修复技术范例6篇

修复技术

修复技术范文1

    关键词:壤污染;危害;植物修复;修复机理

    1 土壤污染的含义以及危害

    土壤污染是指通过多种途径进入土壤的有毒有害污染物的数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度, 造成土壤的物理、化学和生物学性质、组成及性状等发生变化, 破坏土壤的自然动态平衡, 从而导致土壤自然功能失调、土壤质量恶化、作物的生长发育受到影响、产品的产量和质量下降, 产生一定的环境效应 , 并可通过食物链对生物和人类构成危害。

    土壤污染的危害包括隐蔽性和滞后性、累积性和不可逆性、不易治理性和后果严重性。

    2 植物修复的研究和机理

    2.1 植物修复的研究 植物修复是利用植物修复有毒重金属、有机物、放射性核素污染土壤、沉积物、地表水、地下水的一项绿色技术,它是一项利用太阳能动力的处理系统。石油烃类作为早期有机污染植物修复的研究对象, 其修复机理已有较清楚的认识。

    2.2 植物修复机理 植物修复技术是一种绿色的修复技术,引起人们极大兴趣和关注,是污染土壤修复技术中发展最快的领域。土壤污染的植物修复机理包括植物提取作用、根际降解作用、植物挥发等作用。

    2.3 植物修复技术的局限性 植物修复不仅是一条绿色的,生态的净化途径,一种符合公众心理需求的新技术 ,而且也是一种经济有效的净化的方案。对环境扰动少,可谓是真正意义上的“绿色修复技术 ”。植物修复技术也具有其局限性, 主要表现在。

    1)目前发现的超富集植物所能累积的元素大多较单一,而土壤污染通常是多元素的复合污染。2)超富集植物生产缓慢,生物量低,而且生长周期长,因此从土壤中提取的污染物的总量有限。3)目前发现的超富集植物几乎都是野生植物,人们对其农艺性状、病虫害防治、育种潜力以及生理学等方面的了解有限,难以优化栽培和培育。4)超富集植物的根系比较浅,只能吸收浅层土壤中的污染物,对较深层土壤中的污染物则无能为力。5)异地引种对生物多样性的威胁 , 也是一个不容忽视的问题。6)植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属污染物重返土壤, 因此富集重金属的超富集植物需收割并作为废弃物妥善处理。

    3 植物修复技术发展前景

    1)植物修复涉及一系列技术,包括不同的植被类型,其作用对象、修复机理和能力各不相同。2)利用放射性同位素标记技术,加强植物体内各种生理生化代谢途径对污染物胁迫下的适应性反应的研究,如光合反应、呼吸代谢、激素应激对污染物胁迫是如何做出适应性改变的,通过这种改变的机制,研究污染物胁迫下植物次生代谢途径反应以及逆境信号传导途径也是理解植物污染物耐性机理的一个重要方面。3)从分子生物水平加强对植物解毒机理等基础理论的研究。植物吸收污染物首先要经过根系, 因此, 应重点围绕根系来探索解毒机制和污染物在植物体内的运输机制, 了解植物、土壤、微生物整个体系下各物质之间的相互作用。4) 植物-微生物联合修复技术可以成为一种很有发展前途的新型生物修复技术, 但由于降解微生物的群落组成和变化动态的了解甚少, 为降解机理的阐明带来了困难, 所以其理论体系、修复机制和修复技术需进一步完善。5)在基础研究方面, 除了筛选耐受性高的植物和高效微生物以外, 如何通过遗传学、分子生物学、基因工程等手段进一步提高生物的活性和环境适应性, 也是今后研究的重点。

    4 结论

    综上所述土壤污染的植物修复技术发展前景十分宽广,并且与其他修复技术相比有许多优点,根据我国国情,也是十分适用于中国的一项值得开发的新技术。随着全球经济的快速发展, 有毒有害污染物通过各种途径进入土壤, 持久性污染物的危害开始显现, 土壤污染面积扩大。土壤污染不但影响农产品产量与品质, 而且涉及大气和水环境质量, 并可通过食物链危害动物和人类的健康, 影响环境安全和社会稳定。发展植物修复技术能有效解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题, 对我国经济发展和环境保护都有着重大意义。

