生態(tài)毒理學(xué)11課件

1、 污染土壤的修復(fù)技術(shù)污染土壤的修復(fù)技術(shù)污染土壤的物理修復(fù)污染土壤的化學(xué)修復(fù)污染土壤的微生物修復(fù)污染土壤的植物修復(fù)土壤修復(fù)的發(fā)展趨勢(shì)一、 污染土壤的物理修復(fù)一、高溫?zé)峤?高溫?zé)峤夥礋崽幚砑夹g(shù)（Thermal Treatment），是通過(guò)向土壤中通入熱蒸汽或用射頻加熱等方法把已經(jīng)污染的土壤加熱，使污染物產(chǎn)生熱分解或?qū)]發(fā)性污染物趕出土壤并收集起來(lái)進(jìn)行處理的方法。 主要用于：土壤有機(jī)污染物及揮發(fā)性重金屬（例如汞）污染的修復(fù)。熱處理技術(shù)對(duì)于大多數(shù)無(wú)機(jī)污染物是不適用的。 主要缺點(diǎn)：黏粒含量高的土壤處理困難；處理含水量高的土壤耗電多。1、熱解吸技術(shù)（Thermal Desorption） 包括兩個(gè)過(guò)程：

2、（1）污染物通過(guò)揮發(fā)作用從土壤轉(zhuǎn)移到蒸汽中（2）以濃縮污染物或高溫破壞污染物的方式處理第一階段產(chǎn)生的廢氣中的污染物預(yù)處理解吸固相后處理氣體后處理 適用的污染物：揮發(fā)和半揮發(fā)有機(jī)污染物、鹵化或非鹵化有機(jī)污染物、多環(huán)芳烴、重金屬、氰化物、炸藥等； 不適用于：多氯聯(lián)苯、二惡英、呋喃、除草劑和農(nóng)藥、石棉、非金屬、腐蝕性物質(zhì)。二、真空/蒸汽抽提 土壤蒸汽抽提技術(shù)（Soil vapor extraction, SVE）的基本原理是通過(guò)降低土壤孔隙內(nèi)的蒸氣壓把土壤介質(zhì)中的化學(xué)污染物轉(zhuǎn)化為氣態(tài)而加以去除。 適合于：揮發(fā)性有機(jī)物和一些半揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤的修復(fù)，也可以用于促進(jìn)原位生物修復(fù)過(guò)程。原位生物強(qiáng)化土壤

3、蒸汽抽提技術(shù)原位充氣修復(fù)技術(shù)原位熱修復(fù)技術(shù)三、固化/填埋 固化技術(shù)（Solidification）是將重金屬污染的土壤按一定比例與固化劑混合，經(jīng)熟化最終形成滲透性很低的固體混合物。 固化劑的種類：主要是水泥、石灰、粉煤灰、熱塑塑料等，也包括一些有專利的添加劑。 優(yōu)點(diǎn)： 可以同時(shí)處理被多種污染物污染的土壤，設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低。 缺點(diǎn)： 不破壞、不減少土壤中的污染物，而僅僅是限制污染物對(duì)環(huán)境的有效性，隨時(shí)間的遷移，被固定的污染物有可能重新釋放出來(lái)，對(duì)環(huán)境造成危害。一、化學(xué)鈍化劑及改良劑 該方法是通過(guò)施用化學(xué)鈍化劑等來(lái)降低土壤污染物的水溶性、擴(kuò)散性和生物有效性，從而降低它們進(jìn)入植物體、微生物體和水體

4、的能力，減輕對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的危害。中性化技術(shù) （石灰、鈣鎂磷肥等）無(wú)機(jī)鈍化劑（褐藻土、鋼渣、粉煤灰等）有機(jī)改良劑（各種有機(jī)肥、腐殖酸、活性炭等）氧化劑/還原劑催化/光降解氧化劑/還原劑 重金屬元素在不同的氧化還原狀態(tài)下，具有不同的溶解性以及不同的生物有效性和毒性。Cr3+Cr6+絕大部分以固態(tài)存在，有效性低大部分溶解于土壤溶液中，有效性較高，毒性也較高土壤氧化還原的控制水分管理污染土壤淹水種稻可以抑制鎘、銅的有效性催化/光降解催化作用催化劑（TiO2、Fe2O3）敏化劑（土壤中的腐殖質(zhì)）氧化劑（如H2O2、O3、O2等）光降解 許多有機(jī)化合物能夠吸收可見(jiàn)光和紫外光，吸收光能后可以加速化合物的降解。

