(xué)淋洗技術(shù)； b異位化學(xué)淋洗技術(shù)；c溶劑浸提技術(shù)；d原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)；e原位化學(xué)還原與還原脫氯技術(shù)；f土壤性能改良技術(shù)）、物理修復(fù)（物理分離修復(fù)技術(shù)；土壤蒸汽浸提修復(fù)技術(shù)；固化/穩(wěn)定化土壤修復(fù)技術(shù)；玻璃化修復(fù)技術(shù)；熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)；熱解吸修復(fù)技術(shù)；電動(dòng)修復(fù)技術(shù)；冰凍修復(fù)技術(shù)；）、綜合修復(fù)原位（In Situ

3、）修復(fù)、異位（Ex Situ）修復(fù)： 原位修復(fù)更為經(jīng)濟(jì)有效，對(duì)污染物就地處置，使之得以降解和減毒，不需要建設(shè)昂貴的地面環(huán)境工程基礎(chǔ)設(shè)施和遠(yuǎn)程運(yùn)輸，操作維護(hù)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，還可以對(duì)深層次污染的土壤進(jìn)行修復(fù)。 異位修復(fù)技術(shù)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較低，系統(tǒng)處理的預(yù)測(cè)性高于原位修復(fù)生物修復(fù)技術(shù)：主要包括微生物修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)、動(dòng)物（低等）修復(fù)技術(shù)化學(xué)修復(fù)技術(shù)物理修復(fù)技術(shù) 第一章1、造成土壤污染的過程： 1接觸階段：污染物進(jìn)入土壤的初始階段，主要的接觸形式有3種：氣型接觸的污染：工業(yè)活動(dòng)中的煙塵和廢氣排放物，首先污染大氣，然后沉降到地表和土壤，以及汽車尾氣的排放、農(nóng)業(yè)農(nóng)藥的使用等等。水型接觸的污染。固體型接觸的

4、污染 2反應(yīng)階段：以不同途徑進(jìn)入土壤中的污染物經(jīng)過吸附-解吸、沉淀-溶解、氧化-還原、絡(luò)合-解離、降解和積累放大等一系列的生態(tài)化學(xué)過程，參與土壤系統(tǒng)功能的表達(dá)，影響土壤的原始平衡；污染物作用過程在改變土壤物理化學(xué)性質(zhì)的同時(shí)，本身的形態(tài)、毒性、濃度等性質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)的變化，污染物與土壤有機(jī)質(zhì)及其它組分之間的相互作用，在影響各個(gè)子系統(tǒng)的正常代謝過程中改變了土壤生態(tài)系統(tǒng)整體平衡發(fā)展的趨勢(shì) 3污染中毒階段：污染物進(jìn)入土壤并參與到土壤各個(gè)組分之間的物理化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中，使土壤及其中的生命組分發(fā)生急性中毒或慢性中毒 4恢復(fù)階段：急性中毒土壤一般很難恢復(fù)初始的健康狀態(tài)，需要人為的力量才能恢復(fù)正常的功能表達(dá)；慢性中

5、毒的土壤一般可以自然恢復(fù) 2、污染診斷方法： 1.污染土壤診斷：實(shí)驗(yàn)室診斷：化學(xué)分析方法、毒理學(xué)分析方法等田間診斷：場(chǎng)地試驗(yàn)是一種適合的方法，通過這種試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地條件或接近場(chǎng)地條件下污染物對(duì)各種土壤生物的毒害作用 2.快速診斷與長(zhǎng)期診斷：快速診斷一般通過 急性毒性試驗(yàn)【急性毒性試驗(yàn)(Acute Toxicity Test)是研究化學(xué)物質(zhì)大劑量一次染毒或24h內(nèi)多次染毒動(dòng)物所引起的毒性試驗(yàn)。其目的是在短期內(nèi)了解該物質(zhì)的毒性大小和特點(diǎn),并為進(jìn)一步開展其他毒性試驗(yàn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。如：哺乳動(dòng)物、水生生物（魚、水蚤、藻類）、蚯蚓等?！?；長(zhǎng)期診斷一般通過亞慢性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)【人類接觸環(huán)境污染物時(shí)

6、,通常接觸水平低于急性中毒劑量或濃度。為了得到更接近實(shí)際情況的毒作用資料,需進(jìn)行亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)。A亞慢性毒性試驗(yàn)(Subchronic Toxicity Test)驗(yàn)是在相當(dāng)于動(dòng)物生命周期的1/301/20時(shí)間內(nèi)使動(dòng)物每日或反復(fù)多次接觸受試物的毒性試驗(yàn)。檢測(cè)指標(biāo)：(1)一般綜合指標(biāo) (2)血液及生化檢驗(yàn)(3)病理組織學(xué)檢查； B慢性毒性試驗(yàn)(Chronic Toxicity Test)：是指以低劑量外來(lái)化合物,長(zhǎng)期與試驗(yàn)動(dòng)物接觸,觀察其對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)的試驗(yàn)?！扛叩戎参锒纠碓囼?yàn)與特殊毒性試驗(yàn)法：癥狀法、生長(zhǎng)量法、高等植物毒性診斷試驗(yàn)方法藻類毒性試驗(yàn)法、蠶豆根尖微核技術(shù)、紫露草

7、微核技術(shù)敏感動(dòng)物指示法：陸生無(wú)脊椎動(dòng)物試驗(yàn)、蚯蚓毒性試驗(yàn)、土壤原生動(dòng)物毒性試驗(yàn)敏感微生物診斷法：一般的土壤微生物試驗(yàn)、發(fā)光菌試驗(yàn)、轉(zhuǎn)基因工程微生物試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：土壤污染生態(tài)毒理診斷集合了土壤中不同食物鏈生物對(duì)化學(xué)品的整體毒性效應(yīng)，提供土壤污染的全部信息通過選擇敏感代表者作為毒性診斷指標(biāo)，對(duì)土壤污染診斷具有重要補(bǔ)充作用缺點(diǎn)：難以對(duì)土壤中各種物質(zhì)進(jìn)行全面測(cè)定，不可能鑒定土壤中所有物質(zhì)的潛在毒性效應(yīng)，也不可能測(cè)出污染物的復(fù)合污染效應(yīng)難以區(qū)別和提取不同暴露路徑中(如，孔隙水中、土壤空氣中、食物的吸收中、不可提取性殘?jiān)谢蜴I合到某些物質(zhì)中)的污染物質(zhì)，因此，污染物的有效毒性往往被低估無(wú)法以量化方式對(duì)產(chǎn)物的毒

8、性做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，因?yàn)橛行┪镔|(zhì)量的大小與其毒性大小之間不成正比。無(wú)法對(duì)污染物的代謝毒性進(jìn)行追蹤，檢測(cè)上也存在困難3、劑量效應(yīng)的關(guān)系 1.生態(tài)毒理學(xué)診斷原理主要是依據(jù)生物在毒物作用下的不良生理、生化反應(yīng)，所進(jìn)行的生物學(xué)系列試驗(yàn)。生物對(duì)毒物毒性響應(yīng)的大小，依據(jù)在一定時(shí)間內(nèi)某一污染物的劑量-效應(yīng)關(guān)系決定.效應(yīng)與反應(yīng)：效應(yīng)(Effect)表示接觸一定劑量化學(xué)物質(zhì)引起機(jī)體個(gè)體發(fā)生的生物學(xué)變化。反應(yīng)(Response)是接觸一定劑量化學(xué)物質(zhì)后,表現(xiàn)一定程度某種效應(yīng)的個(gè)體在一個(gè)群體中所占的比例 劑量-效應(yīng)關(guān)系(Dose-effect Relationship)和劑量-反應(yīng)關(guān)系(Dose-response Re

