1、污染土壤修复过程的设计与评价污染土壤修复过程的设计与评价可处理性研究的总体目标实验设计方法学和费用实验方案举例 评价整个过程的可行性 确定处理的标准 处理过程设计的标准 估算设备和处理费用 决定控制参数并进行最优化设计 评价物料供应过程 研究污染物的最终去向 研究处理运行过程中的问题 提供最优化的运行方法可处理性研究评价整个过程的可行性提供最优化的运行方法丁原红等，膜生物反应器中有机营养物对污泥活性的影响特性,水处理技术，2019，31（2）实验设计详细调查设计的基础可处理性试验制定切实可行的实验方案1数据调查 调查包括五个方面：（1）污染物的种类和化学性质，在土壤中的分布和浓度，受污染的时间
2、。（2）当地正常情况下和受污染后微生物的种类、数量和活性以及在土壤中的分布，分离鉴定微生物的属种，检测微生物的代谢活性，从而确定该地是否存在适于完成生物修复的微生物种群。（3）土壤特征，如温度、孔隙度、渗透率。（4）受污染现场的地理、水力地质和气象条件以及空间因素（5）有关的管理法规，根据相应的法规确立净化的目标详细调查设计的基础（生物修复）2技术查询 在掌握当地的情况后，应向有关信息中心咨询是否在相似的情况下进行过生物修复处理。3选择技术路线 对包括生物修复在内的各种土壤修复技术以及它们可能的组合进行全面客观的评价，列出可行的方案，并确定最佳技术。4可处理性试验 假如生物修复技术可行，就要设
3、计小试和中试，从中获取有关污染物毒性、温度、营养和溶解氧等限制性因素的资料，为工程的具体实施提供基本工艺参数。小试和中试可以在实验室也可以在现场进行。在进行可处理性试验时，应选择先进的取样方法和分析手段来取得翔实的数据，以证明结果是可信的。进行中试时，不能忽视规模因素，否则根据中试数据推出现场规模的设备能力和处理费用可能会与实际大相径庭。5实际工程设计详细调查设计的基础可处理性试验-生物修复可处理性试验研究主要是提供污染物在生物修复过程中的行为和归宿的数据，评价表层和深层土壤中生物修复所能达到的速度和程度，其实验数据和污染物及污染现场的特性需要同时考虑，用以评估生物修复技术的可行性和局限性，规
4、划保持生物修复系统中微生物活性最大的策略。根据可处理性试验得到的净化时间、净化所能达到的水平以及处理费用等，结合具体受污染现场的处理要求，就能决定生物修复技术是否能够在该地应用。可处理性试验分为三个不同规模：实验室小试、中试和现场试验。用来回答以下几个问题：（1）污染物进一步扩散的可能性以及防治措施；（2）提高微生物活性的技术手段；（3）评价生物修复效果所需的检测手段。进行可处理性试验时可以采用多种方法，如土壤柱试验、摇瓶试验以及反应器试验等。制定切实可行的实验方案1.设置对照：所有处理过程都要设置对照处理2.土著微生物：通过简单试验判断土著微生物的降解作用3.接种微生物：和对照组以及土著微生
5、物相比研究接种处理的效果。4.处理过程的最优化5.可以达到的处理浓度6.处理的成本概算（生物修复手段）富含Cd、Pb植物焚烧处理方法的探讨邢前国等，富含Cd、Pb植物焚烧处理方法的探讨，生态环境2019，l3(4)：585-586周启星：污染土壤修复的技术再造与展望，环境污染治理技术与设备，第3卷第8期2 0 0 2年8月修复费用调查设计费用预备实验费用修复费用仪器费用动力费用药品消耗分析费用监测费用人工费用实验方案举例重金属污染土壤植物修复程序1、污染地的自然条件及土壤基本理化性质的调查与分析 进行重金属污染区土壤的植物修复，首先要查明污染区的地理位置（经纬度、气候类型等）、受污染土壤的面积
6、、主要的植被（类型、生育期）、日照时数、该地区的温度（包括该区的平均温度及温度的变幅）、年降雨量等。对于上述这些因素的分析，有助于对该污染区生长的植物进行分析，找到适合于该区域生长的植物。土壤的基本理化性质主要要分析土壤的结构、盐碱度、pH值、肥料的基本状况、水分含量、土壤中污染物的种类和污染物的浓度、存在形式等。同时，要调查分析土壤被污染的时间，如果是废弃的尾矿区，要查明其废弃的时间长短等 通过上述的调查分析，主要的目的是为选择适合当地生长、并能够修复被污染土壤的植物做准备2、植物的选择 土壤修复的植物的选择要考虑多种因素。对于植物的选择，最好能够有当地的植物种，因其更适应所修复的区域生态环