修复技术范文2

关键词:河流;生态修复;生物——生态修复技术;综述

中图分类号:X52 文献标识码:A

1 概述

河流是人类赖以生存的水环境,是人类社会生存和发展的起源地。河流系统是自然界最重要的生态系统之一。目前由于人类活动排放的各种污染物进入河流,使河流水质和河流底泥的物理、化学性质或生物组成发生变化,从而降低了河流的使用价值,使河流失去了原有的意义。为了恢复河流的使用价值,人们应当对水体中的污染物进行处理,从而使水体得到净化,使人类对河流环境的干扰降到最小,与自然共生存,为生物栖息和繁殖创造良好的生态环境,造福于子孙后代。近年来,对河流生态修复的研究不断深化,河流水生态修复有多种方法,这些方法通过强化自然界自身的净化能力和物质循环规律去治理受损河流,是实现人与自然和谐相处的治理途径。

2 河流生态修复概述

随着人们对传统水利工程给河流生态系统带来胁迫的反思,人们开始认识到恢复河流生态活力的必要性和重要性,于是出现了河流生态修复的概念和相应的工程技术。河流生态修复的概念最早是在德国提出的,它强调水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同时,还应该达到接近自然的目的,特别强调河溪治理工程中的自然美学成分。

生态修复措施主要利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动,对河流水体中的污染物进行转移、转化及降解作用,从而使水体得到净化,具有可持续性好、保持力强、工程造价低、耗能少等优点。

3 河流生态修复技术

河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区恢复、植被恢复、河道补水、生物——生态修复、生境修复等技术。

3.1 缓冲区修复

缓冲区是河流与陆地的交界区域,如河边湿地、河谷或洪泛平原,具有水域与陆地双重属性。缓冲区是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡带,成为两者相互作用的重要纽带和桥梁。它受到地表水以及地下水的影响,是一种生态交错带,具有明显的边缘效应。

3.2 植被恢复

植被恢复是最普遍的河流修复方法。植被可以通过影响河流的流动、河岸抗冲刷强度、泥沙沉积、河床稳定性和河道形态而对河流产生很大影响。同时,合理分布的植被还有助于减轻洪水灾害、净化水体、截留来自农田的氮和磷以达到保护水质的目的,并可提供景观休闲场所和多种生态服务功能。

3.3 生物强化人工河道、生态沟渠及生态护岸

生物强化人工河道是指结合水系疏通工程和结构现状,构建的以生物处理为主体的人工河道,水质净化设施主体设于河道内或河流一侧,形成多级串联式的生物净化系统,从而改善水环境条件。自然河道生态塘则是以太阳能为初始能源,在塘中种植水生植物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统。通过多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化,可净化河水中的有机污染物。

生态沟渠是指根据水生植物的耐污能力及生理特征,充分利用现有沟渠条件,在不同渠段选择利用砾间接触氧化、强化生物接触氧化等措施,逐级净化水质,在达到分级净化水质功能的同时,将净化设施与地表景观融为一体,美化河流景观。

生态护岸是利用石头、木材、多孔环保混凝土和自然材质制成的柔性结构等构建,对河岸进行加固,防止河道淤积、侵蚀和下切,同时多孔护岸材料,为植物的生长提供了有利条件,为野生动物提供栖息地,保障自然环境和人居环境的和谐统一。透水的护岸也保证了地表径流与地下水之间的物质、能量的交换。

3.4 生态修复耦合技术

生态修复耦合系统是综合人工湿地、微生物及水生动物协同净化等原理设计的生态修复系统,可去除河流水体中的营养盐和有机物,从而达到修复河流水环境的目的。其在利用湿地植物的同时,构建新的水生植物系统;在美化景观的同时,合理配置生态系统营养级结构;利用多种微生物净化水体的同时,构建具有完整营养级结构的水生动植物生态系统;并利用动植物、微生物的协同作用改善河流水质。

4 河流生态修复技术发展的展望

随着对河流的认识加深,人们已认识到河流生态修复的重要性,河流生态修复技术不断得到改进。生态河流与利用传统水利工程方法治理的河流不同,它是一个完整的生态系统,因此,在不断探索河流生态修复技术的同时,还应加强对修复后生态河流的维护和管理,从而实现河流生态系统长期的健康和稳定。

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修复技术范文3

关键词:路面 车辙 修复技术

当今社会,人们生活水平的提高以及国民经济的发展,促进了人们安全意识的提升。同时,出行交通安全成为人们关注的重点。而公路路面车辙作为公路路面损害的常见状况,对于人们的出行交通安全发挥着重要的影响。因此,探索公路路面车辙修复技术具有至关重要的意义。

