環(huán)境修復原理與技術習題答案-30590知識分享

1、環(huán)境修復原理與技術習題（答案）-30590<<環(huán)境修復原理與技術>>習題：一、名詞解釋1、土壤改良通過改良土壤性質（加入改良劑或調節(jié)土壤的氧化-還原電位Eh）的方法使污染物轉變?yōu)殡y遷移、低活性物質或從土壤中去除2、物理固定/穩(wěn)定化固化：將污染物包被起來，使之呈顆粒狀或大塊狀存在，進而使污染物處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。主要是將污染物封裝在結構完整的固態(tài)物質中。穩(wěn)定化：將污染物轉化為不易溶解、遷移能力或毒性變小的狀態(tài)和形式，即通過降低污染物的生物有效性，實現(xiàn)其無害化或者降低其對生態(tài)系統(tǒng)危害性的風險。3、原位可滲透反應墻是一種由被動反應材料構成的物理墻，墻體是由天然物質和一種或幾種活

2、性物質混合在一起構成的。當污染物沿地下水流向遷移，流經處理墻時，它們與墻中的活性物質相遇，導致污染物被降解或原位固定。4、土地填埋將廢物作為一種泥漿，將其施入土壤，通過施肥、灌溉、添加石灰等方式調節(jié)土壤的營養(yǎng)、濕度和pH,保持污染物在土壤中的降解速率。5、植物提取通過種植具有積累污染物能力的修復植物，利用其根系吸收污染環(huán)境基質中的污染物質并運移至植物地上部分，收獲植物地上部分并集中進行物理、化學及微生物處理清除污染物6、生物強化法改變生物降解中微生物的活性和強度，可分為培養(yǎng)土著微生物的培養(yǎng)法和引進外來微生物的投菌法。生物培養(yǎng)法：定期向土壤投加H2O2和營養(yǎng)，以滿足污染環(huán)境中已經存在的降解微生物

3、的代謝需要，是土壤微生物通過代謝將污染物降解投菌法：向污染土壤接入外源微生物，同時提供這些細菌生長所需氧和營養(yǎng)，使接入的微生物通過代謝將污染物降解7、生物通風法在污染土壤中設置通氣井并于其中安裝鼓風機和真空泵，向土壤輸入氣體并抽提其中生成的CO2和其他有害氣體，使土壤氧含量提高的同時，CO2等量降低，進而提高微生物代謝速率8、泵出生物法在污染區(qū)域鉆兩組井，一組注入井，向土壤注入微生物、水、營養(yǎng)和電子受體（如：H2O2）;另外一組抽水井，向地面上抽取地下水，造成地下水在地層中流動；從而促進微生物和營養(yǎng)物質的均勻分布，保持氧氣供應9、環(huán)境修復研究對被污染的環(huán)境采取物理、化學與生物學技術措施，使存在

4、于環(huán)境中的污染物質濃度減少或毒性降低或完全無害化，使得環(huán)境能部分或者全部的恢復到原始狀態(tài)。10、生態(tài)工程應用生態(tài)系統(tǒng)中物種共存與物質循環(huán)再生的原理，結構與功能協(xié)調的原則，結合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法，設計的促進分層多級利用物質的生產工藝系統(tǒng)；其目標是促進自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源生產潛力，防治環(huán)境污染，達到經濟效益和生態(tài)效益同步發(fā)展，它可以是縱向的層次結構，也可以發(fā)展成為幾個縱向工藝環(huán)節(jié)的橫向聯(lián)系而成的網狀上積系統(tǒng)。11、植物積累的臨界含量當植物吸收和排出的過程呈動態(tài)平衡時，植物雖然仍以某種微弱的速度在吸收污染物質，但在體內的積累量已不再增加，而達到了極限值，即：臨界含量。四、簡答題1

