環(huán)境修復(fù)完整版本

生物資源與環(huán)境修復(fù)各領(lǐng)域的國內(nèi)外研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢農(nóng)業(yè)生物環(huán)境控制學(xué)環(huán)境修復(fù)

環(huán)境修復(fù)主要有以下幾個方面內(nèi)容：地下水污染修復(fù)土壤重金屬污染修復(fù)大氣污染修復(fù)固廢污染修復(fù)地下水污染修復(fù)

地下水廣義上是指埋藏和運(yùn)動于地面以下各種不同深度的土層和巖石孔隙、裂隙、洞穴中的水。狹義上是指淺層地下水，即第一個隔水層以上的重力水，即地下水資源。地下水是自然界水體的組成部分，并參與自然的水循環(huán)，又是水資源的重要組成部分。過度開采地下水，引起地下水位下降，沿海地區(qū)海水倒灌；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用化肥、農(nóng)藥以及污水灌溉等，污染物滲入地下水中；受污染的地面水體或廢水渠、廢水池、廢水滲井等連續(xù)滲漏。地下水一經(jīng)污染后，總礦化度、總硬度升高，硝酸鹽、氯化物含量升高，有毒物質(zhì)增加，溶解氧下降，有時還會出現(xiàn)病原體。地下水污染不易發(fā)現(xiàn)，難以治理和恢復(fù)，影響供水水質(zhì)，加劇水資源短缺，應(yīng)限制開發(fā)，合理使用，從而保護(hù)地下水資源我國地下水資源的現(xiàn)狀

地下水是水資源的重要組成部分，對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。據(jù)估算，我國地下水天然資源約為8288億立方米/年，占我國水資源總量(河川徑流量和地下水量)的30％左右，能夠直接利用的地下水資源為2900億立方米/年。全國有近70％的人口飲用地下水。

《中國地下水類型分布圖》將全國地下水類型劃分為平原—盆地地下水、黃土地區(qū)地下水、巖溶地區(qū)地下水和基巖山區(qū)地下水四種。我國地下水資源中，平原、盆地松散沉積層地下水、喀斯特地下水和裂隙巖層地下水三者之間的比例，大體上為3∶2∶4。地下水資源的開發(fā)利用對我國的重要工業(yè)基地及城市發(fā)展建設(shè)、國土開發(fā)、農(nóng)林業(yè)、畜牧業(yè)的發(fā)展都起著舉足輕重的作用。同時，我們也應(yīng)清醒地看到，我國地下水資源緊缺狀況是十分嚴(yán)重的。造成我國地下水資源緊缺狀況的原因，一方面是需水量大幅度增加，另一方面是地下水資源開發(fā)利用不合理，浪費(fèi)嚴(yán)重。我國地下水污染現(xiàn)狀

有關(guān)部門對118個城市2-7年的連續(xù)監(jiān)測顯示，中國約有64%的城市地下水遭受了嚴(yán)重污染，33%的城市地下水受到輕度污染，基本清潔的城市地下水只有3%。

《全國重點(diǎn)地方病防治規(guī)劃(2004-2010年)》顯示，截至2003年底全國有氟斑牙患者3877萬人、氟骨癥患者284萬人、地方性砷中毒患者9686人、大骨節(jié)病患者81人、潛在型克山病患者2.99萬人、慢型克山病患者1.09萬人。地方病與環(huán)境地質(zhì)因素密切相關(guān)，尤其是地下水，如高氟、砷水是地氟、地砷病最主要和最直接的致病原因，因此要根治地方病，就必須治地下水，但中國地下水面臨越來越多的地表污染威脅。公眾環(huán)境研究中心主任馬軍對此表示，由于地下水污染難以被清理，如重金屬難以降解，尤其是深層的地下水一旦被污染，治理起來需要千年的時間。水污染的修復(fù)技術(shù)

針對土壤和地下水污染的現(xiàn)狀，許多國家已采取或正在采取相應(yīng)的防護(hù)措施，使得地下水修復(fù)技術(shù)成為現(xiàn)在世界環(huán)境領(lǐng)域研究的一個熱點(diǎn)問題之一。地下水的修復(fù)技術(shù)包括：原位修復(fù)：監(jiān)控條件下的自然衰減法(MNA)、滲透性反應(yīng)墻(PRB)異位修復(fù)：抽出處理法(P＆T)幾種修復(fù)技術(shù)的簡介MNA法是污染物最終能轉(zhuǎn)化成無毒的副產(chǎn)物、無須人為介入、不會涉及到廢物的重新產(chǎn)生或遷移、費(fèi)用低廉、克服機(jī)械化修復(fù)設(shè)施所帶來的局限。