一、路面车辙损害的概述

在现代交通下,路用沥青混合料的功能要求不仅表现为多元性,还表现出功能要求之间的歧义性,从而使得沥青混合料的组成设计变得极为复杂。在满足使用性能上,国内外绝大多数的沥青混合料组成设计方法均以保证高温稳定性为设计的主要目标。已获得大量研究成果的美国SHRP 计划中Superpave 设计体系便在第二、三设计水平中对高温稳定性进行了专门要求。我国现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ 032-94 )中也对高速公路和一级公路沥青路面的上面层和中面层沥青混凝土混合料配合比设计进行了要求,要求应通过车辙试验机对抗车辙能力进行检验:即对温度60 C、轮压0 .7 MPa 条件下进行车辙试验确定动稳定度,高速公路应不小于800 次/mm,一级公路不小于600 次/mm。

车辙病害主要体现在:① 沥青品质差,必须依赖改性沥青;② 压实度不足,混合料稳定性不足;③ 层间污染,路面结构受力不利;④ 拌和楼失控,级配与油石比不合格;⑤ 现行规范要求的指标过低(对重交通道路车辙试验的动稳定度应要求大于1 500次/mm,在大型车交通量大的路段应要求3 000次/mm以上),因持续高温(夏季高温时路面温度可达65 C以上,经用红外线测温仪对调查路段路面温度进行测量,当气温为27 ~35 C 时,路面最高温度达61C,而跨线桥下路表温度仅为38 C)与重载(最重的车轴重达39 r ,总重超过180 r )导致车辙。

二、路面车辙的防治方法

沥青路面的车辙通常由两部分组成,即压密变形与流动变形(也叫推移变形)。为有效处理车辙病害,除需清楚产生这些车辙的成因外,针对各层对车辙的影响与车辙是否已经结束,所采用的修复或养护策略应该是不同的,在进行车辙处理前分析沥青面层车辙发展规律,并制定合理的处治方案非常重要。

目前,在欧美等发达国家,对于比较浅的车辙(以及城市黑色化方面普遍使用的处理方法为微表处填补车辙或NovaChi p 薄层罩面的处理方法,这些处理方法属于预防性养护的做法,与传统铣刨- 加铺的处理方法相比,具有保持原有路面结构、材料和路用性能价值的特点,同时快速施工,快速恢复交通。但对于车辙深度较大的路面,简单的加铺或浅层处理显然很难达到良好的效果,必须采取矫正性的养护方式,如传统的铣刨- 加铺方法。

另外,车辙处理时应按车辙发展的不同程度制定相应的处治方案,并验证其经济性和有效性。从理论角度分析,如果上、中面层的抗变形能力较强(如采用改性沥青或骨架密实型沥青混合料),不处理软弱的下面层及下封层可能不会导致严重的车辙,但其使用效果会存在很大风险。如要彻底改善路面的抗车辙性能,则必须对部分车辙严重路段沥青路面的上、中、下层进行大规模的“开膛式”处治。

为直观地对比分析车辙发展情况,一些专家进行了相关研究,研究结果显示,不管是轮迹处还是路肩位置,该处中、下面层都具有明显的压密阶段和稳定变形阶段,并且进入稳定阶段后变形斜率不大,而上面层没有明显的压密阶段,车辙发展很快,表明车辙的组成中不仅包括了各层的压密变形,而且上面层的塑性流动有着不可忽略的贡献。对于轮迹和路肩,下面层在稳定阶段的变形速率比中面层小,而上面层的变形速率最大。路肩处的下面层变形比中面层大,主要是由于下面层的压密变形较大。轮迹处的车辙深度从上至下依次递减,表明下面层的抗车辙性能优于中面层,而上面层是整个路面的薄弱环节。因此,采用特殊设计的高模量沥青混凝土加铺上面层,继续充分利用中、下面层,既节约成本,又提高路面整体的抗车辙能力。

为给整条公路的车辙处治方案提供可靠的决策依据,针对以上试验方法所取得的结果以及不同的车辙病害程度,于2003 年11 月在出现车辙的某高速公路现场铺筑了9 种不同结构形式的车辙处理试验。对流动变形大的车辙段以适当方式挖除替换产生车辙的主要层位,如替换成不同形式的改性沥青层对压密变形为主的车辙段以填补车辙加罩面为主,如用稀浆封层、科氏公司的NOvaChip 混合料回填车辙。经2004 年10 月对所有试验段检测发现,所有试验段均未出现车辙病害(最大车辙深度小于5 mm)。

三、结束语

总之,公路路面车辙是影响公路运输安全的关键因素,对于个人人身与财产安全以及国民经济的发展具有重要的影响。值得注意的是,防治公路路面车辙的方法是众多的,相关的公路修复人员应该根据具体的实际情况,来确定公路路面车辙修复的主要方法。同时,应该积极在实际操作中探索公路路面车辙修复的新方式与新技术,从而保证公路运输的安全以及公路运输的效率。另外,国家的相关交通运输部门应该对于路面车辙损害给予高度的重视,做到及时预防、及时处理。