7、境。如果没有当地的植物种适合，那么，选择外来物种时，就要考虑其当地生境的适应性，如当地的温差变幅、虫害、干旱条件、土壤环境及是否会对当地物种产生竞争等。这些植物种要经过温室栽培或田间试验验证具有很好的植物修复功能。土壤中重金属的移出量取决于种植植物的生物量和植物中的重金属含量。对于目前发现的超富积植物，大多数是生长缓慢、生物量低；而有些非超富积的植物却是生长迅速、生物量大的物种。所以，植物的选择，要同时考虑到其生长速度的快慢、生物量的大小及其体内的重金属含量。到目前为止，已发现的吸收重金属的超富集植物有多种。对于不同重金属污染土壤的植物修复技术的植物选择，同时，现在还在不断有新的超富积植物被发
8、现。3、种植过程的管理 土壤肥料的选择和使用,植物种植过程中的施肥是其中很重要的一环，对于被污染土壤的施肥，不仅要考虑到肥料的种类和施肥量的多少，还要考虑到肥料是否促进植物对土壤中重金属的吸收。对于进行植物修复的重金属污染的土壤，Chaney建议用（NH4）2SO4作为主要的N肥和S肥，因为，这样一方面补充了土壤中的这两种营养元素，另一方面，提高了土壤的酸度，有利于提高土壤中重金属生物有效态含量，促进植物对土壤中重金属的吸收。P肥作为作物生长不可缺少的营养元素，但是研究表明P素容易抑制植物对土壤中一些重金属的吸收，如Pb等，因此，P肥的施用一定要合理。种植过程中的管理：在种植过程中的一系列管理
9、，要根据选择的植物的特点和当地的气候条件来合理安排。这些过程包括：种子发芽的前处理（比如一些牧草），种植方式，时间、密度、深度、灌溉、土壤pH值的控制、虫害及疾病的防治等。如种植的密度是影响其生物量的只要因素。这样，就要同时考虑植物单株生物量每公顷的生物量。一般情况下，高密度的种植方式带来的是每公顷的生物量的增加和单株生物量的减少 促进植物吸收重金属的有效途径 一种是添加螯合剂，如EDTA、HEDTA等；添加螯合剂，不仅能够增加重金属的生物有效性，而且能够增加土壤中微量元素的有效性，降低土壤中微量元素缺乏的可能性。另一种途径是改变土壤的酸度，主要是添加有机酸（如醋酸）和无机酸（如硝酸），柠檬酸
10、和盐酸已经被报道可以增加植物对某些重金属的吸收4、植物的收获处理 用于土壤修复的植物，一般含重金属量都很高。如何处理这些植物，是植物修复中需要解决的又一重要内容。目前应用最多的是焚烧、微生物降解、以及一些化学方法来来处理收获后的植物，但对于使用那种方法更有效，目前，还没有形成共识。而且，要考虑到这些植物的收获物是否有经济价值表2 一 些 国 家 植 物 修 复 土 壤 重 金 属 污 染 的 实 例Table 2 The case of phytoremediation of heavy metal contaminated soil in some countries地 点 所 用 植 物
11、目 标 污 染 物美 国 德 克 萨 斯 州 油 污 染 Sorghum,Rye Pb,Cd波 兰 炼 油 厂 Brassica juncea Pb,Cd瑞 士 废 弃 的 垃 圾 添 埋 厂 Salix Zn,Cd英 国 污 水 处 理 厂 Salix Ni,Cu,Zn,Cd捷 克 锌 废 弃 物 H.annuus,C.sativa,Z.mays,C.halleri Zn瑞 士 锌、铜 污 染 地 Improved tobacco plants Cu,Cd,Zn比 利 时 锌/镉 污 染 地 Brassica napus Zn,Cd,Pb,表 3 土壤污染的植物修复技术的优缺点和涉及的生态学
12、问题Table 3 Advantage,disadvantage and ecological problems of phytoremediation of heavy metalcontaminated soil优点 缺点 涉及到的生态工程问题1 低投入 恢复过程较慢 通过基因工程提高超富积植物 对重金属的积累2 重金属的回收利用 植物必须具有 收获后的处理 带来新的经济利益 典型的超富积性3 可应用于大面积 一般只能清除表面污染 重金属的回收的污染区 4 对土壤中的生物有效性 不能全部去除土壤中的重金属 食物链中的积累的重金属进行吸收5 可以防止土壤中重金属 太高的积累可能带来新的毒性 食物链中的积累的迁移、淋失等6 建立起了新的生物群落，引入物种后的生态平衡问题进行自我恢复、自我维持，土壤表层也得到了很好的保护讨 论植物修复存在的主要问题植物修复的意义和未来发展的方向农业生产上如何合理利用污染土壤
