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有机物污染土壤的修复技术综述,哪些期刊适合对矿区土壤重金属污染进行总结

有机物污染土壤的修复技术综述

矿区土壤重金属污染概述适于出版。土壤科学中有什么杂志专门发表关于土壤问题的研究

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有机物污染土壤的修复技术综述范文

介绍

随着中国工业化和城市化的发展以及《斯德哥尔摩国际公约》的实施,近年来大量化学和有机农药生产企业已经关闭或即将关闭,留下大量污染场地。据不完全统计,从2006年到2012年,[全国有近10万个工业搬迁地点。上海领先的化工公司上海华谊旗下的300多家企业关闭并搬迁了[2]。中国科学院南京土壤研究所对南京郊区一家钢铁企业附近土壤进行的调查结果表明,在所有土壤中均检测到15种优先多环芳烃。南京[某大型矿山企业周围农业土壤中多环芳烃的检出率为100%。尤其是有机氯农药已被禁用20多年,在[的许多土壤中仍然可以检测到不同含量的滴滴涕。土壤被污染后,污染物浓度高的污染表层土在风力和水力的作用下容易进入大气和水体,造成空气污染、地表水污染和地下水污染。它对地表植物、摄取植物的动物和鸟类有毒性作用([6),造成生态系统退化和其他次生生态环境问题,最终导致人类慢性中毒、扰乱内分泌系统、影响生殖功能等。2.1.1热解吸方法。土壤污染已成为继水污染、空气污染、噪声污染和固体废物污染之后最受社会关注的污染问题之一。

2有机污染土壤修复技术

有机化合物污染土壤的修复技术可分为三类:物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。

2.1物理修复技术

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热解吸法是通过直接或间接热交换系统将污染物或含有污染物的介质加热到一定温度(通常为150~540℃),使污染物挥发出来,从而达到分离的效果。空气体、燃料气体或惰性气体通常用作汽化组分的传输介质。目前,热解吸法主要应用于苯或石油烃化合物等挥发性污染物的研究,[8~11]。影响土壤中有机物热解吸的主要因素有:土壤处理温度、总处理时间、不同温度下相应的处理时间和土壤特性。土壤的主要特征是:土壤水分、腐蚀性物质的粒径分布和比重以及土壤沥滤技术(Leaching technology)是将水或含有某些能促进污染物在土壤环境中溶解或迁移的化合物(或冲洗助剂)的水溶液渗透或注入被污染的土壤中,然后将这些含有污染物的水溶液从土壤中提取出来,送到污水处理厂进行再处理的过程。维拉等人光催化氧化是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应要求分子吸收特定波长的电磁辐射,被激发以产生分子激发态,产生化学反应以产生新物质或成为引发热反应的中间化学产物。它是一种新的土壤氧化修复技术。它具有无需额外化学试剂、可在低压、低温条件下进行、无卤产物、催化剂成本低等优点。可应用于挥发性有机化合物、农药和其他污染物的处理[23,24]。常用的光催化剂包括二氧化钛(二氧化钛)、氧化锌(氧化锌)、氧化锡(二氧化锡)、二氧化锆(氧化锆)、硫化镉(硫化镉)和其他氧化物硫化物半导体。二氧化钛由于其强氧化能力和稳定无毒的化学性质,已成为世界上最常用的纳米光催化剂材料。研究了非离子表面活性剂Triton X-100对土壤中滴滴涕和二氯乙烷的浸出效果。田启东、[等研究了三种表面活性剂对有机氯农药污染土壤的修复效果。Occulti等人电化学修复方法是将两个电极插入土壤中,在污染土壤的两端添加低压直流电场。在低强度电流的作用下,溶解在水中或吸附在土壤颗粒表面的污染物根据其携带的不同电荷向不同的电极移动。对于与土壤紧密结合的污染物,电解引起的阳极酸化会破坏其与土壤的结合。此时,大量的水通过电渗流动在土壤中流动,并且土壤孔隙中的液体被带到阳极附近,使得溶解在土壤溶液中的污染物迁移到土壤表面并被去除植物从土壤中去除氯化有机化合物的机理很复杂,这些化合物可以被吸收并转移到木质素中进行浓缩和固化,或者降解[39]。一般来说,植物主要通过三种机制从环境中去除氯化有机化合物,即植物直接吸收氯化有机化合物,植物直接释放分泌物,酶去除氯化有机化合物,以及植物生长区微生物矿化氯化有机化合物,[40,41。氯化有机化合物被植物吸收后,要么被植物分解,要么通过木质化转化为二氧化碳和水,要么转化为无毒的中间代谢物(如木质素等)。)储存在植物细胞中以去除环境中的氯化有机化合物。环境中的大多数含氯溶剂和短链脂肪族化合物都是通过这条路线[14]去除的。植物根系释放到土壤中的酶可以直接降解相关化合物,植物死亡后释放到环境中的酶可以继续发挥分解作用。。一些研究表明,电化学方法转移和去除污染物主要取决于以下因素:电极反应、酸碱度、土壤表面化学、水系统平衡化学、污染物的电化学特性和土壤基质的水文特性。污染物去除的关键是阳极反应形成的酸性表面的转移,[4]。用从大豆中提取的卵磷脂作为表面活性剂,研究其对土壤中多氯联苯的浸出效果,并与TritonX-100作为浸出剂进行了比较。结果表明,大豆卵磷脂不仅具有较低的生物毒性,而且能有效去除土壤中的多氯联苯,同时去除土壤中较少的组分。除了表面活性剂,有机溶剂也用于从土壤中去除有机污染物。例如,甲醇和2-丙醇被用来从土壤中去除滴滴涕、DDD、滴滴涕和毒杀芬。当溶剂与土壤的比例为1: 6时,农药的去除率达到99%以上,2.2.4微波分解方法。。土壤水分的挥发不仅消耗大量能量,而且影响处理时间,而土壤颗粒的粒径将影响有机物的传质和吸收[13,14]。

