土壤污染修复
第一章 土壤及其基本性质
1.土壤：是指地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层，具有不断地、同时地为植物生长提供并协调营养条件和环境条件的能力。
2. 土壤环境：是指岩石经过物理、化学、生物的侵蚀和风化作用，以及地貌、气候等诸多因素长期作用下形成的土壤生态环境。
3. 土壤污染：是指人为活动将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中，致使某种有害成分的含量明显高于土壤原有含量，而引起土壤环境质量恶化的现象．
4.造成土壤污染的原因?
过量施用化肥; 农药; 重金属元素; 污水灌溉; 酸沉降; 固体废物; 牲畜排泄物和生物残体
5土壤污染的特点
① 隐蔽性和潜伏性 ②累积性和地域性;
③.不可逆性和长期性 ④难治理性和后果严重性.
6. 土壤环境背景值:是指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。
7.土壤自净作用：是指在自然因素作用下，通过土壤的自净作用，使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化，活性、毒性降低，甚至消失的过程
8. 环境容量：在人类生存和自然生态不至受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。（单位环境中，土壤所能容纳的最大负荷量为土壤环境容量）
9.土壤污染的量度指标
①土壤背景值；②植物中污染物质的含量；③生物指标
10.土壤环境污染物分类：
无机污染物.有机污染物；生物性污染物；固体废弃物
按照污染物污染途径分为以下五种类型
水质污染型；大气污染型；固体废弃物污染型；农业污染型；综合污染型
第二章 土壤重金属污染专题
1．汞、镉、铅、铬以及类金属砷（五毒元素）
2. 影响生物迁移的因素
a.重金属在土壤环境中的总量和赋存形态 b.土壤环境状况
c.不同植物种类 d.伴随离子
3. 土壤重金属污染的特点：
1.形态多变 2.金属有机态的毒性大于金属无机态 3.价态不同毒性不同
4.金属羰基化合物常剧毒 5.迁移转化形式多样
6.重金属的物理化学行为多具有可逆性 7.产生毒性效应的浓度范围低
8.微生物不能降解重金属 9.生物对重金属摄取具有累积性
10.重金属对人体的毒害具有积累性
4影响重金属在土壤环境中的迁移转化的因素：
① 土壤Eh：
当水田灌满水时，Eh下降，导致土壤环境中的S以S2-形式存在，从而与水溶性Cd生成CdS沉淀，降低土壤溶液中水溶性镉的含量。 当水稻田排水晒田（烤田）时, Eh升高，非水溶性CdS可发生氧化还原反应， S2-被氧化成单质硫，从而CdS的溶解度增加，可给态Cd2+浓度增加。
Eh升高会促使土壤可溶性Pb与高价Fe、Mn氧化物结合，降低Pb的可溶性迁移。
② 土壤ph
土壤酸度增大不仅可增加CdCO3的溶解度，也可增加CdS的溶解度，使水溶态的Cd含量增加。
对铅在土壤中的存在形态影响也很大，一般随pH降低，土壤环境中可溶性铅的含量增加，铅在土壤中的迁移能力和生物毒性增大。
随着pH值的升高和Eh值的下降，可显着提高土壤中砷的溶解性。因为pH值的升高，土壤胶体上正电荷减少，对砷的吸附量降低，可溶解性砷的含量增加。同时，随着Eh值的下降，砷酸还原为亚砷酸
锌的迁移性取决于土壤的pH值和Eh值
5．影响Cr对植物毒性的因素：
（1）Cr的化学形态；（2）土壤质地和有机质含量；
（3）土壤氧化还原电位；（4）土壤pH值；（5）植物种类。
6. 防治土壤铜害的主要措施：
①向土壤大量施用绿肥或有机肥；②施用石灰降低土壤酸度；