5、 例如：在光催化下，芳香族化合物的苯環(huán)被裂解、開(kāi)環(huán)。 是指在田間直接將淋洗劑加入污染土壤，經(jīng)過(guò)必要的混合，使土壤污染物溶解進(jìn)入淋洗溶液，而后使淋洗溶液向下滲透或水平排出，最后將含有污染物的淋洗溶液收集、再處理的過(guò)程。操作系統(tǒng)溝渠淋洗劑加入設(shè)備淋出液處理系統(tǒng)土壤下層淋出液收集系統(tǒng)原位淋洗技術(shù) 異位淋洗技術(shù)是指將污染土壤挖掘出來(lái)，用水或其他化學(xué)溶液進(jìn)行清洗使污染物從土壤分離開(kāi)來(lái)的一種化學(xué)處理技術(shù)。 典型的土壤清洗系統(tǒng)包括如下幾個(gè)步驟：用水將土壤分散并制成漿狀高壓水龍頭沖洗土壤用過(guò)篩或沉降的方法將不同粒徑的顆粒分離利用不同的性質(zhì)差異進(jìn)一步將污染物濃縮利用過(guò)濾或絮凝的方法使土壤顆粒脫水異位淋洗技術(shù)三、

6、電動(dòng)修復(fù) 向土壤施加直流電場(chǎng)，在電解、電遷移、擴(kuò)散、電滲透、電泳等作用的共同作用下，使土壤溶液中的離子向電極附近富集從而被去除的技術(shù)，稱為電動(dòng)修復(fù)技術(shù)。電遷移電滲透電 泳 指帶電離子在土壤溶液中朝向帶相反電荷電極方向的運(yùn)動(dòng) 指土壤微孔中的液體在電場(chǎng)作用下由于其帶雙電層與電場(chǎng)的作用而作相對(duì)于帶電土壤表層的移動(dòng) 指帶電粒子相對(duì)于穩(wěn)定液體的運(yùn)動(dòng) 可以影響的污染物：重金屬、放射性核素、有毒陰離子、稠的非水相液體、氰化物、石油烴、炸藥、有機(jī)/離子混合污染物、鹵代烴、非鹵化污染物、多環(huán)芳烴等； 最適合：金屬污染物 主要針對(duì)：低滲透性的、黏質(zhì)的土壤 適合電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)的土壤應(yīng)具有如下特征：水力傳導(dǎo)率較低污

7、染物水溶性較高水中的離子化物質(zhì)濃度相對(duì)較低三、 污染土壤的微生物修復(fù) 污染土壤的微生物修復(fù)指利用天然存在的或特別培養(yǎng)的微生物在可調(diào)控的環(huán)境條件下將土壤中有毒污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)的處理技術(shù)。概念生物修復(fù)技術(shù)可以進(jìn)行如下分類：自然生物修復(fù)人工生物修復(fù)原位生物修復(fù)異位生物修復(fù)一、有機(jī)物污染土壤的微生物修復(fù)用微生物方法修復(fù)有機(jī)污染土壤必須具備兩個(gè)條件：一、在土壤中存在能夠降解或轉(zhuǎn)化污染物的微生物二、有機(jī)化合物大部分具有可生物降解性微生物的來(lái)源土著微生物外源微生物基因工程菌二、重金屬污染土壤的微生物修復(fù) 利用微生物修復(fù)受重金屬污染的土壤，主要是依靠微生物降低土壤中重金屬的毒性，或者通過(guò)微生物來(lái)促進(jìn)植物對(duì)

8、重金屬的吸收等其他修復(fù)過(guò)程。生物吸附生物氧化、還原生物通氣法 生物通氣法是一種利用微生物以降解吸附在不飽和土層的土壤上的有機(jī)污染物的原位修復(fù)技術(shù)。 生物通氣的目的在于產(chǎn)生最大化的好氧降解。其效果對(duì)于土壤含水量的依賴性很強(qiáng)，飽和帶土壤的處理首先必須降低地下水位。 生物通氣系統(tǒng)通常用于那些蒸汽揮發(fā)速度低于蒸汽提取系統(tǒng)要求的污染物。 最適合于：中等分子質(zhì)量的石油污染物，如柴油和噴氣燃料。分子質(zhì)量小的如汽油，分子質(zhì)量更大的如潤(rùn)滑油都不適用。 例子：美國(guó)猶他州的一個(gè)空軍基地曾采用生物通氣法處理被噴氣燃料污染的5000 m3，處理歷時(shí)2年，處理后土壤石油烴的含量降低到6 mg/kg，總費(fèi)用約60萬(wàn)美元。四

