土壤修复技术与应用实践探究

ISBN：978-7-5683-0660-7

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目录

版权页3

前言4

第一章 土壤的污染及污染源8

第一节 土壤污染及其危害8

一、土壤环境与土壤污染8

（一）土壤环境8

1.土壤环境的定义8

2.土壤环境与农业生产9

3.土壤环境与环境保护9

（二）土壤污染10

1.土壤背景值10

2.土壤环境容量11

3.土壤自净作用11

4.土壤污染12

二、土壤污染的分类及其危害13

（一）有机污染物及其危害13

（二）重金属污染及其危害14

（三）放射性元素污染及其危害15

（四）土壤生物污染及其危害15

第二节 土壤污染源16

一、土壤环境的无机污染16

（一）土壤重金属污染16

1.土壤重金属污染的特点16

2.土壤重金属污染的生态效应17

3.土壤、植物系统中重金属元素的迁移和转化18

（二）土壤非重金属污染19

（三）土壤放射性元素污染19

二、土壤环境的有机污染20

（一）土壤的农药污染21

1.农药的含义21

2.农药对土壤环境、生物的危害21

（二）土壤的石油污染22

1.石油污染物的组成以及危害22

2.石油在土壤中的迁移转化22

（三）土壤的多环芳烃污染23

1.多环芳烃的结构和毒性23

2.多环芳烃在土壤中的迁移转化23

（四）土壤的环境激素污染24

1.环境激素的种类和性质24

2.环境激素在土壤中的迁移转化24

三、土壤环境固体废物污染25

（一）城市生活垃圾对土壤环境的污染25

1.城市生活垃圾的产生与分类25

2.生活垃圾对土壤环境的影响26

（二）污泥对土壤环境的污染27

1.污泥的分类及基本特性27

2.污泥土地施用风险28

（三）农业固体废物对土壤环境的污染29

1.农业固体废物来源及分类29

2.农业固体废物的环境危害29

第三节 土壤污染的防治30

一、土壤污染源和污染途径的监控30

（一）查明污染源及污染途径30

（二）控制和消除土壤污染源31

（三）建立土壤环境质量监测网络系统36

二、土壤污染与防治的立法36

三、防治土壤污染源的措施38

（一）采用生物防治38

（二）施加抑制剂38

（三）控制土壤氧化-还原状况38

（四）改变耕作制度38

（五）换土、深翻、刮土39

第二章 污染土壤修复的主要技术40

第一节 污染上壤生物修复技术40

一、污染土壤生物修复技术概述40

（一）土壤生物修复技术的原理40

1.土壤环境的污染过程40

2.土壤生物修复技术的原理41

3.影响生物修复的土壤受体特性41

4.影响生物修复的污染物特性43

（二）污染土壤生物修复技术适用范围43

1.适于原位修复的污染土壤43

2.需要异位处理的污染土壤44

3.可用原位-异位相结合处理的污染土壤44

二、污染土壤的生物修复技术的构成45

（一）微生物修复技术45

1.重金属污染修复45

2.石油污染修复45

（二）植物修复技术46

1.重金属污染修复46

2.有机污染物修复47

（三）动物修复技术47

1.概述47

2.动物修复原理48

3.动物修复应用及展望50

第二节 污染土壤物理修复技术51

一、物理分离技术51

二、翻土与客土技术52

三、土壤蒸气浸提修复技术53

（一）概述53

（二）土壤蒸气漫提技术的系统及其修复过程54

（三）土壤蒸气浸提技术的适用条件55

（四）SVE系统增强技术55

四、固化/填埋技术56

（一）固化/填埋技术分类56

（二）固化/填埋技术的适用性和特点57

（三）固化剂种类57

五、热解吸修复技术57

（一）热解吸修复技术的主要内容58

（二）热解吸修复技术的影响因素58

1.污染物特性58

2.土壤粒径分布及其组成61

3.土壤渗透性61

第三节 污染土壤化学修复技术61

一、化学改良技术61

（一）概述61

（二）化学改良技术的特点62

二、化学氧化技术63

（一）普通化学氧化技术63

（二）高级氧化技术64

（三）原位化学氧化技术66

（四）原位化学氧化技术案例66

三、化学还原与还原脱氯修复技术66

（一）SO₂作还原剂的修复技术67

（二）H₂S作还原剂的修复技术67