9、lationship):分別表示不同劑量在個(gè)體或群體中表現(xiàn)出來(lái)的量效應(yīng)大小之間的關(guān)系,以及不同劑量與質(zhì)效應(yīng)發(fā)生率之間的關(guān)系。劑量反應(yīng)關(guān)系是評(píng)價(jià)化學(xué)物質(zhì)的毒性和確定安全接觸水平的基本依據(jù)。2. 劑量的確定：引起生物某種程度毒害所需的劑量統(tǒng)稱為毒害劑量劑量是決定毒物對(duì)機(jī)體造成損害的最主要因素對(duì)于同一種毒物，不同劑量對(duì)機(jī)體造成的損害程度不同； 效應(yīng)（effect）：即生物學(xué)效應(yīng)，指機(jī)體在接觸一定劑量的化學(xué)物后引起的生物學(xué)改變。生物學(xué)效應(yīng)一般具有強(qiáng)度性質(zhì)，為量化效應(yīng)（graded effect）或稱計(jì)量資料。效應(yīng)用于敘述在群體中發(fā)生改變的強(qiáng)度時(shí)，往往用測(cè)定值的均數(shù)來(lái)表示。 研究污染物對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)

10、可能危害的劑量-反應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行污染物毒性和土壤生態(tài)安全性評(píng)價(jià)。4、生物標(biāo)志物 1.概念：生物標(biāo)志物(Biomarker)是通過測(cè)定生物體液、細(xì)胞和組織的各種反應(yīng)，用生物化學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)等方法來(lái)指示污染物的存在與否及生物個(gè)體的反應(yīng)。它能夠直接以生物體內(nèi)靶細(xì)胞或靶分子為反應(yīng)終點(diǎn)，十分敏感。檢測(cè)結(jié)果能夠說明生物個(gè)體內(nèi)的細(xì)胞和組織是否已經(jīng)暴露于超量的污染物中，環(huán)境污染物是否已對(duì)生物靶誘發(fā)了毒性效應(yīng)，以及毒性效應(yīng)是否會(huì)對(duì)種群、群落、或生態(tài)系統(tǒng)引起連鎖效應(yīng)。2.選擇生物標(biāo)志物的原則：具有一定的敏感性，生物標(biāo)志物的敏感性應(yīng)高于一般生物檢測(cè)指標(biāo)；反應(yīng)要有一定的穩(wěn)定時(shí)間，同時(shí)要快速； 在分子和生化水平上的效

11、應(yīng)(效應(yīng)生物標(biāo)志物)與高級(jí)生物學(xué)水平上的效應(yīng)(如生長(zhǎng)、繁殖)聯(lián)系在一起；具有一定野外應(yīng)用價(jià)值；要求選取對(duì)受試生物損害較小的指標(biāo)，技術(shù)易于掌握。3.生物標(biāo)志物的類型：生物標(biāo)志物基本上可以分為生化、免疫、遺傳等3個(gè)方面。生化系統(tǒng)：一些生化反應(yīng)與污染物的作用機(jī)制極為相似，這些效應(yīng)在很短的時(shí)間內(nèi)就可發(fā)生，對(duì)于污染物的反應(yīng)十分敏感：主要的兩種生物標(biāo)志物類型是生物酶和特異蛋白質(zhì)。免疫系統(tǒng)：如巨噬細(xì)胞、紅細(xì)胞和白細(xì)胞。以免疫系統(tǒng)的抵抗力為毒性反應(yīng)終點(diǎn)，對(duì)化學(xué)品暴露、生理狀態(tài)和疾病情況等，提供綜合性標(biāo)志物。遺傳系統(tǒng)：如DNA和癌基因等作為生物標(biāo)志物有不少應(yīng)用實(shí)例。4.生物標(biāo)志物的分類：一般根據(jù)個(gè)體從暴露到疾病

12、發(fā)生過程的進(jìn)行把生物標(biāo)志物分為暴露標(biāo)志物、效應(yīng)標(biāo)志物和易感性標(biāo)志物。暴露標(biāo)志物(Biomarker of Exposure ): 也稱接觸生物標(biāo)志物，指機(jī)體生物材料中外源性物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物(內(nèi)劑量)，或外源性物質(zhì)與某些靶分子之間相互作用的產(chǎn)物(生物有效劑量)。內(nèi)劑量生物標(biāo)志物包括細(xì)胞、組織或體液(如血、尿、糞便、乳汁、汗液、毛發(fā)、指甲、唾液)中的毒物及其代謝產(chǎn)物；有效劑量(到達(dá)劑量或靶劑量)生物標(biāo)志物如DNA加合物、蛋白質(zhì)加合物、DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)物等等。效應(yīng)生物標(biāo)志物(Biomarker of Effect)：指機(jī)體內(nèi)能反映生化、生理或其他方面改變的物質(zhì)。依照改變程度的不同，效應(yīng)生物標(biāo)志物又

13、可分為反映早期生物學(xué)效應(yīng)、結(jié)構(gòu)和(或)功能改變、毒性或疾病3類標(biāo)志物。機(jī)體內(nèi)能反映早期生化、生理或其他方面改變的物質(zhì)稱為早期生物學(xué)效應(yīng)生物標(biāo)志物。如DNA鏈斷裂、癌基因活化、抑癌基因失活等；當(dāng)外源性物質(zhì)引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)或功能改變時(shí)，機(jī)體內(nèi)能反映生化、生理或其他方面改變的物質(zhì)叫做細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能改變的生物標(biāo)志物。如腫瘤生長(zhǎng)因子、癌胚抗原等；能反映外源性物質(zhì)機(jī)體毒性的物質(zhì)。如染色體畸變、姐妹染色單體交換等，稱作毒性生物標(biāo)志物。易感性生物標(biāo)志物(Susceptibility Biomarkers) ：指反映機(jī)體先天或后天獲得的對(duì)接觸外源性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)能力的指標(biāo)，與個(gè)體免疫功能差異和靶器官有關(guān)。5.生物標(biāo)志

14、物的優(yōu)越性：可反映污染物暴露的時(shí)空變化和歷史情況；可聯(lián)系微觀和宏觀效應(yīng)；直接聯(lián)系污染物濃度與效應(yīng)；可確定各種暴露途徑之間的差異；綜合了多種污染物的相互作用；判定污染物引起的效應(yīng)對(duì)生物個(gè)體或生態(tài)上的意義；可對(duì)長(zhǎng)期生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行短期預(yù)測(cè)。6. 生物標(biāo)志物的應(yīng)用：目前人們研究的重點(diǎn)集中在發(fā)展生物標(biāo)志物，而不是生物標(biāo)志物的應(yīng)用，并且對(duì)生物標(biāo)志物的理解缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使很多標(biāo)志物都只能停留在發(fā)展階段而很難應(yīng)用于實(shí)際問題的解決。復(fù)合污染狀況下的生物標(biāo)志物響應(yīng)的研究：在實(shí)際環(huán)境中生物有機(jī)體主要暴露于復(fù)合污染物而非單個(gè)化學(xué)物質(zhì)，通過研究復(fù)合污染暴露體系下生物標(biāo)志物響應(yīng)，并綜合考慮生物有機(jī)體個(gè)體大小、生長(zhǎng)發(fā)育和性

15、別等對(duì)標(biāo)志物響應(yīng)的影響，將會(huì)大大提高標(biāo)志物在指示實(shí)際環(huán)境中暴露和效應(yīng)的準(zhǔn)確性和靈敏度，使標(biāo)志物檢測(cè)能更準(zhǔn)確地反映實(shí)際環(huán)境狀況。 多指標(biāo)檢測(cè)體系的應(yīng)用和發(fā)展 生物標(biāo)志物的生態(tài)相關(guān)性的闡述：對(duì)生物標(biāo)志物的測(cè)定結(jié)果與特定環(huán)境致變之間的關(guān)系進(jìn)行研究，找出生物標(biāo)志物的效應(yīng)與相關(guān)種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)水平效應(yīng)的直接聯(lián)系，是生物標(biāo)志物研究的重要任務(wù)之一標(biāo)志物測(cè)定的規(guī)范化：首先，要對(duì)標(biāo)志物的理解具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；其二，要開發(fā)出規(guī)范統(tǒng)一的測(cè)定方法，使來(lái)自不同實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)具有可比性；最后，開發(fā)出方便檢驗(yàn)的試劑盒，降低標(biāo)志物檢測(cè)的費(fèi)用，使之得以推廣應(yīng)用分析檢測(cè)技術(shù)：重金屬的生物標(biāo)志物：金屬硫蛋白(MTs)、抗氧化酶類、

