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厦门培训班讲稿提纲o我国土壤污染现状概述o土壤污染治理与修复技术o土壤污染治理与修复实例l农田污染土壤修复与安全利用技术l搬迁工业场地污染土壤治理与修复1我国土壤环境质量概况全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。---全国土壤污染状况调查公报（2014年4月17日）p土壤污染程度划分标准全国土壤污染状况调查（2005年4月至2013年12月）本次调查土壤污染程度分为5级：Ø污染物含量未超过评价标准的，为无污染；Ø1倍至2倍（含）之间的，为轻微污染；Ø2倍至3倍（含）之间的，为轻度污染；Ø3倍至5倍（含）之间的，为中度污染；Ø5倍以上的，为重度污染。1.1我国土壤污染分布概况l从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；l长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；l镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。1.2土壤污染物超标情况l无机污染物超标情况1.2土壤污染物超标情况l有机污染物超标情况1.3农用地和未利用地土壤环境质量状况l耕地：土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。l林地：土壤点位超标率为10.0%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为5.9%、1.6%、1.2%和1.3%，主要污染物为砷、镉、六六六和滴滴涕。l草地：土壤点位超标率为10.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为7.6%、1.2%、0.9%和0.7%，主要污染物为镍、镉和砷。l未利用地：土壤点位超标率为11.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为8.4%、1.1%、0.9%和1.0%，主要污染物为镍和镉。p土壤环境质量状况1.3农用地和未利用地土壤的环境质量状况l工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。p土壤污染成因分析p土壤污染成因分析全国土壤砷、镉背景值分布图p土壤污染成因分析全国主要成矿带与土壤环境质量关系l全国主要成矿带与土壤砷背景值关系东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出,但土壤环境背景值不是造成土壤污染的主要原因。1.4其他用地及周边土壤污染状况l重污染企业用地，超标点位占36.3%；l工业废弃地，超标点位占34.9%，主要污染物为锌、汞、铅、铬、砷和多环芳烃；l工业园区，超标点位占29.4%。1.4其他用地及周边土壤污染状况l采矿区，超标点位占33.4%，主要污染物为镉、铅、砷和多环芳烃。有色金属矿区周边土壤镉、砷、铅等污染较为严重。1.4其他用地及周边土壤污染状况l采油区，超标点位占23.6%，主要污染物为石油烃和多环芳烃。1.4其他用地及周边土壤污染状况l固体废物集中处理处置场地，超标点位占21.3%，以无机污染为主；l垃圾焚烧和填埋场有机污染严重。1.4其他用地及周边土壤污染状况l污水灌溉区，超标点位占26.4%，主要污染物为镉、砷和多环芳烃。1.4其他用地及周边土壤污染状况l干线公路两侧，超标点位占20.3%。2土壤污染治理与修复技术2.1污染土壤修复技术分类p依据土壤位置变化与否分为原位修复和异位修复。Ø原位修复技术指对未挖掘的土壤进行治理的过程，对土壤基本没有扰动；对农田来说，是在不进行大量面积的挖掘和换土，不影响耕种条件下进行的污染土壤修复。Ø异位修复技术指对挖掘后的土壤在一定的场地上进行的修复过程。p按操作原理，污染土壤修复技术可分为物理修复技术、化学修复技术、微生物修复技术、植物修复和复合修复技术等。2.2污染土壤修复技术简介2.2.1固化/稳定化技术p固化/稳定化技术是处理重金属废物和其他非金属危险废物的重要手段，是危险废物管理中的一项重要技术。经其它无害化、减量化处理的固体废物，都要全部或部分地经过固化/稳定化处理后才能进行最终处置或加以利用。该项技术为废物最终处置前的预处理技术在国内外已得到广泛应用。目前，固化/稳定化技术被广泛应用于重金属污染土壤修复。2.2.1固化/稳定化技术-1p固化：在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。固化的产物是结构完整的整块密实固体。固化技术最早是用来处理放射性废物，目前被广泛应用于处理电镀污泥、铬渣、汞渣、砷渣、氰渣和镉渣等。p稳定化：将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性、低毒性和低有效性物质的过程。固化/稳定化技术可分为物理稳定化和化学稳定化。p固化/稳定化技术被广泛应用于工业场地重金属污染土壤修复。2.2.1固化/稳定化技术-2原沈阳冶炼厂重金属污染土壤修复现场l固化/稳定化设备—筛分破碎铲斗。2.2.1固化/稳定化技术-3筛分破碎铲斗工作现场l固化可以看作是一种特定的稳定化过程，可以理解为稳定化的一个部分。对于工业股废弃物而言，无论是稳定化还是固化，其目的都是减小废物的毒性和可迁移性，同时改善被处理对象的工程性质。l对于农用地土壤来说，固化/稳定化就是在不破坏土壤结构和不降低土壤肥力和生产力的条件下，降低土壤污染物的迁移性和生物有效性，使农作物和农产品的品质达到相关标准要求。2.2.1固化/稳定化技术-4p固化/稳定化技术被广泛应用于农田土壤重金属污染土壤修复。2.2.1固化/稳定化技术-5辽宁沈阳张士污灌区重金属污染土壤修复现场p固化/稳定化技术选择2.2.1固化/稳定化技术-5Ø在处理工业股废弃物方面的按固化剂有●水泥固化●沥青固化●塑料固化●玻璃固化●石灰固化等。