常用的土壤修复技术范文篇1
【关键词】农业土壤；放射性污染；修复
0.前言
放射性核素是能够发出射线并释放出能量的元素，在19世纪被居里夫人首先发现。经过一百年的时间，现在放射性核素被广泛应用于科研、化工、医疗、能源等多个领域，促进了社会科技进步和人类生活发展。但是，放射性元素在为人类服务同时，对自然环境和人类生命健康也产生了一些危害，尤其是放射性物质对农业土壤的污染，已经引起了世界人民的关注。土壤是农业的基础，从而是社会经济发展和人类赖以生存的基础，农业土壤受到放射性污染之后，放射性元素经由物质循环，也会进入到空气、河流，植物中，对生态系统的稳定、人类的身体健康和生命以及社会经济的发展都造成了巨大危害。
1.农业土壤放射性污染源
在进行核试验时，不可避免的会有一些核元素释放到外部环境中，这些被释放出来的核元素便是农业土壤放射性污染的主要来源。核电站或者核能武器发生意外事故而致使核能外泄，都会造成大范围的农业土壤放射性污染，并且这些放射性物质会长久存留在土壤中，很难治理。而且核子试爆和核化工所排放的废弃物中也会含有一些核物质，这也是农业土壤中放射性物质的来源之一。铀是天然的放射性物质，是核燃料的主要组成部分，很多物质中都含有铀，并且含量很高，例如某些砂岩、水、煤、石油等物质，在开采、使用这些物质的时候，也会有部分铀流失到土壤中去，造成土壤放射性污染。此外，有些医疗放射性物质也有可能因为意外或者随着医院排放的废物而流入到土壤到中去；有些化肥中也含有放射性物质，如磷肥，因为其原料磷矿石就含有天然放射性物质，这些化肥洒到农田里就会造成农业土壤放射性污染。
2.农业土壤放射性污染的现状
（1）农业土壤放射性污染导致了农业生态系统紊乱
土壤遭受放射性污染之后，放射性物质会随着生态循环进入到生物体内，随着放射性物质的积累增加，生物体会所受到的放射性辐射也会随之增加，这会造成生物发生突变甚至死亡。少量的放射性辐射对生态系统的影响表现在：生物物种发生突变，导致生态系统间的正常替生变化；土壤中的微生物发生变异，导致土壤的分解功能发生变化，还有土壤的肥沃程度也会下降；土壤中的放射性物质也转移到农产品中去，造成农产品的放射性增强，引发食品安全危机；物质循环会使土壤中的放射性物质流入到大气和河流中，造成环境的放射性污染扩大。大量的放射性辐射会给生物带来不可逆转的伤害甚至导致生物死亡。
（2）土壤放射性污染导致土壤中的生物种群和生物群落发生变化
一个生物群落里，生物的种间关系主要有合作、共栖、共生、竞争、寄生、捕食等形式，所以土壤中的各类生物的生存相互影响、彼此息息相关。不同种类的生物对于土壤的放射性污染适应能力不同，有些种类的生物在较低的放射性辐射之下就会发生变异甚至死亡，而有些生物种类可以在较高的放射性辐射下保持不变。而且，由于物种间相互影响，所以当土壤中的一些物种发生变化时，土壤中其他的物种也会随之发生变化，甚至引起生物群落的变化。此外，土壤中的生物种群也会发生变化，如种群内的性别比例发生变化、年龄组成发生变化等。
（3）土壤放射性污染物对人体造成了极大危害
土壤在被放射性物质污染之后，人体受到的外部放射性辐射增加，而且土壤中的放射性物质会随着呼吸、食物等进入到人体中，并在人体体内留存积累下来，使人体内的放射性辐射也增加。放射性辐射对人体的伤害巨大，导致人体毛发脱落、贫血、白细胞减少、出现肿瘤甚至癌变等。
3.农业土壤放射性污染的生物修复
由上文分析可知，农业土壤的放射性污染会对农业生态系统的稳定和人类的生命健康造成极大伤害。并且农业土壤一旦受到放射性污染，这种污染就会长期存在，因为土壤自身对放射性物质的分解及其缓慢。所以，土壤放射性污染的治理是目前重要的研究方向。在处理农业土壤的放射性污染时，也可以选择化学方式，但是这种方式的成本高昂、设备技术要求高，所以适用性不强，但是处理放射性污染较严重的土壤时必须采用这种方式。对于一般的农业土壤放射性污染，都可以采用生物修复的方式。
（1）植物修复
植物修复，是指植物可以吸收土壤中的放射性物质内、阻挡部分放射性辐射以及阻碍放射性物质的传播。植物通过根系或者枝叶将土壤中的部分放射性物质吸收进植物体内，从而土壤中的放射性污染物就减少了，并且不同的植物，吸收放射性物质的能力不同，要选择植株较高的物种。植物密集的枝叶也可以阻挡放射性辐射并粘附空气中的放射性物质颗粒，所以要选择高复集性的植物种类。
最常用、效果最好的植物修复技术是在放射性物质被植物吸收或者萃取到其地上部位的时候就收割掉、并进行处理。此外，植物修复技术也包括植物蒸发技术和植物固化技术，前者是指通过植物的蒸腾作用将放射性物质蒸发进入空气中，后者是指将土壤中的放射性物质固定在制定位置，但是这两种技术方法都不能从根本上将放射性物质处理掉。
（2）微生物修复
有些种类的微生物可以吸收或吸附并分解放射性污染物，所以微生物修复也是处理农业土壤放射性污染的方法之一。微生物虽然很“微小”，但是它们单位质量下的表体面积很大，并且微生物的数量巨大，所以采用微生物修复的方式可以有效解决土壤的放射性污染问题。但是，微生物修复方法容易造成土壤变质从而使土壤遭受其他污染。
4.结束语