16、還原性谷胱甘肽(GSH)、外周血清轉(zhuǎn)氨酶、免疫標(biāo)志物 有機(jī)磷農(nóng)藥的生物標(biāo)志物：膽堿脂酶(ChE)、對(duì)氧磷酶、烷基磷酸脂、 多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)等的生物標(biāo)志物：混合功能氧化酶(MFO）、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GSTs)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化酶(GPx)、DNA加合物 第二章1、土壤健康風(fēng)險(xiǎn) 土壤健康的生態(tài)指示：植物指示：敏感植物指示：如植物的抗鹽、抗酸以及超富集植物等；植物根的反應(yīng)；植物根的病原體土壤動(dòng)物指示：土壤節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)；蚯蚓土壤微生物指示土壤微生物群落結(jié)構(gòu)：土壤微生物生物量；營(yíng)養(yǎng)物的循環(huán)土壤酶指示 土壤健康質(zhì)量及其分析方法：物理屬性：土壤顏色和土壤

17、溫度；土壤水分；土壤質(zhì)地；土壤團(tuán)聚體；土壤容重；土壤孔隙度；土壤比表面積；土壤滲透性等化學(xué)屬性：土壤酸堿度；土壤有機(jī)質(zhì)；離子交換性能；電導(dǎo)率；植物需要的營(yíng)養(yǎng)元素生物學(xué)屬性：微生物；動(dòng)物；植物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：由人類活動(dòng)引起的,或由人類活動(dòng)與自然界的運(yùn)動(dòng)過程共同作用造成的,通過環(huán)境介質(zhì)傳播的,能對(duì)人類社會(huì)及其生存、發(fā)展的基礎(chǔ)環(huán)境產(chǎn)生破壞、損失乃至毀滅性作用等不利后果的事件的發(fā)生概率；具有兩個(gè)主要特點(diǎn)：即不確定性和危害性。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)廣泛存在于人們的生產(chǎn)和其他活動(dòng)之中,而且表現(xiàn)方式紛繁復(fù)雜環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分類：根據(jù)產(chǎn)生原因的差異,可以將環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分為化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)、物理風(fēng)險(xiǎn)以及自然災(zāi)害引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)危害性事件的承受對(duì)象的差

18、異,將風(fēng)險(xiǎn)分為三類,即人群風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)以及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。2、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、土壤健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)步驟從環(huán)境科學(xué)的范疇內(nèi)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)可分為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)兩大類生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)概念：暴露于一種或幾種污染物而可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生不良生態(tài)效應(yīng)的評(píng)估過程，是建立在生態(tài)學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科研究成果基礎(chǔ)上的一門綜合分支學(xué)科。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)步驟：?jiǎn)栴}表述：研究區(qū)界定和信息收集、選擇評(píng)估終點(diǎn)和測(cè)定終點(diǎn)、建立場(chǎng)地概念模型、制定風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)劃風(fēng)險(xiǎn)分析：暴露表征和生態(tài)效應(yīng)表征風(fēng)險(xiǎn)表征：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理：健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)步驟： 健康危害判定；劑量-效應(yīng)分析；暴露評(píng)估；健康風(fēng)險(xiǎn)表征；健康風(fēng)險(xiǎn)管理3、劑量效應(yīng)曲線關(guān)系（反應(yīng)了

19、什么樣的關(guān)系模式） 直線型：反應(yīng)強(qiáng)度與劑量呈直線關(guān)系，即隨著劑量的增加，反應(yīng)的強(qiáng)度也隨著增強(qiáng)，并成正比例關(guān)系。但在生物體內(nèi)，此種關(guān)系較少出現(xiàn)，僅在某些體外實(shí)驗(yàn)中，在一定的劑量范圍內(nèi)存在。 S形曲線：此曲線較為常見。它的特點(diǎn)是在低劑量范圍內(nèi)，隨著劑量增加，反應(yīng)強(qiáng)度增高較為緩慢，劑量較高時(shí)，反應(yīng)強(qiáng)度也隨之急速增加，但當(dāng)劑量繼續(xù)增加時(shí)，反應(yīng)強(qiáng)度增高又趨于緩慢，成為“S”形狀，S形曲線可分為對(duì)稱和非對(duì)稱兩種。 拋物線型：劑量與反應(yīng)呈非線性關(guān)系，即隨著劑量的增加，反應(yīng)的強(qiáng)度也增高，且最初增高急速，隨后變得緩慢，以致曲線先陡峭后平緩，而成拋物線形。如將此劑量換算成對(duì)數(shù)值則成一直線。將劑量與反應(yīng)關(guān)系曲線換算

20、成直線，可便于在低劑量與高劑量之間進(jìn)行互相推算。 指數(shù)曲線：在劑量反應(yīng)關(guān)系的曲線中，當(dāng)劑量越大，反應(yīng)率就隨之增高得越快，這就是指數(shù)曲線形式的劑量反應(yīng)關(guān)系曲線。若將劑量或反應(yīng)率兩者之一變換為對(duì)數(shù)值，則指數(shù)曲線即可直線化。 雙曲線 ：隨劑量增加而反應(yīng)率的增高類似指數(shù)曲線，但為雙曲線。此時(shí)如將劑量與反應(yīng)率均變換為對(duì)數(shù)值，即可將曲線化直。 受干擾的曲線 ：有時(shí)由于毒物的致死作用或?qū)?xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用等各種原因，可使曲線受干擾，在中途改變其形態(tài)甚至中斷。雖然，在某些毒性試驗(yàn)中，可見到“全或無(wú)”的劑量反應(yīng)關(guān)系的現(xiàn)象，即僅在一個(gè)狹窄的劑量范圍內(nèi)才觀察到效應(yīng)出現(xiàn)，而且是坡度極陡的線性劑量反應(yīng)關(guān)系。產(chǎn)生這種情況

21、的原因當(dāng)依據(jù)具體情況作出解釋。4、健康風(fēng)險(xiǎn)如何應(yīng)用（指標(biāo)影響，人體不同攝入途徑計(jì)算不同途徑對(duì)人體帶來(lái)的危害） 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理：健康危害判定：土壤污染危害判定是根據(jù)土壤污染物的生物學(xué)和化學(xué)資料，判定土壤中某種特定污染物是否產(chǎn)生危害； 劑量-健康危害分析：對(duì)土壤污染物暴露水平與暴露人群或生物種群中不良健康反應(yīng)發(fā)生率之間的關(guān)系進(jìn)行定量估算的過程，是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的定量依據(jù)：主要包括非致癌物的劑量-健康危害分析； 致癌物的劑量-健康危害分析：致癌物的劑量-健康危害分析是在無(wú)閾效應(yīng)情況下，利用高劑量外推模式評(píng)價(jià)人群暴露水平上所致毒的危險(xiǎn)概率。 分析過程一般包括：1）選取合適的數(shù)據(jù)資料2）利用高劑量外推模型

22、推導(dǎo)出低劑量暴露下可能的危害程度3）將由動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的危害度估計(jì)值轉(zhuǎn)化為人的相應(yīng)值。 一般認(rèn)為，致癌物在低劑量范圍內(nèi)的劑量-危害反應(yīng)關(guān)系曲線可能有3種類型即線形、超線形和次線形。 突變物的劑量-健康危害分析：目前僅能進(jìn)行有關(guān)整體哺乳類誘導(dǎo)的胚胎突變資料的劑量-危害分析； 暴露評(píng)估：不同交換界面的污染物暴露量估算：經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體的量估算；經(jīng)消化道進(jìn)入人體的量估算；經(jīng)皮膚吸收進(jìn)入人體的量估算。暴露評(píng)估的內(nèi)容：包括土壤污染源分析、暴露途徑分析、污染物在時(shí)間和空間上的強(qiáng)度和分布分析、暴露人群和環(huán)境受體的分析、計(jì)算暴露水平和評(píng)估不確定性因素等。暴露評(píng)價(jià)的步驟：表征暴露的土壤環(huán)境；確定暴露途徑；定量

