第五章-土壤污染与修复概述

第五章土壤污染与修复概述•第一节土壤污染•第二节土壤修复标准的建立•第三节污染土壤修复效果评定方法第一节土壤污染•一、土壤污染•二、土壤污染分类•三、土壤污染的形成•四、土壤污染的特点•五、土壤污染的修复技术一、土壤污染•土壤污染的定义•目前对于土壤污染的定义尚不统一。有三种定义•现阶段采用第三种定义更具有实际意义•即当进入土壤的污染物超过土壤的自净能力，或污染物在土壤中的积累量超过土壤基准量，给生态系统造成了危害，此时才能被称为土壤污染，这也可视为“相对性”定义。•我国不同部门按照部门职责需要对土壤污染进行的定义。二、土壤污染分类•1.化学污染•2.物理污染•3.生物污染•4.放射性污染物三、土壤污染的形成•土壤中污染物的来源主要有三种途径：•（1）土壤是农业生产的基础条件，为了提高农作物的产量和质量，人们普遍施用化肥和农药，这是污染物质进入土壤的首要途径。•（2）土壤是垃圾、废渣和废水的重要处理场所，大量有害的无机和有机污染物质随此而进入土壤。•（3）土壤是生态系统的组成部分之一，大气圈和水圈中存在的污染物可经过多种迁移和转化途径而进入土壤，从而使土壤遭受污染。四、土壤污染的特点•1.隐蔽性和潜伏性•2.不可逆性和长期性•3.后果严重性•4.难以治理•5.防治基础薄弱五、土壤污染的修复技术•（一）物理修复技术•（二）化学修复技术•（三）生物修复技术（一）物理修复技术•1.土壤蒸气提取技术•2.稳定化技术•3.热处理技术•（1）热解吸技术•（2）焚烧技术（二）化学修复技术•1.化学淋洗技术•2.化学氧化修复技术•3.电动力学修复技术（三）生物修复技术•1.植物修复技术•污染土壤植物修复技术指利用植物及其根际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修复技术。•一般来说，植物对土壤中的无机污染物和有机污染物都有不同程度的吸收、挥发和降解等修复作用，有的植物甚至同时具有上述几种作用。•植物修复技术分为植物提取修复、植物挥发修复、植物稳定修复、植物降解修复、根际圈生物降解修复。•植物降解一般对某些结垢构比较简单的有机污染物去除效率很高，但对结垢构复杂的污染物质则无能为力。2.微生物修复技术•大多数环境中都进行着天然的微生物降解和净化有毒有害有机污染物的过程。•研究表明，大多数土壤含有能降解低浓度芳香化合物（如苯、甲苯、乙基苯和二甲苯）的微生物，只要地下水中含足够的溶解氧，污染物的生物降解就可以进行。•通过十余年的不断研究，微生物修复技术已应用于地下储油罐污染地、原油污染海湾、石油泄漏污染地及其废弃物堆置场、含氯溶剂、苯、菲等多种有机污染土壤的生物修复•如何提高微生物修复的功能是当前研究的热点之一•提高微生物修复作用的方法有以下几种：•①接种微生物。•②添加外源营养物。•③添加电子受体。•④植物-微生物联合修复。•⑤化学-微生物联合修复。•⑥调控其他环境因子。第二节土壤修复标准的建立•一、土壤污染的防治措施•二、土壤修复标准的建立一、土壤污染的防治措施1.发展清洁生产技术2.发展土壤污染修复技术1.发展清洁生产技术•控制和消除土壤污染源是防止污染的根本措施。•应大力推广清洁工艺，以减少或消除污染源，可以采取的措施：①进行废弃物资源化②对排放的三废要净化处理③禁止或限制使用剧毒、高残留农药④合理施用肥料二、土壤修复标准的建立•近年来，对于污染土壤的修复研究一直是热点领域。•但是对于污染土壤修复标准的制定却远远落后于修复方法的研究•这就很难说清楚土壤修复到什么程度可以认为是清洁的。（一）我国污染土壤修复标准的现状•在我国污染土壤修复标准尚未建立起来之前，土壤环境质量标准在一定程度上可以间接作为我国农田、蔬菜地等污染土壤的修复标准。•但是随着时间的推移和科学技术的发展，该土壤环境质量标准存在的不足也越来越明显•这样就使土壤环境质量标准很难适用于当今的污染土壤修复效果评价。•而且污染土壤修复标准与土壤环境质量标准两者之间存在着许多实质性差异．（二）建立土壤修复标准的方法•一个土壤修复标准方法体系的建立是由多方面因素决定的．除了修复技术水平、仪器可检出水平、环境背景水平、法规可调控清洁水平外，还应考虑以下几点：•1.污染物的选择•2.分析检测方法•3.修复标准的分类•4.对地下水的保护•5.生态毒理学评价标准1.污染物的选择•污染物的选择是制定污染土壤修复标准的首要工作．•我国当前土壤污染物主要分为四大类：•一是有害重金属•二是农药、兽药、抗生素等污染物；•三是持久性毒害有机污染物•四是大量施用化肥2.