土壤砷_铬污染的控制技术(PPT41页)

汇报人：组员：专业：环境科学土壤As、Cr污染的控制技术研究01土壤As的存在、转化、危害及修复02土壤Cr的存在、转化、危害及修复03土壤As、Cr污染的EK-PRB联合修复技术目录01土壤As的存在、转化、危害及修复ONEAS的来源自然源人为源成土母质高砷地区水侵蚀、植物吸收和火山活动等自然过程环境As工矿业活动废弃物排放燃煤农业活动AS的来源(SourcesofAs)AS的循环(Biogeochemicalcycleofarsenic)As(Ⅲ)As(Ⅴ)还原条件氧化条件As的形态有机砷毒性一甲基砷酸MMA(Ⅴ)二甲基砷酸DMA(Ⅴ)砷酸盐亚砷酸盐甲基化无机砷AS的形态(SpeciationofAs)AS的形态(SpeciationofAs)AS的赋存形态可交换态(SOL-As)碳酸盐结合态(EX-As)铁-锰氧化物结合态(FMO-As)有机结合态(OM-As)残渣态(RES-As)AS的分布(DistributionofAs)食用菌产业清洁化生产操作技术工艺氧化-还原过程甲基化-脱甲基化过程AS的转化(ConversionofAs)易溶性砷难溶、低毒和低移动的砷pH和Eh值溶解-沉淀过程生物富集过程砷生物态1.生物吸着作用2.超富集植物主动和被动过程吸收AS的转化(ConversionofAs)砷土壤金属铝型砷Al-As铁型砷Fe-As钙型砷Ca-As闭蓄型砷O-As水溶性砷SOL-As毒性AS的转化(ConversionofAs)1.As(Ⅴ)还原导致的地下水污染。2.进入土壤或渗入水体，在农作物、药用植物及其他生物体内富集。3.阻滞植物的正常生长发育或使砷在其可食部分累积。4.增加癌症患病率，影响人体健康AS的危害(HazardsofAs)土壤As污染的修复（RemediationofAs)As的修复人工修复自然人工自然生物地球化学循环农业生态修复生物修复传统物理修复工程措施化学修复①客土法②换土法③深耕翻土④玻璃化法⑤电动修复①固化/稳定化技术②土壤淋洗法③电化学-PRB复合修复法①微生物修复②植物修复(绿色修复)①土壤水分调节②改变作物种类任春强等，2012客土法换土法深耕翻土法玻璃化法电动修复法客土法是指向污染土壤内加入大量干净的土壤，覆盖在表层或混合均匀，使污染物含量降低或减少污染物与植物根系的接触，以增加土壤的环境容量，增强土壤自净能力的方法。（≥15cm）换土法就是将污染的土壤取走，换入新的干净土壤。一般适用于事故后的简单处理。深耕翻土法就是深翻土壤，使聚集在表层的污染物分散在土壤的深层，达到稀释和自处理的目的。玻璃化法是一种原位固化、稳定化技术，即在砷污染区土壤中插入电极，并通入高压电流产生高温将土壤融化，冷却后形成化学惰性的、非扩散的坚硬玻璃体，砷酸盐进而转化为硅酸化砷酸盐固定其中．电动修复法是一种原位修复技术，将电极插入污染土壤，并施加微弱直流电（mA/cm2或电势为V/cm）形成电场，利用电场产生的电渗析、电迁移和电泳等效应，驱动污染物沿电场方向定向迁移，从而将污染物富集至电极区，随后进行集中处理或分离的方法。传统物理修复工程措(Traditionalphysicalrepair)限制条件工程量大，成本高，不适于大面积砷污染土壤。翻土需费较多人力，应用较有限。需要大量电能维持高温，成本高，且会产生含砷尾气等问题，限制了该技术的大范围应用。适合小范围、低渗透性的黏土和淤泥土。尚未工程化应用。需对换出土进行治理，可能对操作人有危害任春强等，2012固化/稳定化修复土壤淋洗技术固化稳定化(solidificationstabilizationSS)修复技术是指向土壤中添加固化稳定剂，通过吸附、沉淀或共沉淀、离子交换等作用改变重金属在土壤中的存在形态，降低砷在土壤环境中的溶解迁移性、浸出毒性和生物有效性的修复方法。（二次破坏小）土壤淋洗(soilwashing)修复技术是从污染土壤中去除有机和无机污染物的过程，通过污染土壤和淋洗剂的高能量接触(包括物理和化学作用)实现污染物的分离、隔离和无害化转变。