23、暴露； 健康風(fēng)險(xiǎn)表征：主要步驟有：污染土壤危害判定；劑量-危害評(píng)估及暴露評(píng)價(jià)結(jié)果的綜合分析；風(fēng)險(xiǎn)度分析；書面總結(jié)風(fēng)險(xiǎn)表征結(jié)果； 健康風(fēng)險(xiǎn)管理：概念：污染土壤的健康風(fēng)險(xiǎn)管理是指根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果，按照適當(dāng)?shù)姆ㄒ?guī)條例，選用有效的控制技術(shù)，進(jìn)行削減風(fēng)險(xiǎn)的費(fèi)用-效益分析，確定可接受風(fēng)險(xiǎn)度和可接受的損害水平，并進(jìn)行政策分析及考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治因素，決定適當(dāng)?shù)墓芾泶胧┎⒏吨T實(shí)施，以降低或消除該風(fēng)險(xiǎn)度，保護(hù)人群健康。主要內(nèi)容：根據(jù)土壤污染危害判定結(jié)果，確定采用何種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) ；篩選出需要做風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的項(xiàng)目，特別是有重大危害的項(xiàng)目；確定土壤污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)和土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；制定風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)急措施及補(bǔ)救措施。金屬污

24、染土壤人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：主要表現(xiàn)在4個(gè)方面土壤污染源強(qiáng)的計(jì)算 ü 重金屬在土壤剖面及大氣、地下水中濃度的分布 ü 對(duì)人體健康危害的風(fēng)險(xiǎn)度計(jì)算 ü 總年的危險(xiǎn)計(jì)算第三章1、物理分離技術(shù)（方法、原理）技術(shù)原理：依據(jù)粒徑的大小，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)磁性有無(wú)或大小，采用磁分離手段；根據(jù)表面特征，采用浮選法進(jìn)行分離物理分離過程：主要包括：針對(duì)不同土壤顆粒粒級(jí)（如粗砂、細(xì)砂和粘粒等）、粒徑或形狀，可通過不同大小、形狀網(wǎng)格的篩子進(jìn)行分離；依據(jù)顆粒水動(dòng)力學(xué)原理，將不同密度的顆粒，通過其重力作用導(dǎo)致的不同沉降、沉淀速率進(jìn)行分離

25、；根據(jù)顆粒表面特征的不同，采用浮選法，將其中一些顆粒吸引到目標(biāo)泡沫上進(jìn)行分離；一些物質(zhì)具有磁性，或者污染物本身具有磁感應(yīng)效應(yīng)，尤其是一些重金屬；物理分離修復(fù)方法：粒徑分離：根據(jù)顆粒直徑的大小分離固體 ü干篩分：能成功處理大或中等的土壤顆粒，處理小于0.060.09m粒級(jí)比較難 ü 濕篩分：易產(chǎn)生一定量的污水，濕的土壤使下一步的化學(xué)處理比較難 ü 摩擦-洗滌：摩擦洗滌器不是真正的顆粒分離設(shè)備，但能夠打碎土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，將氧化物或其它膠膜從土壤膠體上洗下來(lái)。水動(dòng)力學(xué)分離：也稱粒度分級(jí)，基于顆粒在流體中的移動(dòng)速度將其分成兩部分或多部分的分離技術(shù)。顆粒在流體中的移動(dòng)速度取

26、決于顆粒大小、密度和形狀?？梢酝ㄟ^強(qiáng)化流體在與顆粒運(yùn)動(dòng)方向相反的方向上運(yùn)動(dòng)，提高分離效率。 密度（或重力）分離：基于物質(zhì)密度，采用重力富集方式分離顆粒。在重力和其他一種或多種與重力方向相反的作用力的同時(shí)作用下，不同密度的顆粒產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)行為也有所不同。重力分離對(duì)粗糙顆粒比較有效 脫水分離：一般采用的脫水方法有過濾、壓濾、離心和沉淀2、蒸汽浸提技術(shù)（基本原理、分類、優(yōu)缺點(diǎn)）概念：土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)（Soil vapour extraction，SVE）是指通過降低土壤空隙的蒸氣壓，把土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為蒸氣形式而加以去除的技術(shù)，是利用物理方法去除不飽和土壤中揮發(fā)性有機(jī)組分（VOCs）污染的一種修

27、復(fù)技術(shù)，該技術(shù)適用于高揮發(fā)性化學(xué)污染土壤的修復(fù)，如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤。 基本原理：在污染土壤內(nèi)引入清潔空氣產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，利用土壤固相、液相和氣相之間的濃度梯度，在氣壓降低的情況下，將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的污染物排出土壤外的過程分類：原位土壤蒸汽浸提技術(shù)：利用真空通過布置在不飽和土壤層中的提取井向土壤中導(dǎo)入氣流，氣流經(jīng)過土壤時(shí)，揮發(fā)性和半揮發(fā)性的有機(jī)物揮發(fā)，隨空氣進(jìn)入真空井，氣流經(jīng)過后，土壤得到了修復(fù)。主要用于揮發(fā)性有機(jī)鹵代物或非鹵代物的修復(fù)，有時(shí)也應(yīng)用于去除土壤中的油類、重金屬及其有機(jī)物、多環(huán)芳烴或二惡英等污染物異位土壤蒸汽浸提技術(shù)；是指利用真空通過布置在堆積著的污染土壤中開有狹縫的管道網(wǎng)絡(luò)

28、向土壤中引入氣流，促使揮發(fā)性和半揮發(fā)性的污染物揮發(fā)進(jìn)入土壤中的清潔空氣流，進(jìn)而被提取脫離土壤。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還包括尾氣處理系統(tǒng) 主要用于處理?yè)]發(fā)性有機(jī)鹵代物和非鹵代污染物污染土壤的修復(fù) 多相浸提技術(shù)（兩相浸提技術(shù)、兩重浸提技術(shù)）多相浸提技術(shù)（muti-phase extraction）是土壤蒸汽浸提技術(shù)進(jìn)行革新基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是蒸汽浸提技術(shù)的強(qiáng)化，可以同時(shí)對(duì)地下水和土壤蒸汽進(jìn)行提取。主要用于處理中、低滲透性地層中的VOCs及其他污染物。 多相浸提技術(shù)可具體細(xì)分為兩相（TPE）和兩重浸提（DPE）兩種方法；兩相浸提技術(shù)（two-phase extraction），是指利用蒸汽浸提或者生物通風(fēng)技

29、術(shù)向不飽和土壤輸送氣流，以修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物和油類污染物污染土壤的過程。氣流同時(shí)也可以將地下水提到地上進(jìn)行處理，兩相提取井同時(shí)位于土壤飽和層和土壤不飽和層，施以真空后進(jìn)行提取。兩重浸提技術(shù)（dual-phase extraction）既可以在高真空下也可以在低真空條件下使用潛水泵或者空氣泵工作 生物通風(fēng)技術(shù) 異位土壤蒸汽浸提技術(shù)與原位土壤蒸汽浸提技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)：a挖掘過程可以增加土壤中的氣流通道；b淺層地下水位不會(huì)影響處理過程；c使泄漏收集變得可能；d監(jiān)測(cè)過程變得容易進(jìn)行；兩重和兩相(TPE)浸提技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)：3、蒸汽浸提技術(shù)與其他方法的關(guān)系（包括哪些方法、結(jié)合各利用什么優(yōu)缺點(diǎn)）A壓裂修復(fù)技術(shù)：