缺點(diǎn)是進(jìn)行長期監(jiān)測并負(fù)擔(dān)相關(guān)費(fèi)用、時間很長；受當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件的自然變化及人為因素的影響；有利的水文和地球化學(xué)條件可能隨著時間而發(fā)生變化，從而導(dǎo)致曾經(jīng)穩(wěn)定化了的污染物重新發(fā)生遷移；對修復(fù)成果產(chǎn)生負(fù)面影響；含水層的各向異性可能使場地特征復(fù)雜化；生物降解的中堅產(chǎn)物可能比原來的化合物更毒。PRB是一種原位被動修復(fù)技術(shù)，由透水的反應(yīng)介質(zhì)組成，一般安裝于地下水污染羽狀體的下游，通常與地下水流相垂直，并且它也可以作為污染地下水的地面處理設(shè)施。當(dāng)?shù)叵滤谧陨硭μ荻茸饔孟峦ㄟ^活性滲濾墻時，污染物與墻體材料發(fā)生各種反應(yīng)而被去除，從而達(dá)到地下水修復(fù)的目的。

根據(jù)PRB反應(yīng)機(jī)理的不同，可以分為以下幾種反應(yīng)墻：化學(xué)沉淀反應(yīng)墻(墻中使用的反應(yīng)介質(zhì)為沉淀劑，它可使地下水中的有關(guān)污染因子產(chǎn)生沉淀.)氧化-還原反應(yīng)墻(墻中使用的反應(yīng)介質(zhì)為還原劑，其本身被氧化，可使一些污染因子參與氧化還原反應(yīng)，從而達(dá)到污染因子被沉淀(固化)或者氣化的目的。)吸附反應(yīng)墻(墻中使用的介質(zhì)為吸附劑，污染物吸附其上。)生物溶解反應(yīng)墻(墻中的介質(zhì)為含釋氧化合物(ORC)或NO的混凝土顆粒向水中釋氧，為好氧微生物提供氧源和電子受體NO3-N，使有機(jī)污染物產(chǎn)生好氧生物降解。)抽取處理法(PumpandTreat，P&T)是最早使用、應(yīng)用最廣的傳統(tǒng)經(jīng)典方法，從污染場地抽出被污染的水，并用潔凈的水置換，同時對抽出的水加以處理。需要注意的是，必須把對抽取處理系統(tǒng)的監(jiān)測作為修復(fù)措施整體必不可少的組成部分，監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。處理后的地下水可直接使用，或者回灌以稀釋受污染水體、沖洗含水層，加速地下水的循環(huán)流動。

該方法存在操作繁瑣、時間長、成本高的問題，需要長期監(jiān)測和維護(hù)。而且，一旦抽水停止，污染物濃度又會升高，不能從根本解決問題。

近幾年，隨著研究的深入，透水性反應(yīng)墻法（PRB）被認(rèn)為是替代傳統(tǒng)抽取處理方法的一種有效方法。該技術(shù)廣泛用于處理地下水中的有機(jī)和無機(jī)污染物，它具有能夠較長時間持續(xù)原位處理、處理組分較多、價格相對便宜等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來受到越來越多的關(guān)注。土壤重金屬污染的修復(fù)

目前，世界各國土壤存在不同程度的重金屬污染，全世界平均每年排放Hg約1.5萬t、Cu為340萬t、Pb為500萬t、Mn為1500萬t、Ni為100萬t。當(dāng)前我國區(qū)域農(nóng)業(yè)環(huán)境惡化與農(nóng)產(chǎn)品受重金屬污染現(xiàn)象也十分嚴(yán)重，特別是在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的耕地受污染面積2667萬hm2,其中,工業(yè)/三廢污染1000萬hm2，農(nóng)藥殘留施肥污染1000萬hm2。受到鎘、砷、鉛、鉻、汞等重金屬污染的耕地近2000萬hm2，約占總耕地面積的1/5，其中鎘污染耕地1133萬hm2，涉及11個省25個地區(qū)；被汞污染312萬hm2，涉及15個省21個地區(qū)。土壤重金屬污染修復(fù)迫在眉睫！

