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土壤生態修復的物理法有哪些

發布時間:2022-06-05 08:19:27

① 治理土壤污染可以採取哪些方法

治理土壤污染一般是比較困難的,特別是大面積的治理更困難。常用的措施:把污染物質濃度高的上層翻至下層,而把濃度低的下層翻至上層,以此稀釋耕層中污染物質的濃度。如果耕層以下土層中污染物質濃度高,則此法無效。此外,土層淺薄,翻耕法也無效。再者,為使翻上來的心土熟化,還必須考慮施用土壤改良劑和增加施肥量。

施用客土系指在現有的污染土上覆上一層未污染土壤。換土系指將受污染的耕層挖除至適當深度後再填入未污染土壤。覆蓋客土使耕地地面增高,因此在稻田的情況下會使水漿管理產生困難,所以客土量是受限制的,客土效果常常是不大的。目前,採取換土的辦法居多。無論客土、換土或深翻,對小面積污染嚴重的土壤均可採用。但對換下來的土壤一定要妥善處理,客土的厚度一般為10~25厘米。將污染的土壤深翻到下層也可以。這些工程都很大,一般的人力手工操作難以辦到。故對大面積的換土與深翻,適用於機械操作。

了解有害金屬元素的特性及其在土壤中的活動,對於研究某些能使作物減少吸收該元素的方法來說,是極為重要的。在自然條件下重金屬的自然背景值保持著極為緩慢的動平衡而很少發生變化。與此相反,在耕種條件下人為活動使土壤環境發生變化,從而也使土壤中重金屬的活動發生變化。這就是說,在自然土壤中這些物質的變化是在很長的時間里完成的,而在耕種土壤中這些變化是在極短的時間里完成的,這些變化對制定減少有毒物質吸收的措施則是很重要的。從這一觀點出發,改良受重金屬污染的土壤的根本措施是施用客土,但是我們不能在任何情況下總是局限於追求永久性效果,排土、客土這樣的根本性措施也不是一成不變。即使是採取這樣的根本性措施也要作到因地制宜,在污染程度輕而不宜於採取排土、客土措施的情況下,可考慮利用土壤中污染物質的特性(難溶化),施用改良劑來防治土壤污染。在土壤受重金屬(如鎘、銅、鋅等)污染的情況下,施用石灰性物質提高土壤pH可使重金屬形成氫氧化物沉澱;施用促進還原的有機物質可使重金屬形成硫化物沉澱;施用磷酸鹽物質可使重金屬形成難溶性磷酸鹽;利用離子拮抗減少植物對重金屬的吸收,所有這些措施都可考慮採用。