③施用铁剂(如Fe-EDTA)，或叶面喷施铁剂。
7. 锌污染的防治措施：
①施用石灰调节土壤pH在5.5-7.0范围内，使锌形成氢氧化物沉淀；
②使土壤呈还原态，形成ZnS沉淀；③施用磷肥
8.土壤重金属污染控制的基本原则，并根据原则拟定土壤重金属污染控制技术对策。
基本原则： 一是“防”，尽可能地防止重金属进入土壤环境造成污染；
二是“治”，对已被重金属污染的土壤进行改造、治理，以消除污染或调控限制其危害。（1）切断污染源；（2）提高土壤环境容量；（3）控制或切断重金属进入食物链；（4）避免二次污染；
9. 土壤重金属污染的调控与防治措施：
（1）发展清洁工艺；（2）严格执行污水和污泥施用标准；（3）提高土壤的缓冲性和自净能力；（4）加强土壤水分管理；（5）施用改良剂；（6）客土、换土法和水洗法；（7）利用植物吸收去除重金属；（8）电化法；（9）加强土壤环境及其生物产品的监测；
第三章：土壤环境的有机污染
1．持久性有机污染物：具有毒性、生物蓄积性和半挥发性，在环境中持久存在，能在大气环境中长距离迁移，对人类健康和环境造成严重危害的有机污染物。
2. 非持久性有机污染物：半衰期较短，生物蓄积能力较小的容易降解的有机污染物。
3 点污染源：指集中在一点或当作一点的小范围排放污染物的污染源。
4. 面污染源：指在一个大面积范围内排放污染物的污染源。
5有机污染物的环境行为-有机污染物进入土壤后,可能经历以下几个过程:
③ 土壤颗粒的吸附—解析； ②挥发和随土壤颗粒进入大气；
③ 滤至地下水或随地表径流迁移至地表水； ④通过食物链在生物体内富集或被降解； ⑤生物或非生物降解。
6. 土壤有机污染物在土壤中的环境行为主要包括吸附、解吸、挥发、淋滤、降解、残留、生物富集等。
7、土壤胶体吸附有机污染物的机理
(1)化学吸附；(2)物理吸附； (3)离子交换 具体讲主要包括：离子交换、氢键、电荷转移、范德华力、配位体交换、疏水键的形成等。
8.代谢—有机物在生物体内经过酶类及其他物质的作用，发生变化，进而消化和排泄的过程。
9.降解—有机物由于各种因素的作用（化学、生物、光照、酸碱等）而逐渐分解，转变为无毒物质的过程。可分为非生物降解和生物降解。
10.生物降解—在生物酶的作用下，有机物在生物体内的降解，尤以微生物降解为主。
11.非生物降解—有机污染物在环境中受光、热及化学因子作用引起的降解。
12.降解类型：（非生物降解）光化学降解、化学讲解；（生物降解）微生物降解
化学降解： 可分为催化反应和非催化反应。非催化反应包括水解、氧化还原、异构化、离子化作用等。
微生物降解：脱卤作用、氧化作用、还原作用、脱烷基作用、水解作用、环破裂作用
13. 共代谢：是指微生物只能使有机物发生转化，而不能利用它们作为碳源和能源维持生长，必须补充其他可以利用的基质，微生物才能生长。
14.迁移—污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程，可分为机械性、物理—化学性和生物迁移。
15.吸收—外源物质经各种途径透过有机体的生物膜而进入血液循环的过程，主要通过消化道、呼吸道和皮肤三种途径。
16.扩散：指有机分子的随机运动，是由高浓度梯度向低浓度梯度的纯运动。
17质流：指分布在空气、水和土壤中的有机物在外力作用下所发生的移动。
18.挥发：指有机污染物穿透过土壤而逸向空间的移动。
19.残留—因使用有机污染物（农药）而残留于人类食品或动物饲料中的有机污染物（农药）母体化合物，还包括在毒理学上有意义的降解产物。
20积累—有机污染物的持久性，可认为该化合物保持其分子完整性，以及通过在环境中运输
和分配，维持其理化性质和功能特性的能力。