化学修复(Chemicalrepair)化学固定化修复(Solidification)具有快速、简单、成本低且二次污染小等优点，但该技术只是改变了砷在土壤中的存在形态，并没有将其去除。铁氧化物铝氧化物锰氧化物As3+溶解、迁移性降低As3+固化剂+As5+土壤化学淋洗技术(Soilwashing)污染土壤As淋洗剂该技术适用于面积小、污染重的土壤治理，操作灵活、效率高，但也容易引起某些营养元素的淋失和沉淀无机淋洗剂(H3PO4)生物表面活性剂草酸、EDTA、柠檬酸99.9%79%~82%70.58%植物修复(plantrepair)蜈蚣草22600mg/kg羽叶：5070mg/kg大叶井口边草Shoot:6000mg/kg藨草Root:251.40mg/kgShoot:12.38mg/kg芦苇Root:92.91mg/kgShoot:4.03mg/kg粉叶蕨Shoot：2438.33mg/kg美人蕉芋头(修复效率最高)68mg/(m2·d)纸莎草130-172mg/kg柳树可作为砷污染地区植物修复材料香蒲莎草微生物修复(microorganismRemediation)降低砷毒性、可移动性As3+微生物氧化菌+As5+修复效果好、投资少、费用低，易于管理与操作不会产生二次污染。但目前该技术很难同时修复多种重金属污染土壤，应用难度较大假单胞杆菌硫铁杆菌类02土壤Cr的存在、转化、危害及修复TWO土壤铬的形态与来源(SpeciationandSourcesofCr)大气沉降污水灌溉矿山开采随固体废物进入土壤随农用物资进入土壤Cr的形态Cr(Ⅵ)Cr(Ⅱ)Cr(Ⅲ)Transformation胶体吸附Adsorptionofsoilcolloid络合作用Complexation沉淀溶解Precipitationanddissolution生物转运BiotransformationCrEffects铬性皮肤溃疡（铬疮）铬性皮炎及湿疹铬性鼻炎皮肤skin呼吸道眼及耳肠胃道对人体健康的危害Harmfultopeople眼球结膜充血、有异物感、流泪刺痛、视力减弱；鼓膜及外耳引起溃疡反胃呕吐，剧烈腹痛；六价铬化合物有致癌性的，会造成肺癌。Cr污染的修复(RepairofCrpollution)物理修复物理固定化修复化学清洗化学还原化学固定电动修复化学修复生物修复植物修复微生物修复联合修复电动修复(Electricremediation)阳极Anode阴极CathodeOH-Cr2O72-NO3-胶体电泳Gelelectrophoresis离子迁移IonmigrationH+H+电渗析运动ElectrodialysisH+Cr3+Me2+土壤毛细孔Soilcapillary物理固定化修复(Solidification)惰性材料污染土壤固化剂沸石硅土膨润土化学固定化修复(Solidification)Cr6+迁移性和活性降低Cr6+固化剂吸附沉淀配合+适用于低浓度铬污染土壤，且无法对土壤中的铬离子进行消除，铬离子仍然存留在土壤环境中化学清洗化修复(Soilwashing)污染土壤Cr清洗液EDTASDSNTA54%仅对砂壤等渗透系数大的土壤适用，且清洗剂废液容易对环境造成二次污染化学还原化修复(Reduction)铬的迁移性、生物可利用性降低Cr6+还原剂铁屑硫酸亚铁+Cr3+存在于土壤颗粒内部的六价铬，难以与还原剂发生还原反应。需要额外的超量还原剂来还原它，还原剂有可能造成二次污染硫化物微生物修复(Microorganism)铬的迁移性、生物可利用性降低Cr6+土著、驯化微生物硫酸盐还原菌大肠杆菌+Cr3+不会破坏植物生长的土壤环境、土壤结构，可原地处理，操作简单方便，处理费用低，不会产生二次污染。但是，目前这个技术还需系统地研究芽抱杆菌属假单胞菌属（1）植物萃取(phytoextration)超积累植物（hyperaccumulator）将土壤中的金属提取出来，富集搬运到植物根部可收割部位和地上茎叶部位的过程。