② 簡述污染土壤物理修復技術有哪些

污染土壤物理修復是通過各種物理過程將污染物特別是有機污染物從土壤中去除或分離的技術。主要包括土壤淋洗、熱吸附、蒸氣浸提、微波加熱和異地填埋等技術。

③ 土壤污染修復技術方法有哪些

一、植物修復技術
從20 世紀80 年代問世以來,利用植物資源與凈化功能的植物修復技術迅速發展[4,5]。植物修復技術包括利用植物超積累或積累性功能的植物吸取修復[6,7,8] 、利用植物根系控制污染擴散和恢復生態功能的植物穩定修復[9] 、利用植物代謝功能的植物降解修復[10] 、利用植物轉化功能的植物揮發修復[4 ] 、利用植物根系吸附的植物過濾修復[4] 等技術;可被植物修復的污染物有重金屬、農葯、石油和持久性有機污染物、炸葯、放射性核素等。其中,重金屬污染土壤的植物吸取修復技術在國內外都得到了廣泛研究,已經應用於砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬以及與多環芳烴復合污染土壤的修復[6,7,11,12],並發展出包括絡合誘導強化修復[13] 、不同植物套作聯合修復、修復後植物處理處置的成套集成技術[1]。這種技術的應用關鍵在於篩選具有高產和高去污能力的植物,摸清植物對土壤條件和生態環境的適應性。近年來,中國在重金屬污染農田土壤的植物吸取修復技術應用方面在一定程度上開始引領國際前沿研究方向。但是,雖然開展了利用苜蓿、黑麥草等植物修復多環芳烴、多氯聯苯和石油烴的研究工作[1],但是有機污染土壤的植物修復技術的田間研究還很少,對炸葯、放射性核素污染土壤的植物修復研究則更少。
植物修復技術不僅應用於農田土壤中污染物的去除,而且同時應用於人工濕地建設、填埋場表層覆蓋與生態恢復、生物棲身地重建等。近年來,植物穩定修復技術被認為是一種更易接受、大范圍應用、並利於礦區邊際土壤生態恢復的植物技術,也被視為一種植物固碳技術和生物質能源生產技術;為尋找多污染物復合或混合污染土壤的凈化方案,分子生物學和基因工程技術應用於發展植物雜交修復技術[14] ;利用植物的根圈阻隔作用和作物低積累作用[15],發展能降低農田土壤污染的食物鏈風險的植物修復技術正在研究。
二、微生物修復技術
微生物能以有機污染物為唯一碳源和能源或者與其他有機物質進行共代謝而降解有機污染物。利用微生物降解作用發展的微生物修復技術是農田土壤污染修復中常見的一種修復技術。這種生物修復技術已在農葯或石油污染土壤中得到應用。在中國,已構建了農葯高效降解菌篩選技術、微生物修復劑制備技術和農葯殘留微生物降解田間應用技術;也篩選了大量的石油烴降解菌,復配了多種微生物修復菌劑,研製了生物修復預制床和生物泥漿反應器,提出了生物修復模式[1]。近年來,開展了有機胂和持久性有機污染物如多氯聯苯和多環芳烴污染土壤的微生物修復技術工作。分離到能將PAHs 作為唯一碳源的微生物如假單胞菌屬、黃桿菌屬等,以及可以通過共代謝方式對4 環以上PAHs 加以降解的如白腐菌等[16]。建立了菌根真菌強化紫花苜蓿根際修復多環芳烴的技術和污染農田土壤的固氮植物2根瘤菌2菌根真菌聯合生物修復技術[17,18 ]。總體上,微生物修復研究工作主要體現在篩選和馴化特異性高效降解微生物菌株,提高功能微生物在土壤中的活性、壽命和安全性,修復過程參數的優化和養分、溫度、濕度等關鍵因子的調控等方面。微生物固定化技術因能保障功能微生物在農田土壤條件下種群與數量的穩定性和顯著提高修復效率而受到青睞。通過添加菌劑和優化作用條件發展起來的場地污染土壤原位、異位微生物修復技術有:生物堆漚技術、生物預制床技術、生物通風技術和生物耕作技術等。運用連續式或非連續式生物反應器、添加生物表面活性劑和優化環境條件等可提高微生物修復過程的可控性和高效性[19,20]。目前,正在發展微生物修復與其他現場修復工程的嫁接和移植技術,以及針對性強、高效快捷、成本低廉的微生物修復設備,以實現微生物修復技術的工程化應用。
污染土壤物理修復技術

物理修復是指通過各種物理過程將污染物(特別是有機污染物) 從土壤中去除或分離的技術。熱處理技術是應用於工業企業場地土壤有機污染的主要物理修復技術,包括熱脫附[21] 、微波加熱[22] 和蒸氣浸提[23] 等技術,已經應用於苯系物、多環芳烴、多氯聯苯和二英等污染土壤的修復。
一、熱脫附技術
熱脫附是用直接或間接的熱交換,加熱土壤中有機污染組分到足夠高的溫度,使其蒸發並與土壤介質相分離的過程。熱脫附技術具有污染物處理范圍寬、設備可移動、修復後土壤可再利用等優點,特別對PCBs這類含氯有機物,非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二惡英生成[21]。目前歐美國家已將土壤熱脫附技術工程化,廣泛應用於高污染的場地有機污染土壤的離位或原位修復,但是諸如相關設備價格昂貴、脫附時間過長、處理成本過高等問題尚未得到很好解決,限制了熱脫附技術在持久性有機污染土壤修復中的應用[24]。發展不同污染類型土壤的前處理和脫附廢氣處理等技術,優化工藝並研發相關的自動化成套設備正是共同努力的方向。
二、蒸氣浸提技術
土壤蒸氣浸提(簡稱SVE) 技術是去除土壤中揮發性有機污染物(VOCs) 的一種原位修復技術。它將新鮮空氣通過注射井注入污染區域,利用真空泵產生負壓,空氣流經污染區域時,解吸並夾帶土壤孔隙中的VOCs 經由抽取井流回地上;抽取出的氣體在地上經過活性炭吸附法以及生物處理法等凈化處理,可排放到大氣或重新注入地下循環使用。SVE具有成本低、可操作性強、可採用標准設備、處理有機物的范圍寬、不破壞土壤結構和不引起二次污染等優點。苯系物等輕組分石油烴類污染物的去除率可達90 %[25 ]。深入研究土壤多組分VOCs 的傳質機理,精確計算氣體流量和流速,解決氣提過程中的拖尾效應,降低尾氣凈化成本,提高污染物去除效率,是優化土壤蒸氣浸提技術的需要。
化學/物化修復技術

