农田土壤污染与修复

第一篇：农田土壤污染与修复

农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发

“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发” 重点专项形式审查条件要求

申报项目须符合以下形式审查条件要求。 1. 推荐程序和填写要求

(1)由指南规定的推荐单位在规定时间内出具推荐函。 (2)申报单位同一项目须通过单个推荐单位申报，不得多头申报和重复申报。

(3)项目申报书(包括预申报书和正式申报书，下同)内容与申报的指南方向基本相符。

(4)项目申报书及附件按格式要求填写完整。 2. 申报人应具备的资格条件

(1)项目及下设任务(课题)负责人申报项目当年不超过60周岁(1956年1月1日以后出生)。

(2)项目及下设任务(课题)负责人具有高级职称或博士学位。

(3)受聘于内地单位的外籍科学家及港、澳、台地区科学家可作为重点专项的项目(含任务或课题)负责人，全职受聘人员须由内地受聘单位提供全职受聘的有效证明，非全职受聘人员须由内地受聘单位和境外单位同时提供受聘的有效证明，并随纸质项目申报书一并报送。

(4)项目(含任务或课题)负责人限申报一个项目，973计划(含重大科学研究计划)、863计划、国家科技支撑

1 计划、国家国际科技合作专项、国家重大科学仪器设备开发专项、公益性行业科研专项(以下简称“改革前计划”)在研项目(含任务或课题)以及国家科技重大专项在研项目(含任务或课题)负责人不得申报国家重点研发计划重点专项项目(含任务或课题);项目主要参加人员的申报项目和改革前计划、国家科技重大专项在研项目总数不得超过两个;改革前计划、国家科技重大专项的在研项目(含任务或课题)负责人不得因申报国家重点研发计划重点专项项目(含任务或课题)而退出目前承担的项目(含任务或课题)。计划任务书执行期到2016年12月底之前的在研项目(含任务或课题)不在限项范围内。

(5)特邀咨评委委员及参与重点专项咨询评议的专家，不能申报本人参与咨询和论证过的重点专项项目(含任务或课题);参与重点专项实施方案或本年度项目指南编制的专家，不能申报该重点专项项目(含任务或课题)。

(6)在承担(或申请)国家科技计划项目中，没有严重不良信用记录或被记入“黑名单”。

(7)中央和地方各级政府的公务人员(包括行使科技计划管理职能的其他人员)不得申报项目。

3. 申报单位应具备的资格条件

(1)在中国境内登记注册的科研院所、高等学校和企业等法人单位;政府机关不得作为申报单位进行申报。

(2)注册时间在2015年3月31日前。

2 (3)在承担(或申请)国家科技计划项目中，没有严重不良信用记录或被记入“黑名单”。

4. 本重点专项指南规定的其他形式审查条件要求 (1)项目申请书需经过国务院有关部门(直属机构、直属事业单位)科技主管机构推荐，或各省、自治区、直辖市、计划单列市及新疆生产建设兵团科技主管部门推荐。

(2)项目须整体申报，须覆盖全部考核指标。 (3)同一申报材料不得多头重复推荐;同一推荐主体对同一项目只能推荐1项。

(4)项目申报单位(包括联合申报中的任意一方)和项目参加人员，对同一项目不得进行重复或交叉申报。

(5)项目下设课题数不超过7个，每个课题参加单位不超过4家(含承担单位)。

本专项形式审查责任人：林友华，徐长春

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第二篇：“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”

重点专项2018年度项目申报指南

近年来，农业面源和重金属污染问题已成为我国广泛关注的重大农业生态环境问题，对现代农业和社会经济的可持续发展、农业生态环境安全和农产品质量安全构成了严重威胁。十多年的科学研究和大量的实践证明，由于我国农业生态环境的特殊性，照搬国外技术与理论无法切实解决我国农业领域所面临的重大环境和科学问题，难以有效地遏制农业环境污染和日趋加剧的发展态势。围绕我国农业面源污染、农田重金属污染防治的重大战略需求，实施“农业面源污染和重金属污染农田综合防治与修复”国家重点研发计划重点专项十分必要而迫切。

为贯彻十八届五中全会绿色发展理念和《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革方案的通知》(国发„2014‟64号)文件精神，落实《全国农业可持续发展规划(2015-2030)》确定的“保护耕地资源，防治耕地重金属污染”、“治理环境污染，改善农业农村环境”重点任务，聚焦我国农田农业面源和重金属污染问题，按照“基础研究、共性关键技术研究、技术集成创新研究与示范”全链条一体化设计，组织实施“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”

1 重点专项。

本专项以我国农业面源污染高发区和重金属污染典型区为重点，以农田面源污染物和重金属溯源、迁移和转化机制、污染负荷及其与区域环境质量及农产品质量关系等理论创新为驱动力，突破氮磷、有毒有害化学生物、重金属、农业有机废弃物等农田污染物全方位防治与修复关键技术瓶颈，提升装备和产品的标准化、产业化水平，建设技术集成与示范基地。到2020年，示范区实现氮磷和农药污染负荷降低20%以上、农药残留率降低30%以上，污染农田重金属有效性降低50%以上、农产品质量符合食品安全国家标准，农业有机废弃物无害化消纳利用率达到95%。

围绕专项总体目标，衔接农业面源和重金属污染防治与修复基础研究，共性关键技术、产品和装备研发，技术集成与示范的全产业链三个层次，设臵35个研究方向项目，其中基础研究7个，关键技术研发15个，典型应用示范13个。根据专项统一部署，依据国家重大需求、问题的突出性和紧迫性、基础和技术需求的重要性和关键性、区域分布代表性和典型性的原则，2016年第一批启动11个研究方向项目，其中基础研究4个、关键技术研发5个、典型应用示范2个;2017年第二批启动15个研究方向项目，其中基础研究3个，关键技术研发9个，集成应用示

2 范3个。在前两批启动项目基础上，2018年度拟启动 9个研究方向项目，其中关键技术研发 1个，技术集成与示范8个，拟安排国拨经费1.3亿元。项目实施周期为2018年1月1日至2020年12月31日。