21.半衰期—进入土壤的有机污染物（农药）因降解等原因含量减少一半所需要的时间。
22．残留期—土壤中有机污染物（农药）因降解等原因含量减少75%-100%所需要的时间。
23. 农药污染土壤的途径：
☆将农药直接施入土壤或以拌种、浸种、毒谷的形式施入土壤；
☆向作物喷洒农药时，农药直接落到地面或附着在作物上，经风吹雨淋落入土壤中；
☆大气中悬浮的农药颗粒或以气态形式存在的农药，经雨水溶解和淋失，最后落到地面；
☆死亡动植物残体或灌溉水将农药带入土壤。
24. 农药在土壤环境中的迁移
（1）扩散；（2）质流；（3）挥发
进入土壤环境中的农药可通过挥发、扩散而迁移入大气，引起大气污染；或随水迁移、扩散和淋溶而进入水体，引起水体污染；也可通过作物的吸收，导致对农作物的污染，再通过食物链浓缩，进而导致对动物和人体的危害。
25. 土壤环境化学农药污染的防治：
☆加强管理 ☆大力开发高效、低毒、安全性农药 ☆采用综合防治措施防治病虫害
☆改进农药制剂的剂型及喷洒技术☆其他治理方法
(1)增加土壤中有机、无机胶体的含量，以增加土壤的环境容量；或施入吸附剂以增加土壤对农药的吸附，减轻农药对作物的危害。
(2)调节土壤水分、pH值、Eh值，以增加农药的降解速度。
(3)某些金属离子或其与某些螯合剂相螯合时，具有催化作用,可采取施加该类催化剂的方法，以提高土壤的催化化学降解作用。
(4)选育活性较高的能够分解某种农药的土壤微生物或土壤动物，以增加土壤的生物降解作用。
第四章：化学肥料对土壤环境的污染
1. 目前我国化肥施用中存在如下问题：
①肥料利用率低：尿素N利用率为20%-40%，碳铵利用率仅15%-30%，普钙中磷利用率也仅为15%-30%；②肥料养分比例不平衡：我国N、P、K施用比例严重失衡，P、K普遍短缺，N相对过剩； ③肥料分布和施用流向不合理：存在东南高西北低趋势。
2. 化肥施用对土壤环境的影响：
（1）肥料中有毒有害物质对土壤环境的污染
①化肥中的重金属元素污染；②肥料中的放射性元素污染；
③肥料中的氟污染；④化肥的有机副成分污染
（2）施用化肥对土壤性质的影响：
①导致土壤板结，肥力下降；②促进土壤酸化；③土壤中营养成分比例失调；
④降低土壤微生物活性；⑤造成土壤硝酸盐污染；
3. 水体富营养化：是指湖泊、河流、水库等水体中氮磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
4. 化肥污染的控制措施和防治对策：
加强对化肥的监督管理，从化肥的质量上扼制污染；经济合理施肥，严防过量施肥；
氮、磷、钾肥配合施用；化肥与有机肥配合施用；推行施肥新技术，提高肥料利用率；
优化肥料品种结构，研制新型无污染化肥；加强水肥管理，实施控水灌溉；
保护生态环境，防止水土流失。
5. 论土壤污染与生命的关系。（论述题）
第五章 污染土壤修复技术及原理
1.土壤污染修复：指通过无聊、化学、生物、生态学原理、并采用人工调控措施，使土壤污染物浓（活）度降低，实现污染无害化和稳定化，以达到人们期望的解毒效果的技术措施。
2.土壤污染修复需要坚持的原则：
①确保土壤的生物活性不受损坏
②确保土壤正常组分、结构和性状的稳定性
③对于土壤重金属污染的修复必须采取非食源性生物修复
3.原位修复和异位修复比较
4.原位修复和异位修复分类：
原位：污染土壤气体提取法(；井中汽提法；生物通气；空气搅动法； 原位冲洗、淋洗；
加热方法； 处理墙方法；原位稳定—固化方法；电动力学方法；原位微生物修复方法；
植物－微生物联合修复方法
异位：气提法；泥浆反应器修复；土壤耕作法；土壤堆腐；焚烧法；客土法；预制床；
淋洗/萃取；淋洗－生物反应器联合修复。
5按照技术类别分类
（1）物理化学修复