9、、 污染土壤的植物修復(fù)一、植物修復(fù)技術(shù)的概念與分類 植物修復(fù)技術(shù)（Phytoremediation）指利用植物及其根際微生物對(duì)土壤污染物的吸收、揮發(fā)、轉(zhuǎn)化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修復(fù)技術(shù)。廣義上分為：污染土壤的植物修復(fù)污水植物凈化植物對(duì)空氣的凈化二、重金屬污染土壤的植物修復(fù)蜈蚣草海州香薷東南景天遏藍(lán)菜植物萃取 就是指通過(guò)植物根系吸收污染物并將污染物富集于植物體內(nèi)，然后將植物體收獲，集中處置的過(guò)程。超富集植物 就是能超量吸收重金屬并將其運(yùn)移到地上部的特殊植物。Brooks1977參考值（Baker, 2000）： 植物葉片或地上部干重中，100 mg/kg 鎘1000 mg/kg 砷

10、、鈷、銅、鎳、鉛10000 mg/kg 錳、鋅 鉛超富集植物砷超富集植物玉米印度芥菜砷污染土壤的植物修復(fù)植物揮發(fā) 植物揮發(fā)的原理是利用植物根系吸收污染元素并促進(jìn)其轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓳]發(fā)的形態(tài)，從植物地上部分揮發(fā)到大氣中，以減輕土壤污染。主要針對(duì)：硒汞砷植物鈍化/穩(wěn)定化 植物鈍化是利用植物來(lái)固定或沉淀土壤中的有毒金屬，以降低其生物有效性，并防止其進(jìn)入地下水和食物鏈，從而減少其對(duì)環(huán)境和人類健康的威脅。五、土壤修復(fù)的發(fā)展趨勢(shì)一、向綠色與環(huán)境友好的土壤生物修復(fù)技術(shù)發(fā)展原由：利用太陽(yáng)能和自然植物資源的植物修復(fù)、土壤中高效專性微生物資源的微生物修復(fù)、土壤中不同營(yíng)養(yǎng)層食物網(wǎng)的動(dòng)物修復(fù)、基于監(jiān)測(cè)的綜合土壤生態(tài)功能的自然

11、修復(fù),將是21 世紀(jì)土壤環(huán)境修復(fù)科學(xué)技術(shù)研發(fā)的主要方向。農(nóng)田耕地土壤污染的修復(fù)技術(shù)要求能原位地有效消除影響到糧食生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的微量有毒有害污染物,同時(shí)既不能破壞土壤肥力和生態(tài)環(huán)境功能,又不能導(dǎo)致二次污染的發(fā)生。發(fā)展綠色、安全、環(huán)境友好的土壤生物修復(fù)技術(shù)能滿足這些需求,并能適用于大面積污染農(nóng)地土壤的治理,具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的雙重優(yōu)勢(shì)。二、從異位向原位的土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展原由：將污染土壤挖掘、轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放、凈化、再利用是一種經(jīng)常采用的離場(chǎng)異位修復(fù)過(guò)程。這種異位修復(fù)不僅處理成本高,而且很難治理深層土壤及地下水均受污染的場(chǎng)地,不能修復(fù)建筑物下面的污染土壤或緊靠重要建筑物的污染場(chǎng)地。例如原位蒸氣浸提技術(shù)原

12、位生物修復(fù)技術(shù)原位自然修復(fù)三、從單項(xiàng)向聯(lián)合、雜交的土壤綜合修復(fù)技術(shù)發(fā)展原由：土壤中污染物種類多,復(fù)合污染普遍,污染組合類型復(fù)雜,污染程度與厚度差異大。地球表層的土壤類型多,其組成、性質(zhì)、條件的空間分異明顯。一些場(chǎng)地不僅污染范圍大、不同性質(zhì)的污染物復(fù)合、土壤與地下水同時(shí)受污染,而且修復(fù)后土壤再利用方式的空間規(guī)劃要求不同。這樣,單項(xiàng)修復(fù)技術(shù)往往很難達(dá)到修復(fù)目標(biāo),而發(fā)展協(xié)同聯(lián)合的土壤綜合修復(fù)模式就成為場(chǎng)地和農(nóng)田土壤污染修復(fù)的研究方向。例如降解菌-超積累植物的組合修復(fù)化學(xué)氧化-生物降解修復(fù)電動(dòng)修復(fù)-生物修復(fù)光催化納米材料修復(fù)第十章 污染土壤的物理修復(fù)主要內(nèi)容物理分離修復(fù)技術(shù)土壤蒸汽浸提修復(fù)技術(shù)固定/穩(wěn)