（三）Fe⁰作还原剂的修复技术68

四、化学淋洗技术68

（一）概述68

（二）化学淋洗技术的特点70

（三）化学淋洗技术的影响因素70

五、溶剂浸提技术71

六、电动修复技术72

（一）概述72

（二）电动修复原理72

（三）电动修复的影响因素74

（四）电动修复的特点75

第三章 土壤重金属污染与修复76

第一节 土壤中的重金属76

一、土壤重金属及其污染76

（一）土壤重金属污染概念76

（二）土壤重金属污染的来源77

1.大气沉降77

2.污灌77

3.采矿和冶炼78

4.施肥和农药78

5.工业生产79

6.含重金属废弃物堆积79

二、土壤中重金属形态与迁移转化79

（一）土壤中重金属的形态79

（二）土壤中重金属元素的迁移转化80

1.物理迁移80

2.物理化学迁移和化学迁移80

3.生物迁移83

第二节 土壤重金属污染对环境质量的影响84

一、重金属对土壤肥力的影响84

（一）重金属对土壤氮素的影响84

（二）重金属污染对土壤磷素的影响85

（三）重金属对土壤钾行为的影响85

二、重金属的植物效应及其影响因素85

（一）重金属浓度的影响85

（二）氧化还原电位、pH和阳离子交换容量86

1.氧化还原电位86

2.pH和阳离子交换容量（CEC）87

（三）土壤质地88

（四）共存离子的影响89

三、重金属对土壤微生物和酶的影响89

（一）对微生物的影响89

（二）重金属对土壤酶活性的影响90

四、重金属对人类健康的影响91

第三节 土壤重金属污染的控制与修复92

一、土壤重金属污染源的控制措施92

（一）控制含有重金属的有害气体和粉尘的超标排放92

（二）严格执行污灌水质标准和控制污水超标排放93

（三）控制污泥、垃圾等固体废弃物的排放和使用93

（四）发展清洁工艺93

二、土壤重金属污染修复技术94

（一）物理修复技术94

1.改土法94

2.电动修复94

3.热处理技术94

4.固化稳定技术95

5.隔离包埋技术95

6.淋滤法和洗土法95

7.淋溶法95

8.玻璃化技术96

（二）化学性调控96

1.施用改良剂96

2.调节土壤Eh值97

（三）土壤重金属污染的生物修复97

1.植物修复技术98

2.微生物修复技术100

3.生态修复法101

第四章 土壤有机物污染及修复102

第一节 土壤农药污染及修复102

一、农药的种类及污染土壤的途径102

（一）农药的种类102

1.有机氯农药102

2.有机磷农药103

3.氨基甲酸酯类农药103

4.拟除虫菊酯类农药104

（二）农药污染土壤的途径104

二、农药在土壤中的迁移转化105

（一）土壤对农药的吸附105

（二）农药在土壤环境中的迁移106

（三）农药在土壤中的降解107

（四）农药在土壤中的残留108

三、农药污染土壤修复技术109

（一）植物修复技术110

（二）动物修复技术111

（三）微生物修复技术111

（四）联合修复技术112

第二节 土壤石油污染及修复113

一、石油及其污染土壤的途径113

（一）石油污染113

（二）石油污染土壤的主要途径114

二、石油在土壤中的迁移转化114

（一）石油在土壤中的挥发114

（二）石油在土壤中的迁移115

（三）石油在土壤中的吸附/解吸附115

（四）石油在土壤中的降解116

三、石油污染土壤的修复技术117

（一）物理修复技术117

1.焚烧法117

2.电修复法117

3.隔离法118

4.换土法118

（二）化学修复技术118

1.洗涤法118

2.化学氧化法119

3.萃取法119

（三）生物修复技术120

1.微生物修复技术120

2.植物修复法124

3.动物修复法125

第三节 土壤有毒有机物污染及修复126

一、土壤有毒有机物污染的内涵126

二、有毒有机污染物在土壤中的迁移转化127

（一）有毒有机污染物在土壤中的吸附127

（二）有毒有机污染物在土壤中的挥发128

（三）有毒有机污染物在土壤中的降解129

（四）动物、植物对土壤中有机污染物的吸收130

（五）土壤有毒有机污染物在土壤中的径流与淋溶131

三、有毒有机物污染土壤的修复技术131

（一）物理修复方法131

1.通风去污法131

2.热脱附法132