相對於物理修復,污染土壤的化學修復技術發展較早,主要有土壤固化-穩定化技術、淋洗技術、氧化2還原技術、光催化降解技術和電動力學修復等。
一、固化-穩定化技術
固化-穩定化技術是將污染物在污染介質中固定,使其處於長期穩定狀態,是較普遍應用於土壤重金屬污染的快速控制修復方法,對同時處理多種重金屬復合污染土壤具有明顯的優勢[26 ]。美國環保署將固化/穩定化技術稱為處理有害有毒廢物的最佳技術。[5] 中國一些冶煉企業場地重金屬污染土壤和鉻渣清理後的堆場污染土壤也採用了這種技術。國際上已有利用水泥固化-穩定化處理有機與無機污染土壤的報道[27 ]。
根據EPA的定義,固化和穩定化具有不同的含義。固定化技術是將污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低滲透性材料,通過減少污染物暴露的淋濾面積達到限制污染物遷移的目的;穩定化是指從污染物的有效性出發,通過形態轉化,將污染物轉化為不易溶解、遷移能力或毒性更小的形式來實現無害化,以降低其對生態系統的危害風險。固化產物可以方便地進行運輸,而無需任何輔助容器;而穩定化不一定改變污染土壤的物理性狀。
固化技術具有工藝操作簡單、價格低廉、固化劑易得等優點,但常規固化技術也具有以下缺點,如固化反應後土壤體積都有不同程度的增加,固化體的長期穩定性較差等。而穩定化技術則可以克服這一問題,如近年來發展的化學葯劑穩定化技術,可以在實現廢物無害化的同時,達到廢物少增容或不增容,從而提高危險廢物處理處置系統的總體效率和經濟性;還可以通過改進螯合劑的結構和性能使其與廢物中的重金屬等成分之間的化學螯合作用得到強化,進而提高穩定化產物的長期穩定性,減少最終處置過程中穩定化產物對環境的影響。由此可見,穩定化技術有望成為土壤重金屬污染修復技術領域的主力。

④ 常見的生態修復方法

一、種養加功能復合模式

以種植業、養殖業、加工業為核心的種養加功能復合循環農業經濟模式是採用清潔生產方式,實現農業規模化生產、加工增值和副產品綜合利用。通過該模式的實施,可有整合種植、養殖、加工優勢資源,實現產業集群發展。

該模式適用於從事傳統農產品加工的農戶,如做豆腐、磨粉等。以加工的下腳料(如豆渣、粉渣)喂豬,豬糞入沼池,沼肥用於種植無公害水稻、蔬菜等;沼氣用於燒飯、加工、照明。

幾種常見的生態循環農業模式

2、 立體復合循環模式

以蠶桑業、種植業、養殖業為核心的丘陵山地立體復合循環農業經濟模式,該模式可有效緩解該地區水、土資源短缺問題。

幾種常見的生態循環農業模式

三、以秸稈為紐帶的循環模式

以秸稈為紐帶的農業循環經濟模式,即圍繞秸稈飼料、燃料、基料化綜合利用,構建"秸稈—基料—食用菌"、"秸稈—成型燃料—燃料—農戶"、"秸稈—青貯飼料—養殖業"產業鏈。

該模式可實現秸稈資源化逐級利用和污染物零排放,使秸稈廢棄物資源得到合理有效利用,解決秸稈任意丟棄焚燒等帶來的環境污染和資源浪費問題,同時獲得清潔能源、有機肥料和生物基料。

幾種常見的生態循環農業模式

四、以畜禽糞便為紐帶的循環模式

圍繞畜禽糞便燃料、肥料化綜合利用,應用畜禽糞便沼氣工程技術、畜禽糞便高溫好氧堆肥技術,配套設施農業生產技術、畜禽標准化生態養殖技術、特色林果種植技術,構建"畜禽糞便—沼氣工程—燃料—農戶"、"畜禽糞便—沼氣工程—沼渣、沼液—果(菜)"、"畜禽糞便—有機肥—果(菜)"產業鏈。