13、定化土壤修復(fù)技術(shù)玻璃化修復(fù)技術(shù)熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)熱解吸修復(fù)技術(shù)電動(dòng)修復(fù)技術(shù)冰凍修復(fù)技術(shù)一、物理分離修復(fù)技術(shù) 借助物理手段將污染物從土壤膠體上分離開(kāi)來(lái)的技術(shù)。1.1 技術(shù)原理與過(guò)程1.1.1 技術(shù)原理依據(jù)粒徑的大小，采用過(guò)濾或微過(guò)濾的方法進(jìn)行分離依據(jù)分布、密度大小、采用沉淀或離心分離依據(jù)磁性有無(wú)或大小，采用磁分離手段根據(jù)表面特征，采用浮選法進(jìn)行分離物理分離技術(shù)的主要屬性物理分離技術(shù)要考慮的一些因素要求污染物具有較高濃度并且存在于具有不同物理特征的相介質(zhì)中篩分干污染物時(shí)會(huì)產(chǎn)生粉塵固體基質(zhì)中的細(xì)粒徑部分和廢液中的污染物需要進(jìn)行再處理1.1.2 物理分離過(guò)程主要包括：針對(duì)不同土壤顆粒粒級(jí)（如粗砂、細(xì)砂和粘

14、粒等）、粒徑或形狀，可通過(guò)不同大小、形狀網(wǎng)格的篩子進(jìn)行分離依據(jù)顆粒水動(dòng)力學(xué)原理，將不同密度的顆粒，通過(guò)其重力作用導(dǎo)致的不同沉降、沉淀速率進(jìn)行分離根據(jù)顆粒表面特征的不同，采用浮選法，將其中一些顆粒吸引到目標(biāo)泡沫上進(jìn)行分離一些物質(zhì)具有磁性，或者污染物本身具有磁感應(yīng)效應(yīng)，尤其是一些重金屬1.2 物理分離修復(fù)方法1.2.1 粒徑分離：根據(jù)顆粒直徑的大小分離固體干篩分：能成功處理大或中等的土壤顆粒，處理小于0.060.09m粒級(jí)比較難濕篩分：易產(chǎn)生一定量的污水，濕的土壤使下一步的化學(xué)處理比較難摩擦-洗滌：摩擦洗滌器不是真正的顆粒分離設(shè)備，但能夠打碎土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，將氧化物或其它膠膜從土壤膠體上洗下來(lái)采用

15、濕分離技術(shù)要遵循的原則當(dāng)大量重金屬以顆粒狀存在時(shí)，特別推薦采用濕篩分方式如果接下來(lái)的化學(xué)處理需要水，如采用土壤清洗或土壤淋洗技術(shù)，也采用濕篩分如果處理得到的重金屬可以循環(huán)再利用或廢液不需要很多的化學(xué)處理試劑，也采用濕篩分1.2.2 水動(dòng)力學(xué)分離也稱粒度分級(jí)，基于顆粒在流體中的移動(dòng)速度將其分成兩部分或多部分的分離技術(shù)。顆粒在流體中的移動(dòng)速度取決于顆粒大小、密度和形狀。可以通過(guò)強(qiáng)化流體在與顆粒運(yùn)動(dòng)方向相反的方向上運(yùn)動(dòng)，提高分離效率。主要儀器：淘選機(jī)、機(jī)械粒度分級(jí)機(jī)、水力旋風(fēng)分離器等螺旋分級(jí)的工作過(guò)程示意圖1.2.3 密度（或重力）分離基于物質(zhì)密度，采用重力富集方式分離顆粒。在重力和其他一種或多種與