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修复技术范文4

【关键词】硅橡胶;老化;修复技术;憎水性

1.前言

在电力行业中,硅橡胶绝缘材料由于具有良好的电气绝缘性能、耐侯性及憎水性迁移特性,正获得越来越广泛的使用。相比传统的陶瓷材料,硅橡胶绝缘材料的重量更轻,仅为陶瓷绝缘材料的三分之一;憎水性更好,绝缘子串污闪电压较陶瓷提高2倍以上;运行更安全,不爆炸,无须零值检测;生产工艺更简单,容易制造大型产品[1]。目前电力行业中,复合套管、复合绝缘子、复合霹雷器、断路器、变压器、高压开关、穿墙套管、增爬伞裙等均使用了HTV硅橡胶。在电压互感器外壳、空气断路器用绝缘筒、电容器用套管、变压器用出线套管、瓷/玻绝缘子串、高压开关用耐SF6套管等设备上也有采用室温硫化硅橡胶;在电线、电缆的绝缘材料方面有使用液体硅橡胶。

复合套管是电力行业中单个设备使用硅橡胶材料较多的设备,表面浇注的硅橡胶伞套绝缘性好,憎水性强,质地柔软。在电场环境下,除光照、雨水、空气中盐分颗粒、风速等自然环境对其有一定老化影响外,局部放电、局部高温及由此产生的臭氧、氮氧化物、高能射线,都加速硅橡胶伞套老化[2-4],导致表面龟裂,其绝缘性、憎水性、耐漏电起痕性能下降。实际检测发现硅橡胶伞套老化只影响复合套管表面电气及理化性能,并不会影响内部设备运行,因此,对出现老化的护套,相比更换整只新套管造成巨大经济负担、大量更换时间及由此导致的停电损失,修复老化受损的硅橡胶伞套,使整个护套各项性能指标恢复到正常运行要求更经济可行。本文通过分析硅橡胶伞套老化的原因,提出了一种新的修复老化硅橡胶伞套方法。

2.硅橡胶伞套老化原因分析

硅橡胶分子Si-O主链,硅氧键键能459.8kJ/mo1,高出可见光光子能量范围(158~309kJ/mol)许多,侧链多为有机基团,整个分子结构稳定,是一种既含无机结构又含有机基团的特殊材料,使用寿命长。伞套由硅橡胶材料混入多种助剂加热加压硫化浇注而成。高键能主链与助剂分子缠绕包覆,使得整个硅橡胶材料综合使用寿命较普通有机材料高出许多,但在各种因素影响下,依然存在老化问题。

硅橡胶伞套老化宏观因素可分为三类。内部因素、自然因素和特定环境因素。内部因素包括原料硅橡胶分子量大小、加工工艺,助剂本身也影响到伞套电气理化性能[5],白炭黑会吸附水份导致分子链降解,交联剂会降低硅橡胶断裂伸长率[6],偶联剂会改变碳酸钙与硅橡胶的相容性,从而影响伞套的性能[7]等;自然因素包括阳光、雨水、空气中的盐份颗粒、酸碱性气体、气候冷热交替、风速等,紫外辐照使硅橡胶有硬化、填充物外露的趋势[8],碱性物质会加剧硅橡胶降解[9、10];特定环境因素即电场环境,如电晕放电、局部高温、臭氧等,局放使硅橡胶伞套的重要性能憎水性降低,局部高温使硅橡胶热分解,且随着电晕时间持续,硅橡胶表面结构遭到严重破坏,引起表面氧化反应,分子链交联[11-16],放电击穿空气产生的O3、NO、NO2等强氧化性气体,特别是O3能破坏硅氧主键、导致硅橡胶拉伸强度等机械性能显著下降[17、18],放电是加剧硅橡胶伞群老化的重要原因。

硅橡胶伞套老化微观结构分析,可以将其分为硅橡胶分子主链断裂和侧链自由基破坏两个方面。硅橡胶侧链为有机基团,氧化机理是典型的自由基氧化机理,有机基团活性高,容易发生老化,这是硅橡胶老化的主要原因。主链为-Si-O-无机结构,氧化机理相对复杂,目前研究表明,SiO主链以解扣降解的方式进行,同时伴随无规断裂降解,氧化产物为硅醇基[19],降解机理如式一。硅橡胶分子链断裂,伞形屏蔽结构被破坏,使外部能量可以直接作用分子主链,同时断裂的分子链失去了对填料的保护等,伞套老化诱发众多微观结构变化,最终导致材料电气、理化性能低于运行标准。