幾種常見的生態循環農業模式

五、創意農業循環經濟模式

以農業資源為基礎,以文化為靈魂,以創意為手段,以產業融合為路徑,通過農業與文化的融合、產品與藝術的結合、生產與生活的結合,將傳統農業的第一產業業態升華為一、二、三產業高度融合的新型業態,拓展農業功能,將以生產功能為主的傳統農業轉化為兼具生產、生活和文化功能的綜合性產業。

該模式可實現當地旅遊產業快速發展,提升當地旅遊產業的整體實力,促進當地一、二、三產業的快速發展。

⑤ 土壤壞了,種什麼都不行,如何做好土壤修復

什麼是土壤修復

土壤修復即土壤改良、土壤修正:是添加土壤元素、有機質等等在土壤之中。如天然肥料(有機肥堆肥),泥炭土,或化肥等,這些土壤修正物以提高其支持植物生命的能力。

化肥也是添加土壤營養物質來改善土壤,但化肥元素的單一性會使土壤環境更加惡化。泥炭蘚和有機肥等土壤改良物通過其質地或給排水更好地改善植物健康,從而改善土壤環境。但是泥炭土不會增加土壤中的營養。在種植過程中,有機肥堆肥也能通過添加營養物質,提高土壤質地和給排水。堆肥,泥炭蘚和地膜覆蓋都能幫助土壤更好地保持水分。土壤修正也可以改變土壤的pH值。比如,泥炭蘚是酸性的,它適合在愛好酸性植物周圍使用。