2.1.2土壤气体提取

土壤蒸气提取(SOIL VAL EXTRATION)于1984年由Terra Vac公司首次开发并获得专利,并于20世纪80年代逐渐发展成为最常用的土壤有机污染物修复技术。该技术是一种物理和化学修复技术,它使用负压状态下的处理装置来分析土壤中的有机化合物,然后吸附所分析的气体[。何晓珍等人2.2.2光催化氧化以中国南方典型土壤——红壤为实验土样,选取最常见的挥发性有机化合物苯为污染物,采用一维土柱通风模拟SVE过程,研究通风流量、土壤含水量和间歇操作对苯污染红壤去污过程的影响。

2.1.3土壤沥滤方法

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2.2化学修复技术

2.2.1氧化还原法

对于氯化有机化合物,通常添加还原剂(如零价铁)来脱氯土壤中的氯化有机化合物。吉尔-哈姆等人微波是指频率在300兆赫和300兆赫之间的电磁波,相应的波长范围是1毫米到1米[26,27]。其中,最常用的工业微波频率是2450兆赫3有机氯污染土壤修复技术的比较与展望和915兆赫虽然分离浓缩技术中热解吸法、土壤气相萃取法和淋洗法的原理不同,但它们都是将污染物从土壤中分离出来,然后对分离收集的污染物进行再处理的方法。上述方法对土壤孔隙度有一定要求,收集的污染物需要二次处理,增加了污染土壤的修复成本。虽然转化分解技术中的植物修复和生物修复处理成本低,可应用于大规模土壤修复,但对污染土壤的修复环境要求高,难以在季节性变化大的北方地区推广。同时,高浓度和高毒性的有机物质会杀死用于修复的植物或微生物,限制了这两种方法的推广和应用。化学修复法是一种适用性强的传统修复方法,但化学成本高。对于大规模的土壤污染,化学修复方法在具体操作中存在一定的困难。电化学方法操作简单,对现有景观和建筑影响小,但修复时间长,主要适用于修复高粘土含量的污染土壤,容易引起土壤酸碱度的变化。光催化氧化法、微波分解法和放射性分解法是近十年来研究的新技术。它们的处理效率高,不易造成二次污染,但仍处于实验室研究阶段。。微波可以加热电介质材料[30,31],并具有选择性加热的特性。它只能加热污染物,从而提高能源利用率,节约成本。研究了金属铁屑对地下水的修复。结果表明,金属铁能有效还原氯化有机物。该方法适用于多种氯化化合物和浓度,反应条件温和,操作简单,金属铁还原剂价格低廉。目前,据信金属铁还原脱氯有机氯化合物有四种可能的反应途径:氢解、还原消除、氢化还原和吸附阿布拉莫维奇·[1]齐旭东,李志辉。微波辅助类芬顿预处理制药废水影响因素的优化[。北京理工大学学报,2013 (12): 1898 ~ 1904。团队使用微波修复技术分别模拟六氯苯、五氯酚和多氯联苯污染土壤的异地修复。研究发现,在最佳条件下六氯苯的去除率达到96%。阿布拉莫维奇[33,34]团队选择石墨纤维和金属棒作为吸波材料,模拟污染土壤的原位修复技术。实验结果表明,多环芳烃的去除率为100%。王世强等人[4]葛成俊,安琼,东原华,等.南京农业土壤有机污染分布研究[J]。《长江流域的资源与环境》,2006(3)。研究了微波方法对土壤中氯丹降解的影响。