农业是人类生产、社会经济发展的基础，农业土壤遭到放射性污染，对于农业生态系统和人类都会造成巨大危害。所以，我们要重视农业土壤放射性污染的来源分析、治理方法研究。在修复遭受放射性污染的农业土壤时，要综合考虑可操作性、经济成本、治理效果等因素，尽量采用操作简单、适用性强、成本低、治理效果较好的生物修复方法。但是，生物修复方法也存在有缺陷，需要我们进一步的研究改正。
参考文献：
常用的土壤修复技术范文篇2
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19SHENZhongLan，CAIJiBao，GAOYun，ZHUXiaoLan，SUQingDe.Chinese.J.Anal.Chem.，2005，33（9）：1318-1320
申中兰，蔡继宝，高芸，朱晓兰，苏庆德.分析化学，2005，33（9）：1318-1320
20LIUHongMei，LIXiaoPeng，LIWenYing，HANHaiTao.GuangdongAgric.Sci.，2012，39（11）：188-190
刘红梅，黎小鹏，李文英，韩海涛.广东农业科学，2012，39（11）：188-190
21YANRui，SHAOMingYuan，SUNChangHua，LIUXiaoLing，SONGDaQian，ZHANGHanQi，YUAiMin.ChineseJ.Anal.Chem.，2014，42（6）：897-903
常用的土壤修复技术范文
关键词：石油污染；土壤污染；治理技术
随着工业的发展，石油的需求量大幅度增加，并且在开采、运输、贮藏、加工过程中，由于意外事故或管理不当，导致石油排放到农田、地下水、海洋，使环境遭受污染，直接危害人类生产与生活。据资料统计，目前每年有800多万吨石油进入世界环境，污染土壤、地下水、河流和海洋，其中石油对土壤的污染主要是破坏土壤结构影响土壤通透性，损害植物根部，阻碍根的呼吸与吸收，最终导致植物死亡。其次，被污染到土壤的石油芳香烃类物质对人及动物的毒性较大，其中的苯、甲苯、二甲苯、酚类等物质，如果经较长时间较大浓度接触，会引起恶心、头疼、眩晕等症状[1]。此外，石油中的多环芳烃类物质具有强烈的三致作用，能通过食物链在动植物体内逐渐富集，它在土壤中的富集更具危害。鉴于土壤污染的严重危害，治理土壤石油污染势在必行，已引起许多国家高度重视，不断采取措施，治理石油污染。
1．土壤石油污染现状及危害
1.1土壤石油污染现状
石油工业是国家综合国力的重要组成部分，但石油开采石油化工行业的发展及石油产品的广泛使用，使石油污染成为世界性公害之一。当今世界石油总产量每年约22×108t。其中17.5×108t是由陆地油田生产的。仅石油污染一项每年全世界就有8×106t进入环境。美国环保署报道，在20世纪90年代已有10万个地下油罐存在不同程度的泄漏。
中国作为世界上最大的发展中国家及石油生产和消费大国，由于生产条件、环保技术等方面相对落后，石油污染问题相当突出，尤其是土壤的石油污染问题日益严重。在有机污染土壤中，石油污染占相当比例。我国自1978年原油产量突破1×108t大关而成为世界十大产油国之一以来，勘探开发的油气田和油气藏己有400多个，年产石油污染土壤近1×105t，累计堆放量近5×105t。以油田为例，每口油井污染土地面积为200~500m2，全国共有油井2×105t口，由此造成的土壤污染可达8×107m2，这一数字每年还在增长中。1998年，全国石油、炼化企业生产含油固体废物量达4.29×106t，利用率低于50%，由此造成土壤污染可达3.3×106hm2，我国每年有6×105t石油经跑、冒、滴、漏等途径进入环境，造成土壤污染。据不完全统计，全国因使用污水灌溉而导致土壤污染面积达9.3×103hm2，全国类似农田有1×105hm2。在北方产油地区原油污染面积逐年扩大，在辽河油田的重污染区，土壤原油含量达到1×104mg/kg，是临界值（200mg/kg）20的倍。研究结果显示，当土壤原油含量为3100mg/kg时，玉米减产10%，若原油含量达到500mg/kg，则苯并芘在玉米中的残留量超标，玉米不能食用[2]。
综上所述，石油污染物对环境造成污染和破坏，危害人体健康和生存环境。因此，石油污染治理是当前急需解决的问题，对人类生存和社会可持续发展具有重要的意义。
1.2土壤石油污染的主要危害
1.2.1破坏土壤
石油物质进入土壤后，会引起土壤理化特性的变化，如堵塞了土壤的孔隙结构，破坏土壤结构，使土壤的透水性降低；其富含的反应基能够与土壤中的无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用，从而使土壤的有效磷、氮含量减少，导致土壤有机质的碳氮比（C/N）和碳磷比（C/P）的变化，由于这些变化，一方面恶化了土壤微生物的生存环境，另一方面石油自身对土壤中微生物也具有一定的负面影响，进而导致了反映土壤活性的微生物数量减少，微生物群落和微生物区系发生变化，使得未污染的土壤环境中微生物的五大功能明显降低，土壤的活性降低甚至没有活性，破坏土壤微生态环境[3]。
1.2.2污染水体