分析检测方法•在评定土壤中无机污染物影响时，不能以总量的方式，应主要考虑重金属有效态的含量。•在建立我国土壤修复标准时，应充分考虑到我国实验设备条件因不同部门、不同实验室和不同地区的差异，规范测试方法．同时也可以考虑参考国外其他国家的一些做法，建立分析检测规程认证制度。3.修复标准的分类•我们认为我国土壤修复标准的分类方式不应局限在现有土壤环境质量标准(GB15618-1995)的分类方法中，应充分考虑到城市土地修复后再利用的问题。•国外的土壤修复标准一般都是按照土壤类型或土壤修复后再利用的目的进行分类的．•我国的土壤修复标准根据修复后再利用的目的分为4类是比较适宜的•土壤经过修复后的最佳目标就是恢复其农业用地的功能•对于污染特别严重的土地。首先要考虑的就是要采取适当的措施防止其对地下水的污染．4.对地下水的保护•我国近年来，地面污染物造成地下水污染的事故逐年增加。•国外已经制定污染土壤修复标准的国家，无不把污染土壤修复后是否还会对地下水构成潜在的威胁作为制订污染土壤修复标准的重点。5.生态毒理学评价标准•世界各国的土壤修复标准大多建立在健康毒理学(国内亦称为卫生毒理学)和生态毒理学的基础上。•例如：美国新泽西州的《土壤修复标准)》中居住区和非居住区标准就是依据人类健康风险评价建立的第三节污染土壤修复效果评定方法•一、污染土壤修复效果评定的概念及内涵•二、土壤修复效果评定方法•三、污染土壤修复效果评定的研究展望一、污染土壤修复效果评定的概念及内涵•污染土壤修复效果的评定就是结合有效的化学分析手段，通过对土壤生态系统中不同物种生物组分损伤的观察，定性或定量预测修复后土壤中污染物对土壤生态系统和人类健康产生有害影响的可能性。•土壤在修复过程中其物理、化学和生物特性都会改变，目标污染物的减少并不意味着土壤在生态学意义上就是清洁的或是安全的。•单纯依靠化学方法进行土壤修复效果的评定，不能表征土壤的整体质量特征。二、土壤修复效果评定方法•一些土壤污染诊断的方法可以把土壤的健康状况与修复的效果紧密联系起来，完全可以应用于污染土壤修复效果的评定。•1.植物毒性评定法•2.陆生无脊椎动物评定法•3.土壤微生物评定法1.植物毒性评定法•（1）植物的受害症状评定法•（2）植物体内污染物含量评定法•（3）藻类毒性评定法2.陆生无脊椎动物评定法•以不同陆生无脊椎动物毒理试验评价土壤修复状况，是将那些对土壤污染具有敏感指示作用的物种作为指示动物，将它们暴露于土壤污染物中，以适当的试验系统准确地、精确地记录污染土壤对栖息动物危害与风险，从而达到对土壤修复状况(污染或清洁)的指示作用。•目前常用指示动物主要是蚯蚓和跳尾目昆虫•以蚯蚓作为受试动物来对污染土壤进行诊断是目前最常用土壤诊断方法之一，在国内外得到了广泛的应用。•蚯蚓的分布数量、死亡率和污染物质在蚯蚓体内的浓度，不能全面地反映土壤中污染物的实际浓度。3.土壤微生物评定法•微生物学参数可作为评定污染土壤修复效果的指标。•目前，比较有效的利用微生物对污染土壤评定的方法有：①敏感细菌与耐性细菌相比较的评定法②土壤微生物商评定法③微生物代谢商评定法等。三、污染土壤修复效果评定的研究展望•近年来，国内外一些学者在利用非化学分析评价方面有了很大的进展。•许多的评价方法还局限在对土壤污染的评价上。专门应用于污染土壤修复效果评定的方法还很少。•在污染土壤修复效果评定的方法方面，还有许多问题有待进一步研究。•污染土壤的修复标准一般是根据土壤修复后的再用目的确立不同的标准水平，相应的评价方法也应根据敏感程度的不同而与不同的土地再用目的相对应。•当前，污染土壤评定方法大多还局限于通过对土壤中单个污染物的残余量的评定，但是土壤中往往含有多种污染物，造成复合污染。•今后复合污染土壤修复效果的评定中，要着重通过对污染物浓度水平与污染物毒性效应的研究，以及不同污染物的浓度水平对复合污染中污染物的作用机制、分子机理和复合污染对种群和群落变化影响的研究，来对修复效果进行综合评定。•另外，应结合污染土壤修复后再用目的、污染土壤修复技术发展水平、仪器检测水平等，尽快建立起污染土壤的修复标准。•总之，污染土壤的修复效果评定方法研究，需要研究者共同努力，丰富学科研究内涵，促进研究的进一步发展。思考题•1、土壤污染的定义•2、土壤污染分类•3、土壤中污染物的来源主要有哪几种途径•4、土壤污染的特点•5、简述土壤污染的修复技术•6、提高微生物修复作用的方法有哪几种•7、大力推广清洁工艺，以减少或消除污染源，应采取什么措施•8、我国污染土壤修复标准的现状•9、简述污染土壤修复效果评定的概念及内涵•10、简述土壤修复效果评定方法•11、简述污染土壤修复效果评定的研究展望