目前,重金屬污染的修復(fù)主要有兩種途徑：改變重金屬的存在狀態(tài)，降低其活性，使其鈍化，脫離食物鏈，減小其毒性。利用特殊植物吸收土壤中的重金屬，然后將該植物除去或用工程技術(shù)將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài)，再經(jīng)過淋洗，然后收集淋洗液中的重金屬，從而達(dá)到回收重金屬和減少土壤中重金屬的雙重目的。國內(nèi)外采用的方法一般可分為工程措施、農(nóng)業(yè)措施、改良措施和生物措施。按照技術(shù)類別可以將場地土壤重金屬污染修復(fù)分為一下幾種：名稱反應(yīng)機(jī)理按技術(shù)類別分類1、物理修復(fù)物理修復(fù)技術(shù)主要包括物理工程措施、電動力學(xué)法、淋洗法、電熱修復(fù)、玻璃化技術(shù)和冰凍土壤技術(shù)2、化學(xué)修復(fù)化學(xué)修復(fù)是根據(jù)土壤和重金屬的性質(zhì)，選擇合適的化學(xué)修復(fù)劑(改良劑、沉淀劑、增容劑等)加入土壤，通過對重金屬的吸附、氧化還原、沉淀以及萃取，以降低重金屬的生物有效性。3、生物修復(fù)污染土壤生物修復(fù)是利用生物(包括動物、微生物以及植物)，通過人為調(diào)控，將土壤中重金屬吸收、分解或轉(zhuǎn)化為無害化物質(zhì)的過程。按照修復(fù)主體來分，生物修復(fù)可分為微生物修復(fù)、動物修復(fù)、植物修復(fù)等。4、聯(lián)合修復(fù)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)包括植物——微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)、改良劑——植物聯(lián)合修復(fù)、螯合劑——植物聯(lián)合修復(fù)、電壓——植物聯(lián)合修復(fù)、基因工程——植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)5、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)包括農(nóng)藝修復(fù)、生態(tài)修復(fù)物理修復(fù)

物理工程措施主要包括排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。電動力學(xué)法修復(fù)是通過電流的作用，在電場的作用下，土壤中的重金屬離子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和無機(jī)離子以電透滲和電遷移的方式向電極運(yùn)輸，然后進(jìn)行集中收集處理。該方法特別適合于低滲透的粘土和淤泥土，可以控制污染物的流動方向。電熱修復(fù)是利用高頻電壓產(chǎn)生電磁波，產(chǎn)生熱能，對土壤進(jìn)行加熱，使污染物從土壤顆粒內(nèi)解吸出來，加快一些易揮發(fā)性重金屬從土壤中分離，從而達(dá)到修復(fù)的目的。玻璃化技術(shù)玻璃化技術(shù)是將重金屬污染的土壤置于溫高壓條件下，形成玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，使重金屬固定于其中，穩(wěn)定了土壤中的重金屬。冰凍土壤修復(fù)是通過適當(dāng)?shù)墓艿啦贾茫诘叵乱缘染嚯x的形式圍繞已知的污染源垂直安放，然后對環(huán)境無害的冰凍溶劑送人管道而凍結(jié)土壤中的水分，形成地下凍土屏障，防止土壤或地下水中的污染物擴(kuò)散?；瘜W(xué)修復(fù)

化學(xué)固定技術(shù)就是加入土壤改良劑改變土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，通過對重金屬的吸附、沉淀或共沉淀作用，改變了重金屬在土壤中的存在狀態(tài)，從而降低其生物有效性和遷移性。化學(xué)萃取技術(shù)是指用HCl、Na2-EDTA、檸檬酸作為萃取劑在不同的萃取條件下對錳礦重金屬M(fèi)n、Pb和Cd污染土壤進(jìn)行萃取實(shí)驗研究。

鰲合技術(shù)一般環(huán)境條件下，由于土壤中重金屬的表聚性，土壤中的重金屬吸附在土壤固體表面而殘留于土壤耕作層，因此向土壤中施加重金屬鰲合劑，可提高土壤中重金屬的活性和生物有效性，使其易于流動和被吸收。氧化還原技術(shù)通過對已污染的土壤添加氧化還原試劑，改變土壤中重金屬離子的價態(tài)來降低重金屬的毒性和遷移性。也可根據(jù)土壤中重金屬元素的拮抗作用，利用一些對人體沒有危害的重金屬拮抗作用來控制土壤中重金屬污染。生物修復(fù)