土壤中的石油向下渗漏污染地下水，或被雨水携带污染地表水体，影响用水安全和农作物安全。长期使用含油污水灌溉，农作物正常生长发育受阻，抗倒伏、抗病虫害的能力降低，直接导致粮食的减产，芳香族化合物等有毒有害物质在农作物中产生残留、富集效应，并通过食物链危及人类健康。如沈抚灌渠上游污灌区水稻出现生长缓慢、烂根、粒瘪等现象，出产的大米有浓重的石油味，感官指标极差。正因这些危害使得很多影响周围环境的加油站关闭，如北京安家楼加油站和六里屯加油站近年来均发生过严重漏油事故，使附近自来水厂一度停止运行。
1.2.3污染空气
土壤中的石油向空气中挥发、扩散和转移，使空气质量下降，直接影响人体健康、生命安危和后代繁衍。某些脂溶性物质能侵蚀中枢神经系统；一些挥发性组分在紫外线照射下与氧作用形成有毒性气体，危害人和动物的呼吸系统，多环芳烃类物质影响肝、肾和心血管系统等的正常功能，甚至引起癌变。
综上所述，土壤石油污染的隐弊性大，潜伏期长，涉及面广，治理困难，危害日益凸现，已成为不容忽视的环境问题。
2．土壤石油污染治理技术研究进展
2.1物理修复技术的研究进展
物理修复技术是利用土壤和污染物的各自特性，使污染物固定，不易在土壤中扩散、迁移、降低其对环境破坏的一类环境物理技术。土壤石油污染的物理修复技术主要包括焚烧法、隔离法、换土法等。
（1）焚烧法
焚烧法是利用石油类物质易燃烧的特点，在温度为850～1200℃的条件下焚烧污染的土壤，使石油类物质通过燃烧的方式变为气体而脱离土壤本体，进而去除石油类污染物，达到修复土壤的目的[4]。该方法只适用于石油烃类严重污染土壤的治理，进入焚烧炉的污染土壤需要进行干化处理，并将其粉粹成直径不大于25mm的土壤颗粒，同时应考虑对焚烧过程中产生的有毒气体进行收集处理，该方法处理费用高，一般不适宜于大面积污染土壤的治理，只适用于小面积石油烃污染严重的土壤治理。
（2）隔离法
隔离法是采用粘土或其它人工合成的惰性材料[5]，将石油污染的土壤与周围环境隔离开来，该方法并没有破坏石油烃类污染物，只是起到了防止污染物向周围环境（地下水、土壤）的迁移，由于石油烃类物质对隔离系统不会产生影响，所以该方法适合于任何石油烃污染土壤的控制。对于渗透性差的地带，尤其比较适用。此法与其它方法相比，运行费用较低，但对于毒性期长的石油烃类，只是暂时地防止了石油烃类物质的迁移，不能作为永久的治理方法，并且存在着土壤周围的环境条件发生变化时，存在二次污染的风险。
（3）换土法
换土法是用新鲜的未污染的土壤替换或部分替换原来的污染土壤[6]，以稀释原污染土壤中污染物的含量，增加土壤的自净容量，利用环境自身的能力来消除残余的污染物。换土法又可分为翻土、换土和客土三种方法。翻土就是深翻土壤，使聚集在表层的污染物分散在土壤的深层，达到稀释和自处理的目的。换土就是将污染的土壤取走，换入新的干净土壤。该方法适用于小面积严重污染且污染物又易扩散难分解的土壤治理，需要对换出的土壤进行治理，在操作过程中，操作人员将可能直接接触到污染的土壤，可能会直接导致污染物对人的危害。因此，人工费用比较高，一般适用于事故后的简单处理。客土法是向污染土壤内加入大量干净的土壤，覆盖在表层或混合均匀，使污染物含量降低或减少污染物与植物根系的接触。对于水稻类等浅根作物和移动性较差的污染物，采用覆盖法较好。新加入的客土应尽量选择粘质或有机质含量高的土壤，以增加土壤的环境容量，增强土壤的自净能力，减少客土量。
物理修复技术的焚烧法、隔离法、换土法等都充分发挥了土壤和污染物的各自特性，不用外加其他化学药剂或生物来进行处理，但也存在着处理成本高，工作量大，并只能处理小面积污染的土壤的局限性。因此，如何更好地利用土壤本身特性，突破其局限性，将是物理修复技术的研究方向。
2.2化学修复技术的研究进展
化学修复技术是利用污染物与改良剂之间的化学反应从而对土壤中的污染物进行固定、氧化、分离、提取等，来降低土壤中污染物含量的一类环境化学技术。土壤石油污染的化学修复技术主要包括萃取法、土壤洗涤法、化学氧化法等。
（1）萃取法
萃取法是依据相似兼容原理，使用有机溶剂对石油污染土壤中的石油进行萃取，然后对有机相中的石油进行分离回收，实现废物的资源化[7]。该方法适用于石油污染含量较高的土壤，处理后的石油污染物含量可低于5%，但对于大面积石油污染含量较低的土壤，其处理成本投入太高，可能会引起二次污染。因此，选择该方法前对要处理的土壤进行成本评估，再决定是否可行。
（2）土壤洗涤法
土壤洗涤法是将污染土壤粉碎，混入足够的水和洗涤剂，得到土壤、水和洗涤剂相互作用的浆液，静止，使污染物与洗涤剂一起上升，从水相中将部分污染物从土壤中分离出来[8]。重复上述操作步骤，使土壤与水混合并加入微生物活性剂和过氧化氢，使污染物降解。将分离出来，洗涤后的土壤归入环境。过滤含有机物的污水，将水排出或将污染土壤放入容器内，将表面活性剂和水混合形成洗涤水，表面活性剂为8～15C的直链醇与2～8个环氧乙烷单元的加成物。洗涤水加入容器后，用于洗涤污染土壤，去除土壤中的石油。为了防止油和洗涤水形成乳化液，通常限制表面活性剂的加入量应小于0.5%（V/V）。