一、关键技术研发

1. 集约化养殖粪污污染综合防治技术与装备研发 研究内容：针对主要畜禽种类集约化养殖过程中粪污环境污染问题，研发主要畜种集约化养殖场规划布局、环保型畜禽舍设计、粪污污染控制规程;研发集约化养殖粪污收储运的智能化控制系统及关键技术设备;研发集约化养殖业粪污高效转化利用关键技术及专用设备;研发主要畜种集约化养殖环境与粪污无害化检测技术及装备;开展基于污染防治的集约化养殖场综合养分管理技术应用及其经济与环境效应评价研究。

考核指标：【约束性指标】编制粪污污染控制技术规程2套，粪污收集、运输和贮存的智能化控制关键技术设备3套，研发粪污处理技术专用设备3套，研发粪污无害化检测技术规程3套;提出粪污污染综合防治技术方案3套;获得国家发明专利6件，有效转化3件。开展集约化养殖粪污污染防治技术和设备的试验示范，实现集约化养殖业粪污无害化利用率达到90%。【预期性指标】编制主要畜种集约化养殖粪污污染防治技

3 术标准草案4项;发表SCI论文10篇。

执行期限：2018～2020年 拟支持项目数：1-2项

二、技术集成与示范

2.长三角镉砷和面源污染农田综合防治与修复技术示范 研究内容：针对长三角经济发达地区工业化和农业集约化程度高所引起的农田重金属和面源污染加剧问题，以都市和城郊生态农业、生态高值农业、休闲农业发展对生态环境质量高要求为目标，集成农田重金属污染物阻断技术与材料、设施农业水肥一体化技术及氮磷流失削减技术、农田有毒有害化学/生物污染防控技术与产品、典型农业废弃物资源化无害化处理技术、集约化农田生态种养技术和模式;优化配套重金属低积累作物品种、超富集植物间套作技术、生态修复技术和农艺管理措施;应用农业面源和重金属污染检测技术、设备和标准，开展重金属污染和面源污染的监测和评价，建立区域重金属和面源污染的预警系统;构建长三角高度集约化农业重金属和面源污染综合防治与修复技术模式，编制技术规范，开展工程化应用。

考核指标：【约束性指标】形成长三角高度集约化农业重金属和面源污染综合防治与修复技术模式4套，编制技术规范

44 项，建设农业废弃物污染控制技术工艺生产线1条，年处理能力10000吨。建立长三角高度集约化农业重金属和面源污染综合防治与修复集成技术示范区，核心区面积500亩，示范区5000亩。示范区实现土壤镉、砷等重金属去除率达20%以上，有效性降低50%以上，氮磷和农药污染负荷削减25%以上，农产品质量符合国家食品卫生标准，农业废弃物利用率达到85%以上。【预期性指标】技术辐射推广1万亩，实现污染负荷削减目标，培训技术人员3000人次。

执行期限：2018～2020年 拟支持项目数：1-2项

3. 黄淮海粮食主产区面源和重金属污染综合防治技术示范

研究内容：针对黄淮海粮食主产区由于农业生产资料不合理投入导致面源污染和污灌、矿业冶炼等活动导致的重金属污染问题，以典型地表水源污染区域为目标，集成小麦玉米主产区氮磷淋失阻控技术与产品、农田有毒有害化学/生物污染防控技术与产品、秸秆等农业废弃物无害化处理技术与设备;优化氮磷等农业面源污染防控技术、重金属污染农田安全利用和修复技术;构建黄淮海粮食主产区农田面源和重金属污染综合防治与修复技术模式，编制技术规范，建设海河、黄河、淮河流

5 域粮田面源和重金属污染综合防治与修复集成技术示范区。

考核指标：【约束性指标】形成黄淮海粮食主产区主要种植制度面源和重金属污染综合防治和修复技术模式4套，编制技术规范4项，建设、改造作物秸秆无害化处理技术生产线1条。建立黄淮海粮食主产区面源和重金属污染综合防治与修复集成技术示范区，核心区1万亩，示范区3万亩。示范区实现氮磷污染负荷削减20%以上，土壤重金属去除率达到20%以上，或有效性降低50%以上，农产品质量达到国家食品卫生标准，农业废弃物无害化消纳利用率提高到95%。【预期性指标】技术辐射推广20万亩，实现污染负荷削减目标，培训技术人员4000人次。

执行期限：2018～2020年 拟支持项目数：1-2项

4. 黄淮海蔬菜主产区面源污染综合防治技术示范 研究内容：针对黄淮海蔬菜主产区农业投入品与产出品导致的农业面源污染问题。集成菜田氮磷污染负荷削减技术与产品、农药等农田有毒有害化学/生物污染防控技术与产品、尾菜等典型农业废弃物无害化处理技术与设备;优化配套低污染蔬菜种植模式、水肥一体氮磷流失阻控技术、农田尾菜资源化利用技术、种植/养殖/加工相结合资源高效循环农业模式;构建

6 黄淮海菜田面源污染综合防治技术模式，编制技术规范，建设黄淮海蔬菜主产区面源污染综合防治集成技术示范区。

考核指标：【约束性指标】形成黄淮海蔬菜主产区面源污染综合防治技术模式4套，编制技术规范4项，建设蔬菜废弃物无害化利用技术生产线1条，年处理能力8000吨。建立蔬菜主产区面源污染综合防治集成技术示范区，核心区0.5万亩，示范区1万亩。示范区实现氮磷、农药污染负荷削减20%-30%，农药等农田有毒有害化学/生物污染物残留率降低20%以上，蔬菜废弃物无害化消纳利用率提高到95%。【预期性指标】技术辐射推广5万亩，实现污染负荷削减目标，培训技术人员4000人次。