5、.環(huán)境修復與環(huán)境凈化的區(qū)別與聯(lián)系是什么？答：相同的目的：使進入環(huán)境的污染因子的總量減少、強度降低、毒性下降。環(huán)境凈化強調的是環(huán)境中內源因子對污染物質或能量的消除過程，是一種自然的、被動的過程；環(huán)境修復則強調人類有意識的外源活動對污染物質或能量的消除過程，是一種人為的、主動的過程。2 .試述化學淋洗修復的定義、基本過程及常用的化學淋洗劑。答：定義：借助能促進土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移的化學/生物化學溶劑，在重力作用下或通過水力壓頭推動淋洗液注入到被污染土層中，然后再把包含有污染物的液體從土層中抽提出來，進行分離和污水處理的技術?；具^程：淋洗液擴散一污染物溶解一溶出污染物在土壤內擴散一從土壤常用

6、淋洗劑：水、酸、堿、鹽、螯合劑（如EDTA）、表面活性劑等。3 .超累積植物應具備哪些基本特征？試列舉幾種對重金屬具有超累積作用的綠色植物及它們富集的重金屬0答：富集重金屬植物區(qū)別于普通植物的特征：重金屬污染程度較高的基質中，地上部生物量沒有明顯減少；地上部富集系數(shù)遠大于1;在污染物濃度較低時也有較高的積累速率；能在體內積累高濃度污染物；能同時積累幾種金屬；生長快，生物量大；具有抗蟲抗病能力。例如：遏藍菜超富集Cd和Zn。蝶蚣草超富集金屬As。東南景天富集Zn。寶山堇菜富集Cd。鳳眼蓮、綠萍和菱角富集Hg和Cd。黃楊、冬表面向液體擴散青、海桐、杉木、香樟等積累鎘。4 .電Fenton氧化法如何

7、分類？與傳統(tǒng)的Fenton氧化法相比，電Fenton氧化法修復效果好、修復效率高，舉一例并結合溶液中的電極反應說明這是為什么。什么是Fenton試劑？電Fenton法如何分類？分別簡要敘述（包括：哪些物質由外界加入，哪些物質由電解得到及對應的電解反應）。答：Fenton試劑是和的混合物。通常根據fenton試劑是外加還是電解得到，將電fenton法分為五類，即：（一）一種外加，一種電解得到電Fenton-H2O2法：Fe2+外加，H2O2由02在陰極電解產生：陰極：022H2eH2O2電Fenton-F4+氧化法：H2O2外加，F(xiàn)e2+由Fe在陽極氧化產生陽極：Fe2eFe2電Fenton-F

8、e2+還原法：H2O2外加,Fe2+由Fe3+在陰極還原產生陰極：Fe3eFe2（二）兩種都通過電解得到電Fenton-F+氧化-H2O2法：H2O2由O2在陰極電解產生，F(xiàn)e2+由Fe在陽極氧化產生陰極：022H2eH2O22陽極：Fe-2eFe電Fenton-F+還原-H2O2法：H2O2由O2在陰極電解產生，F(xiàn)e2+由Fe3+在陰極還原產生陰極：022H2eH2O2陰極：Fe3eFe2簡述Fenton試劑氧化法修復技術的影響因素有哪些？及它們是如何影響修復效果的？答：pH值的影響,Fenton試劑是在酸性條件下發(fā)生作用的，在中性和堿性的環(huán)境中，F(xiàn)e2+不能催化H2O2產生OH,因為Fe2

9、+在溶液中的存在形式受制于溶液的pH值的影響。按照經典的Fenton試劑反應理論，pH值升高不僅抑制了OH的產生，而且使溶液中的Fe2+以氫氧化物的形式沉淀而失去催化能力。當pH值低于3時，溶液中的H+濃度過高，F(xiàn)e3+不能順利地被還原為Fe2+,催化反應受阻。H2O2濃度的影響，隨著H2O2用量的增加，COD的去除首先增大，而后出現(xiàn)下降。這種現(xiàn)象被理解為在H2O2的濃度較低時，H2O2的濃度增加，產生的OH量增加；當H2O2的濃度過高時，過量的H2O2不但不能通過分解產生更多的自由基，反而在反應一開始就把Fe2+迅速氧化為Fe3+,并且過量的H2O2自身會分解。催化劑(Fe2+)濃度的影響，