土壤洗涤法成本较高，且操作较复杂，如异位化学淋洗[9]。该方法是将挖掘出来的污染土壤与淋洗液混合，投加到淋洗反应器中，并控制在一定条件下，通过搅拌等外力的辅助，使污染土壤和淋洗液发生作用，待土壤中的大部分污染物转移至液相后，将洗过的土壤分离出来，回填或作深度处理，富集了污染物的淋洗废液经处理后排放或回用。异位化学淋洗修复污染土壤时，通常要先进行粒度分级再分别加以处理。污染物的种类不同，在不同粒径土壤上的吸附量和吸附强度也不相同，大部分污染物强烈吸附于粘土和粉砂等细小土壤颗粒上，而此类土壤颗粒又通常只占很小的一部分，且这部分土壤颗粒又易于粘附到砂和砾石等粗土壤颗粒上。因此，粒度分级的首要目标就是将污染土壤中的细小颗粒分离开，以利于对其进行深度化学淋洗，剩余大部分土壤则可通过简单淋洗后回填或异地处置。
目前，异位化学淋洗修复石油类污染土壤的工程应用还远远落后于实验室研究，要实现其广泛的工程应用，还有一系列的技术问题需要解决。随着相关研究的逐步深入，该技术修复石油类污染土壤一定会向着实用化的方向快速发展。
（3）化学氧化法
化学氧化法是向石油烃类污染的土壤中喷洒或注入化学氧化剂[10]，使其与污染物质发生化学反应来实现净化的目的。常用的化学氧化剂有臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、二氧化氯等。其中二氧化氯对石油烃类物质有较高的清除效率，氧化反应可以在瞬间完成，且二氧化氯的造价比较低，处理成本低。化学氧化法适合于土壤和地下水同时被石油烃类污染的治理，可以配合曝气装置，抽出的地下水经过曝气后，大部分挥发性物质被清除，然后向经过曝气处理后的水中投加氧化剂，重新回灌到土壤中，使氧化剂充分与水和土壤接触。在治理过程中，需要预先确定地下水污染带的位置，再决定抽水井的位置和注水井的位置，抽水井应设立在地下水污染带上，注水井应设立在土壤污染较强的位置。
化学氧化法与萃取法、土壤洗涤法相比，它不会对环境造成二次污染，对石油烃类物质有较高的清除效率，氧化反应可以在瞬间完成，适用于石油污染的突发事件处理，但其操作比较复杂，又要较高的技术水平。因此，该技术的推广还需要进一步的完善。
2.3生物修复技术的研究进展
生物修复是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物，从而修复被污染环境或消除环境中污染物，实现环境净化、生态效应恢复的生物措施，是一类低耗、高效和环境安全的环境生物技术[11]。土壤石油污染的生物修复技术按所应用的类型不同，可以将其分为植物、动物、微生物修复技术等。
（1）
植物修复技术
植物修复原理是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础，利用植物及其共存微生物体系，包括植物对污染物的吸收与富集、根系分泌物以及土壤微生物对污染物的降解等综合因素，清除环境中污染物的一种治理技术。与其他修复技术相比，具有成本低、对环境影响小、能使地表长期稳定，并且在消除土壤污染的同时，消除污染土壤周围的大气和水体中的污染物，有利于改善生态环境等优点。这一技术研究过程时间短，至今所积累的知识和经验仍然较少，但其发展和应用前景却已被世人所瞩目。在植物修复的促进技术方面，目前主要侧重于如下两个方面的研究应用：一方面是综合促进技术的应用。主要采用土壤改良剂及其它农业措施以促进植物修复，如通过降低pH值、投加螯合剂。使用合适的化肥，改变土壤的离子组成来增加生物有效性，促进植物吸收。另一方面是基因工程技术的应用，通过育种和基因工程改良植物形状，使之更适合于进行植物修复。如改进植物根系结构的特性，增加植物降解酶的数量等。目前，对细菌与真菌在土壤石油类污染生物降解性的研究也表明，真菌要优于细菌，因此，筛选针对性的真菌孢子，选择合适的共生植物，接种形成有效的菌根是降解土壤有机污染的重要研究领域[12]。其优点是扩大了微生物与土壤的接触面积和作用时间，同时也增强了植物根系的吸收作用，特别有利于难降解的有机污染物的生物降解[13]。目前该技术还处于实验室研究阶段。
利用特殊的植物也能够降解、吸收部分有机污染物。最新的研究发现，某些有机污染物在土壤中有被“捕集”的倾向，并随着时间的推移变得比较稳定。这些被“捕集”的有机污染物的稳定性、释放行为、环境风险及其影响因素等问题，都可能会影响到植物修复的修复效率。聂发辉提出了新的评价系数即生物富集量系数，此系数的提出扩大了传统超富集植物的定义，使得富集质量分数未达某一水平但生物量很大的植物也能作为超富集植物[14]。超富集植物的研究，目前已有利用沙漠植物去除科威特石油污染土壤中的石油[15]。
用于植物修复的最理想的植物应具有以下几个特性：①即使在污染物浓度较低时也有较高的积累速率；②能在体内积累高浓度的污染物；③能同时积累多种污染物；④生长快，生物量大；=5\*GB3⑤具有抗虫抗病能力，适应环境能力强；=6\*GB3⑥尽量避免选取可食用植物，而多选取非食用的树木、花草等[16]。
（2）动物修复技术
动物修复技术在国外有较长的研究史，国内的研究仍处于摸索阶段。它包括两方面内容：①将生长在污染土壤上的植物体、粮食等饲喂动物，通过研究动物的生化变异来研究土壤污染状况；②直接将土壤动物，如蚯蚓、线虫类饲养在污染土壤中进行有关研究。