加热方法；稳定固化法；淋洗；萃取；电动力学等。
（2）生物修复
微生物修复：生物通气、泥浆反应器、预制床等。
植物修复；湿地修复；菌根修复等。
植物－微生物联合修复；菌根菌剂联合修复等。
（3）物理化学－生物联合修复
淋洗－反应器联合修复等。
6电动力学修复的优点：
☆适用于任何地点；☆可在不挖掘条件下处理土壤；
☆最适合黏质土；☆对饱和和不饱和土壤都潜在有效；
☆可处理有机无机污染物；☆可从非均质的介质中除去污染物；
☆费用效益比较好
缺点：☆污染物的溶解度高度依赖于土壤pH值；
☆要添加增强溶液；
☆当高压电使用到土壤时，由于温度的升高，过程的效率降低；
☆如果土壤含碳酸盐、岩石、石砾时。去除效率会显着下降。
7. 土壤淋洗技术：是在淋洗剂（水或酸或碱溶液、螯合剂、还原剂、络合剂以及表面活性剂溶液）的作用下，将土壤污染物从土壤颗粒去除的一种修复技术。
8. 农业改良措施
(1).中性化技术:利用中性化材料（如石灰、钙镁磷肥）提高酸性土壤pH以降低重金属的移动性和有效性的技术。
(2)有机改良物料: 有机物料可通过与重金属的配合作用而改变土壤中重金属的形态，也可通过改变土壤的其他化学条件（pH、Eh、微生物活性等）而改变土壤重金属形态和生物有效性。
(3) 无机改良物料: 降低土壤重金属有效性，抑制作物对土壤重金属的吸收。常用的无机改良剂有沸石、海泡石、赤泥磷肥、膨润土
(4)氧化还原技术: 土壤环境氧化还原状态的控制，一般可以通过水分管理来实现，如镉污染土壤可以采用淹水栽种水稻的方式抑制其有效性
9. 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。
10. 超富集植物:是指能超量积累1种或同时积累几种重金属元素的植物。
11.污染土壤修复技术选择的原则:
1.耕地资源保护原则;
2. 可行性原则
修复技术的可行性主要体现在两个方面：
一是经济方面的可行性，即成本不能太高.
二是效用方面的可行性，即修复后能达到预期的目的，见效快.
3. 因地制宜原则
第十章
1.植物修复技术：植物提取修复技术；植物稳定修复技术；植物挥发修复技术
根际过滤修复技术
2. 植物提取修复的机制：
（1）超积累植物对根际土壤重金属的活化
植物对根际土壤重金属的活化方式包括：金属-螯合分子分泌进入根际，螯合、溶解金属。
（2）重金属由根部向地上部的转移
超积累植物根对重金属吸收、转移和积累在地上部的过程包括许多环节和调控位点：跨根细胞质膜运输；根皮层细胞中横向运输；从根系的中柱薄壁细胞转载到木质部导管；木质部长途运输；从木质部卸载到叶细胞（跨叶细胞膜运输）；跨叶细胞的液泡膜运输等。
（3）地上部对重金属的积累
植物地上部分对重金属的累积与金属络合物和液泡的隔离作用有关。
3. 植物-微生物联合修复法：利用超累积植物及其根际周围土壤微生物的联合作用，共同对土壤重金属元素进行转化、吸收和累积，达到修复的目的。
4. 农业工程改土修复技术：包括换土法、覆土法、深耕翻土和稀释法等。
换土法是利用清洁的土壤置换重金属污染的土壤，并将污染土壤进行异位修复或异地处理的方法。
覆土法或客土法是将清洁的土壤覆盖在污染的土壤之上，使植物的根层生长在清洁的土壤中，减少重金属污染物向植物中的迁移和转化。
深耕翻土是将深层污染程度较轻或无污染的土壤通过深翻成为表层土壤，而受到重金属污染
的表层土壤进入下层，使植物根系不能达到污染区域而减少对重金属的吸收，降低污染物对植物的危害的目的。
稀释法是将清洁的土壤与污染的土壤充分混合，降低土壤重金属元素的浓度，从而减少植物对重金属元素的吸收的目的。
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