执行期限：2018～2020年 拟支持项目数：1-2项

5. 长江中游双季稻区面源污染综合防治技术示范 研究内容：针对低丘-平原混合河网发达，以水稻种植和畜禽养殖为农业主产业的区域特点，综合集成氮磷高效水稻品种、农田氮磷和有毒有害化学品等污染物的源头减量、稻秸资源化利用等农田面源污染防控技术、产品与设备;优化养殖污染物的控制与资源化利用技术与设备、径流输移和汇流区生物净化等小流域面源污染防控技术;构建长江中游低丘-平原混合河网

7 双季稻区农业面源污染综合防控模式，编制技术规范，开展示范推广。

考核指标：【约束性指标】形成长江中游低丘-平原混合河网双季稻农业面源污染综合防治技术模式4套，编制技术规范4项，建设秸秆和养殖污染物高效利用生产线2条，生能达到5000吨/年;建立区域面源污染综合防治技术集成与示范区，核心区1万亩，示范区5万亩。示范区氮磷和农药等污染物负荷削减30%以上，农田有毒有害等化学品残留量降低20%以上，农业废弃物无害化利用率达到95%。【预期性指标】技术辐射推广50万亩以上，实现污染负荷削减目标，培训技术人员4000人次。

执行期限：2018～2020年 拟支持项目数：1-2项

6. 西南粮食主产区砷镉污染综合防治与修复技术示范 研究内容：针对西南粮食主产区由于地质高背景、次生富集和风化程度高等特点，在碳酸岩、玄武岩等不同母质的土壤区，建立农田地质高背景土壤重金属的综合调控技术示范区，编制基于污染快速监测技术的污染农田安全种植区划和监管技术体系;集成农田重金属污染协同钝化阻隔、植物萃取技术产品与装备、耕地安全利用技术与产品;优化配套低积累作物品

8 种及农艺管理措施;建立地质高背景地区土地安全利用和规划整治的区划模式，构建西南砷镉等为主的重金属污染农田综合防治与修复技术模式，编制技术规范，开展示范应用。

考核指标：【约束性指标】建立农田地质高背景土壤重金属综合调控技术方案1套，建立基于重金属快速监测技术的分区分级治理方案1套，形成西南砷镉等重金属污染农田综合防治与修复技术模式3套，编制技术规范3项，建设1条年产5000吨的重金属钝化剂/活化剂生产线。建立重金属污染农田综合防治与修复集成技术示范区，核心区1000亩，示范区5000亩。示范区土壤砷镉去除率达到20%以上，有效性降低50%以上，农产品质量达到国家食品卫生标准。【预期性指标】技术辐射推广1.0万亩，实现重金属污染修复目标，培训技术人员3000人次。

执行期限：2018～2020年 拟支持项目数：1-2项

7. 华南镉铅污染农田修复与安全利用技术示范 研究内容：针对华南地区由于矿山开发、冶炼导致的流域性农田重金属污染问题，集成农田重金属污染防治地球化学工程技术、协同钝化阻隔技术、植物萃取技术产品与装备、植物间套作修复技术等;建立针对不同类型金属矿体、冶炼加工、矿山废弃物、尾矿、酸性矿山废水、污染地表水和土壤的重金

9 属污染源阻断、过程控制、末端治理的全过程、一体化示范工程;构建华南区域性镉铅等重金属污染农田修复与安全利用技术模式，编制技术规范，开展示范应用。

考核指标：【约束性指标】形成矿山周边镉铅等重金属污染农田一体化修复与安全利用技术模式2套，编制技术规范2项，建立配套的超富集植物快速育苗、安全焚烧等成套技术设备1套。建立华南地区镉铅为主的重金属污染农田修复与安全利用集成技术示范区，核心区500亩，示范区2000亩。示范区实现土壤镉铅去除率达到20%以上，有效性降低50%以上，农产品质量达到国家食品卫生标准。【预期性指标】技术辐射推广2万亩，实现重金属污染修复目标，培训技术人员3000人次。

执行期限：2018～2020年 拟支持项目数：1-2项

8. 西北面源污染农田综合防治技术示范

研究内容：针对西北地区由于农田径流流失及地膜导致的农业面源污染问题，集成水土流失型氮磷面源污染阻截技术与产品、农用地膜等有毒有害化学污染防控技术与产品、作物秸秆等典型农业废弃物无害化利用技术与设备;优化配套区域农业面源污染生态防控技术、农用地膜的高效回收及综合利用技术、低污染作物替代技术;构建西北地区农业面源污染综合防

10 治技术模式，编制技术规范，开展工程化推广应用。

考核指标：【约束性指标】形成西北地区农业面源污染综合防治技术模式4套，编制技术规范4项，建立农业废弃物污染控制技术生产线1条，年处理能力达到8000吨。建立农用地膜回收综合利用与示范区(点)1个，集成农用地膜回收综合利用工艺或设备1套。建立西北地区农业面源污染综合防治集成技术示范区，核心区2万亩，示范区5万亩。示范区实现氮磷、农药污染负荷削减20%以上，农田有毒有害化学/生物污染物残留量降低20%以上，农业有机废弃物无害化利用率提高到95%。【预期性指标】技术辐射推广30万亩以上，实现污染负荷削减目标，培训技术人员3000人次。

执行期限：2018～2020年 拟支持项目数：1-2项

9. 东北粮食主产区农业面源污染综合防治技术示范 研究内容：针对东北粮食主产区由于冻融型氮磷流失及作物秸秆等面源污染问题，集成冻融型氮磷流失污染阻截技术与产品、除草剂等农田有毒有害化学污染防控技术与产品;优化冻融水拦截消纳技术、东北秸秆肥料化、燃料化、饲料化综合利用与装备、导流回灌技术、种养一体化消减技术;构建东北粮食主产区农业面源污染综合防治技术模式，编制技术规范，开展规模化应用。