土壤动物在土壤生态系统中起着分解有机质、改变土壤理化性质、保持土壤持水性和通透性、熟化土壤、促进物质循环等重要作用[17]。注意到蚯蚓等少数几种土壤动物对土壤熟化和修复起到的有利作用，尤其是蚯蚓，它是土壤中最常见的杂食性环节动物。它在土壤中不断钻洞挖穴，不断吞食含有机物质的土壤。每年经蚯蚓消化道排出的泥土每公顷约为8～12t，这些泥土是蚯蚓吞食的土壤经蚯蚓体内丰富的酶系统的作用后，而形成颗粒状的高度融合的有机无机复合肥——蚓粪。这些营养丰富的颗粒物以及蚯蚓本身运动对土壤的机械作用不仅改良了土壤的肥力同时提高了土壤的透气性和吸附能力。研究表明，蚯蚓的钻洞行为可使土壤的空气含量从8%提高到30%，土壤孔隙率从30%，提高到60%。由于蚯蚓是生活在潮湿的土壤中，通过皮肤进行呼吸。据报道在氧分压低至2533Pa时仍可维持正常的呼吸，在缺氧条件下还能利用体内糖原的嫌气分解为生命活动提供能源。一般蚯蚓在水下可生存8-10d，大红蚯蚓甚至能在淹水的土壤中生存8～12个月[18]。
鉴于上述蚯蚓的优点，我们是否可以考虑用土壤动物（如蚯蚓、昆虫和原生动物等）的捕食来修复土壤石油污染。
（3）微生物修复技术
微生物修复技术是利用天然存在或特别培养的微生物，在可调控的环境条件下将有毒污染物转化为无毒污染物的处理技术。降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成，也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。微生物修复技术是目前研究比较多而且相对比较成熟的一种技术。根据是否取土操作分为两大类，即原位生物修复和异位生物修复。原位生物修复是污染土壤不经搅动，在原位和易残留部位进行处理。原位生物修复包括投菌法、生物培养法、生物通气法等。异位生物修复是将污染土壤挖出，在场外或运至场外的专门场地进行处理的方法，主要方法有：土壤耕作法、土壤堆腐法、预制床法、生物反应器法等[19]。
除以上所述方法外，还有其他一些生物方法用于石油污染土壤的研究：①酶法，添加一定的污染物于土壤中，待一固定时限后，分析酶活性变化，找出污染对土壤影响的界限[20]；②土壤呼吸法，土壤呼吸作用受土壤中物质成分的影响较大，因此，可通过研究土壤呼吸来研究土壤污染状况；③生物降解法，研究土壤中的某种有机物降解状况也可以间接了解土壤污染状况；=4\*GB3④生物表面活性剂，投加表面活性剂可以增加石油烃类污染物质的表观溶解度，促进微生物对石油烃类物质的获取和降解，提高生物可利用性，大幅度提高微生物的除油效果[21]；=5\*GB3⑤混合菌，环境中石油烃的降解是混合菌共同利用的结果，通常不同的降解菌降解不同类型的烃分子，原油降解是由多种石油烃降解菌协同完成的[22]；=6\*GB3⑥匀强电场和微生物联合修复法，外加电场刺激了微生物脱氢酶的分泌，对石油污染土壤的生物修复具有积极的促进作用[23]。
总之，土壤石油污染的生物修复技术无论是植物、动物还是微生物修复技术等都具有很宽广的发展前景，加强对生物降解烃类过程的研究，开发低成本、无污染、高效率的生物修复技术，使其更加完善、高效、成熟。
3．生物修复技术发展前景
随着石油工业的发展，石油污染土壤的面积正不断扩大，因此如何使石油污染土壤在较短时间内，经处理达到重复利用的标准，是亟待解决的问题。目前，石油污染环境治理方法主要有物理法、化学法和生物法三大类。近年来，生物修复技术在国内外都得到了较快的发展。一批具有特殊生理生化功能的植物、微生物应运而生，基因修饰、改造、克隆与基因转移等现代生物技术的渗透，推动了生物修复技术的进一步应用与发展[24]。石油污染土壤的生物修复技术与其他方法相比具有明显优势，比如：处理成本低，只为焚烧法的1/2～1/3[25]。处理效果好，生化处理后，污染物残留量可达到很低水平。对环境的影响小，无二次污染，最终产物二氧化碳、水和脂肪酸对人体无害，可以就地处理，避免了集输过程的二次污染，节省了处理费等。1989年，对受石油污染的Alaska海滩进行的生物修复就是很成功的例子[26]。基于此，石油污染的微生物治理技术作为一种有效的治污手段具有广阔市场和发展前景。
4．存在问题
近年来，世界各国纷纷制定了石油污染土壤的修复与治理计划，并在短时间内已经取得很大进展，但在理论上和技术上还有许多问题尚待解决：①如何根据污染地带石油烃的组成，确定能在最短时间完成生物修复的微生物种群，尤其是筛选能迅速吞噬重质原油的物种[27]；②污染土壤迅速修复的环境条件是什么。筛选或驯化的降解菌一旦进入污染土壤，由于生物和非生物的胁迫作用，引入的微生物难以适应土壤环境，无法维持长期的降解活性，即便存活的降解菌在土壤中也难以达到良好的分散，限制了土壤整体降解能力与净化功能的提高。如何从本质上增强土壤中生物降解功能的多样性和持久性、增强土壤净化功能，是生物修复的关键所在。③石油烃生物降解机理及降解动力学的研究；④营养供给对修复过程的影响以及营养成分对修复土壤种植过程的影响；⑤物质迁移对修复结果和修复深度的影响;=6\*GB3⑥如何提高沥青质、胶质和芳烃的去除效果；=7\*GB3⑦如何调控石油污染土壤的微生态环境非生物因子，增加石油污染土壤中降解微生物的数量和活性，成为提高石油污染土壤生物修复效率的关键问题[28]。研究这些方面的内容，对提高石油污染土壤的修复效能和规模化具有重要的作用。