16、重力方向相反的作用力的同時(shí)作用下，不同密度的顆粒產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)行為也有所不同。重力分離對(duì)粗糙顆粒比較有效主要儀器：振動(dòng)篩、螺旋富集器、搖床、比目床尾渣進(jìn)料水振動(dòng)篩網(wǎng)濃縮物排放水上下運(yùn)動(dòng)箱體震動(dòng)篩設(shè)備及其原理示意圖1.2.4 脫水分離 一般采用的脫水方法有過(guò)濾、壓濾、離心和沉淀常見(jiàn)脫水分離修復(fù)技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)采用物理分離技術(shù)的適用粒度范圍應(yīng)用實(shí)例分析二、土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)2.1 概念土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)（Soil vapour extraction，SVE）是指通過(guò)降低土壤空隙的蒸氣壓，把土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為蒸氣形式而加以去除的技術(shù)，是利用物理方法去除不飽和土壤中揮發(fā)性有機(jī)組分（VOCs）污染的

17、一種修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)適用于高揮發(fā)性化學(xué)污染土壤的修復(fù)，如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤SVE, also known as soil venting or vacuum extraction, is an in situ remedial technology that reduces concentrations of volatile constituents in petroleum products adsorbed to soils in the unsaturated (vadose) zone.2.2 土壤蒸氣浸提修復(fù)技術(shù)的基本原理 在污染土壤內(nèi)引入清潔空氣產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，利用土壤固

18、相、液相和氣相之間的濃度梯度，在氣壓降低的情況下，將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的污染物排出土壤外的過(guò)程2.3 土壤蒸汽浸提技術(shù)種類原位土壤蒸汽浸提技術(shù)異位土壤蒸汽浸提技術(shù)多相浸提技術(shù)（兩相浸提技術(shù)、兩重浸提技術(shù)）生物通風(fēng)技術(shù)原位土壤蒸氣浸提技術(shù)利用真空通過(guò)布置在不飽和土壤層中的提取井向土壤中導(dǎo)入氣流，氣流經(jīng)過(guò)土壤時(shí)，揮發(fā)性和半揮發(fā)性的有機(jī)物揮發(fā)，隨空氣進(jìn)入真空井，氣流經(jīng)過(guò)后，土壤得到了修復(fù)。主要用于揮發(fā)性有機(jī)鹵代物或非鹵代物的修復(fù)，有時(shí)也應(yīng)用于去除土壤中的油類、重金屬及其有機(jī)物、多環(huán)芳烴或二惡英等污染物氣體抽排井的分布、形狀、深度、口徑大小等需根據(jù)污染區(qū)的地質(zhì)條件、地下水水位、污染范圍等決定抽氣管道的鋪設(shè)基

19、本分兩種情況：豎直和水平原位土壤蒸氣浸提技術(shù)的應(yīng)用條件原位土壤蒸氣浸提技術(shù)的成本估算項(xiàng)目異位土壤蒸汽浸提技術(shù)是指利用真空通過(guò)布置在堆積著的污染土壤中開(kāi)有狹縫的管道網(wǎng)絡(luò)向土壤中引入氣流，促使揮發(fā)性和半揮發(fā)性的污染物揮發(fā)進(jìn)入土壤中的清潔空氣流，進(jìn)而被提取脫離土壤。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還包括尾氣處理系統(tǒng)主要用于處理?yè)]發(fā)性有機(jī)鹵代物和非鹵代污染物污染土壤的修復(fù)異位土壤蒸汽浸提技術(shù)與原位土壤蒸汽浸提技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)：挖掘過(guò)程可以增加土壤中的氣流通道淺層地下水位不會(huì)影響處理過(guò)程使泄漏收集變得可能監(jiān)測(cè)過(guò)程變得容易進(jìn)行影響該技術(shù)發(fā)揮有效性的主要因素挖掘和物料處理過(guò)程中容易出現(xiàn)氣體泄漏運(yùn)輸過(guò)程中有可能導(dǎo)致?lián)]發(fā)性物質(zhì)釋放

20、占地空間要求較大處理之前直徑大于60mm的塊狀碎石需提前去除黏質(zhì)土壤影響修復(fù)效率腐殖質(zhì)含量過(guò)高會(huì)抑制揮發(fā)過(guò)程多相浸提技術(shù) 多相浸提技術(shù)（muti-phase extraction）是土壤蒸汽浸提技術(shù)進(jìn)行革新基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是蒸汽浸提技術(shù)的強(qiáng)化，可以同時(shí)對(duì)地下水和土壤蒸汽進(jìn)行提取。主要用于處理中、低滲透性地層中的VOCs及其他污染物。 多相浸提技術(shù)可具體細(xì)分為兩相（TPE）和兩重浸提（DPE）兩種方法 兩相浸提技術(shù)（two-phase extraction），是指利用蒸汽浸提或者生物通風(fēng)技術(shù)向不飽和土壤輸送氣流，以修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物和油類污染物污染土壤的過(guò)程 氣流同時(shí)也可以將地下水提到地上進(jìn)行處