结果表明,微波法对氯丹的去除率可达89%。袁等人[5]赵其国、周钟兵、杨浩。江苏省环境质量与农业安全研究[。土壤,2002(1)。利用微波修复技术修复六氯苯污染的土壤。实验表明,在酸性条件下,六氯苯的最高去除率为95.6%。刘等人,[37,38]使用微波修复技术修复多氯联苯污染的土壤。实验结果表明,选择活性炭作为吸附材料,多氯联苯的去除率可达95%以上。。Arnold等人[13]发现,氯化烯烃的反应性随着卤化程度的增加而显著降低,这表明FeO向有机氯化合物的转化与金属铁表面脱氯还原反应的吸附过程同时进行。除了使用零价铁作为还原剂的脱氯反应之外,有机氯化合物如H2O2也可以使用氧化剂氧化。

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2.2.3电化学修复方法

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2.3生物修复技术

2.3.1植物修复技术

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2.3.2微生物修复方法

微生物修复是指利用天然存在或培养的功能微生物群在合适的环境条件下促进或加强微生物代谢功能,从而降低有毒污染物活性或降解为无毒物质的生物修复技术[42]。实验证明,环境中农药的去除主要依赖于细菌、放线菌和真菌等微生物的作用。例如,滴滴涕可以被芽孢杆菌、棒状杆菌、诺卡氏菌等降解。五氯硝基苯可以被链霉菌、诺卡氏菌等降解。敌百虫可以被曲霉菌、青霉菌等降解。残留在土壤中的农药最终通过各种复杂的转化和分解被分解成二氧化碳和水[43]。土壤中不同深度的微生物有不同的降解机制。在表层土壤中,含氯有机化合物的好氧生物降解往往是由于氧气充足而发生的,而在一定深度的土壤中,往往处于缺氧状态,含氯有机化合物主要经历厌氧脱氯反应。同时,有机氯农药通过植物微生物组合系统的转化也可以发生在植物根部附近的微生物中[40]。

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随着经济的不断发展和城市改扩建步伐的加快,近年来中国将关闭和搬迁大量的工业和农药生产企业。这些污染场地污染物种类多、毒性大、浓度高,单一的处理技术难以满足处理要求。因此,将两种或两种以上的修复技术结合起来形成联合修复技术,不仅可以提高单一污染土壤的修复率和效率,而且可以克服单一修复技术的局限性,实现多种污染物/混合污染土壤的修复,已成为土壤修复技术的重要研究趋势。

参考:

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[2]姬敏。中国工业污染场地土壤修复综述[。上海环境科学,2014 (3): 44 ~ 47。

[3]葛成俊、安琼、董原华。[钢铁工业区周围农业土壤中多环芳烃的残留与评价。农村生态环境,2005 (2): 66 ~ 69,73。

[35]

[36]

[6]丹。[典型污染场地有机氯农药的污染特征。成都:四川师范大学,2013。