常用的土壤修复技术范文
2006年环保部和国土资源部斥资10亿元联合启动了“全国首次土壤污染状况调查调查报告”。历时6年，通过调查，基本查明了全国土壤环境质量现状、变化趋势，主要类型污染场地及周边土壤环境特征及其风险程度，建立了全国各种土地利用类型的土壤样品库和调查数据库。目前，由环保部牵头制定的《土壤环保“十二五”规划》已进入国务院审批程序。
修复现状
调查结果显示，目前全国受污染的土壤面积已占耕地面积的1/5左右，总面积超过2000万公顷。从国内土壤修复产业化发展的趋势来看，未来土壤修复的重点领域将集中在城市污染土地开发及污染农田两大板块。
城市污染土壤修复主要分历史遗留和新开发污染土地两大领域，治理责任主体单位通过治理工程招标，中标修复公司通过土壤置换进行异地修复，修复经评估达标后从开发商获得收益。这也成为城市土壤修复的主流运营模式，项目投资收益率一般可达10%-20%。目前，城市污染土地土壤修复主要集中在上海、北京等一线城市。
目前全国范围内处于实验室中试阶段的土壤修复技术储备时间已逾10年，技术种类达近百种，除传统的物理化学治理方法外，生物治理已渐渐成为未来适应国内土壤污染治理需求的主流。
土壤修复市场包括污染场地修复，矿山土地修复和耕地修复。由于中国城市化进程加快，以前的化工矿产企业逐渐从城市中心搬迁至郊区，目前对城市中的污染场地修复需求最高。由中国环境修复网的统计得出，目前全国风险场地有42处，其中已修复13处，待修复11处，已搬迁16处。全国待搬迁场地约200处。平均一个场地修复项目的资金规模在一到两个亿。据中信建投研报，假设只考虑已知的污染场地，对待修复和已搬迁场地的修复能够在未来2年内完成，对待搬迁场地的修复能够在未来3到5年内完成，并且平均修复场地资金为1.5亿，则未来两年我国场地修复的市场规模在40亿左右，未来3到5年的市场规模在300亿左右。
中国农田污染源主要是来自化肥、农药、生活垃圾、农村家畜粪便等，城市“毒地”的污染源头是化工、农药、焦化等类企业。
换土是目前国内最常见的一种土壤修复技术。就是一种异位土壤修复技术，它包括异地填埋和异地水泥窑焚烧等。这种技术通过大规模挖土换土，可以在短时间内解决表面的污染问题，但是并不彻底。而植物修复效果彻底、绿色环保，成本相对较小。但植物修复所需时间与土壤污染的重金属浓度直接相关，重金属超标不高的土壤，3年到5年可见效；如果超标严重，修复的时间则需翻倍。
我国采用异位土壤修复技术原因有三。一是我国房地产开发商普遍面临开发周期短的压力，通常能分配给修复土壤的时间只有三个月，因此只能动用土方工程将污染土壤挖出。二是目前大部分原位修复技术还停留在技术研发阶段，较少能够满足工程应用的要求。三是我国相关法律尚不完善，没有专门的污染土壤修复法在约束土壤修复的后续污染问题，因此企业大多会选择异地填埋焚烧这种造成二次污染但周期较短的方式。
千亿市场
就在土壤修复市场逐渐热闹喧嚣之时，嗅觉灵敏的产业资本和金融资本都开始纷纷进军土壤修复这个正在快速扩张的新产业，但是由于土壤修复市场门槛较低，甚至一些简单的土木转移填埋也可以成为企业的支撑。土壤环境修复产业同样又是一个技术密集型和资金密集型产业，一些缺少技术实力的企业仅仅将修复工程变成土方工程，污染场地的土拉出后，只是进行异地堆积而非处理，造成土壤污染的异地扩散。政府应制定明确的技术标准及市场监管系统，引导产业规范健康发展。
随着近几年土壤修复产业的发展，如今已经初步形成一条产业链。产业链既包括调查评估、咨询和修复工程，也包括第三方检测等行业。目前形成了以环保部门的监测机构为主、商业检测机构为辅的市场格局。
一些比较成熟的污水治理企业，也开始延伸自身的产业链条，涉足水体或土壤及地下水修复领域。因此，它们可能会成为潜在土壤和地下水修复企业，凭借自身的资本、技术、人才优势，都正在向土壤及地下水修复行业渗透。
最保守的测算，“十二五”期间国内土壤修复产业也将达到千亿规模的市场，据知情人士则透露，“十二五”期间，国家用于防治土壤污染的全部财政资金将达数千亿元，其中，仅仅是国家治理重金属污染的投入就达595亿元。
缺乏监管
污染土壤修复作为新兴环保行业，技术的研发或应用还处在试验阶段，还没有形成比较成熟的技术，暂时没有技术壁垒；而且国家的行业标准和准入制度也都在制订过程中，因此，在环境修复市场逐渐成熟后，将会有越来越多从事其他环保产业的企业涌入到环境修复行业。
在今年五月末举办的2012重金属污染土壤治理与生态修复论坛上，陈同斌研究员指出：国内土壤修复产业处于发展初期，理论探索十分活跃，技术发展不断完善，规范的工程实例和产业发展经验尚少。我国土壤污染修复产业发展战略不明确，市场混乱；土壤修复技术水平参差不齐，产业链合作亟待解决，这些因素很大程度限制了行业的发展。
现在房地产开发商基本都是将“毒地修复”流程简化成两个程序——挖干净“毒土”，然后转移至别处，而一些承包修复场地的企业也不需要申请资质，有几台挖掘机就可以成立一个土壤修复公司，“只要能找到工程，就可以盈利”。
发达国家的环境修复产业起步较早，发展较快。土壤污染修复技术研究起步于上世纪70年代后期。在过去的30多年中，美、日、澳等国纷纷制定了土壤修复计划，投巨资用于土壤修复技术与设备的研发，积累了丰富的现场修复技术与工程实践经验。