式1

3.硅橡胶伞套修复

一旦硅橡胶伞套出现降解老化,电气理化性能会发生无法逆转的减弱。结合实际运行中检测到的电流互感器硅橡胶伞套老化状况分析可知,硅橡胶伞套老化是由外而内的,伞群上表面老化程度比下表面严重,高压侧老化程度比低压侧严重,伞沿老化程度比伞套主体研制。运行七年的护套,硅橡胶伞套表面严重粉化龟裂,助剂析出,粉化层中的硅橡胶含量极低,但表面1mm以下的硅橡胶材料几乎保持着新制备时的电气、理化性能。根据这一老化特点,项目组制定了分两步实施的已老化硅橡胶伞套修复方案:(1)去除伞套表面已老化龟裂层;(2)使用修复材料直接从性能完好的硅橡胶层进行补强。

图1 老化龟裂的硅橡胶伞套表面

表面已老化龟裂层如图1所示,为有一定硬度的脆性混合物,丧失憎水性,绝缘电阻下降,受外力轻微作用即开裂、粉化、脱落,可以通过打磨等物理手段去除,除去老化层的硅橡胶伞套露出内部未老化的硅橡胶,其表面憎水性、绝缘电阻几乎与新出厂时的性能指标相同,但机械强度等性能显著下降。此时通过具有补强功能的室温硫化硅橡胶修复材料RSTV喷涂表面,在去掉老化层的硅橡胶伞套表面重新包覆一层RSTV材料,RSTV在空气中自然固化6个小时后,电气、理化性能即达到设计指标,提高硅橡胶伞套机械强度的同时,其表面的电气性能也较老化层表面显著提高。

4.修复前后硅橡胶伞套性能对比

以RSTV修复一台电流互感器为例,通过实验手段进行了检测,来评价修复效果,并制定了四个评价指标:表面憎水性、绝缘电阻、直流泄露电流和交流泄漏电流。

4.1 表面憎水性

憎水性是硅橡胶伞套的重要性能指标,憎水性的强弱与材料表面的自由能级、粉化程度、泄漏电流和污闪电压紧密相关,此次实验使用喷水分级法评价修复前后硅橡胶伞套表面憎水性,测试结果见表1。

通过实验测试发现,修复前的硅橡胶伞套表面几乎完全丧失憎水性,喷水分级法评级为HC6~HC7级,修复后的硅橡胶伞套表面憎水性优异,喷水分级法评级为HC1级,静态接触角测试为114.3度,与新护套的表面憎水性能相当。

4.2 绝缘电阻

试验方法:测量干燥表面和充分湿润前后的绝缘电阻,每段伞群施加2500V试验电压。

试验结果如表2所示。

通过测试护套高压段、中间段和接地段硅橡胶伞群修复前后的绝缘电阻,实验数据显示,未修复的护套干燥状态下高压段和中间段无法达到>100GΩ的标准要求,只有接地段达到要求,在充分湿润状态下高压段、中间段和接地段的绝缘电阻均不能达到>100GΩ的标准要求,且从GΩ级下降至MΩ级,绝缘性能无法满足正常运行要求,修复后,无论在干燥或湿润情况下,高压段、中间段和接地段绝缘电阻均达到>100GΩ的标准要求,修复效果显著。

4.3 直流泄漏电流测量

试验方法:在伞套表面完全湿润的情况下,每段伞群施加等效值为37.8kV的直流电压。

试验结果如表3所示。

修复前,由于伞套表面憎水性丧失严重,特别是上伞群憎水性分级为HC6~HC7级,在完全湿润的状态下,伞套表面大都形成连续的水膜,表面电导率很大,且形成连续通路,泄漏电流较大,达到mA级别,在施加电压的过程中,放电产生的热量会蒸发一定的水,表面逐渐干燥,电导率逐渐减小,泄漏电流逐渐减小,因此泄漏电流峰值出现在开始阶段,测试时间1min。

而对于修复后的伞套表面,憎水性分级为HC1级,直流泄漏电流基本稳定,仅为uA级,偶尔有一个放电脉冲,峰值随机出现,从接地段修复前后数据比较,泄漏电流从未修复时的4.8mA下降到修复后的27uA,修复效果显著,测试时间约1min。

4.4 交流泄漏电流测量

试验方法:在伞套表面完全湿润的情况下,每段伞群施加64kV交流电压。

修复后施加电压时间为60s。

试验结果如表4所示。

通过数据对比可以看出,伞套表面的交流泄漏电流从修复前的25mA下降至修复后的38uA(高压段),交流泄漏电流显著减小。

通过以上实验可以看出,在伞套出现老化后,其憎水性、绝缘电阻均降低到一个极低水平,流露电流也较大,对护套的安全运行造成隐患。通过RSTV材料修复后,各项性能指标出现了显著改善,达到设备正常运行指标。

