第四章-化学修复3.pptVIP

第四章 化学修复技术 对于土壤中的污染物，一般采用向土壤中添加某些改良剂，修复被污染的土壤。这些改良剂一般也结合其它的修复方法，如生物修复等。 改良剂的作用：固定— 重金属 活化 施用化学添加（改良）剂 石灰性物质、有机物质和黏土矿物、离子拮抗剂 调节土壤Eh 实例一：不同磷处理对污染土壤中有效态铅及磷迁移的影响 磷肥分别为难溶性的羟基磷灰石 (HA)、磷矿粉 (PR)及可溶性磷肥磷酸氢钙(SSP) 铅污染土壤 铅含量：338.8PPM 土柱培养试验，30、90、180、270d后，在0～10 cm处取样进行土壤有效铅含量的测定，在270 d试验结束后分别在10、30、50、70 cm 土柱深处取样进行土壤有效磷及全磷的含量分析 实例二：磷肥对铅锌矿污染土壤中铅毒的修复作用 3种磷肥分别为水溶性磷肥过磷酸钙(SSP)、枸溶性磷肥钙镁磷肥(CMP)、难溶性磷肥磷矿粉(PR) 实例三：磷肥对砷污染土壤的植物修复效率的影响：田间实例研究 试验区位于湖南省郴州市，1999年以前试验田为稻稻耕作制．因附近砷制品厂废水废渣排放等原因导致土壤砷污染，于2000年弃耕荒芜．2002年4月翻耕后，开始移栽蜈蚣草．种植蜈蚣草． 试验设计：试验设6个磷肥水平(P20 )：0，50，100，200，400和600 kg·hm (过磷酸钙)． 可能的机理 磷肥降低铅毒的主要机理是通过磷肥中的磷与土壤中各个非残渣态的铅反应生成更稳定的磷酸铅盐矿(主要是磷氯／羟基／氟铅矿沉淀)，降低了土壤中Pb的移动性，从而降低了Pb对生物的毒性 磷矿粉有极大的比表面，可以大量地吸附固定土壤溶液和胶体上的水溶性和交换态的Pb，达到降低Pb生物有效性的效果 实例：硫磺对土壤中Pb和Zn形态的影响 实例：土壤施硅对水稻吸收砷的影响 供试的2种含砷量不同的污染土壤均采自湖南省郴州市的水稻田(0～20cm)，分别在低砷、高砷土壤中添加外源硅使土壤中外源硅的浓度分别为0、50、100 mg/kg 向土壤施加有机物质能够提高土壤肥力的同时，可以增强土壤对重金属离子和有机物的吸附能力。通过有机物质和重金属的络合、鳌合作用，使污染物分子失去活性，减轻土壤污染对植物和生态环境的危害。有机物质中的含氧功能团，如羧基、酚羟基等，能与金属氧化物、金属氢氧化物等金属-有机配合物。 有机物质对重金属污染缓冲和净化机制主要表现在：参与土壤离子的交换反应；稳定土壤结构，提供微生物生物活性物质，为土壤微生物活动提供基质和能源，从而间接影响土壤重金属行为；是重金属的鳌合剂 实例：施用有机物料对污染土壤水溶性有机物和铜活性的动态影响 盆栽试验设4个处理，分别为对照处理(CK)、施污泥(SS)、施猪粪(PM)、施蚕豆绿肥 (GM)．每处理设计3重复．按试验设计要求以占风干土重2％ 的比例施入不同有机物料，混匀．随后按第0、1、2、3、5、7周进行定期取样分析土壤Cu含量．至黑麦草生长至最大生物量时(第7周)，分地上部和地下部收获，分析植株样品中Cu含量． 土壤的主要矿物组成除粘土矿物外，还存在大量的铁锰氧化物和氢氧化物等天然矿物。以磁铁矿、赤铁矿、针铁矿、软锰矿与铝土矿等为代表的天然矿物 针铁矿和赤铁矿是红土及其它类型风化壳中的主要氧化铁矿物和常见矿物，由于针铁矿和赤表面对氟、砷的选择性吸附可以富集溶液中浓度很低的氟、砷元素，从而影响岩石一水一土一生物链结构中氟、砷的地球化学循环，在一定程度上控制着地表环境中氟、砷元素的迁移和富集 铁和锰是自然界中少数但属于常见的变价元素，矿物中铁的价态为+2和+3价，锰常见的价态有+2、+4、+6和+7价等，矿物中的锰多呈+3和+4价。已有研究表明，变价金属氧化物和氢氧化物的还原溶解作用，对有害有毒的无机性还原剂具有良好的净化功能 沸石通常具有很强的吸附能力和离子交换能力，作为调控土壤化学退化的材料 沸石结构是由3种元素Si、Al和O组成的四面体，其中硅氧四面体和铝氧四面体间构成了具有无限扩展的三维空间架状构造。这种构造开放性较大，整个晶体内部有大小均一而相互连接的通道，在这些孔道中占据有碱金属阳离子和水分子。在沸石四面体结构中， 以Al3+取代Si4+所造成的负电荷由Na+、K+、Ca2+ 、Mg2+ 等去平衡，因为这些阳离子只是很松散地连接在晶体结构上，不够稳定，易与其它阳离子发生交换 天然沸石对重金属Pb和Ni具有很强的吸附能力，其中离子交换和表面络合反应是其主要的吸附形式。对沸石进行改性后，其对重金属具有很强的吸附能力。Garcia—Sanchez发现使用由粉煤灰人工合成的NaP1型沸石对一价和二价的重金属离子都