微生物修復(fù)是利用微生物的生物活性對重金屬的親合吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低重金屬的污染程度。(由此產(chǎn)生一種生物通風(fēng)技術(shù))。動物修復(fù)就是利用土壤中的某些低等動物(如蚯蚓、鼠類等)能吸收重金屬的特性，在一定程度上降低了污染土壤中的重金屬含量，達(dá)到了動物修復(fù)重金屬污染土壤的目的。植物修復(fù)技術(shù)就是利用植物根系吸收水分和養(yǎng)分的過程來吸收、轉(zhuǎn)化污染體(如土壤和水)中的污染物，以期達(dá)到清除污染、修復(fù)或治理的目的。聯(lián)合修復(fù)

植物一微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)微生物通過多種渠道影響土壤中重金屬的生物效應(yīng)。根區(qū)是植物根系和根際微生物作用的場所，微生物的活動可以改變土壤溶液的pH值，從而改變土壤對重金屬的吸附特性；還可產(chǎn)生HS等，可與重金屬反應(yīng)，而微生物的細(xì)胞壁或粘液層能直接吸收或吸附重金屬。改良劑一植物修復(fù)在土壤中加入土壤改良劑(包括磷酸鹽、石灰、硅酸鹽等)調(diào)節(jié)土壤營養(yǎng)及其物理化學(xué)條件。電壓一植物修復(fù)在電壓作用下，電極附近土壤溶液發(fā)生電化學(xué)元素反應(yīng)，改變了土壤中的氧化一還原電位、pH等理化性質(zhì)，加快土壤固體上重金屬的解吸，提高土壤溶液中重金屬的含量，從而有利于植物的吸收、積累，加快修復(fù)過程?；蚬こ桃恢参镄迯?fù)利用基因重組技術(shù)是將具有金屬累積特性的基因?qū)说缴锪看笄乙资斋@的植物中，并利用這些植物更好的吸收轉(zhuǎn)化污染物質(zhì)。農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)

農(nóng)藝修復(fù)包括改變耕作制度，調(diào)整作物品種，種植不進(jìn)入食物鏈的植物，選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，或增施能夠固定重金屬的有機(jī)肥等措施，來降低土壤重金屬污染。典型的有間套作體系：間套作體系減少普通作物對重金屬的吸收重金屬富集植物與非富集植物種植在一起，能為與之間套作的植物提供一定保護(hù)作用。不同作物種植在一起也會提高植物對重金屬的吸收。

生態(tài)修復(fù)生態(tài)修復(fù)是將人類所破壞的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)成具有生物多樣性和功能平衡的本地生態(tài)系統(tǒng)，使之具有某種形式和一定水平的生產(chǎn)力，維持相對穩(wěn)定的生態(tài)平衡。大氣污染修復(fù)

我國的化學(xué)需氧量排放是全世界第一，二氧化硫排放量是全世界第一，碳排放是全世界第二，預(yù)計10年后第一。4億多城市人呼吸不到干凈的空氣，其中1/3的城市空氣被嚴(yán)重污染。世界空氣污染最嚴(yán)重的20個城市中，中國占了16個，一多半的城市空氣不達(dá)標(biāo)。

在受到監(jiān)測的338個城市中，大氣環(huán)境質(zhì)量符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)的城市不到3%，空氣污染指數(shù)高于三級的城市占到了63.5%，其中有112個城市的平均污染指數(shù)達(dá)到了四級，屬重度污染。

大氣污染修復(fù)方法主要有：廢氣凈化、顆粒凈化(消煙除塵、過濾除塵、水膜除塵)、石灰石-石膏法脫硫、氨法脫硫、生物法控制(腐生性微生物依靠濾料提供的理化條件如水、氧氣、無機(jī)營養(yǎng)、有機(jī)物、pH和溫度等來生存,其生命活動分解通過氣體中得有害物質(zhì))、燃燒法控制(通過催化劑的作用，在較低溫度下(1000℃以下)，使揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)燃燒，發(fā)生氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì))等。固廢污染修復(fù)

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展，城市人口出現(xiàn)急劇增長，城市垃圾的產(chǎn)量也在迅速增加。以城市垃圾收運(yùn)、處置設(shè)施為代表的環(huán)境衛(wèi)生基礎(chǔ)設(shè)施成為影響城市發(fā)展的重要因素。在這些垃圾處理過程中，首先應(yīng)對垃圾進(jìn)行預(yù)處理（入廚房垃圾粉碎、綜合垃圾分選），然后在垃圾