30、壓裂技術(shù)（fracture）是指利用某種力量使地下的巖石或者大密度土壤（黏土、膠泥）爆裂的技術(shù)，本身不是一種獨(dú)立的污染土壤修復(fù)技術(shù)，它只是用來(lái)使地層壓裂促進(jìn)其他修復(fù)技術(shù)的修復(fù)效果，產(chǎn)生的裂痕，為需要去除或分解的有害化學(xué)物質(zhì)提供了逸出的通道B生物通風(fēng)：生物通風(fēng)(bioventing)即BV法，結(jié)合了土壤通風(fēng)的物理過程和增強(qiáng)的生物降解過程，而成為一種應(yīng)用廣泛的革新性原位修復(fù)技術(shù)，是土壤蒸汽浸提技術(shù)的衍生生物通風(fēng)系統(tǒng)使用與SVE相同的設(shè)施，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)目的有很大不同 ü SVE系統(tǒng)井被放在被污染區(qū)域的中心，而生物通風(fēng)操作中井放在被污染區(qū)的邊緣往往更 有效 ü SVE在修復(fù)污染

31、物時(shí)空氣抽提速率一般較大，利用揮發(fā)性去除污染物，生物通風(fēng)的目的 是創(chuàng)造好氧條件來(lái)促進(jìn)原位生物降解，因此生物通風(fēng)相對(duì)較低的空氣速率，以使氣體在土壤中的停留時(shí)間增長(zhǎng)優(yōu)點(diǎn)：生物通風(fēng)應(yīng)用范圍較寬；與SVE比較它的操作費(fèi)用更低,在SVE操作中抽出的廢氣不能直接放入空氣中，需要后續(xù)處理工藝，這有時(shí)甚至要占整個(gè)費(fèi)用的50%左右，生物通風(fēng)省去了此步驟，因此操作成本下降；缺點(diǎn)：生物通風(fēng)比較其它土壤修復(fù)技術(shù)，其主要缺點(diǎn)是它的操作時(shí)間長(zhǎng)，受到土著微生物種類的限制 C空氣噴射: 也有人稱為空氣注射，是去除飽和區(qū)土壤有機(jī)污染物的土壤原位修復(fù)技術(shù)。AS的目的是去除潛水位以下的地下水中溶解的有機(jī)污染物質(zhì)，通過將新鮮空氣噴射

32、進(jìn)飽和區(qū)土壤中，產(chǎn)生的懸浮羽狀體逐步向原始水位上升，從而達(dá)到去除化學(xué)物質(zhì)的目的。噴射進(jìn)入含水層的空氣能提供氧氣來(lái)支持生物降解，也能將揮發(fā)性污染物從地下水轉(zhuǎn)移到不飽和區(qū)，在那里污染物能夠用SVE或BV來(lái)進(jìn)行處理土壤蒸汽浸提技術(shù)及衍生技術(shù):不飽和區(qū)土壤原位修復(fù)技術(shù)（SVE，BV） Ø 飽和區(qū)土壤原位修復(fù)技術(shù)（ AS，BS）4、固化穩(wěn)定技術(shù)（物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)的固化技術(shù)的區(qū)別，針對(duì)不同的污染物） 概念：固化/穩(wěn)定化（Solidification/Stabilization）是指防止或者降低污染土壤釋放有害化學(xué)物質(zhì)過程的一組修復(fù)技術(shù)，通常用于重金屬和放射性物質(zhì)污染土壤的無(wú)害化處理，可以是原位

33、也可以是異位。 固化是指將污染物包被起來(lái)，使之呈顆粒狀或大塊狀存在，進(jìn)而使污染物處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定化是指將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力或毒性變小的狀態(tài)和形式，即通過降低污染物的生物有效性，實(shí)現(xiàn)其無(wú)害化或者降低其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)危害性的風(fēng)險(xiǎn) 原理： 固化/穩(wěn)定化技術(shù)一般常采用的方法為:先利用吸附質(zhì)如黏土、活性炭和樹脂等吸附污染物，澆上瀝青，然后添加某種凝固劑或黏合劑，使混合物成為一種凝膠，最后固化為硬塊。 特點(diǎn): 需要污染土壤與固化劑/穩(wěn)定劑等進(jìn)行原位或異位混合，與其他固定技術(shù)相比，無(wú)需破壞無(wú)機(jī)物質(zhì)，但可能改變有機(jī)物質(zhì)的性質(zhì)；穩(wěn)定化可能與封裝等其它固定技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，并可能增加污染物的總體積；固化

34、/穩(wěn)定化處理后的污染土壤應(yīng)當(dāng)有利于后續(xù)處理；現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需要安裝下面全部或部分設(shè)施：原位修復(fù)所需的螺旋鉆井和混合設(shè)備；集塵系統(tǒng)；揮發(fā)性污染物控制系統(tǒng)；大型儲(chǔ)存池。 優(yōu)勢(shì)：可以處理多種復(fù)雜金屬?gòu)U物；費(fèi)用低廉；加工設(shè)備容易轉(zhuǎn)移；所形成的固體毒性降低，穩(wěn)定性增強(qiáng)；凝結(jié)在固體中的微生物很難生長(zhǎng)，不致破壞結(jié)塊結(jié)構(gòu) 影響因素：物理機(jī)制：水分及有機(jī)污染物含量過高，部分潮濕土壤或者廢物顆粒與粘結(jié)劑接觸粘合，而另一部分未經(jīng)處理的土壤團(tuán)聚體或結(jié)塊，最后形成處理土壤與粘結(jié)劑混合不均勻；親水有機(jī)物對(duì)養(yǎng)護(hù)水泥或者礦渣水泥混合物的膠體結(jié)構(gòu)有破壞作用；干燥或粘性土壤或廢物容易導(dǎo)致混合不均化學(xué)機(jī)制：化學(xué)吸附/老化過程；沉降/沉淀

35、過程；結(jié)晶作用其他因素：含油或油脂的污染土壤固化/穩(wěn)定化后，其穩(wěn)定性較差；污染土壤本身某些固定組分5、熱解吸技術(shù)（污染范圍對(duì)土壤環(huán)境條件要求） 概念：是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（通常被加熱到150540度），以使有機(jī)污染物從污染介質(zhì)上得以揮發(fā)或分離的過程 分類：土壤或沉積物加熱溫度為150-315度的技術(shù)為低溫?zé)峤馕夹g(shù)和溫度達(dá)到315-540度的高溫?zé)峤馕夹g(shù) 熱解吸技術(shù)可以分為兩步：1、加熱被污染的物質(zhì)使其中的有機(jī)污染物揮發(fā)；2、處理廢氣，防止揮發(fā)污染物擴(kuò)散到大氣 可以分為直接接觸加熱（火焰輻射直接加熱或燃?xì)鈱?duì)流直接加熱）和間接接觸加熱（通過物理

36、隔離，如鋼板，將熱源與被加熱污染物分開）兩種 熱解吸系統(tǒng)可以進(jìn)一步分為兩類：連續(xù)給料系統(tǒng)和批量給料系統(tǒng)。連續(xù)給料系統(tǒng)采用異位處理方式，即污染物必須從原地挖出，經(jīng)過一定處理后加入處理系統(tǒng)。連續(xù)給料系統(tǒng)既可采用直接加熱方式，也可采用間接火焰加熱方式。代表性的連續(xù)給料熱解吸系統(tǒng)包括：直接接觸熱解吸系統(tǒng)-旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)；間接接觸熱解吸系統(tǒng)-旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)和熱旋轉(zhuǎn)。批量給料系統(tǒng)既可以是原位修復(fù)，如熱毯系統(tǒng)、熱井和土壤氣體抽提設(shè)備，也可以是異位修復(fù)，如加熱灶和熱氣抽提設(shè)備。 修復(fù)處理過程：土壤性質(zhì)、溫度、氣流 修復(fù)地點(diǎn)的實(shí)際條件：當(dāng)?shù)氐耐恋乩脿顩r；當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件；待修復(fù)污染土壤的體積或數(shù)量；污染土壤的運(yùn)送；當(dāng)?shù)?/p>