美国、日本等国家的土壤修复产业可以占到本国环保产业市场份额的30%～50%，产业相当成熟。
而我国土壤修复市场缺乏一批具有自主研发能力的大中型修复企业，尚未构成以修复企业为主的场地调查、风险评估、修复设计、修复工程、规划开发的良性产业链条，无法形成规模效应。
常用的土壤修复技术范文1篇5
关键词：石油污染土壤修复激活剂优化
从全球范围内的石油污染土壤的修复技术来看，系统化的研究已经形成，包括有物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。生物修复技术是目前应用效果较好的一种方法，该技术采用特定生物对石油的吸收、转化和降解的功能促进土壤的自然净化，帮助生态系统的恢复。但生物修复法存在着另研究人员头疼的问题，即如何提高石油污染物的降解速度，加快生态系统的修复。
一、生物修复技术
生物修复技术是目前全球范围内使用较广、效果较好的治理石油土壤污染的方法。这种方法利用动植物和微生物对石油污染物的降解、吸收等作用促进被污染土壤的净化。作为目前最具有生命力的污染土壤处理技术——生物修复技术依据其生物类型又被划分为微生物修复、植物修复和动物修复三种。
微生物修复法包括生物堆积法、生物通气法、生物反应器法多种，生物堆腐法是类似于农民土地耕种的技术，为了促进微生物的生长，研究人员在其中进行了土壤调理剂的添加，如牛粪、锯屑、腐殖酸等物质。这种技术不仅能够有效降低污染土壤的修复成本，同时也能够达到废物利用的效果。研究发现，该修复方法对于石油烃有着较明显的作用，该物质的降解率超过95%。菌根修复技术是目前自然科学研究中的热门领域，菌剂也由最初的固体发酵转向了现代的工业化和商业化发展之路。动物修复技术使用的都是蚯蚓和海沙蚕，利用其对沉积物的扰动和对PAHs的富集作用清楚石油污染物。
生物修复技术与物理修复和化学修复两种技术相比有着成本低、工作量小、处理面积大、无二次污染等优点，但其利用动植物和微生物对石油污染物的降解作用，存在着耗时长、修复成功率不稳定等现象。为推动这一问题的解决，生物表面活性剂被开发和利用，纳米材料等功能性材料也得到了运用。在推进石油污染土壤的修复中，技术发展之路还很长。
二、激活剂对石油污染土壤修复的强化作用实验
实验采取的是响应面分析法，通过对石油污染土壤进行不同作用的激活剂的添加来突出其生物修复的成效。具体实验如下。
1.实验准备
实验用土为某炼油厂油罐区的被污染的土壤，其中石油烃的质量分数（Wo）为5.6%，其PH值为7.8，有机物含量为42.25g/kg，有机碳含量为22.13g/kg，总氮含量为0.40g/kg，其含水量较小。在实验开始前，将实验用土进行破碎、过筛等处理，确保其均匀。以该实验用土的Wo为基准，计算在实验结束后该土壤中石油的残留率。公式为：，其中wt为修复后土壤内石油烃的质量分数。实验土壤的总氮含量仅有0.40g/kg，并不利于微生物的生长和功能发挥，因此需要做氮源的添加，从而确保土壤内碳含量和氮含量的比例均衡。实验用的激活剂为葡萄糖、双氧水、木屑和氮源。
2.实验过程
将被污染土壤均匀（1kg/盆）分装到大小形状均相同的花盆中，将木屑撒到土壤中，确保其覆盖均匀，用去等离子水稀释葡萄糖和氮源，与双氧水充分溶解，均匀喷洒到土壤中，四种物质添加完毕后，将土壤搅拌均匀。为求得最佳的激活剂添加量和激活剂的强化作用，本次实验采用两组对照，其中一组不添加任何激活剂作为对比组，另一组采用上述四种激活剂均匀喷洒，但其激活剂的量有所区别，根据量的不同分为8组样品。具体为：碳和氮的比例保持在10、25、50三个数值上，葡萄糖含量为0.5、0.8、0.3，双氧水含量为0.1、0.3、0.5，木屑的含量为1、3、5，。将花盆置放在恒温箱中，温度保持28摄氏度，周期为一个月，每天定时添加定量的水并做搅拌。在实验的第5、10、15、20、25、30天进行取样和指标测定。采用紫外分光光度法对土壤内的石油烃进行含量检测，测定土壤内部细菌的表面疏水性，其方法为微生物黏着碳烃化合物法。
3.响应面优化方案和相关数据设定
以中心组合实验设计原理进行单因素实验，将石油残留率作为响应值，开展14个试验点（6个中心点）的响应面优化实验，将实验条件设定到和污染土壤强化修复的条件一直。对实验最后一天的土壤中的值进行测定，从而确定被污染土壤修复的最佳实验因素。
三、实验结果分析
1.激活剂对石油污染土壤修复的强化作用实验结果
1.1碳和氮的含量比例对石油污染土壤的修复作用
从该实验的观察数据来看，当土壤内部的碳和氮的含量比例在25时，土壤内石油烃被降解的含量最大，在实验结束后，石油烃在土壤内的残留率仅为40%，而对照组的土壤中第30天测定的石油烃残留量为82%，降低了40个百分点。
当碳和氮的含量比例过高时，微生物的生长所需要的营养物质不足，不利于其作用发挥，而含量比例过低则会引起毒害，影响降解。
1.2葡萄糖的作用
葡萄糖的含量为0.3%时，土壤内石油烃残留量最低。这表明，葡萄糖能够作为微生物代谢的中间产物，促进石油烃的降解。同时，葡萄糖的过量添加会导致土壤PH值降低，影响内部微生物的活性，导致细菌表面疏水性的降低。
1.3双氧水的作用