10、Fe2+是催化產生自由基的必要條件，在無Fe2+條件下，H2O2難以分解產生自由基，當Fe2+的濃度過低時，自由基的產生量和產生速度都很小，降解過程受到抑制；當Fe2+過量時，它還原H2O2且自身氧化為Fe3+,消耗藥劑的同時增加出水色度。因此，當Fe2+濃度過高時，隨著Fe2+的濃度增加，COD去除率不再增加反而有減小的趨勢。反應溫度的影響，對于一般的化學反應隨反應溫度的升高反應物分子平均動能增大，反應速率加快；對于一個復雜的反應體系，溫度升高不僅加速主反應的進行，同時加速副反應和相關逆反應的進行，但其量化研究非常困難。反應溫度對COD降解率的影響由試驗結果可知，當溫度低于80c時，溫度對降

11、解COD有正效應；當溫度超過80c以后，則不利于COD成分的降解。針對Fenton試齊1J反應體系，適當?shù)臏囟燃せ盍俗杂苫^高溫度就會出現(xiàn)H2O2分解為O2和H2O。5 .植物根圍效應激發(fā)微生物的生長和繁殖，提高微生物的數(shù)量和活性，從而加速降解環(huán)境中的污染物，如何理解這句話的含義？利用植物根圍效應進行土壤修復的方法是什么？答：利用植物根圍效應進行土壤修復的方法是植物刺激。關于植物根圍效應的這句話的含義主要體現(xiàn)在三個方面：植物根不斷地向根圍土壤分泌有機物以及脫落根細胞，作用于土壤后，使得根際圈的環(huán)境明顯優(yōu)于非根際環(huán)境，為根圍微生物提供合適的棲息地，也為微生物提供生長基質，促進根圍微生物的生長

12、和繁殖，使根際圈構成以土壤為基質，以植物根為中心聚集了大量的細菌、真菌和線蟲等微生物的獨特的生態(tài)修復單元”；植物發(fā)達的根系為微生物附著提供了巨大的表面積，易于形成生物膜，促進污染物被微生物降解利用光合過程中生成的O2可通過莖、根輸向水體或土壤，使根區(qū)周圍形成多個好氧、缺氧與厭氧小區(qū)，為好氧、厭氧和兼性微生物生存提供了良好的環(huán)境條件6 .采礦廢棄地生態(tài)工程修復技術中工程復墾技術有哪些，它們的適用條件是什么？按照下圖所示將各類塌陷區(qū)地形改造技術（工程復墾技術）的過程及適用情況做簡要敘述。川:瞠式無城塾平紀展模式答：就地整平復墾模式適用于塌陷深度淺、地表起伏不大，面積較大的地塊。對于土質肥沃的高產、

13、中產田塌陷地，應先剝離表土，平整后回填,若為土質差、肥力低的低產田塌陷地，則直接整平，整平后可挖水塘，蓄水以備農用。梯田式整平復墾模式適用于塌陷較深范圍較大的田塊，外貌為起伏較大的塌陷丘陵地貌。根據塌陷地的起伏高低情況，就勢修筑臺田，形成梯田式景觀。挖低墊高模式適用于塌陷深度大、地下水已出露或周圍土地排水匯集已形成永久性積水的地塊。復墾時將低洼處就地下挖，形成水塘，挖出的土方墊于塌陷的高處，形成水、田相間的景觀，水域部分發(fā)展水產養(yǎng)殖，高處則發(fā)展農林、果業(yè)；充填整平模式是利用礦區(qū)固體廢渣為充填物料進行充填復墾，包括開膛式充填整平復墾和煤什石/粉煤灰直接充填兩種模式。開膛式充填整平復墾用于塌陷稍深

14、，地表無積水，塌陷范圍不大的地塊。在充填前首先將凹陷部分0.5m厚的熟土剝離堆積，然后以煤什石充填凹陷處至離原地面0.5m處，再回填剝離堆積的熟土?；蚴怯妹菏彩?粉煤灰直接充填，適用于塌陷深度大、范圍小、無水源條件但交通便利的地塊。7 .列舉兩種常用的環(huán)境微生物修復技術，繪圖并說明其修復過程。答：回答出下列四種中的兩種，本題即可得分。充氣式污染土壤微生物修復技術鼓用機I皆養(yǎng)試雄上堀血I甘笊F寢補充:二/、二三受污染區(qū)斌通過鼓風機微生物降解養(yǎng)液儲罐向污染地下水循環(huán)微生物修復技術通過補充H需的氧氣，用422面踴地下京彳落*可包W術微生物活性攔截修復技術投加氧通過鼓風機微生物降解養(yǎng)液儲罐向維持微生物