37、勞動(dòng)人員和輔助設(shè)施的可得性和工資支付；可提供的工程施展空間；環(huán)保部門的準(zhǔn)許；應(yīng)考慮的問題：a場(chǎng)地特性；b水分含量：過多的水分含量會(huì)提高操作費(fèi)用，因?yàn)樗谔幚磉^程中的蒸發(fā)也需要燃料。在處理尾氣中加入水蒸氣導(dǎo)致低的產(chǎn)廢率，因?yàn)樗魵庖惨矚夂徒馕聛?lái)的污染物一道進(jìn)入處理設(shè)備中進(jìn)行處理。這些低的產(chǎn)廢率可歸因于：過高的氣流；熱輸入的限制；c土壤粒徑分布與組成：確定土壤質(zhì)地粗細(xì)的臨界點(diǎn)是粒徑大于或小于0.075mm（200目篩）所占的百分比。如果超過半數(shù)的土壤顆粒大于0.075mm，認(rèn)為土壤質(zhì)地是粗的，如果超過半數(shù)的土壤顆粒小于0.075mm，認(rèn)為是細(xì)質(zhì)土壤；d土壤密度（處理角度質(zhì)量；付費(fèi)角度體積）；

38、e土壤滲透性與可塑性：土壤滲透性影響著將氣態(tài)化的污染物引導(dǎo)出土壤介質(zhì)的過程，黏土含量高或結(jié)構(gòu)緊實(shí)的土壤，滲透性比較低，不適合利用熱解吸技術(shù)修復(fù)污染土壤；土壤可塑性指的是未經(jīng)休整的土壤的變形程度；f土壤均一性；g熱容量；h污染物與化學(xué)成分熱解吸系統(tǒng)的適用范圍：熱解吸系統(tǒng)可以用在廣泛意義上的揮發(fā)態(tài)有機(jī)物、半揮發(fā)態(tài)有機(jī)物、農(nóng)藥，甚至高沸點(diǎn)氯代化合物污染土壤的治理與修復(fù)上溫度范圍：可行性分析；重金屬污染物的影響；其他因素：時(shí)間保證、公眾的認(rèn)可度、充足的能源、空間保證、資金保證6、電動(dòng)修復(fù)（原理、優(yōu)缺點(diǎn)）概念：是利用電動(dòng)力學(xué)的方法從飽和土壤層、不飽和土壤層、污泥、沉積物中分離提取重金屬、有機(jī)污染物的過程

39、 原理：電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)是把電極插入受污染的地下水及土壤區(qū)域并通入直流電，發(fā)生土壤孔隙水和帶電離子的遷移，土壤中的污染物質(zhì)在外加電場(chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)并在電極附近累積，定期將電極抽出處理，可將污染物除去。電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)是一種新型高效的去除土壤和地下水中污染物的新方法。技術(shù)優(yōu)勢(shì)：與挖掘、土壤沖洗等異位技術(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)等的影響最小 Ø 與酸浸技術(shù)不同，此方法改變土壤中原有成分的pH使金屬離子活化，這樣土壤本身的結(jié)構(gòu)不會(huì)遭到破壞，且該過程不受土壤低滲透性的影響 Ø 與化學(xué)穩(wěn)定化不同，此方法中金屬離子從根本上完全被去除而不是通過向土壤中引入新的 物質(zhì)與

40、金屬離子結(jié)合產(chǎn)生沉淀實(shí)現(xiàn) Ø 對(duì)于不能原位修復(fù)的土壤，可以采用異位修復(fù) Ø 對(duì)飽和層和不飽和層都有效 Ø 水力傳導(dǎo)性較低特別是黏土含量高的土壤適用性強(qiáng) Ø 對(duì)有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物都有效限制因素：污染物的溶解性和污染物從土壤膠體表面的脫附性能對(duì)該技術(shù)的成功有重要影響 需要電導(dǎo)性的孔隙流體來(lái)活化污染物 Ø 埋藏的地基、碎石、大塊金屬氧化物會(huì)降低處理效率 Ø 金屬電極電解過程中發(fā)生溶解，產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，因此，電極需采用惰性物質(zhì)如碳、石墨等 污染物的溶解性和脫附能力限制技術(shù)的有效應(yīng)用 Ø 土壤含水量低于10%的場(chǎng)合，處理效果降低 

41、16; 非飽和層水的引入會(huì)將污染物沖洗出電場(chǎng)影響區(qū)域，埋藏的金屬或絕緣物質(zhì)會(huì)引起土壤中 電流的變化第四章1、化學(xué)淋洗（原理、優(yōu)缺點(diǎn)、主要的影響因素）化學(xué)淋洗技術(shù)（soil leaching/flushing/washing）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溶劑，通過水力壓頭推動(dòng)清洗液，將其注入到被污染土層中，然后把包含有污染物的液體從土層中抽提出來(lái)，進(jìn)行分離和污水處理技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：淋洗法/淋洗-提取法具有方法簡(jiǎn)便、成本低、處理量大、見效快等優(yōu)點(diǎn)，適用于大面積、重度污染的治理。特別適用于輕質(zhì)土、和砂質(zhì)土，但對(duì)滲透系數(shù)很低的土壤效果不好。主要影響因素：1、土壤質(zhì)地。如不同質(zhì)地的土壤對(duì)重

42、金屬的結(jié)合力大小不同，一般地粘土比砂土對(duì)重金屬離子有更強(qiáng)的結(jié)合力，使得結(jié)合在土壤顆粒上的重金屬難于解吸下來(lái)，從而影響重金屬的淋洗效率。 土壤中有機(jī)質(zhì)含量。土壤有機(jī)質(zhì)的含量與污染物的吸附量成正比,土壤有機(jī)質(zhì)含量較高時(shí)不利于污染物的去除。 土壤陽(yáng)離子交換容量。一般土壤陽(yáng)離子交換容量越大，土壤膠體對(duì)重金屬陽(yáng)離子吸附能力也就越大，從而增加重金屬?gòu)耐寥滥z體上解吸下來(lái)的難度。所以陽(yáng)離子交換容量大的土壤不適合用化學(xué)淋洗技術(shù)修復(fù)。 污染物的種類及含量。石油類污染物從土壤中洗出的難易程度與其性質(zhì)、濃度及老化時(shí)間密切相關(guān)對(duì)原油來(lái)說,其組分比較復(fù)雜,各組分與土壤結(jié)合的緊密程度不同, 去除的難易程度也不盡相同，不同的

43、重金屬與土壤礦物質(zhì)的結(jié)合力大小不同，從而影響它們的淋洗 污染物在土壤中存在形態(tài)。如重金屬元素常常以不同的形態(tài)存在于土壤中，各種不同形態(tài)的重金屬具有不同的遷移能力和可解吸性。 所選淋洗劑的種類。表面活性劑性質(zhì)對(duì)其增溶作用的影響程度遠(yuǎn)小于有機(jī)物本身性質(zhì)的影響,對(duì)于同一種有機(jī)污染物, 不同表面活性劑的Kmc值（有機(jī)物的分配系數(shù)）相差不大,都與該有機(jī)污染物的Kow（有機(jī)物的辛醇-水分配系數(shù)）在同一數(shù)量級(jí)。 淋洗液的濃度。對(duì)于淋洗試劑濃度來(lái)說,污染物的去除效率通常隨淋洗試劑濃度增大而提高,并在達(dá)到某一定值后趨于穩(wěn)定。 淋洗時(shí)間。當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的淋洗時(shí)間后，繼續(xù)的淋洗對(duì)淋洗效果的提高可能是無(wú)效或者效果不明顯的