浅层受重金属污染程度较低（2.5～100mg·kg-1）的土壤的修复（2）植物过滤(phytofiltration)植物通过生物或非生物过程，将根际周围液体中的污染物吸收或沉淀在根部表面，或者吸收并转移至根内部。常适用于低浓度、水量高的情况植物修复（Plantrepair）（3）植物固定(phytostablization)被植物的根吸收、在体内富集，或者被吸附到根表面，或者在根际区沉淀下来；植物及其根部可防止污染物被风或水侵蚀而迁移，还可防止其在土壤中渗漏及扩散。植物修复(Plantrepair)PaspalumdistichumLeersiahexan-draSwartz联合修复（Jointrepair）有机质根系分泌物铁载体质子酶活化污染土壤中的重金属铬从而促进铬积累植物的吸收富集Cr污染的修复总结修复方法限制条件资源需求健康分析成本元/t电动修复法适于低渗透性的土壤，浸水，对残渣铬无效电、水耗人少接触毒害少320固化稳定法需将铬污染的土壤中挖出来，没有从根本上去除污染物固化剂挥发性有机污染120化学清洗法仅对砂壤等渗透系数大的土壤适用，易对环境造成二次污染水、化学剂易造成污染转移140化学还原法未做防渗处理的渣场，会引起二次污染大量的还原剂人不直接接触污染150生物修复法修复时间长，且尚未具体应用到大面积土壤修复铬富集植株微生物菌株人不直接接触、无二次污染11003土壤As、Cr污染的EK-PRB联合修复技术Three土壤As、Cr污染的EK-PRB联合修复技术FeOOH+Fe0改性红泥CNT-Co去除率增加1.6-2.2倍效果显著优于EK63%EK-PRB联合修复技术不搅动土层，并可缩短修复时间，比较适合于低渗透的载土和淤泥土，且可回收砷，具有经济效益高、后处理方便、二次污染少等优点。04As、Cr污染修复技术未来发展方向Four联合修复技术生物-植物联合修复技术化学-物化生物联合修复技术Ⅲ物理化学联合修复技术参考文献（Reference）05[1]李雨奎,笪婷婷.土壤中重金属砷赋存形态和检测方法研究进展[J].安徽农业科学,2017,45(21):123-125.[2]谢正苗,黄昌勇.不同价态砷在不同母质土壤中的形态转化及其与土壤性质的关系[J].农业环境科学学报,1988(5):23-26.[3]韩永和.根际土壤—微生物—蜈蚣草系统中砷的形态转化与解毒机制[D].南京大学,2017.[4]刘坤.土壤中重金属污染调查研究——以砷和汞为例[J].黑龙江科技信息,2017(9):30-30.[5]李生志,杨居荣.土壤中砷的毒性与存在形态的关系[J].河北师范大学学报(自然科学版),1987(2):57-62.[6]宋书巧,周永章,周兴,等.土壤砷污染特点与植物修复探讨[J].热带地理,2004,24(1):6-9.[7]王新,贾永锋.土壤砷污染及修复技术[J].环境科学与技术,2007,30(2):107-110.[8]高松,谢丽.中国土壤砷污染现状及修复治理技术研究进展[J].安徽农业科学,2009,37(14):6587-6589.[9]唐敏,张焕祯,李亮.砷污染土壤柠檬酸萃取修复技术研究[J].环境污染与防治,2010,32(12):44-47+71.[10]吴佳,谢明吉,杨倩,等.砷污染微生物修复的进展研究[J].环境科学,2011,32(3):817-824.参考文献（Reference）05[11]任春强,张云,杨明.土壤砷污染修复技术研究进展[J].环境保护与循环经济,2014,34(6):30-33.[12]王婷.铬污染土壤修复技术的研究进展[J].科技视界,2014(7):5-5.[13]张峰,马烈,张芝兰,等.化学还原法在Cr污染土壤修复中的应用[J].化工环保,2012,32(5):419-423.[14]王晓雯.土壤中铬污染修复技术研究进展[J].环境与可持续发展,20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