11 考核指标：【约束性指标】形成东北粮食主产区农业面源污染综合防治技术模式3套，编制技术规范3项，建设、改造土壤改良剂、秸秆快速腐解菌剂生产线2条，年生产能力分别达到10000吨和20吨。建立东北地区玉米秸秆肥料化燃料化能源化饲料化等综合利用技术集成与示范区(点)1个，集成东北秸秆综合利用设备或工艺1套;建立东北粮食主产区农业面源污染综合防治集成技术示范区，核心区2万亩，示范区5万亩。示范区实现氮磷、农药污染负荷削减20%以上，农田有毒有害化学/生物污染物残留量降低20%以上，农业有机废弃物无害化消纳利用率提高到95%。【预期性指标】技术辐射推广50万亩以上，实现污染负荷削减目标，培训技术人员4000人次。

执行期限：2018～2020年 拟支持项目数：1-2项

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第三篇：济源市土壤重金属污染农田修复试点项目

招标公告

1、招标条件

《济源市土壤重金属污染农田修复试点项目实施方案》已获市政府批准建设，招标人为济源市环境保护局，建设资金来源为国家专项资金及市财政配套资金。项目已具备招标条件，现对该项目进行公开招标。

2、项目概况与招标范围

2.1 项目名称：济源市土壤重金属污染农田修复试点项目 2.2 项目建设地址：济源市克井镇塘石村北及对照点

2.3项目概述：项目地点农田受铅冶炼企业大气沉降影响，土壤部分重金属超标，威胁粮食安全。项目采用三种方法，分小试实验和扩大实验两个阶段。为科学考评各技术方法修复效果，解决土壤重金属污染关键问题,小试阶段每种方法由多家中标单位独立试点，通过考核后再择优扩大实验。项目同时选择不同环境特征位于异地的小面积农田，一并进行修复对照试点;同时依托项目开展大气重金属影响、超富集植物本土化、稳定化修复时效、土壤生态系统保障、环境风险降低等相关基础性研究工作。

2.3 标段划分及项目规模：

一标：植物修复技术;小试阶段由三个独立的修复单位承担，用地规模45亩，推广阶段择优选参加小试的一个修复单位承担，再扩大规模150亩;另外对照试验区总用地4.5亩;

二标：原位稳定化修复技术;小试阶段由五个独立的修复单位承担，用地规模75亩;推广阶段择优选参加小试的两个修复单位承担，再扩大规模120亩;对照试验区总用地7.5亩;

三标：异位稳定化修复与其它技术，小试阶段由两个独立的修复单位承担，用地规模30亩，推广阶段择优选参加小试的一个修复单位承担，再扩大规模60亩;对照试验区用地3亩。

另外为加强项目考核，服务项目建设，同步进行“公共监测与服务平台”、“公用工程建设与服务平台”建设。项目前期已建成超富集植物收获物安全焚烧装置1套，可供本项目使用，业主已为项目租用了试点土地。

2.4修复治理时限：5年以内(两个阶段合计)

2.5 总体目标：修复后农田土壤种植作物籽粒主要重金属含量达到国家标准

要求，同时土壤主要重金属含量或生物活性大幅度下降，为推广应用提供技术指导和依据，力争形成全国北方重金属污染土壤修复模式和示范基地。

3、投标人资格要求 3.1具有独立的法人资格;

3.2需具有较强的实力和较好的企业信誉，有针对农田土壤、场地土壤、河流底泥等环境重金属污染或其他污染环境修复案例，承担的工程项目通过验收考评;

3.3所选用的富集植物和采用的种植技术，有用于环境修复的前期研究成果;小试效果经科学鉴定、有专利或其他组织测试验证有效;采用的工艺措施、调控药剂等必须环境安全，工艺可行。

3.4拥有从事土壤修复方面技术研究的人员，或有合作的技术支撑单位，有一定工程技术力量和分析监测手段，能够根据及时发现和解决现场问题。

3.5项目技术负责人应为相应研究、实验和工程领域的带头人，具有相关专业高级职称，具有从事污染土壤治理修复的经验。

3.6企业在近三年内无行贿犯罪记录。

3.7法定代表人为同一个人的单位，在济源市土壤重金属污染农田修复试点项目最多只能中本项目两个标段。

4、报名事项

4.1 已经审核录入济源市公共资源交易中心会员库的投标企业，请登录该中心门户网站进行网上报名。

4.2 未入库企业提供如下资料入库后报名：须携带法人代表授权书、营业执照(副本)、单位重金属污染治理类及环境修复的相关工程业绩(以合同原件为准)、理论基础及实验室基础和前期试验成果的证明材料、相关资质证书或技术合作协议、被授权委托人身份证、投标人为被授权委托人已缴纳的近三个月(2015年4月份、5月份、6月份其中任意一个月)的个人单独的社会保障证明(内容包括：参保单位名称、交费人员姓名及身份证号、社保部门有效印章、日期;若为事业单位的，请出示当地社保部门出具的社保证明材料)，检察机关出具的行贿犯罪记录的查询证明等证件的原件及复印件(原件验后退回，复印件加盖公章留存)。

4.3 报名时间：2015年8月3日至2015年8月10日18：00时(国家法定节假日除外)。

4.4 报名地点：济源市公共资源交易中心大厅报名受理窗口。

5、获取招标文件的时间、地点、价格及要求

5.1 获取招标文件时间：2015年8月3日—2015年8月10日18:00前;

5.2 获取招标文件地点：济源市公共资源交易中心服务大厅招标文件发售窗口;

5.3 获取招标文件价格：1200元/套(招标文件售出后概不退还); 5.4 获取招标文件要求：报名企业获取招标文件须提供法人代表授权书、检察机关出具的行贿犯罪记录的查询证明、被授权委托人的身份证及缴纳社会保障的证明、《诚信承诺书》(在中心网站“资料下载”栏目的“文档下载”中下载)。

6、发布公告的媒介

本公告同时在济源市公共资源交易中心网、济源市环境保护局网、济源市发展和改革委员会网、中国采购与招标网上发布。

7、联系方式

招标人：济源市环境保护局 联系人：卢先生

联系电话：0391-6961889 6961859 招标代理机构：河南省机电设备招标股份有限公司 联系人：孙先生 电话：0391-6633630 监督电话：0391-6969631

