精校版土壤污染控制工程复习重点版.docx
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精校版土壤污染控制工程复习重点版
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第一章
土壤污染特点:
隐蔽性和潜伏性、不可逆性和长期性、积累性和地域性、周期长和难治理性
土壤污染的危害:
(1)导致严重的直接经济损失
(2)导致作物产量和品质不断下降(3)对生物体健康的危害(4)危害生态环境
土壤环境背景值:
指未受或少受人类活动影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量
研究土壤环境背景值的意义:
(1)土壤环境背景值是土壤环境质量评价,特别是土壤污染综合评价的基本依据
(2)土壤环境背景值是研究和确定土壤环境容量、制定土壤环境标准的基本数据(3)土壤环境背景值也是研究污染单质和化合物在土壤环境中的化学行为的依据(4)在土地利用及其规划,研究土壤生态、施肥、污水灌溉、种植业规划,提高农、林、牧、副业生产水平和产品质量,进行食品卫生、环境医学研究时,土壤环境背景值也是重要的参比数据
土壤的自净作用:
是指在自然因素作用下,通过土壤自身的作用,使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化,活性、毒性降低的过程。
根据作用机理不同划分为物理净化、物理化学净化、化学净化、生物净化4方面。
土壤环境容量:
系指土壤环境单元所容许承纳的污染物质的最大数量或负荷量。
土壤环境容量新定义:
一定土壤环境单元,在一定时限内,遵循环境质量标准,既维持土壤生态系统的正常结构与功能,保证农产品的生物学产量与质量,也不使环境系统污染时,土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量。
基本容量:
土壤环境标准值减去背景值
静容量:
土壤环境基准减去土壤背景值
动容量:
静容量加上土壤的净化量
粘粒矿物吸附和土壤有机质对污染物毒性的影响:
1、土壤中的粘粒矿物如层状铝硅酸盐和氧化物显著影响污染物吸附解吸行为及其毒性,铝硅酸盐可以吸附重金属和离子态有机农药,氧化物吸附氟、铝、砷、铬等含氧酸根,这些都对污染物可起到固定或暂时失活的减毒效应。
2、土壤中有机质组分对污染物毒性的影响可通过静电吸附和络合(螯合)作用来实现,土壤中有机质与重金属的吸附主要通过含氧功能基进行的。
对重金属:
酸性条件下,毒性较大;
土壤氧化还原状况与污染物转化和毒性:
对重金属:
厌氧还原条件下,毒性小;氧化条件,毒性大;对有机物:
有机氯农药,还原条件下易分解
土壤质地和土体构型与污染物的迁移转化:
土壤质地的差异形成不同的土壤结构和通透性状,因而对环境污染物的截留、迁移、转化产生不同的效应.
土壤质地:
粘质土、砂质土
土体构型:
(1)上砂下黏(上松下紧)
(2)上黏下砂(上紧下松)(3)砂夹黏或黏夹砂(夹层型)(4)特殊夹层型(5)均一的沙土型或黏土型(松散型或紧实型)
1叙述土壤污染的定义,举例说明土壤污染的特点与危害
土壤污染是指人为活动将对人体本身和其他生命体有害物质施加到土壤中,致使某种有效成分的含量明显高于土壤原有含量,而引起土壤环境质量恶化的现象.
特点:
隐蔽性和潜伏性、不可逆性和长期性、积累性和地域性、周期长和难治理性
危害:
(1)导致严重的直接经济损失
(2)导致生物产量品质不断下降(3)对生物体健康的危害(4)危害生态环境
2什么是土壤环境背景值?
研究土壤环境背景值的意义是什么?
土壤环境背景值指未受或少受人类活动影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量
意义:
(1)土壤环境背景值是土壤环境质量评价,特别是土壤污染综合评价的基本依据
(2)土壤环境背景值是研究和确定土壤环境容量、制定土壤环境标准的基本数据(3)土壤环境背景值也是研究污染元素和化合物在土壤环境中的化学行为的依据(4)在土地利用及其规划,研究土壤生态、施肥、污水灌溉、种植业规划,提高农、林、牧、副业生产水平和产品质量,进行食品卫生、环境医学研究时,土壤环境背景值也是重要的参比数据
3什么是土壤的自净作用?
有哪些机制?