（二）化学修复方法132

1.化学降解132

2.土壤淋洗技术133

3.化学栅133

（三）生物修复法134

（四）植物修复法134

（五）联合修复135

1.植物-微生物联合修复135

2.动物-微生物联合修复135

第五章 土壤复合污染与修复136

第一节 土壤复合污染概述136

一、土壤复合污染的内涵解析136

（一）土壤复合污染的概念136

（二）影响复合污染物交互作用的因子137

1.生物因子137

2.污染物因子138

3.环境因子138

二、复合污染的作用方式与机理139

（一）复合污染的作用方式139

（二）复合污染的作用机理140

1.竞争结合位点140

2.影响酶的活性140

3.干扰正常生理过程140

4.改变细胞结构与功能140

5.螯合（络合）作用及沉淀作用140

6.干扰生物大分子的结构与功能141

第二节 土壤复合污染的类型及效应141

一、土壤复合污染的类型141

（一）按照污染物来源分类141

1.同源复合污染141

2.异源复合污染141

（二）按照污染物类型分类142

1.土壤无机-无机复合污染142

2.重金属-有机污染物复合污染147

3.有机-有机复合污染149

二、土壤复合污染的表征151

（一）锌当量151

（二）离子冲量151

（三）内梅罗污染指数法152

（四）污染综合指数法152

第三节 土壤复合污染的联合修复152

一、物理与化学联合修复152

二、物理、化学与生物联合修复153

三、植物与微生物联合修复154

（一）与植物共生去除土壤中的污染物155

（二）改变污染物的性质155

（三）微生物促进植物生长，维持土壤肥力155

第四节 土壤复合污染及联合修复展望156

一、土壤复合污染及联合修复的现状156

二、土壤复合污染及联合修复发展趋势157

第六章 我国土壤修复的现状分析与前景展望159

第一节 我国污染修复的技术进展与局限性分析159

一、我国土壤环境污染状况与监管需求159

（一）耕地土壤污染加剧，严重威胁国家“米袋子”和“菜篮子”民生工程159

（二）全国工业企业搬迁遗留场地土壤总体污染状况触目惊心，城镇人居环境安全与健康令人担忧160

（三）矿区和油田区及其周边土壤环境安全问题不容忽视，严重威胁生态安全和人体健康160

（四）土壤污染复合化或混合化，流域性和区域化态势凸显161

二、我国土壤环境与污染修复研究现状161

（一）不同尺度的土壤污染调查与评价研究161

（二）土壤污染过程与机理研究162

（三）土壤污染的人体健康与生态风险评估研究163

（四）土壤环境质量基准与标准研究164

（五）土壤污染修复原理及技术研究164

三、我国土壤修复技术发展现状165

四、我国污染修复的技术局限性168

第二节 我国污染土壤修复的技术发展趋势170

一、我国污染土壤修复技术发展的整体趋势170

二、我国污染土壤修复技术发展的具体趋势172

（一）向绿色与环境友好的土壤生物修复技术发展172

（二）从单项向协同、联合的土壤综合修复技术发展172

（三）从异位向原位的土壤修复技术发展173

（四）基于环境功能修复材料的土壤修复技术发展173

（五）从土壤修复向土壤-水体联合修复173

（六）从点源污染场地修复向流域生态修复发展174

（七）土壤修复决策支持系统及后评估技术发展174

第三节 我国土壤修复工作的发展展望174

一、我国土壤修复行业面临的主要问题174

（一）土壤污染详细情况有待进一步摸清175

（二）土壤污染防治政策、法规、标准亟须完善175

（三）土壤污染防治与修复技术研究基础薄弱175

（四）土壤污染修复设备化、工程化、产业化研究滞后176

（五）土壤污染防治与修复资金不明确176

（六）土壤环境保护管理体制不完善176

（七）土壤环境保护产业化链条尚未形成176

二、我国污染土壤修复商业模式177

（一）第三方治理和PPP模式177

（二）几种土壤修复商业模式177

三、我国土壤修复工作的未来180

参考文献183

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参考文献

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