21、理，兩相提取井同時(shí)位于土壤飽和層和土壤不飽和層，施以真空后進(jìn)行提取 兩重浸提技術(shù)（dual-phase extraction）既可以在高真空下也可以在低真空條件下使用潛水泵或者空氣泵工作限制因素 兩相或多相浸提技術(shù)修復(fù)土壤的時(shí)間由6個(gè)月至幾年不等，主要決定于以下因素：修復(fù)目標(biāo)要求；原位處理量；污染物濃度及分布；現(xiàn)場(chǎng)特性如滲透性、各項(xiàng)異質(zhì)性；地下水抽取影響半徑；地下水抽取速率兩重和兩相浸提技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 兩篇文獻(xiàn)Remediation efficiency of vapour extraction of sandy soils contaminated with cyclohexane: Infl

22、uence of air flow rate, water and natural organic matter contentEnvironmental Pollution,2006,143：146-152Experimental investigation of pneumatic soil vapor extraction Journal of Contaminant Hydrology,2007,89：29-47壓裂修復(fù)技術(shù) 壓裂技術(shù)（fracture）是指利用某種力量使地下的巖石或者大密度土壤（黏土、膠泥）爆裂的技術(shù)，本身不是一種獨(dú)立的污染土壤修復(fù)技術(shù)，它只是用來(lái)使地層壓裂促進(jìn)其他修

23、復(fù)技術(shù)的修復(fù)效果，產(chǎn)生的裂痕，為需要去除或分解的有害化學(xué)物質(zhì)提供了逸出的通道主要有水力壓裂：高壓水注射進(jìn)入注射井底部，作為壓裂開(kāi)始點(diǎn)，然后將沙石及濃膠混合物高壓泵入壓裂區(qū)域氣動(dòng)壓裂：利用空氣爆裂土壤、沉積物，將高壓氣體注入密實(shí)的污染土壤或沉積物中以擴(kuò)大、增加裂痕等，增強(qiáng)其滲透性、加速汽提、生物修復(fù)和熱處理去除土壤或沉積物中污染物的過(guò)程爆炸強(qiáng)化壓裂：利用爆炸性物質(zhì)，如炸藥等使土壤、巖石爆裂生物通風(fēng) 生物通風(fēng)(bioventing)即BV法，結(jié)合了土壤通風(fēng)的物理過(guò)程和增強(qiáng)的生物降解過(guò)程，而成為一種應(yīng)用廣泛的革新性原位修復(fù)技術(shù)，是土壤蒸汽浸提技術(shù)的衍生滲透性生物通風(fēng)系統(tǒng)使用與SVE相同的設(shè)施，但系統(tǒng)

24、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)目的有很大不同SVE系統(tǒng)井被放在被污染區(qū)域的中心，而生物通風(fēng)操作中井放在被污染區(qū)的邊緣往往更有效SVE在修復(fù)污染物時(shí)空氣抽提速率一般較大，利用揮發(fā)性去除污染物，生物通風(fēng)的目的是創(chuàng)造好氧條件來(lái)促進(jìn)原位生物降解，因此生物通風(fēng)相對(duì)較低的空氣速率，以使氣體在土壤中的停留時(shí)間增長(zhǎng)生物通風(fēng)應(yīng)用范圍較寬，Michael(1995)已經(jīng)通過(guò)實(shí)施研究證明了，生物通風(fēng)不僅能成功用于輕組分有機(jī)物，如汽油和柴油，還能用于重組分有機(jī)物，如燃料油等，另外也可用于其它的揮發(fā)或半揮發(fā)組分。生物通風(fēng)的另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是，與SVE比較它的操作費(fèi)用更低。在SVE操作中抽出的廢氣不能直接放入空氣中，需要后續(xù)處理工藝(一般是活