5.总结

硅橡胶伞套老化宏观因素可分为三类:内部因素、自然因素和特定环境因素,微观结构分析硅橡胶伞套老化由硅橡胶分子主链断裂和侧链自由基被破坏两个方面组成,其中侧链自由基反应是硅橡胶伞套老化的主要因素。

修复已经老化的硅橡胶伞套需分步骤进行,第一步去除伞套表面已老化龟裂层,第二步使用修复材料直接从性能完好的硅橡胶层进行补强,恢复护套的电气理化性能。

室温硫化硅橡胶修复材料RSTV直接作用于已去除老化层的硅橡胶伞套表面,能显著改善硅橡胶伞套的理化性能,表面憎水性由HC6~7增至HC1,绝缘电阻由30MΩ增至>100GΩ的标准值,交流泄漏电流和直流泄漏电流也从数十mA降至数十uA,说明RSTV对护套伞群有良好的修复性。

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修复技术范文5

关键词重金属污染;生物修复技术;起源;原理

中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)12-0028-01

重金属污染主要是指由重金属或着其化合物造成的环境污染。重金属污染与其他有机化合物的污染有所不同。不少有机化合物可以利用自然界本身的物理、化学或生物的净化特点,使其害性成分降低或解除。而重金属具有富集性,很难在环境中降解。所以,重金属污染的物的降解和修复问题已经成为环境研究领域的重要课题。近几十年来,生物修复技术作为新型的重金属治理技术,越来越被广泛的应用于实践当中。

1重金属污染生物修复技术的起源与发展

作为一种新型的技术,生物修复技术大概出现在80年代,刚开始一般应用于清除和治理环境污染的生物工程技术,它的原理就是通过生物本身具有的能够分解有害物质的能力,来分解污染环境的有害物质,例如土壤中的污染物,并且还会通过增加通气效率、补充营养、投加优良菌种以及改善环境条件等方式来提高微生物的代谢作用和降解活性的水平,以便利于促进对污染物的降解速度,最终可以完成对污染环境治理的任务。在刚开始的时候,这种技术主要被应用在环境中石油烃污染的治理,并且结果也很完美。实践结果表明,生物修复技术是实用的、有用的以及优越的。此后,该技术也被不断的广泛的使用在对环境中其他污染类型的治理。在美国,他们的很多州对生物修复技术也抱有浓厚的兴趣,认为这种技术使用价值也是非常大的,例如在新泽西州、威斯康星州规定将该技术列为净化受储油罐泄漏污染土壤治理的常用方法之一。在研究领域中,这种技术最成功的例子是Jon E. Llidstrom等人在1990年夏到1991年,被应用在投加营养和高效降解菌对阿拉斯加Exxon Valdez王子海湾由于油轮泄漏造成的污染进行的处理,并且取得了非常显著的效果,使得近百公里海岸的环境质量得以改善。

2重金属污染生物修复技术的基本原理

随着人们对环境的保护意识越来越强烈,一些相关工作者开始研究在不破坏土壤生态环境的条件下来治理重金属污染土壤的新方法。在现在使用的土壤重金属污染治理技术中,生物修复技术被认为是生命力最旺盛的,应用也是最广泛的。它的基本原理主要是利用土壤中天然的微生物资源或者人为投加目的菌株到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质,使土壤恢复其天然功能。

3土壤中重金属污染生物修复技术

1)植物修复。所谓的植物修复技术是在植物忍耐、超量积累或者某些化学元素的理论基础上,利用植物以及其共存微生物清除环境污染物的能力,发展起来的一种环境污染治理技术。植物修复技术作为一种新型的应用技术,从广义上讲,它包含了利用植物修复重金属污染的土壤、利用植物净化空气、利用植物清除放射性核素以及利用植物和它的根系微生物共同作用净化土壤有机污染物四个方面的内容。而狭义上讲,植物修复技术就是利用植物清除污染土壤的重金属。一般来说植物修复技术可以划分为植物提取法、植物挥发法、植物根系过滤法和植物固化稳定化法。