河南省机电设备招标股份有限公司

2015年8月3日

第四篇：膨润土对农田土壤修复或水处理效果

第三章 膨润土对重金属污染土壤或水的处理研究

1 膨润土负载壳聚糖修复土壤镉污染的效果

为利用膨润土原位修复镉污染土壤提供理论依据,根据膨润土离子交换特性和壳聚糖在酸性溶液中带有正电荷,将膨润土与90%脱乙酰度壳聚糖的0.5%醋酸溶液混合,使壳聚糖负载在膨润土上,制成颗粒吸附剂,用于吸附溶液中Cd2+。最佳工艺条件是:壳聚糖与膨润土质量比为1:20,颗粒吸附剂用量为15gL-1,溶液中Cd2+质量浓度不大于200mgL-1,pH值为6～8,吸附平衡时间为8min,Cd2+去除率为99%。

2 壳聚糖改性膨润土修复土壤镉污染的研究

随着重金属污染土壤日益加剧,污染土壤修复和控制技术的研究越来越迫切.为利用膨润土原位修复土壤镉污染提供理论依据,采用平衡吸附试验研究了Cd2+在膨润土负载壳聚糖上的吸附行为.以90%脱乙酰度壳聚糖为原料,制备了膨润土负载壳聚糖颗粒吸附剂,用于吸附溶液中Cd2+.试验探讨了壳聚糖质量浓度对负载率的影响,结果表明,质量浓度3%的壳聚糖负载量最大,壳聚糖最大负载率达32.6%.吸附Cd2+最佳工艺条件是:壳聚糖与膨润土质量比为1∶20,膨润土负载壳聚糖颗粒吸附剂用量为15 g·L-1,溶液中Cd2+含量不大于200 mg·L-1, pH 值为6～8,吸附平衡时间为8 min,Cd2+去除率为99%.动态吸附Cd2+试验结果表明:质量浓度为 200 mg·L-1的含Cd2+溶液,流速为4～6 m(h-1,经壳聚糖-膨润土吸附剂一次处理后,溶液中Cd2+的残留量为0.7 mgL-1. 3 表面活性剂改性膨润土吸附Cr(VI)的研究

研究了膨润土原土及2种经不同表面活性剂改性的膨润土在不同的pH值、不同的用量等条件下对cr(VI)的吸附情况，以及3种土达到吸附平衡所需的时间.还研究了3种土对Cr(VI)的等温吸附.结果表明，1827改性的膨润土吸附效果好，平均去除率为93% ，且几乎不受pH值和时间的影响.其中2种改性膨润土对Cr(VI)的吸附为Freundlich吸附.

4 改性膨润土吸附重金属离子的研究与应用进展

研究了Cu和Zn在改性膨润土上的吸附动力学。计算得到拟一级速率常数分别为6.64x104 min/1和3.14/ min-1。Loral等研究了Zn2+和Cd2+在膨润土上的吸附和超声波解吸情况.Zn2+和Cd2+的最大吸附率可达到99.9%和96.8%，而最大解吸率可分别达到66.6%和51.4%。

5 两种改性膨润土对Cd2+和Pb2+吸附性能的比较

采用微波活化和高温焙烧两种方法对膨润土进行改性。比较两种改性膨润土对重金属Cdz 和pb2 的吸附性能.实验结果表明t加入经微波活化7 min的改性膨润土20 g/L，当溶液pH为8.吸附时间为40 min时.Cd和Pb的去除率分别达到95.29 和99.24 ;加人经450℃焙烧40 min的改性膨润土20 g/L，当溶液pH为9，吸附时阃为40min时，Cd0叶。和Pb0 的去除率分别可达99.84 和99.93 ;微波活化改性和高温焙烧改性膨润土的能耗成本分别约为0.1和8.8元/Kg土，综合经济成本考虑，微波活化改性膨润土处理含Cd和Pb的重金属废水更具应用前景。

6 蒙脱石等粘土矿物对重金属离子吸附选择性研究

矿物质与重金属离子问的相互作用已是当今环境科学、矿物学、土壤化学等学科领域研究的热点。通过蒙脱石、伊利石和高.孥石在一定的介质条件下对Cu、Pb、Zn、Cd、Cr 五种重金属离子的竞争吸附实验研究，阐明三种粘土矿物对五种重金属离子的吸附选择性.蒙脱石对Cr 、Cu抖有很好的选择性高岭石和伊利石对Cr 、Pb有较好的亲和力粘土矿物对重金属离子的吸附选择性受矿物的层电荷分布、重金属离子的水化热、电价、离子半径、有效离子半径等因素控制。

7 膨润土的改性技术与应用研究现状 蒙脱石价格低廉易得、优良的力学性能、适宜的离子交换容量和易于插层的结构使得人们开始将有机蒙脱石首选来制备聚合物/层状硅酸盐复合材料，这种新型的环境友好阻燃材料具有广阔的发展前景;不同类型的改性膨润土对重金属的吸附容量和吸附选择性、抵抗外界环境干扰的能力上也不相同，所以改性膨润土在污水处理方面利用空间大。到目前为止，虽然对膨润土的改性研究已经有了很多，但仍存在许多不足，有机膨润土性能与结构的关系没有系统的研究，应用过程中很多机理性问题仍未解决;应用研究有待展开，产品开发仍处于实验室研究阶段，公开的文献成果远远多于常用产品。但随着对其改性研究的不断深入，加上膨润土自身的诸多优点，改性膨润土将具有更加广泛的应用前景。

8 存在问题及研究方向

膨润土及改性膨润土应用于处理重金属废水有其独到的优越性：储量丰富，价格低廉，热稳定性较好。吸附效果好，且在吸附水中重金属的同时可去除有机污染物。但是由于膨润土自身性质等原因，在应用中还存在一些不足之处。仍需进一步研究：

(1)目前关于膨润土对重金属离子的吸附性能研究多采用模拟废水。而对实际废水、土壤重金属离子的吸附性能研究较少。由于实际废水的成分、性质更复杂.影响因素多，所以理论研究与实际应用还有一定距离。