土壤的自净作用是指在自然因素作用下,通过土壤自身的作用,使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化,活性、毒性降低的过程。
机制:
物理净化、物理化学净化、化学净化、生物净化
第二章
有机污染物的分类:
从毒性上划分:
有毒、无毒;从环境残留半衰期:
pops(12种;艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、滴滴涕、氯丹、六氯苯、灭蚁灵、毒杀芬、七氯、多氯联苯、二噁英、苯并呋喃)和非pops
POPs指具有毒性、生物蓄积性和半挥发性,在环境中持久存在,且能在大气环境中长距离迁移并沉积回地球的偏远极地地区,对人类健康和环境造成严重危害的有机化学污染物质。
有机污染物的来源:
工业、交通运输、农业、生活污染源等
根据污染源的数量和面积以及影响范围:
点源,面源污染
影响有机污染物在土壤中的降解和代谢的因素:
化学、生物、光照、酸碱、污染强度、营养物、氧化剂、表面活性剂、温度、湿度、土壤扰动状况。
降解;指物质由于受各种因素的作用(化学、生物、关照、酸碱等)而逐渐分解,转变为无毒物质的过程.包括:
生物降解非生物降解
污染物的迁移是指污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程,可分为机械性迁移、物理—-化学迁移和生物
代谢;是指物质在生物体内经过酶类及其他物质作用,发生变化、进行消化和排泄的过程。
共代谢:
不与微生物生长相关联的有机物降解代谢
残留是指因使用农药而残留于土壤、人类食品或动物饲料中的农药母体化合物,还包括在毒理学上有意义的降解产物。
积累是指有机污染物的持久性,可定义为该化合物保持其分子完整性,以及通过在环境中运输和分配过程中维持其理化性质和功能特性的能力
迁移:
污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程
分为:
机械性迁移、物理—化学性迁移、生物迁移
吸收:
外源物质经一种介质相进入另一种介质相的现象.
主要途径有:
自由扩散、协助扩散、主动运输
土壤农药对农作物和土壤生物的影响1农药对土壤微生物群落的影响2农药对土壤硝化和氨化作用的影响3农药对土壤呼吸作用的影响4土壤中的农药对农作物的影响包含土壤中农药对农作物生长的影响和农作物从土壤中吸收农药而降低农产品质量两方面。
多环芳烃的结构:
菲、萤蒽、苯并(a)芘
环境中多环芳烃的来源:
自然来源和人为来源
Pcbs进入土壤的途径及其降解:
途径:
从增塑剂会发、焚烧时蒸发、工业液体的渗漏和废弃、焚烧时的破坏、丢入垃圾堆放场和填埋降解:
物理降解、化学降解、生物降解(好氧、厌氧微生物降解)
石油污染重最常见的污染物质:
石油中最常见的污染物质称为BTEX,即笨、甲基苯、乙基苯和二甲苯
第三节土壤放射性物质污染
1.放射性污染物的来源:
天然和人工的
2.土壤放射性污染物的迁移转化:
核素在土壤中的化学反应主要有:
配位沉淀、氧化还原和吸附(固定)解吸等
稀土元素(REE)是指15个镧系元素(Ln)和钇(Y)、钪Sc的总称。
轻稀土(铈组、LA、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、)重稀土(钇组、Cd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)
1.土壤中稀土离子的迁移是指离子在突然和胶体体系中的动态扩散,它主要受到土壤中氧化还原点位、PH的影响,此外还与化学反应有关
论述稀土元素在农业领域应用的利弊:
利①稀土作为良好的调节剂,可以提高植物生理活性②稀土作为一种很好的生理激活剂,能促进动物食入的营养得以充分的利用和吸收,在生物体内能起到多种调节作用③随稀土产品不断的与高科技相结合,“稀土转光膜技术”的产生和应用推广,有效的解决了紫外线一直植物生长这一疑难问题.弊①降低了土壤消除酚类有机物的能力,加重酚类化合物在土壤中的残留②对土壤微生物生物量炭有抑制作用
2.论述土壤放射性污染的来源、迁移转化和对生物的危害及其特点
放射性的来源:
天然和人工的土壤放射性污染物的迁移转化:
核素在土壤中的化学反应主要有:
配位沉淀、氧化还原和吸附(固定)解吸等:
对生物的危害;致癌、致畸、致突变,特点潜伏期长,对后代有蓄积影响
第四章
粮食安全包括数量安全、质量安全、经济安全和生态安全
肥料对土壤污染的影响;1、肥料中有毒有害物质的污染;①重金属污染②放射性污染③氟污染④有毒有机物污染⑤有机肥料中有毒有害物的的污染2、土壤板结、肥力下降3、硝酸盐污染4、土壤酸化
第五章固体废物概论
固体废物:
固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质.