2)微生物修复。微生物修复技术具体表现在微生物对土壤中重金属活性的影响,主要包括生物吸附和生物转化两个方面的内容。微生物可以利用有效的营养和能源,在土壤滤沥过程中通过分泌有机酸络合并溶解重金属。微生物可以利用多种代谢活动直接或间接的对重金属进行溶解。微生物代谢活动可以生成像甲酸、乙酸、丁酸等多种低分子量的有机酸。微生物对重金属的生物转化和氧化还原,可以使土壤中的重金属形成的不易迁移的高价离子化合物转化为易迁移的低价离子化合物。微生物修复技术主要包括原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。其中,原位修复技术是在不破坏土壤结构的基础上形成的微生物修复技术,主要分为投菌法、生物培养法和生物通气法。异位修复技术在治理污染土壤时,需要大面积的对污染土壤进行扰动,其主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。

3)动物修复。动物修复技术是指利用一些低等动物如蚯蚓、鼠类等,在土壤具有吸收重金属的特性发展起来的技术。通过对它们的利用,可以在一定程度上减少重金属的污染,达到治理重金属对土壤污染的目的。如在pb污染比较要种的地区,在土壤中投放大量的蚯蚓,通过电激、清水等方法驱出蚯蚓集中处理,对Pb污染的土壤具有一定的治理效果。

4水体中重金属污染生物修复技术

1)植物修复。水体中植物修复技术是通过植物的吸收和代谢功能将环境介质中的有毒有害污染物进行分解、富集和稳定的过程。人们也可以利用藻类对重金属的吸收以及对重金属的耐受机理,使用藻类生物修复重金属污染水体。

2)微生物修复。所谓的微生物修复技术就是通过培育的生物或者培养、接种的微生物,利用它们对水中污染物进行转移、转化及降解作用,使水体得到恢复。微生物修复技术在处理污水、废水方面已经有近百年的历史,它是在以人为的条件为前提的条件下,利用自然环境中生存繁衍的微生物或人为投加的特效微生物的生命代谢活动,来分解污染物,达到修复受污染的环境的目的。

3)动物修复。在水体中,通过添加肉食性鱼类,或减少浮游生物食性鱼类使浮游动物生物量增加的方法,即动物操纵修复技术来控制蓝藻、绿藻的生长。可以利用滤食性动物和腐食性动物的摄食习性来有效降低养殖对水体环境造成的负面影响。

5总结

根据上文的叙述我们可以了解到,不管是水体中重金属的污染,还是土壤中重金属的污染,一般都可以通过植物修复、动物修复、微生物修复这三种生物修复技术来治理因重金属污染的环境。当然针相应的具体内容会有所不同,我们在使用生物修复技术来治理环境的时候应该结合当时环境来选择合适的修复技术与方法,即“因地制宜”。我相信只要我们采用的方法得当,治理的及时,我们所生活的环境就会更加美好。

参考文献

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[2]吴瑞娟,金卫根,邱峰芳.土壤重金属污染的生物修复[J].安徽农业科学,2008(07).

[3]张贵龙,任天志,郝桂娟,高文永,刘青丽,鞠占杰.生物修复重金属污染土壤的研究进展[J].化工环保,2007(04).

修复技术范文6

摘要:本次研究以城市工业污染作为主题,探讨与其相关的污染场地类型及土壤修复技术研究进展问题。首先对我国城市工业污染场地的类型进行了简要说明,并结合当前几种土壤修复技术的应用及研究趋势,对主题展开具体论述。

关键词:城市工业;污染场地;土壤修复;技术研究

1引言

在改革开放政策下,我国经过多年快速发展,经济地位已经位居世界第二,成为世界级的超级大国;但由于发展速度快、环境治理跟进慢,因此,导致了诸多工业污染问题。从当前城市工业污染场地分析,主要包括重金属、有机污染物、复合污染三大类型;但在土壤修复技术方面方法已经开始应用多种修复技术,并在尝试创新发展,以下进行具体说明。

2城市工业污染场简述

在三大污染类型中,重金属污染有45种元素(以相对密度在5.0以上为主);但在土壤重金属污染方面,主要由8种元素引起,具体是Cd、Cu、As、Ni、Cr、Pb、Hg、Zn。从行业分析,以冶炼、皮革、化学品、铅蓄电池制造等居多。有机物污染则集中在有机化学物方面,如石油、农药、多氯联苯、苯系物等。复合污染中有重金属-有机复合污染,以及有机物类型内、重金属类型内的复合污染等。另外,在复合污染中由于污染物之间存在交互作用,也会造成一系列难以预料的环境效应,并给污染治理工作造成极大阻碍与技术挑战。

3城市污染场地土壤修复技术研究进展分析

目前在应对城市工业污染场地造成的土壤污染问题时,多以污染源分析为主,实施针对性、综合性的治理措施。从应用与发展层面观察,土壤修复技术包括淋洗修复、热处理、土壤气提、植物修复、固化与稳定技术等。以下从常用的土壤气提技术、固化与稳定技术、植物修复技术进行具体说明。

