環境修復原理與技術

3污染環境的化學修復原理YourTopicGoesHere化學修復概念

通過化學添加劑清除和降低污染環境中污染物的方法。主要技術類型

化學淋洗修復技術、化學固定修復技術、化學氧化修復技術、化學還原修復技術、可滲透反應墻和溶劑浸提修復。（按照技術來分）原位化學修復和異位化學修復3.2.1化學淋洗修復概述借助能促進土壤環境中污染物溶解或遷移的化學/生物化學溶劑,在重力作用下或通過水力壓頭推動淋洗液注入到被污染土層中,然后再把含有污染物的液體從土層中抽提出來,進行分離和污水處理的技術。優點：可以去除土壤中大量的污染物，限制有害物質的擴散范圍，并具有投資及消耗相對較少，操作人員不直接接觸污染物。分類：按照場地劃分，原位化學淋洗修復和異位化學淋洗修復。3.2.2化學淋洗修復原理原理：通過淋洗液的解吸、螯合、溶解或絡合等物理、化學作用，最終形成可遷移態化合物。適用范圍：適合重金屬、具有低辛烷/水分配系數的有機化合物、羥基類化合物、低分子量醇類和羥基酸類等污染物。不適用于非水溶態液態污染物。如強烈吸附于土壤的呋喃類化合物、極易揮發的有機物以及石棉等。原位3.2.2化學淋洗修復原理原理：把污染土壤挖出來，用水或溶于水的化學試劑來清洗，去除污染物，再處理含有污染物的廢水或廢液，然后，將潔凈的土壤回填或運到其他地點。首先根據處理土壤的物理狀況，將其分成不同的部分，石塊、砂礫、沙、細沙、黏粒。異位3.2.2化學淋洗修復原理異位3.2.2化學淋洗修復原理3.2.2.3化學淋洗液種類淋洗液類型清水無機溶劑螯合劑表面活性劑優先選用的淋洗液可避免帶來二次污染例如，對Cr污染的淋洗3.2.2.3化學淋洗液種類清水酸、堿、鹽成本較低、效果好、作用速度快例如，酸鎘、胺、苯胺、醚；堿鋅、鉛、錫。負面影響？3.2.2.3化學淋洗液種類無機溶劑破壞土壤微團具體結構、產生大量廢液、增加后處理成本。人工螯合劑和天然螯合劑人工螯合劑：EDTA，HEDTA，NTA，EGTA，CDTA等；天然螯合劑:檸檬酸、蘋果酸、丙二酸、乙酸、組氨酸。EDTA是最好的螯合提取劑負面影響有哪些？3.2.2.3化學淋洗液種類螯合劑分為非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子混合表面活性劑、生物表面活性劑。為什么說生物表面活性劑比人工合成表面活性劑具有更好的應用前景？3.2.2.3化學淋洗液種類表面活性劑土壤質地特征污染物類型及賦存狀態淋洗劑的類型3.2.2.4化學淋洗影響因素3.3.1化學固定修復概述在污染環境中加入化學試劑或化學材料，并利用它們調節污染環境條件、控制反應條件、改變污染物的形態、水溶性遷移和生物有效性，使污染物鈍化，形成不溶性或移動性差、毒性小的物質而降低其在污染環境中的生物有效性，減少其向其他環境系統的遷移或結合其他修復技術手段永久地清除污染物，實現污染環境的化學修復。優點：可以在原位進行固化，從而大大降低修復成本。3.3.1化學固定修復概述處理類型成本/（美元/m3）需要時間/月限制因素安全問題固定法200~9006~9長期控制釋放填埋法100~4006~9長期控制淋溶客土和淋洗法250~5008~12大面積修復限制提取物處理植物修復法15~4018~60修復時間問題提取物處理幾種不通修復手段的比較3.3.2化學固定物質的種類有機、無機和有機－無機復合3種類型有機固定劑：樹皮、鋸末、木質素、殼聚糖、甘蔗渣、家禽有機肥、牛糞有機肥、谷殼、活性污泥、樹葉、秸稈;無機固定劑：石灰或生石灰、磷酸鹽、羥磷灰石、粉煤灰、爐渣、蒙脫石;有機－無機固定劑：城市固體廢物、石灰化生物固體、污水污泥、活性土、泥炭、泥煤苔、黃酸鹽吸附劑。3.3.3化學固定修復的機理吸附作用配合作用機理共沉淀機理3.3.3化學固定修復的局限金屬離子的重新活化；石灰和水合離子氧化物之類的固定物對植物吸收金屬離子的影響不明顯；長期使用固定劑，有可能使農作物減產；固定劑的加入，會升高土壤pH值，這也會給植物、土壤動物和土壤本身帶來負面影響。3.4化學氧化修復3.4.1化學氧化修復概念