Ø稳定化是利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。常用的有●pH值控制技术●氧化/还原电势控制技术●沉淀技术●吸附技术●离子交换技术等l水泥固化技术2.2.1固化/稳定化技术-6Ø普通硅酸盐水泥是用石灰石、粘土以及其他硅酸盐物质混合在1450℃的高温下煅烧，然后研磨成粉末状。它是钙、硅、铝及铁的氧化物的混合物。其主要成分是硅酸二钙和硅酸三钙。l水泥固化技术2.2.1固化/稳定化技术-7Ø普通硅酸盐水泥是用石灰石、粘土以及其他硅酸盐物质混合在1450℃的高温下煅烧，然后研磨成粉末状。它是钙、硅、铝及铁的氧化物的混合物。其熟料主要成分是硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（β-2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）四种。Ø它们的相对含量大致为：硅酸三钙37～60％，硅酸二钙15～37％，铝酸三钙7～15％，铁铝酸四钙10～18％。Ø水泥的水合反应过程Ø水泥的水合反应过程l农田重金属污染土壤修复材料选择2.2.1固化/稳定化技术-8Ø以调控土壤pH值为主的碱性材料熟石灰、碱性矿物Ø以吸附土壤重金属为主的非金属矿物等海泡石(凹凸棒石)、沸石、膨润土、磷灰石等Ø其他物质（工业和农业副产品）赤泥、生物碳、贝壳、腐植酸和有机肥等l农田重金属污染土壤修复材料选择Ø以调控土壤pH值为主的碱性材料熟石灰、碱性矿物Ø以吸附土壤重金属为主的非金属矿物等海泡石(凹凸棒石)、沸石、膨润土、磷灰石等Ø其他物质（工业和农业副产品）赤泥、生物碳、贝壳、腐植酸和有机肥等重金属浓度（mg/L）土壤胶体的性质：具有巨大的比表面和表面能；电性；凝聚性和分散性；土壤胶体的离子交换吸附阳离子交换吸附阴离子交换吸附氧化还原体系体系氧化态还原态铁体系Fe(III)Fe（II）锰体系Mn（IV）Mn（II）硫体系SO42-H2S氮体系NO3-NO2-NO3-N2NO3-NH4+有机碳体系CO2CH4p修复材料筛选与研制p修复材料筛选与研制l海泡石（sepiolite）（Mg8[Si2O30](OH)4·12H2O）SCI/2.139SCI/4.836l赤泥（BauxiteResidue）——用碱从铝土矿中提取氧化铝后的固体残渣赤泥矿物成分复杂，含有60%-65%的文石和方解石。l方解石（calcite）CaCO3朱德强，梁成华等.水土保持学报.2016,1:326-330.l添加赤泥、海泡石和方解石对土壤镉赋存形态的影响赤泥海泡石方解石交换态镉方解石物质对土壤镉赋存形态的影响_朱德强l贝壳（CaCO3）贝壳（方解石、文石、甲壳素）Position[°2Theta]102030405060Counts01000040000900000100004000090000天然扇贝壳天然蛏子壳图不同供试贝壳样品的XRD衍射图生态与农村环境学报，2016.图施用不同贝壳粉对土壤镉形态的影响（50d）l施用不同贝壳粉对土壤镉形态的影响l添加碱性性物质对土壤pH值与有效态镉的影响不同剂量不同物质氢氧化钠碳酸钙方解石粉pH值有效态镉（mg/kg）pH值有效态镉（mg/kg）pH值有效态镉（mg/kg）0%4.957.834.957.834.957.830.1%6.667.275.626.935.776.930.2%7.856.946.386.496.506.350.3%9.136.327.295.486.876.110.4%9.596.177.405.367.335.570.5%9.995.417.535.157.495.560.6%10.274.807.635.107.525.540.8%10.464.367.754.987.705.431%10.553.647.784.977.875.142%10.751.817.824.797.955.02l蒙脱石（montmorillonite）(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nHOl沸石（zeolite）(A(x/q)[(AlO2)x(SiO2)y]n(H2O)王秀丽论文谢飞谢飞，梁成华等.添加天然沸石和石灰对土壤镉形态转化的影响.环境工程学报,2014，8（8）：3505-3510.l粘土矿物与石灰复配对降低土壤镉有效性作用交换态镉沸石粉石灰l蛇纹石（serpentine）Mg6[Si4O10](OH)8Wangxue,liangchenghua.Distributionandtransformationofcadmiumformationsamendedwithserpentineandlimeincontaminatedmeadowsoil.JournalofSoilsandSediments.2015,Volume15,Issue7,pp1531-1537交换态镉l臭葱石（Scorodite）FeAsO4‧2H2OØ毒砂（FeAsS）在氧化环境中易分解而形成浅黄色或浅绿色的臭蒜石。Ø臭葱石与砷黄铁矿、燧石、褐锰矿共生，可进一步风化成褐铁矿，是一种很好的固定水中砷的矿物。Ø次生或合成的含铁、硫矿物可以钝化土壤中的砷。Wangnan,liangchenghua.Arsenitesorptionandoxidationbysyntheticbirnessite.JournalofWaterSupply:ResearchandTechnology.2013,62(4):245-253p不同化肥对土壤重金属活性的影响磷酸二氢铵过磷酸钙磷矿粉周佚群,梁成华.不同施磷水平对土壤中重金属镉的钝化效果评价.水土保持通报,2014年6期周佚群—基于TCLP法研究不同磷肥对污染土壤中重金属Cd的钝化肥料种类总镉总铅总铜总锌过磷酸钙0.37-1.0420.82-39.8812.17-22.1172.91-98.60钙镁磷肥0.03-0.160.65-6.682.16-7.617.33-14.95有机肥0.27-0.614.65-35.9330.23-164.95-标准0.325050200表部分肥料的重金属含量范围（mg/kg）Ø工程要点：首先移除污染土层，再覆盖一定厚度没有污染的土壤，然后进行土壤培肥，恢复耕作层。Ø