特征:
时间性、空间性、持久危害性
固体废物对环境的影响:
①侵占土地②污染土壤③污染大气④污染水体⑤影响环境卫生⑥其他危害
固废污染的控制原则;1、全过程管理原则:
从固废的产生、收集、储存、运输、利用直到最终处置的全过程实行一体化的管理,基本对策是“3C原则“,即避免产生、综合利用、妥善处理2、”三化“原则,即减量化原则、资源化原则、无害化原则。
生活垃圾的处理现状:
填埋、堆肥。
焚烧、热解、生物降解、露天堆放.
生活垃圾的资源化利用:
生活垃圾的堆肥化处理、生活垃圾的焚烧处理、生活垃圾的热解处理、厌氧消化技术、蚯蚓处理技术。
生活垃圾的处置:
目前较为可靠的是填埋法,即在陆地上选择合适的天然场所或人工改造的场所,把垃圾用土层覆盖起来,同时做好渗滤液的防渗工作,尽可能避免对环境的污染。
填埋后可以规划为林地、绿地、公园等。
污泥的来源与组成:
是废水处理过程中产生的沉淀物资已经从污水表面撇出浮沫的残渣.是一种介于有机物与无机物之间的半固体废物。
污泥的基本性质:
1。
含水量大养分含量高2、污泥的碳/氮(C/N)较为适宜3、污泥具有燃烧价值4、污泥重金属积累严重5、生物污染性强
污泥的处理、处置与利用:
方法:
土地利用、填埋、焚烧、投海。
利用:
土地利用、回收资源、材料利用.
污泥施用对土壤性质的改善:
1对土壤物理性质的影响;增加持水能力,改善供氧条件,减少风蚀,减少容重,抗压2,、对土壤化学性质的影响;施加后土壤有机质和大量营养元素储量提高,提高土壤保肥能力,减少营养物的渗漏,补充根际养分亏缺,改善作物的微量营养状况,提高土壤生物活性,提高土壤肥力3.对土壤生物活性的影响;污泥中微生物群体和土壤中微生物互相补充,互相作用,可提高土壤微生物的活性,有利于土壤养分的转化,污泥中的有机物为微生物提供碳源,因而进一步促进土壤微生物活性的提高。
污泥土地利用的风险:
1、重金属;
(1)使土壤重金属含量增加,加重土壤重金属污染
(2)使土壤中碳酸盐态重金属含量上升(3)使重金属向地下水和植物迁移2、氮磷;水体富营养化或地下水硝酸盐污染3、盐分;提高土壤导电率,破坏养分平衡,抑制植物对养分的吸收或对植物根系的损伤4、病原菌5、有机污染物。
污泥农田施用的准则:
1.必须对污泥的施入量进行严格的限制,使潜在毒性金属元素的浓度不至于累积到对作物和人畜有害的水平2.必须根据作物对营养元素的需求和污泥中营养元素的含量来确定污泥的施入量,防止由于施用污泥造成的营养元素的过剩3。
将土壤中PH调节到最佳值4。
施用污泥前必须经过消化或堆腐处理,并在施用污泥后适当时期进行播种或栽培。
畜禽粪便的资源化利用:
1.用作肥料2。
用作饲料3.用作燃料4。
养殖蛆和蚯蚓
粉煤灰对土壤环境的影响:
(一)粉煤灰对土壤的改良作用1.施用粉煤灰可改良土壤的物理结构2。
施用粉煤灰可提高地温和土壤保水能力3.施用粉煤灰可增加农作物的营养成分4.增加农作物抗病能力.
(二)粉煤灰对土壤环境的污染1。
粉煤灰堆放侵占大量土地2。
污染土壤环境
粉煤灰的综合利用1.回收炭2.回收金属物质3.提取空心微珠4.粉煤灰的农业利用。
修复的理论基础:
植物对重金属的耐性机制
重金属污染的生物修复技术:
植物修复技术,微生物修复技术
重金属污染土壤修复的化学和物理技术:
土壤中重金属的固定和稳定,电动修复,土壤冲洗(淋洗)技术,农业工程技术
何为重金属污染土壤修复?