25、性碳吸咐和催化燃燒)，這有時(shí)甚至要占整個(gè)費(fèi)用的50左右，生物通風(fēng)省去了此步驟，因此操作成本下降。生物通風(fēng)比較其它土壤修復(fù)技術(shù)，其主要缺點(diǎn)是它的操作時(shí)間長(zhǎng)，受到土柱微生物種類的限制生物通風(fēng)影響因素和強(qiáng)化技術(shù)的研究 添加營(yíng)養(yǎng)物：實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用都表明，適當(dāng)添加營(yíng)養(yǎng)物可以促進(jìn)生物降解。Lindhardt等在實(shí)驗(yàn)研究中增加了氮和磷酸鹽以有利于生物通風(fēng)操作，Breedreld等在實(shí)驗(yàn)室土柱及現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模下研究了加入營(yíng)養(yǎng)物對(duì)生物通風(fēng)的影響，證實(shí)了添加營(yíng)養(yǎng)物對(duì)生物降解的促進(jìn)作用。Bulman和Newland在一個(gè)柴油污染基地設(shè)計(jì)了生物通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)操作6個(gè)月，比起始總有機(jī)物濃度減少了10-30，去除深度達(dá)3m，通

26、風(fēng)中加入營(yíng)養(yǎng)物后導(dǎo)致在下面的6個(gè)月中，又有30的污染物被去除，去除深度達(dá)到了3.5m。 氧源：氧的供應(yīng)經(jīng)常成為生物通風(fēng)的限制因素。為解決此問(wèn)題，土壤治理中，除了用空氣提供氧氣外，還可用H202或純氧作為氧源。土壤濕度：實(shí)驗(yàn)室中的研究表明，土壤濕度大，則生物轉(zhuǎn)化率高。在生物通風(fēng)現(xiàn)場(chǎng)卻有兩種不同的結(jié)論：有的報(bào)道說(shuō)增加濕度使通風(fēng)現(xiàn)場(chǎng)的生物降解速率增加，但另有結(jié)果表明，濕度增加大大效果并不明顯，甚至由于阻止了氧氣的傳遞而使生物通風(fēng)特性消失溫度：在寒冷地區(qū)，土壤溫度成為主要限制因素，增加土壤溫度后可提高生物降解的活性，加熱方法主要有熱空氣注射、蒸汽注射、電加熱和微波加熱加入優(yōu)勢(shì)菌：土壤中石油污染物的生物

27、降解與土壤中可降解菌的含量有密切關(guān)系，土壤中加入石油降解優(yōu)勢(shì)菌能大大提高生物降解速度，如白腐真菌對(duì)許多有機(jī)污染物都有很好的降解效果。Gruiz等將生物通風(fēng)與高效菌應(yīng)用相結(jié)合，效果十分明顯 電子受體：Dupont在1993年在文獻(xiàn)中提出限制生物修復(fù)成功的最關(guān)鍵因素是缺乏合適的電子受體。許多種電子受體都可以被土壤中微生物利用來(lái)完成有機(jī)污染物的氧化，這包括氧、硝酸鹽、硫酸鹽、二氧化碳和有機(jī)碳。其中氧能提供給微生物的能量最高，幾乎是硝酸鹽的兩倍，比硫酸鹽、二氧化碳和有機(jī)碳所釋放的能量多出一個(gè)數(shù)量級(jí)，其次，土壤環(huán)境中利用氧的微生物非常普遍，并且，從工程觀點(diǎn)上，加速的生物降解大部分發(fā)生在好氧條件下而非厭氧

28、條件下，因此，氧是最好的電子受體空氣噴射(air sparging，AS)AS，也有人稱為空氣注射，是去除飽和區(qū)土壤有機(jī)污染物的土壤原位修復(fù)技術(shù)。AS的目的是去除潛水位以下的地下水中溶解的有機(jī)污染物質(zhì)，通過(guò)將新鮮空氣噴射進(jìn)飽和區(qū)土壤中，產(chǎn)生的懸浮羽狀體逐步向原始水位上升，從而達(dá)到去除化學(xué)物質(zhì)的目的。噴射進(jìn)入含水層的空氣能提供氧氣來(lái)支持生物降解，也能將揮發(fā)性污染物從地下水轉(zhuǎn)移到不飽和區(qū)，在那里污染物能夠用SVE或BV來(lái)進(jìn)行處理AS的影響因素土壤的特性：土壤特性對(duì)AS的影響主要包括土壤的類型、土壤的均勻性和土壤粒徑大小。土壤的非均勻性導(dǎo)致其在各方向都存在不同的粒徑分布和滲透率。Ji等在實(shí)驗(yàn)中觀察到：對(duì)于均質(zhì)土壤，無(wú)論何種空