(2) 需要寻找更加经济有效的改性方法，以提高改性膨润土吸附剂对特定重金属离子吸附的选择性。

(3) 再生是一个新的研究课题，应加强吸附剂所吸附重金属的脱附研究。虽能够利用在废水处理中，但膨润土易与水混合成泥浆，为后期的水土分离造成很大的困难。

(4)土壤中重金属多呈结合态，游离的离子较少，因此采用膨润土能够稳定的重金属量有限。

第五篇：流域水污染修复理论与技术

学科：环境工程 学号： 姓名： 指导教师：

摘 要

水资源对于人们生存和发展的重要性是众所周知的，而当代流域水环境被破坏污染已经是不争的事实。流域水环境中河流、湖泊水库、湿地和地下水与人类生产生活密切相关，本文对该4种水环境类型的修复技术分别进行了介绍，并简要分析了每种水环境类型较为有效的技术方法。

1、引言

水生态系统是指自然生态系统中由河流、湖泊等水域及其滨河、滨湖湿地组成的河湖生态子系统其水域空间和水、陆生物群落交错带是水生等生物群落的重要生境。然而，大量的污水排放和水库堤坝建设造成了水生生物生长环境的恶化和重要生境的丧失带来一系列的水生态问题如：江河源头区水源涵养能力降低，水生态功能衰退水资源过度开发河湖生态用水被挤占，严重时造成河道断流、绿洲和湿地萎缩、湖泊干涸与咸化、河口生态恶化等等。实践表明，如果不采取人工辅助措施减少或消除这些问题仅凭水生态系统自身恢复需要相当长的时间，甚至永远也无法恢复原有的生态平衡。

水在其自然边界内循环和汇集，形成流域。水环境是流域内储存、传输和提供水资源的水体，是水生生物生存与繁衍的空间，也是各种污染物的最终归宿。

根据水的地理位置，将流域中的水环境分为地表水环境和地下水环境。地表水环境指河流、湖泊、水库、海洋、沼泽、冰川等以暴露在地面的水为主的水域;地下水环境指泉水、浅层地下水、深层地下水等存在于包气带以下底层空隙的水域。

2、流域水环境修复技术概念

一般而言，水环境修复指的是依靠生态系统的工作机理，运用相关的技术方法，改善水的质量，以求达到修复生态的目的，使其中的各种生物及其系统都能够做到自我修复和调整，最终达到和谐状态。水环境修复的对象不仅包括水体，还有水体相关的生物地理环境。而不同的水域形式，因其物理环境、化学环境以及生物环境的不同，需要不同的修复技术体系。河流、湖泊水库、湿地和地下水是与人类生产生活密切相关的水环境，本文将从这四个方面，介绍其水环境修复技术。

3、运用河流修复技术的重要性

水资源对于人类生存与发展的重要性不言而喻，水为生命提供滋养，同时也洗去生活中产生的脏乱之物，在工业农业等等行业上的运用更是数不胜数。正因为水的妙用无穷，所以过度的开采和使用更是让水资源面临枯竭的窘境。加上现代工业的发展，对水资源的浪费，对各种水体的污染十分严重。流域水环境的治理，正是解决这一问题的良策，它可以在很大程度上拯救面临污染和干涸的水域，这既有利于生态系统的良性发展，更是促进人类社会可持续发展的必然措施。

4、河流修复技术

一般河流生态修复的目标主要包括河岸带稳定，水质改善，栖息地增加，生物多样性的增加，渔业发达及美学和娱乐，以期河流能够更加自然化，这是修复工程的一个最普遍的目标。

河流修复技术多种多样，物理技术：河道引水技术、生态防渗技术、底泥疏浚与物理覆盖技术、人工增氧技术等;化学技术：投加絮凝剂促进污染物沉淀、投加石灰脱氮、投加化学药剂除藻、调节pH值对重金属进行化学固定、原位化学反应技术等;生物生态技术：微生物修复技术、水生动植物修复技术、人工湿地技术以及多自然型河流构建技术等。本文选择较为有效的方法：河道引水技术、原位化学反应技术和水生植物修复技术进行详细分析。

(1)河道引水技术

河道引水技术是指引进外部清洁水源来改善河道水质，在水源允许的情况下，引进外部清洁的水源，增加河水水量，不仅可以人为地缩短水在河道中的停留时间，增加浮游植物的生物量，使污染河水不易黑臭，同时水体复氧量也会增加，提高河道自净能力。利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的处理工程。

(2)原位化学反应技术

原位化学反应技术是指通过化学反应和生物反应(氧化、还原、吸附、沉淀、有机金属络合等)，在受污染的地点，原地使重金属离子固定下来的方法。常用的物质包括石灰[Ca(OH)2]、灰烬(KOH)、硫化钠(Na2S)等。此外，化学氧化可以将有机物转化为无毒或者毒性比较小的化合物，常用的氧化剂为二氧化氯、次氯酸钠或者次氯酸钙和臭氧等。 (3)水生植物修复技术

水生植物在水环境修复中的作用方式主要包括物理过程、吸收作用、协同作用和化感作用。水生植物修复技术利用水生植物及其共生的微环境去除水体中的污染物质并恢复永生生态系统。水生物修复技术的核心是将植物漂浮种植到水面上，利用植物生长从水体中吸收利用大量污染物，例如凤眼莲、浮莲、水鳖、浮萍等水生植物能够很好地去除河流中的氮磷等营养物质。生物浮床是其典型的技术应用之一。

5、湖泊水库修复技术

湖泊是地球上重要的淡水蓄积库, 地表上可利用的淡水资源 90%都蓄积在湖泊里。因此湖泊与人类的生产、生活密切相关, 具有很重要的社会、生态功能, 如调水防洪, 生产、生活水源地, 水产养殖, 观光旅游等。随着我国社会经济和城市化进程的快速发展, 湖泊水环境污染问题日益突出。根据全国水资源综合规划评价成果, 全国84个代表性湖泊营养状况评价结果表明: 全年有 44 个湖泊呈富营养化状态, 占评价湖泊总数的52.4%, 其余湖泊均为中营养状态。湖泊的主要污染问题有：富营养化、湖泊有毒有机物污染、重金属污染、湖泊酸化等。

