土壤环境污染与修复.ppt

土壤环境污染与修复一、土壤环境与污染土壤污染与修复研究是当今环境科学新的生长点之一倍受国内外环境科技工作者的重视。与大气、水体相比土壤是一个复杂的物理、化学与生物的复合环境介质是一个重要的生态剖面许多环境化学、环境生物、环境毒理的规律与机制可以通过土壤生态剖面加以观察、研究。我国农药、化肥和重金属污染农产品的问题是限制我国农产品出口的主要瓶颈。减少与消除高毒农药的危害已成为我国农业环境亟待解决的重要问题。污灌、污泥等造成的土壤污染还将长时期影响农作物的生长和农产品的品质。生态系统的基本单元具有SWP系统的整体性自然体、环境介质具有多功能性1、系统之间发生的隐蔽性环境土壤学研究的目的农林土壤学50年代:土地资源开发利用提高生产研究资源调查58年污水灌溉在主要城市郊区兴起污染物在土壤--植物系统迁移--分布污水灌溉研究成果土壤环境质量评价意义意义污染地点：沈阳市张士灌区污染原因：含镉工业污水灌田污染面积：2800ha污染状态：土壤含镉5-10mg/kg土镉土污染治理利用土壤-植物系统生物、化学、物理的净化功能通过科学设计和有效地进行管理对污水中N、P资源加以利用对可降解污染物加以净化实现无害化、资源化的生态工程技术●土壤环境污染现状的描述●污染危害的调查和污染点的评价及风险分析●土壤污染生态过程及其微观机理研究●土壤生态毒理学诊断◆复合污染条件下常用农药与石油及其化工产品等有机污染物在土壤中的迁移动态研究探讨污染物的最适降解条件◆污染物在土壤中的降解过程及其影响因素确立其微生物降解的最佳条件◆污染物在土壤中的固定-再释放机制及预测◆耐污植物对污染物的吸收能力◆污染胁迫条件下土著微生物群落的变化规律◆农作物连作条件下土壤生物污染的发生过程◆重点有机、无机污染物的土壤生态过程区域比较研究平衡研究效应研究转化研究典型污染土壤的成因分析与生态风险预测6、土壤污染生态学研究展望第二部分：污染土壤与修复1990’s–德国英国荷兰等开展土壤污染修复研究80年代荷兰投资15亿美元进行土壤修复试验研究1976-1990年联邦德国科技部资助的项目306个1990-1996年联邦德国废物管理与土壤修复项目投资75亿美元美国政府近期投资100亿美元进行土壤修复技术开发2000-2003年国内土壤修复研究（根据发表论文统计）原位修复（接菌法生物培养法生物通风法土耕法）异位修复（生物泥浆堆腐制备床厌氧处理）污染土壤生物降解处理技术污染物的固定/稳定化处理技术污染土壤固定-覆盖技术电渗析技术树脂/活性炭浮选技术针对石油、多环芳烃为目标的污染物生物修复优势菌种的筛选与功能实验生物修复技术：泥浆反应器、土壤堆腐、超富集植物筛选1外源微生物引入---（关键）条件和原则3-1外源微生物引入预先暴露于污染环境中的微生物决定生物降解速率。有些微生物对有机污染物的氧化能力较强这种现象被称为适应性。适应性的可能机制有以下3种：●特定酶的诱导和抑制；●基因突变产生新的代谢群体；●有机体的选择性富集。污染物的降解因其性质、浓度对微生物暴露方式不同而异解决高浓度污染对生物降解影响的方式通常是进行稀释以满足微生物降解的浓度要求。当污染物浓度过低（但尚未达到环境质量安全标准）时生物修复的速率开始下降有时甚至难于进行。解决低浓度污染物降解是生物修复过程中面临的重要问题。很多情况下污染物并不能很快的被微生物完全降解其结果是母体污染物浓度减少次生代谢产物浓度增加。修复介质的整体污染状况没有得到根本的治理。次生代谢产物的产生主要在两个方面一、是产生所谓空端产物。即污染物的附加代谢过程中产生的一种使细菌酶无法进行转化的产物。二、即使污染物被完全降解也伴随中间产物的生成。而以细菌为媒介的反应对这类中间产物的降解速度缓慢土壤安全性评价应以污染物由固态转化为溶解状态的滤出物为依据。淋溶是个关键性问题。有关污染释放机制与淋溶控制因素如溶解有机碳(DOC)与胶体的相互作用等问题尚未得到充分研究。生物修复技术的现场放大涉及一系列问题：●微生物的降解效率问题●干扰因素的影响评估问题●环境工程、水利学、环境化学及土壤学等多种学科知识的支持与融合问题●生物修复场地异质性1994–200