修复策略的影响因素有哪些?
概念:
实施一系列的技术用以清除土壤中污染的重金属或者降低土壤中重金属的活性和有效态组分,用以恢复土壤生态系统的正常功能,从而减少土壤中重金属向食物链和地下水转移。
影响因素:
a重金属的种类、性质和污染程度。
b修复后该地区土地利用类别和方案。
C技术上和经济上的可行性。
简述重金属超积累植物的解毒机理?
a分室功能:
这类植物对重金属离子具有细胞学上的分室功能,将吸收的重金属离子排到空泡分室,这样正常的细胞仍然可以维持常规的代谢和呼吸,免受重金属毒害。
B结合和鳌或作用:
将重金属结合到细胞壁或者对重金属进行植物的螯合作用,从而保护正常细胞。
C修复作用:
对重金属胁迫损害的蛋白质等能够及时进行修补,及时恢复正常的生理功能。
原位修复概念:
在不破坏土壤基本结构的情况下,污染土壤不经搅动或移动,在原位和易残留部位进行的修复
原位修复原理;土壤有机物生物修复的原因;1.土壤中存在大量依靠有机物生活的微生物,它们能够适应变化了的环境,具有代谢功能,能够降解或转化土壤中难降解的有机物。
2、进入土壤中的有机物大部分具有可生物降解性。
原位修复强化措施;1、接种微生物2、添加微生物营养盐3、提供电子受体4、提供共代谢底物诱导共代谢酶5、添加表面活性剂
原位修复技术:
物理化学技术:
1。
原位土壤气提2。
空气喷射3。
原位加热-真空提取4。
原位玻璃化。
生物技术:
1.生物过滤器2。
生物通气3.生物喷射4。
生物啜食5。
深层土壤混合6.土壤耕作7。
动物修复8.植物修复9.白腐真菌处理10.投菌法
何为土壤原位修复?
何为生物修复?
原位修复:
在不破坏土壤基本结构的情况下,污染土壤不经搅动或移动,在原位和易残留部位进行的修复。
生物修复:
是指利用天然存在的或特别培养的微生物在了调控的环境条件下将土壤中的有毒污染物转化为无毒物质的处理技术
微生物共降解有机污染物的主要特点有哪些?
1、微生物利用第一基质作为碳和能量的来源,用于本身的生长的维护,难降解的有机污染物作为第二基质被微生物降解。
2、作为第二基质的污染物与第一营养基质之间存在竞争性抑制现象。
3、污染物共降解的产物不能作为营养,有些共降解中间产物对细胞甚至有毒,但是可能被其他微生物所利用。
4、共降解是需能反应,能量来自第一营养基质.
简述土壤生物修复技术的主要优点:
1、不破坏土壤环境,土壤的物理、化学、生物形式保持不变甚至优于原有的性质。
2、污染物降解完全,可将有机污染物降解为完全无害的无机物,没有二次污染问题。
3、可就地处理,操作简单。
4、处理成本低于热处理和物理化学方法。
5、应用广泛,可处理各种不同种类的有机污染物。
土壤生物修复技术的局限性;1、微生物不能降解所有进入环境的污染物,污染物的难降解性、不溶性及与土壤腐殖质等结合在一起影响修复效果.2、应用时需要对污染地点和污染物进行详细的考察。
3、特定的微生物只能降解特定类型的化合物.4、受环境因素影响较大.5、有些情况,生物修复不能将污染物全部清除,当污染物的浓度过低时,微生物不能将其继续降解,导致残留在土壤中。
土壤异位生物修复:
是将受污染的土壤挖掘起来,将之运输到一个经各种工程准备的制备床进行生物修复,防止污染物向地下水或者更广大地域扩散,处理后的土壤再运回原地的一种生物修复技术.
异位修复技术:
预制床法、堆置式修复、生物反应器
何为土壤异位生物修复:
人为挖掘土壤,并将污染土壤转移到其他地点或反应器内进行修复
生物反应器的原理及常见的生物反应器有哪些?
原理:
利用微生物将土壤中有害有机污染物降解为无害的无机物质,降解过程有改变土壤的理化条件来完成,也可接种特殊驯化与构建的工程微生物提高降解效率
生物反应器:
泥浆生物反应器、固定膜生物反应器、转鼓式反应器、厌氧好氧反应器
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- 精校版 土壤污染 控制工程 复习 重点