44、，所以每一次淋洗都有一個(gè)最佳的萃取時(shí)間。 pH值。淋洗液的pH值影響到鰲合劑和重金屬的鰲合平衡以及重金屬在土壤顆粒上的吸附狀態(tài)，從而對(duì)重金屬的萃出有一定的影響。 淋洗溫度。淋洗溫度對(duì)土壤中石油類污染物的去除效率影響很大,升高溫度一般可以大大提高污染物的去除率,原因是升高溫度可以使油膜在土壤表面的粘附能力減弱,降低油的粘度,增加油的流動(dòng)性,促使淋洗試劑與污染物充分作用。 11、液固比。液固比是指淋洗液與污染土壤的質(zhì)量比,提高液固比一般會(huì)提高污染物的去除率,原因是提高液固比相當(dāng)于提高了單位質(zhì)量污染土壤所加入的淋洗液的量。缺點(diǎn)討論方向：高效的多元復(fù)配淋洗劑的開發(fā)和淋洗劑之間協(xié)同作用機(jī)理 l 淋洗劑對(duì)

45、土壤和水環(huán)境的破壞和污染問題 l 廢液的處理問題 l 實(shí)驗(yàn)室研究到工程應(yīng)用 l 新技術(shù)的開發(fā)2、化學(xué)固定（原理、優(yōu)缺點(diǎn)、主要的影響因素） 化學(xué)固定是在土壤中加入化學(xué)試劑或化學(xué)材料，并利用它們與重金屬之間形成不溶性或移動(dòng)性差、毒性小的物質(zhì)而降低其在土壤中的生物有效性，減少其向水體和植物及其它環(huán)境單元的遷移，實(shí)現(xiàn)污染土壤的化學(xué)修復(fù)方法。 優(yōu)缺點(diǎn)：固定在土壤中的重金屬在環(huán)境條件發(fā)生改變時(shí)，仍然可以從土壤中釋放出來(lái)，變成生物有效形態(tài)。 固定劑的使用將在一定程度上改變土壤結(jié)構(gòu)，同時(shí)對(duì)土壤微生物也可能產(chǎn)生一定影響. 進(jìn)一步發(fā)展穩(wěn)定性好，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)影響小的固定劑將是十分重要的3、化學(xué)氧化（主要氧化劑、每種氧

46、化劑特點(diǎn)及其適用范圍）主要氧化劑：H 2 O 2、KMnO4、O3、DO4、可滲透反應(yīng)墻（原理、類型、特點(diǎn)）可滲透反應(yīng)墻：Permeable Reactive Barriers (PRB)：是一種由被動(dòng)反應(yīng)材料構(gòu)成的物理墻，通過挖掘來(lái)建造，然后進(jìn)行重新定位，墻體是由天然物質(zhì)和一種或幾種活性物質(zhì)混合在一起構(gòu)成的。當(dāng)污染物沿地下水流向遷移，流經(jīng)處理墻時(shí)，它們與墻中的活性物質(zhì)相遇，導(dǎo)致污染物被降解或原位固定。類型：連續(xù)墻式PRB(continuouswallPRB)、隔水漏斗-導(dǎo)水門式PRB(funnel-and-gatePRB)優(yōu)缺點(diǎn)：原位可滲透反應(yīng)墻法在地下水污染組分的處理方面具有很好的發(fā)展前景

47、。它避免了抽出處理法的抽出處理過程,原位就地降解或滯留污染組分;不需要持續(xù)供應(yīng)能量,避免了能量供給的限制;與土氣抽出法、曝氣法等相比,其處理組分的范圍廣。雖然該系統(tǒng)在長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)過程中,容易由于細(xì)的土顆粒的吸入、地下水組分的沉淀析出、以及一些微生物的過度繁殖造成的堵塞,但是該系統(tǒng)容許對(duì)反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行更新,從而保證其長(zhǎng)期有效的使用。目前我國(guó)地下水污染治理形勢(shì)不容樂觀,有關(guān)地下水污染治理研究應(yīng)用還處于起步階段,還有待于更進(jìn)一步加強(qiáng)。?5、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)化學(xué)修復(fù)方法的應(yīng)用（磷肥、有機(jī)物）磷肥降低鉛毒的主要機(jī)理：是通過磷肥中的磷與土壤中各個(gè)非殘?jiān)鼞B(tài)的鉛反應(yīng)生成更穩(wěn)定的磷酸鉛鹽礦(主要是磷氯羥基氟鉛礦沉淀)，降低

48、了土壤中Pb的移動(dòng)性，從而降低了Pb對(duì)生物的毒性。磷礦粉有極大的比表面，可以大量地吸附固定土壤溶液和膠體上的水溶性和交換態(tài)的Pb，達(dá)到降低Pb生物有效性的效果有機(jī)質(zhì)：向土壤施加有機(jī)物質(zhì)能夠提高土壤肥力的同時(shí)，可以增強(qiáng)土壤對(duì)重金屬離子和有機(jī)物的吸附能力。通過有機(jī)物質(zhì)和重金屬的絡(luò)合、鰲合作用，使污染物分子失去活性，減輕土壤污染對(duì)植物和生態(tài)環(huán)境的危害。有機(jī)物質(zhì)中的含氧功能團(tuán)，如羧基、酚羥基等，能與金屬氧化物、金屬氫氧化物等金屬-有機(jī)配合物。有機(jī)物質(zhì)對(duì)重金屬污染緩沖和凈化機(jī)制主要表現(xiàn)在：參與土壤離子的交換反應(yīng)；穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)，提供微生物生物活性物質(zhì)，為土壤微生物活動(dòng)提供基質(zhì)和能源，從而間接影響土壤重金屬

49、行為；是重金屬的鰲合劑第五章1、生物修復(fù)基本原理、類型、步驟原理：生物修復(fù)(bioremediation)是通過利用營(yíng)養(yǎng)和其他化學(xué)品來(lái)激活微生物，使它們能夠快速分解和破壞污染物。作用的原理是通過土著微生物或外源微生物提供最佳的營(yíng)養(yǎng)條件及必需的化學(xué)物質(zhì)，保持其代謝活動(dòng)的良好狀態(tài)。類型：原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù) Ø 原位技術(shù)包括1生物通風(fēng)；2原位生物降解；3生物刺激；4生物注射；5生物強(qiáng)化；6自然衰減異位技術(shù)包括1土地處理技術(shù)/土地耕作；2堆肥；3生物堆肥；4生物反應(yīng)器 生物修復(fù)取決的因素：1微生物；2.微生物營(yíng)養(yǎng)物；3.水分；4處理場(chǎng)地；5氧氣與電子受體；6根圈作用；7土壤物化因素；

50、8共代謝；9有毒有害有機(jī)物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)；10生物有效性；11促進(jìn)生物有效性的提高（表面活性劑）2、土壤中污染物的轉(zhuǎn)化作用（激活、去毒） 去毒作用：微生物使污染物的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而降低或去除其對(duì)敏感物種的有害性。敏感物種包括動(dòng)物、植物、微生物和人。生物體內(nèi)的有毒物質(zhì)的解毒和排泄的過程是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，是多種酶和多種反應(yīng)機(jī)制共同作用的結(jié)果，往往是在不同的酶和不同的反應(yīng)過程共同作用下，生物體將有毒物質(zhì)排泄到體外或使其變?yōu)闊o(wú)毒的形式在體內(nèi)進(jìn)一步利用。 激活作用：可以發(fā)生在微生物活躍的土壤、水和其他任何環(huán)境。產(chǎn)生的產(chǎn)物可能是短暫的，是礦化過程的中間產(chǎn)物，也可能持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，甚至引起環(huán)境問題