15、理結束后將此技術類似術。在地下墻體填充起下水流過時的，處理時地下水曝氣-抽提組合生物修復技厭氧-好氧-共代謝微生物組合修復技術答：?；~塘系統(tǒng)中物質和能量的流著食物鏈的延伸逐級遞減。能量的多級利用和物質的循環(huán)利用：桑葉喂1一厭氧IX;2好算區(qū)：3-11；人戊代謝軍放；4一注A氧8.分析?；~塘的物質和能量流動途蠶，蠶產蠶絲（2分）；桑樹的凋落太陽太陽裳示能量流動書*表示物質流動物和蠶糞落到魚塘中，作為魚飼料，經過魚塘內的食物鏈過程，可促進魚生長（2分）；甘蔗可榨糖，糖渣喂豬，豬的排泄物進入魚塘（2分）；魚的排泄物及其他未被利用的有機物和底泥經微生物的分解，又可作為桑和甘蔗的有機肥料（2分）。9

16、 .敘述電動學修復的基本原理及四種電動學遷移過程答：基本原理：將兩個電極插入介質（土壤或沉積物）中，然后在污染介質兩端加上低壓直流電場，通過電化學和電動力學的復合作用，使水溶態(tài)或者吸附在土壤顆粒表層的污染物根據各自帶電特性在電場內定向移動，在電極附近富集或收集回收而去除。四種電動學遷移過程：電遷移：帶電離子在土壤溶液中朝向帶相反電荷電極方向的運動；電泳：土壤中帶電膠體粒子的遷移運動相對于穩(wěn)定液體的運動；電滲析流：土壤微孔中的液體（一般帶正電）在電場作用下的移動；酸性遷移（pH梯度）：產生的H+向陽極遷移，遷移的過程中與土壤表面的金屬離子發(fā)生離子交換，進行遷移。10 .零價鐵技術已經占原位可滲透

17、反應墻（PRB）技術的70%,以零價鐵技術為例，敘述利用PRB去除重金屬的原理（舉例并書寫化學反應方程式）。答：（1）還原沉淀：Fe+CrO42-+4H2OFeCr（OH）6；+2OH（2）吸附和共沉淀：Fe（II）和Fe（III）混合（氫）氧化物的陽離子形成片層結構，陰離子在內部（例如：C、CO32、SO42一等），重金屬陽離子在外部而形成共沉淀，將金屬陽離子或無機陰離子去除。fe1.1NJ.CV*XM（3）還原沉積：Cu2+Fe=Fe2+Cu;Ni2+Fe=Fe2+Ni五、計算題1 .某污染土壤中Zn的含量為200ng/g,利用某植物進行該土壤Zn的富集修復，當吸收、排泄與富集達動態(tài)平衡時

18、，取土壤、植物地上部分及根部進行金屬Zn的測定，結果顯示Zn的濃度分別為2.07ng/g、15.31ng/g和1.09ng/g（均為干重）,化學反應方程式:求Zn在該植物莖葉中的富集系數(shù)(BCF)及位移系數(shù)(TF)。2HCNO2H2O2NH32CO2Zn在植物莖葉中的濃度BCFZn在土壤的濃度1HCN2.07或5.5O25CO2H2ONH32N27.40(2)100%100%100%100%Zn在植物地上部分的濃度TFZn在植物根部的濃度2 .已知某微生物可以通過有氧呼吸將污染物HCN降解為CO2、H2O和NH3，降解前污染土壤中HCN的含量為10.23ng/g,降解后土壤中HCN的含量降低為1.56ng/g,并求解該微生物對HCN的去除率。如果降解前土壤中NH3的含量為3.15ng/g,且土壤中HCN濃度的降低全部歸因于該微生物的降解，試寫出降解反應方程式，并計算土壤中次生污染物NH3的增加率是多少？(已知：HCN及NH3的摩爾質量分別是27.03和17.03)出場程式(1)求得生物降解HCN生14.01.09成的NH3含量為：217.03(10