湖泊污染源可分为外源和内源。从一开始, 湖泊外源污染的控制和治理就引起人们的重视。经过多年的研究和实践, 外源控制技术已取得了一定实效。但外源控制并没有实质性改变湖泊受污染的状况, 很多研究表明, 这是由于湖泊沉积物中污染物的释放造成的, 特别是内源磷释放造成的湖泊富营养化问题。因此, 内源控制技术逐渐引起人们的重视。

不同污染物内源释放机制不同, 如沉积物中氮释放主要与沉积物中有机氮化合物的分解程度、速率以及随后细菌参与的无机形态氮的相互转化有关; 沉积物中磷、重金属元素与沉积环境的氧化———还原条件有关; 生产力高的富营养化湖泊表层有机质分解的磷释放可能是沉积磷活化更新的主要机制; 而沉积物中的持久性有毒有机污染物则与底栖生物毒性暴露和食物链传递有关。不同类型湖泊中, 污染物的影响方式和程度也不同, 浅水湖泊中风浪引起的悬浮作用是沉积物中污染物释放的主要过程, 而深水湖泊中污染物的释放主要与物质形态、湖泊季节性分层和理化性质有关。因此, 不同类型、主要污染因子不同的湖泊, 其内源控制技术及污染恢复技术也不同。根据近年来的研究和实践, 主要有以下几种污染恢复技术。

(1) 湖泊沉积物疏浚

湖泊沉积物疏浚被认为是降低湖泊污染物负荷最有效、直接的措施。瑞典 Trummen湖通过疏浚工程降低90%总磷负荷,而美国的Lilly湖疏浚后总磷的消减率达到55%。但是，并不是所有的疏浚都能达到理想的效果, 1998年南京玄武湖清淤,采取沿湖污水停止输入、抽干水清淤的方法,清淤后半年内湖水的透明度、COD 和总磷基本不变。疏浚底泥的环境效果与疏浚方法有关,疏浚主要考虑降低沉积物中的污染负荷。因此,要对沉积物中的污染物种类、含量分布、剖面特征、沉积速率、化学及生态效应有详细的调查和分析,确定疏浚的范围和深度。

(2) 沉积物覆盖技术

在污染沉积物表面覆盖一层物质,把沉积物和水体隔开,达到控制污染物释放的目的。覆盖物可以是低污染的沉积物、沙砾,或各种材料组成的复合层。起作用的机制主要是颗粒物对污染物的吸附作用,减少水动力或生物扰动,覆盖层造成的无氧环境利于某些厌氧细菌对有机污染物的降解。覆盖技术相比别的控制技术,花费低,适用于有机、无机处理,对环境潜在的危害小; 但其工作量大,需要大量的清洁泥沙,来源困难。同时覆盖会增加底泥的量,使湖泊库容变小,因而该技术不太适用于湖泊底泥污染的治理。

(3) 湖泊理化性质改善

湖泊的理化性质影响着湖泊中各种物理、化学及生物过程, 进而影响各种污染物的内源释放。通过投加一些化学试剂以改善湖泊的理化性质,如酸碱度和溶解氧含量,以达到控制内源释放的目的。向湖泊投加铁盐、铝盐,可以通过吸附或絮凝作用与水体中的无机磷酸盐共沉淀; 但沉淀的铁磷化合物在还原条件下有可能重新活化再次释放。而铝盐与磷酸盐结合相对牢固,可在变化范围较大的水环境中稳定存在,甚至在完全氧化的环境中也较稳定。如果铝的加入量足够大, Al(OH)3可在沉积物表层形成“薄层”,从而阻止磷释放。

(4) 污染湖泊的生态恢复

湖滨带生态恢复。湖滨带是湖泊水域与流域陆地生态系统间的过渡带, 是湖泊重要的天然屏障,不仅可以有效滞留陆源输入的污染物,还有净化湖水水质的功能。湖滨带生态恢复的目的是恢复湖泊的完整性,包括湖滨带物理环境的修复、挺水植被的快速组建和水生群落的优化三大方面。

水生生态恢复。湖泊水生植被是由生长在湖泊浅水区和湖周滩地上的沉水植物群落、浮叶植物群落、漂浮植物群落、挺水植物群落及湿生植物群落共同组成。水生植被的演化随湖泊环境的变迁而演化,同时也能反作用于湖泊环境,在一定程度上影响湖泊环境的演化方向和速度。因此,湖泊水生植被恢复是根据湖泊生态环境条件和需要,在生态系统受损的湖泊环境基础上重构良性的水生生态,包括湖泊环境的工程改造和水生植物恢复两方面内容。

6、湿地修复技术

湿地是处于陆地生态系统和水生生态系统之间的转换区，具有独特水文、 土壤、植被与生物特征的生态系统。湿地修复指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学过程，使其发挥应有的作用。

湿地修复技术可按照物理、化学和生物技术进行划分。物理技术包括土壤渗滤法、调水冲洗法;化学技术包括混凝法、中和法、氧化还原法、吸附法、离子交换法、电渗析法;生物技术包括湿地植物净化、生物膜吸附等。由于化学方法容易对湿地生态系统造成新的污染，所以相关技术应用不广泛。土壤渗滤法和生物膜吸附法是两项比较新的技术，应用性也较强。

(1)土壤渗滤法

湿地土壤是湿地植物生长发育的基质，在此发生了各种物理化学反应，利用湿地土壤对水环境污染物的滤过特性，可以达到水环境改善的目的。研究表明，湿地土壤在垂直方向上对氮和磷有很强的滤过截留作用。对氮素滤过、截留起主要影响作用的土壤因子是粘土含量、有机质含量和TN含量，对磷素起主要影响作用的土壤因子是粘土含量、有机质含量、p H值和含水量。该技术具有简单易行、费用低的特点，应用性较强。