向污染環境中加入化學氧化劑，依靠化學氧化劑的氧化能力，分解破壞污染環境中污染物的結構，使污染物降解或轉化為低毒、低移動性物質的一種修復技術。3.4化學氧化修復3.4.2化學氧化修復劑選取化學氧化修復劑的原則：反應必須足夠強烈，使污染物通過降解、蒸發及沉淀等方式去除，并能消除或降低污染物毒性；氧化劑及反應產物應對人體無害；修復過程應是實用和經濟的。臭氧雙氧水及Fenton試劑二氧化氯高錳酸鉀常見的氧化修復劑3.4化學氧化修復3.4.2化學氧化修復劑

脫色能力強；

在較大的pH值范圍（6～10）內，具有高效的消毒殺菌能力；不會與水中的有機物質反應生成致癌物三氯甲烷（THM）；

在中性或偏堿性的水中可迅速氧化水中的鐵錳離子，生成不溶于水的Fe(OH)3和MnO2沉淀析出，從而達到去除的目的。

二氧化氯3.4化學氧化修復3.4.2化學氧化修復劑

水溶性強，可通過水溶液形式導入土壤的受污染區；

也可作為固體來運輸和儲藏；對微生物無毒，可與生物修復聯用；

不能將有機物完成氧化成CO2和H2O，可能會產生一些有害的中間產物。

高錳酸鉀3.4化學氧化修復3.4.2化學氧化修復劑

強氧化劑；

水中的溶解度是氧氣的12倍，在土壤修復中可快速進入土壤水分中；臭氧只剩分解產生的氧氣可為土壤中的微生物所利用；

臭氧的氧化效率高，可減少修復時間，降低成本。

臭氧3.4化學氧化修復3.4.2化學氧化修復劑

能直接氧化水中的有機污染物；

本身含有H、O兩種元素，使用時不會引入雜質，在水處理中應用廣泛；產品穩定、沒有腐蝕性、與水完全混溶、無二次污染、氧化選擇性高等優點；

比較理想的水環境氧化劑。

雙氧水3.4化學氧化修復3.4.2化學氧化修復劑

在雙氧水中加入亞鐵離子形成Fenton試劑，生成的HO·自由基是一種很強的氧化劑；

HO·自由基能無選擇地攻擊有機物分子中的C－H；

Fenton試劑反應生成的Fe(OH)3膠體具有絮凝作用；

Fenton試劑電Fenton試劑法3.4化學氧化修復3.4.2化學氧化修復劑

以太陽光為潛在的輻射源，激發半導體催化劑，產生空穴和電子對，具有很強的氧化還原能力；

光催化氧化化學還原修復概念：

利用化學還原劑將污染環境中的污染物質還原從而去除的方法，多用于地下水的污染治理。化學活性反應區或反應墻化學還原修復化學還原修復劑鐵、鋁、鋅等金屬單質；氫氣、甲酸、甲醛；SO2、H2S氣體，零價Fe膠體。活潑金屬還原法催化還原法常用的還原劑化學還原修復劑SO2還原劑將Fe3+還原成Fe2+，由Fe2+還原遷移態的敏感污染物，使之成為活性反應區。將SO2溶解在堿性溶液中，以碳酸鹽和碳酸氫鹽作緩沖溶液注入污染土壤。化學還原修復劑H2S還原劑本身作為氣體，使分散處理劑、控制處理過程及處理后從土壤中去除為反應氣體變得很容易。Cr6+Cr3+Cr(OH)3H2S氣體有毒化學還原修復劑零價Fe膠體還原劑很強的一種還原劑，可以將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，繼而將其還原成氮氣或氨氮；脫氯反應；微米、納米零價Fe膠體，反應的活性表面積較大，可用少量劑量的還原劑達到設計的處理效率。體系中存在三種還原劑：金屬鐵（Fe）、亞鐵離子（Fe2+）和氫氣（H2）。反應途徑：氫解、還原消除、加氫還原及吸附作用。3.6原位可滲透反應墻修復概念一種實用的現場修復技術；被動的反應材料的原位處理區，這些材料能夠降解和滯留流經該墻體地下水的污染組分，從而達到治理污染組分的目的。優