如何修復土壤

這是土壤修復的一種,但是是最有效的。

用堆肥和其他形式的有機物質對土壤進行修正,可以被看作是解決土壤問題,也是您常規景觀維護的一部分。

無論您擁有什麼類型的土壤,添加土壤修正物都可以改善您的土壤。它可以解決:例如不能保留足夠水分的過度沙質土壤,或者相反,保留過多水分的過度粘質土壤的問題。

但是,即使在沒有已知問題的情況下,作為園藝預防性護理方案的一部分,您也應該修正土壤。施肥良好的植物更有可能抵禦植物病害並抵禦害蟲入侵。

⑥ 污染土壤修復通常有哪些措施

向土壤中施用石灰、鹼性磷酸鹽、氧化鐵、碳酸鹽和硫化物等化學改良劑,加速有機物的分解,使重金屬固定在土壤中,降低重金屬在土壤及土壤植物體的遷移能力,使其轉化成為難溶的化合物,減少農作物的吸收,以減輕土壤中重金屬的毒害。針對有機物污染,用植物、細菌、真菌聯合加速有機物降解。針對無機物污染,利用植物修復可以把一部分重金屬從土壤中帶走。
增加土壤有機質含量、砂摻粘改良性土壤,增加和改善土壤膠體的種類和數量,增加土壤對有害物質的吸附能力和吸附量,從而減少污染物在土壤中的活性。發現、分離和培養新的微生物品種,以增強生物降解作用。
2、強化污染土壤環境管理與綜合防治,大力發展清潔生產
控制和消除土壤污染源,組織有關部門和科研單位,篩選污染土壤修復實用技術,加強污染土壤修復技術集成,選擇有代表性的污灌區農田和污染場地,開展污染土壤治理與修復。重點支持一批國家級重點治理與修復示範工程,為在更大范圍內修復土壤污染提供示範、積累經驗。合理利用污染土地,嚴重污染的土壤可改種非食用經濟作物或經濟林木以減少食品污染。科學地進行污水灌溉,加強土壤污灌區的監測和管理,了解水中污染物的成分、含量及其動態,避免帶有不易降解的高殘留污染物隨機進入土壤。
增施有機肥,提高土壤有機質含量,增強土壤膠體對重金屬和農葯的吸附能力。強化對農葯、化肥、除草劑等農用化學品管理。增施有機肥同時採取防治措施,不僅可以減少對土壤的污染,還能經濟有效地消滅病、蟲、草害,發揮農葯的積極效能。在生產中合理施用農葯、化肥,控制化學農葯的用量、使用范圍、噴施次數和噴施時間,提高噴灑技術,改進農葯劑型,嚴格限制劇毒、高殘留農葯的使用,大力發展高效、低毒、低殘留農葯。大力發展生物防治措施。
大力推廣閉路循環、無毒工藝,以減少或消除污染物的排放。對工業「三廢」進行回收凈化處理,化害為利,嚴格控制污染物的排放量和濃度。大力推廣和發展清潔生產。
針對土壤污染物的種類,種植有較強吸收能力的植物,降低有毒物質的含量,或通過生物降解凈化土壤,通過改變耕作制度、換土、深翻等手段,施加抑制劑改變污染物質在土壤中的遷移轉化方向,減少農作物的吸收,提高土壤pH值,促使鎘、汞、銅、鋅等形成氫氧化物沉澱。
根據土壤的特性、氣候狀況和農作物生長發育特點,既要防治病蟲害對農作物的威脅,又要把化肥、農葯對環境和人體健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化學原理治理污染土壤。大力開展植樹造林,提高森林覆蓋率,維護森林生態系統平衡。
3、調控土壤氧化還原條件
調節土壤氧化還原電位,使某些重金屬污染物轉化為難溶態沉澱物,控制其遷移和轉化,降低污染物的危害程度。調節土壤氧化還原電位主要是通過調節土壤水分管理和耕作措施實現。
4、改變耕作制度,實行翻土和換土
改變耕作制度會引起土壤環境條件的變化,消除某些污染物的危害。對於污染嚴重的土壤,採取鏟除表土和換客土的方法;對於輕度污染的土壤,採取深翻土或換無污染客土的方法。
5、採用農業生態工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的種子、種經濟作物,從而減少污染物進入食物鏈的途徑;或利用某些特定的動植物和微生物較快地吸走或降解土壤中的污染物質,從而達到凈化土壤的目的。
6、工程治理
利用物理(機械)、物理化學原理治理污染土壤,是一種最為徹底、穩定、治本的措施,但投資大,適於小面積的重度污染區,主要有隔離法、清洗法、熱處理、電化法等。近年來,把其他工業領域,特別是污水、大氣污染治理技術引入土壤治理,為土壤污染治理研究開辟了新途徑。

⑦ 關於土壤修復的方法和措施

1物理修復方法
主要包括客土、換土和深耕翻土等措施。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤一植物系統產生的毒害,從而使農產品達到食品衛生標准。
2物理化學修復
主要包括以下三種方法。
①電動修復是通過電流的作用,在電場的作用下,使土壤中的重金屬離子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和無機離子以電透滲和電遷移的方式向電極運輸,然後進行集中收集處理。
②電熱修復是利用高頻電壓產生電磁波,產生熱能,對土壤進行加熱,使污染物從土壤顆粒內解吸出來,加快一些易揮發性重金屬從土壤中分離,從而達到修復的目的。
③土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相中的重金屬轉移到土壤液相中去,再把富含重金屬的廢水進一步回收處理的土壤修復方法。該方法的技術關鍵是尋找一種既能提取各種形態的重金屬,又不破壞土壤結構的淋洗液。
3化學修復
化學修復是利用經濟有效的石灰、沸石、碳酸鈣、磷酸鹽、硅酸鹽等不同改良劑,通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉澱作用,以降低重金屬的生物有效性。
4生物修復
生物修復是目前普遍認為的一種比較經濟的修復技術,也稱生物恢復、生物整治等,是利用生物技術和方法來治理污染土壤使其恢復其正常功能的途徑。

⑧ 農田土壤污染治理修復技術有哪些

農田土壤污染修復主要基於原位修復技術,可分為生物修復、物理修復和化學修復三種類型。
生物修復技術主要利用土壤特定微生物、植物根系分泌物、菌根和超積累植物降解、吸收、轉化或固定土壤污染物。一般來說,可分為植物修復技術、自然衰減技術,有時也可分為動物修復技術。

物理修復技術主要有換土法、熱處理法。換土法是將污染土壤深深地倒在土壤的底部,或者在污染土壤上復蓋干凈的土壤(客土法),或者挖掘污染土壤(換土法),將污染土壤和生態系統隔離的熱處理是通過加熱將有機物和揮發性重金屬例如水銀、砷等從土壤中解吸
化學修復技術是在土壤中添加化學物質,通過吸附、氧化還原、拮抗、沉澱等作用與土壤中的污染物質反應,固定、解毒、分離提取污染物質的方法。

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