51、。激活作用的結(jié)果是生物合成致癌物、致畸物、致突變物、神經(jīng)毒物、毒植物素、抗菌素等激活的反應(yīng)類型：典型激活：主要是前面提到的一些激活反應(yīng)，也是嚴(yán)格意義上的激活，其產(chǎn)物往往毒性更強(qiáng)，而且持久性和遷移性也往往會(huì)加強(qiáng)，引起的環(huán)境毒性更大。 緩解：有時(shí)一種化合物A會(huì)有兩種前途，它可以轉(zhuǎn)化為更有毒化合物B，即激活；也可以轉(zhuǎn)化為無(wú)毒化合物C，由于A向C轉(zhuǎn)化，避免了A向B的激活，因此成為緩解。 生物毒性譜的變化：對(duì)一類生物有毒的化合物，在分子結(jié)構(gòu)改變以后會(huì)對(duì)完全不同的另一類生物有害，這就是毒性譜發(fā)生了改變。它不是嚴(yán)格意義上的激活，而是對(duì)另一類生物為激活。3、共代謝（特點(diǎn)、在生物修復(fù)中的應(yīng)用） 共代謝：有些不能

52、作為唯一碳源與能源被微生物降解的有機(jī)物。當(dāng)提供給其它有機(jī)物作 為碳源或能源時(shí)，這一有機(jī)物就有可能因共代謝而被降解。微生物的共代謝作用可能存在以下幾種情況：靠降解其它有機(jī)物提供能源或碳源 Ø 通過與其它微生物的協(xié)同作用，發(fā)生共代謝，降解污染物 Ø 由其它物質(zhì)的誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)的酶系，發(fā)生共代謝作用共代謝的環(huán)境意義 Ø 共代謝微生物生長(zhǎng)緩慢，物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率低 Ø 容易引起一些有毒物質(zhì)的積累 Ø 共代謝機(jī)制的存在，大大拓展了微生物對(duì)難降解有機(jī)污染物的作用范圍 Ø 環(huán)境修復(fù)或篩選高效微生物的過程中要考慮共代謝的影響有些不易降解的農(nóng)藥，它們并不能支持

53、微生物的生長(zhǎng)，但它們有可能通過幾種微生物的共代謝作用而得到部分的或全部的降解。例如，通過產(chǎn)氣氣桿菌（Aerobacter aerogenes）和氫單胞菌（Hydrogenomonas sp.）的共代謝作用，可將DDT轉(zhuǎn)變成對(duì)氯苯乙酸，后者可由其他微生物進(jìn)一步分解。可見微生物的共代謝作用在自然界難降解物質(zhì)的分解中具有極其重要的意義。4、微生物降解（影響的主要因素大題、利用生物修復(fù)土壤要考慮什么因素）主要因素：微生物活性的影響：微生物種類、生長(zhǎng)；化合物結(jié)構(gòu)的影響：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的較復(fù)雜的易降解；相對(duì)分子質(zhì)量小的比相對(duì)分子質(zhì)量大的易降解；烴類化合物一般是鏈烴比環(huán)烴易降解，不飽和烴比飽和烴易降解，直鏈烴比支

54、鏈烴易降解，支鏈烷基越多越難降解；鹵代作用能抗生物降解，鹵素取代基越多，抗性越強(qiáng)。環(huán)境因素：溫度、酸度、水、鹽、氧氣、營(yíng)養(yǎng)等需要考慮的因素：1微生物的生長(zhǎng)；2影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素；3環(huán)境條件對(duì)微生物降解的影響；4物理化學(xué)因子對(duì)生物降解的影響：溫度、pH、水分、鹽分、壓力；5養(yǎng)分供應(yīng)對(duì)生物降解的影響：碳源；無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的影響：如氮、磷、硫、鎂等；共基質(zhì)；6生物因素對(duì)生物降解的影響：生物量；協(xié)同作用；捕食作用；7微生物系統(tǒng)功能的人工調(diào)節(jié)：微生物馴化；微生物接種；基因工程菌5、生物修復(fù)土壤要考慮什么因素污染土壤微生物修復(fù)過程實(shí)質(zhì)上是微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化過程。因此，在選擇利用和實(shí)施污染土壤微生

55、物修復(fù)技術(shù)時(shí)，一定要考慮其影響因素，以保證微生物修復(fù)的效果。主要包括以下六個(gè)方面。 3.1 微生物的種類和性質(zhì) 污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)中，對(duì)修復(fù)起核心作用的是微生物。選擇優(yōu)良的微生物菌種，是污染土壤微生物修復(fù)取得良好效果的前提。用作污染土壤微生物修復(fù)的微生物有土著微生物，外來(lái)微生物，基因工程菌（GEM）三大類。土著微生物存在生長(zhǎng)慢，代謝活性不高，但適應(yīng)快，目前在大多數(shù)微生物修復(fù)工程中實(shí)際應(yīng)用的都是土著微生物；外來(lái)微生物是指為了提高污染物的降解速率，人為接種的一些降解污染物的高效菌，采用外來(lái)微生物接種是會(huì)受到土著微生物的競(jìng)爭(zhēng)，因此要加大接種量；菌因工程菌是采用遺傳工程手段將多種降解基因轉(zhuǎn)入同一微

56、生物中，從而獲得更廣譜的降解能力，但基因工程菌的實(shí)際應(yīng)用在美、日等國(guó)，受立法控制。因此，污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)中微生物的選擇，對(duì)修復(fù)效果起關(guān)鍵作用。 3.2 微生物營(yíng)養(yǎng)鹽 污染土壤微生物修復(fù)過程中，為使污染物達(dá)到完全降解或是降解更充分，必需供給處理微生物合理的營(yíng)養(yǎng)。因?yàn)樵谖廴就寥乐?，污染物過量積累，可能品種單一，營(yíng)養(yǎng)元素嚴(yán)重失衡，因此，在處理過程中，一定要添加營(yíng)養(yǎng)鹽。營(yíng)養(yǎng)鹽的添加，一定要通過可行性實(shí)驗(yàn)確定。 3.3 溶解氧 土壤具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，是氣、固、液三相體系。污染土壤因污染物種類和數(shù)量不同，溶氧也有差別。良好土壤溶氧在5mg/L左右，污染土壤由于污染物而變低。為保證污染土壤微生物修復(fù)過程中

57、微生物的生長(zhǎng)和對(duì)污染物的充分降解及有效轉(zhuǎn)化，一定要保證氧的供給。在工程實(shí)際中，常采用鼓風(fēng)機(jī)向地下鼓風(fēng)以補(bǔ)充污染土壤中的氧。 3.4 共代謝基質(zhì) 微生物對(duì)環(huán)境中污染物質(zhì)之所以有強(qiáng)大的降解與轉(zhuǎn)化能力，除了因?yàn)樗旧韨€(gè)體小，比表面積大，種類多，分布廣，適應(yīng)力強(qiáng)，代謝類型多樣，代謝速率快外，還有一個(gè)重要的特點(diǎn)，就是微生物具有共代謝作用。在污染土壤中添加化學(xué)結(jié)構(gòu)與污染物類似的共代謝基質(zhì)，一方面，可以富集共代謝微生物；另一方面共代謝基質(zhì)能促使微生物對(duì)難降解污染物的分解。因此共代謝基質(zhì)的種類和數(shù)量是影響污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)效果的一個(gè)很重要因素。 3.5 污染土壤的特性 污染土壤的特性影響修復(fù)過程中污染物和微生物的相對(duì)活性，最終影響修復(fù)速度和程度。土壤可分為氣體、水分、無(wú)機(jī)固體和有機(jī)固體四個(gè)組分，有機(jī)固體能吸附阻留有機(jī)污染物，降低其在土壤中的運(yùn)動(dòng)性，同時(shí)這種固定化分延長(zhǎng)微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解與轉(zhuǎn)化。 3.6 污染物的物理、化學(xué)性質(zhì) 污染土壤中污染物的物理化學(xué)性質(zhì)也是影響污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)的一個(gè)重要因素。主要包括淋失與吸附、揮發(fā)、生物降解和化學(xué)反應(yīng)四個(gè)方面的性質(zhì)。了解污染土壤污染物的性質(zhì)是判斷能否采用微生物修復(fù)以及采取相應(yīng)的對(duì)策，強(qiáng)化微生物修復(fù)過程。 3.7 微生物的環(huán)境因子 影響污染土壤微生物修復(fù)的因素除了以上因素外，微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因子如