(2)生物膜吸附法

在一定的酸碱条件下，生物膜对于湿地水环境中的重金属具有一定的吸附作用。根据湿地的理化性质设计生化池，可采用连续水的动态自然挂膜培养方式，微生物在填料上缓慢生长和繁殖，生物膜会逐渐变厚。生物膜上含有丰富的藻类和原生动物，先吸附原水中的有机物、氨氮等污染物，再进一步为膜上的微生物分解、吸收、代谢而得到去除。

7、地下水修复技术

地下水是指存在于地表以下岩(土)层空隙中各种不同形式水的统称。地下水具有多种功能，与人类生活密切相关。近年来,由于大量工农业废弃物不合理地进行填埋,污染物事故性排放以及地下储油设施泄漏,各种有机物、重金属及放射性有害物质进入地下系统,地下水污染状况日益严重。修复已被污染的地下水,加强地下水环境的保护,已成为当前国内外环保研究的热点。目前,较典型的地下水污染修复技术主要有以下3种：

(1) 抽出处理修复技术

P&T技术是最早出现的地下水污染修复技术,也是地下水异位修复的代表性技术。自20世纪80年代开展地下水污染修复至今,地下水污染治理仍以P&T技术为主。传统的P&T技术是把污染的地下水抽出来,然后在地面上进行处理。近年来,随着污染治理研究的不断深入,该技术已有了更广泛的含义,只要在地下水污染治理过程中对地下水实施了抽取或注入的,都归类为P&T技术。P&T技术概 念模型见图1。

P&T技术的修复过程一般可分为两大部分:地下水动力控制过程和地上污染物处理过程。该技术根据地下水污染范围,在污染场地布设一定数量的抽水井,通过水泵和水井将污染了的地下水抽取上来,然后利用地面净化设备进行地下水污染治理。在抽取过程中,水井水位下降,在水井周围形成地下水降落漏斗,使周围地下水不断流向水井,减少了污染扩散。最后根据污染场地的实际情况,对处理过的地下水进行排放,可以排入地表径流、回灌到地下或用于当地供水等。 P&T技术适用范围广,对于污染范围大、污染晕埋藏深的污染场地也适用。但其自身也存在一些局限性:①当非水相溶液出现时,由于毛细张力而滞留的非水相溶液几乎不太可能通过泵抽的办法清除;②该技术开挖处理工程费用昂贵,而且涉及地下水的抽提或回灌,对修复区干扰大;③如果不封闭污染源,当停止抽水时,拖尾和反弹现象严重;④需要持续的能量供给,以确保地下水的抽出和水处理系统的运行,同时还要求对系统进行定期的维护与监测。

(2) 监测天然衰减修复技术

MNA技术出现的时间较晚,于20世纪90年代才开始正式用于地下水污染治理。该技术基于污染场地自身理化条件和污染物自然衰减能力进行污染修复,从而达到降低污染物浓度、毒性及迁移性等目的。另外,MNA技术还必须根据污染区域的治理目标,采用相应的监测控制技术,对地下水的自然修复过程进行监测评价。实施监测的目的主要有以下几方面:①证明污染物的自然衰减与预测相符合;②能够监测影响自然衰减能力的环境变化因素(如:水文地质条件、地球化学条件、微生物等);③能够监测出所有潜在的有毒或易迁移转换的污染产物;④证实污染晕在纵、横、垂向上没有进一步扩展;⑤确定该修复过程对下游不会造成不良影响;⑥验证该修复是否达到修复目标。

采用MNA技术进行地下水污染修复,一般不会产生次生污染物,对生态环境的干扰程度较小;并且该技术工程设施简单,修复费用远远低于其他修复技术。但该技术适用范围较窄,对区域环境和污染物自然衰减能力要求较高,一般仅适用污染程度较低、污染物自然衰减能力较强的区域。

(3) 空气注入修复技术

AS技术是在土壤气相抽提Soil Vapor Extraction技术(简称SVE技术)的基础上发展起来的,20世纪80年代中期最早应用在德国,随后迅速发展至美国以及欧洲的其他国家。近年来,AS技术已成为地下水原位处理技术的首选。其概念模型见图2。

该技术通常用来治理地下饱和带(饱水带及毛细饱和带)的有机污染,一般与SVE技术联合使用,其修复原理为:通过向地下注入空气,在污染晕下方形成气流屏障,防止污染晕进一步向下扩散和迁移,在气压梯度作用下,收集地下可挥发性污染物,并以供氧作为主要手段,促进地下污染物的生物降解。修复过程中发生的质量迁移转化机制较复杂,在不同的修复阶段,控制修复速率和效率的机理也不同。另外,随着场所地质条件的变化,各种机理对AS技术修复作用的贡献也不同。

AS技术具有如下特点:①设备简单,安装方便,易操作;②修复效率高,治理时间短,一般情况下修复期为1～ 4 a;③更适于消除地下水中难移动处理的污染物(如Dense Non-aqueous Phase Liquid,简称DNAPL,密度大于1的非水相溶液);④现场原位修复,对修复点干扰小。该技术的局限性主要有以下几点:①对于非挥发性的污染物不适用;②受地质条件限制,不适合在低渗透率或高黏土含量的地区使用;③不能应用于承压含水层及土壤分层情况下的污染物治理。

8、结语

河流、湖泊水库、湿地和地下水的修复技术繁多，主要均围绕着物理方法、化学方法和生物-生态方法这3 类展开，方法有所重叠。有的技术方法对于某一种水环境类型的修复适用，但对另一种水环境类型并不一定是最佳选择，例如底泥疏浚对于河流的修复存在一定的风险，但对湖泊水库修复却是一种很好的方法。在对流域水环境进行治理和管理时，应综合分析水环境的类型和状况，优先选择最合适的技术进行修复，以最小成本、最快速度达到水环境结构和功能恢复的目的。

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