3.1土壤气提技术

土壤气提技术以物理方法为主,具体是对土壤孔隙实施蒸汽压的降低,然后,将污染物转化为蒸汽形式,并通过气提方法完成污染治理。同时,这种土壤气提技术的应用能够以活性炭吸附法、生物处理法完成对土壤的净化处理,并实现循环利用。从应用情况看,通常以原位土壤、异位土壤、多相浸提三种技术应用为准。在气提系统下,能够实现热空气,提高轻质石油烃挥发,并使三氯乙烯、四氯乙烯类的有机卤化物得到有效挥发。以评估效果分析,也能够达到对非黏质土壤污染物的修复,其修复效果在现阶段能够达到90%。在三种技术应用中,原位与异位土壤气提技术,针对地下含水层之上的包气带效果最好,而后一种技术对于包气带、地下含水层均有显著效果。整体上能够根据亨利系数进行评估,通常在>0.01的情况下、蒸汽压>66.66时,均能够进行有效处理。

3.2植物修复技术

植物修复技术属于绿色技术,因其成本低、可原位修复、环境美学效应突出而受到好评。一般实践中以超富集植入、富集植物提取修复为准;其原理即以植物根系达到对污染物的有效控制,减少其扩散,并利用恢复生态功能完成稳定性修复,同时,在植物的代谢功能、转化功能、吸附功能下,也能够很好的实现对污染物的降解、过滤,并达到改良土壤的目的。从应用范围观察,如重金属、石油、炸药、放射性核素、农药等造成的土壤污染均可。另外,在农田土壤污染物、人工湿地、生物栖息地等治理与建设方面均有显著效果。在我国的砷、铅、铜、镍、镉、多环芳烃方面已经起到了较好效果。然而,针对超富集植物方面的一些瓶颈,需要进行匹配性的农艺性状、病虫害防治等,以此增强植物修复技术的应用效果。

3.3固化-稳定技术

使污染物在污染介质中获得固化,并处在稳定状态,可以通过固化-稳定技术完成;如应用固化稳定剂、污染土壤混合达到修复目的。从应用原理分析,它集合了化学-物理-热力学多种方法实施综合治理;具体以石灰、沥青、硅酸盐水泥等固化稳定剂为准。这种方法的应用适用于原位与异位方面的重金属污染土壤修复,对有机污染物的土壤修复则效果不明显。建议在修复过程中需要遵循因地制宜的原则;固化-稳定技术的优势在于成本低、见效快;其风险主要在于可能性的环境条件影响下,会造成污染物的重新释放,所以,在应用过程中,必要进行安全性监测评估,提高治理效果。

4展望

目前,我国已经引入诸多研发设备,但关于土壤修复技术的研究技术依然处于初步发展阶段。需要增加这个方面的知识产权保护;尤其是在引进设备、技术权限方面,价格昂贵的现状下,必要从政府投入、企业技术研发方面增加技术扶持。尤其要强化我国在组合技术方面治理水平。比如,在单一修复方法的基础上,增加对无机-有机复合污染、新老污染物并存方面的污染。另外,应该在环境修复材料研发方面扩大影响,如氧化剂、还原剂、催化剂等方面的新产品研发;政府可以通过加强对生态环境效应的监测、评估;使实际的调查研究结果,能够与当前城市工业污染场地土壤修复技术发展水平相匹配。需要说明的是,应该按照现阶段我国不同地区的污染场地类型、修复技术应用情况,鼓励更多的民营企业投入到对污染场地的治理技术研发与治理中,提高土壤修复的市场化水平,从多个面向增加修复速度、提高修复效果。

5结束语

通过上文分析可以认识到城市工业污染场地类型比较多样,修复中的技术应用存在一些瓶颈;但从现阶段的土壤修复需求分析,可开发市场潜力巨大。随着我国公共卫生与生态环保政策的持续推进,未来会在该领域引起重多企业进驻;同时,也会使我国城市工业污染场地修复速度走向快速、持续发展阶段。因此,必要借鉴欧美环境治理的一些经验,并引进相关技术;另一方面,在推动我国土壤修复技术发展的同时,应该大力推动知识产权保护,提高对修复技术创新,促进其向更好的方向发展。

参考文献:

[1]廖晓勇,崇忠义,阎秀兰等.城市工业污染场地:中国环境修复领域的新课题[J].环境科学,2014(3).

[2]陈飞,马玲,杨栗清等.园林绿化在城市生态修复中的应用[J].科技视界,2013(11).

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