双氧水不仅能够氧化石油烃，还能够促进土壤内部微生物的生长，促进其作用发挥。从本次研究的结果来看，当双氧水的添加量在0.5%时，石油烃的残留量最低。
1.4木屑的作用
木屑的加入对于增加土壤的空隙有着较为明显的作用，当土壤空隙一定时，土壤内微生物能够很好的接触到石油污染物，从而更好地发挥降解作用。结合本次研究结果，当木屑的添加量为3%时，土壤的空隙效果最好，此时，微生物有了较好的营养物质，土壤中有机质等含量得到增多，细菌与石油污染物的接触能力最强，另外，每天定时添加的定量的水分也被木屑充分的保留，维持了微生物的正常生长。
2.响应面优化的结果分析
从上述实验来看，木屑、葡萄糖、双氧水、氮源都能够很好地促进微生物对石油烃的降解。本次结果分析采用的是最优量的木屑、葡萄糖、双氧水、氮源，将其进行二次多项回归拟合。
通过其结果可以得知，3%的木屑、0.3%的葡萄糖、比值为25的碳和氮的含量比例和0.3%的葡萄糖其总体作用最大，实验进行一个月后，实验用土中的石油烃含量为40%，可知，回归模型能够很好地预测和分析激活剂的强化作用。相关结果就不在这里一一详述了。
四、结束语
结合本次实验的结果来看，木屑、葡萄糖、氮源和双氧水是较好的激活剂，能够促进微生物降解作用的发挥，同时通过响应面优化得出的回归模型对于预测激活剂的强化作用有着较为实际的效果。
参考文献
[1]赵庆节，沈根祥，罗启仕，等.土壤电动修复中电极切换对土壤微生物群落的影响[J].农业环境科学学报，2009（09）.
[2]沈根祥，周海花，罗启仕，等.直流电场对根际土壤微生物群落的影响及其机理[J].农业环境科学学报2008（03）.
常用的土壤修复技术范文篇6
关键词：重金属；污染土壤；修复技术；化学淋洗
中图分类号：X53
文献标识码：A文章编号：1674-9944（2016）24-0012-04
1引言
随着工农业的不断发展和城市化进程的加快，土壤污染问题日趋显现，尤其是土壤中的重金属污染。有害重金属在土壤中不断富集就会对土壤中的植物系统产生毒害作用，不仅导致土壤退化，生态破坏，还可通过一系列循环（如地球化学链、食物链等）在生物体内富集，进而对人类健康和生命安全造成威胁。土壤中的重金属污染有着广泛的来源，主要包括矿山开采、金属加工和冶炼、化工、电子垃圾、制革和染料等工业排放的三废及汽车尾气的排放、污水灌溉、农药和污泥施肥等[1，2]。重金属污染具有长期性、隐蔽性、滞后性和不可逆性等特点[3，4]，因此，对土壤中重金属污染的修复一直备受国内外广泛关注和研究。
环境保护部和国土资源部联合的《全国土壤污染状况调查公报》显示[5]，全国土壤总的点位超标率为16.1%，以轻微和轻度污染为主。污染类型以无机型为主，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%，其主要污染物是镉（Cd）、砷（As）、汞（Hg）、铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）、铬（Cr）和镍（Ni）8种重金属。我国土壤环境状况总体不容乐观。传统的重金属土壤污染修复大多采用挖掘填埋法，这种方法虽简单易行，但其治标不治本，只是把污染物进行了转移，并未消除。而且还存在占用土地、渗漏和污染周边环境的负面影响。目前，按修复机理可将重金属污染土壤修复分为两种[6]，一种是通过固化作用改变重金属在土壤中的存在形态，进而降低其在环境中的可迁移性和生物可利用性；另一种是从土壤中将重金属去除，使土壤中重金属的浓度接近或达到背景值。
对重金属污染土壤修复的具体方法可分为物理法、化学法和生物法。物理法是利用一系列物理手段（如客土工程、电热解析修复法等）将土壤中的污染物去除或分离，一般情况下，化学法与其联合使用。化学法通过添加到重金属污染土壤中的改良剂、抑制剂来调节和改变土壤的理化性质，使重金属发生化学反应（如沉淀、吸附、拮抗和氧化还原等），从而使其生物有效性降低。生物法是利用天然或人工改造的生物整体或组分来修复重金属污染土壤，它是一种原位土壤修复技术，主要包括微生物、植物和动物修复。其中化学淋洗修复技术因其具有简单的修复工艺，稳定、彻底的修复效果，并且修复周期短，对高浓度污染土壤具有较高修复效率，因而逾发受到重视。
为此，针对我国土壤重金属污染现状，概述了化学淋洗修复重金属污染土壤修复中的应用，并针对化学淋洗技术存在的主要问题提出其未来发展方向。
2化学淋洗技术
化学淋洗技术即利用能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的生物化学溶剂，通过水力压头或在重力作用下将其注入被污染土层中，将土壤中的固相重金属转移至液相中，然后再把含有污染物的液体从土层中抽提出来，进行分离和污水处理[7]。该法可用于大面积、重度污染土壤的治理，尤其在砂土、沙壤土、轻壤土中效果较好，但不适用渗透性不好的土壤。
2.1原位化学淋洗技术
原位化学淋洗修复是在现场通过淋洗剂投加、土壤下层淋出液收集和淋出液处理、淋出液再生完成对重金属污染土壤的修复[8]。淋洗剂投加方式有灌溉、沟渠或挖掘、喷淋等，采用何种方式取决于污染物在土壤中所处的深浅位置。土壤下层淋出液的收集可通过梯度井或抽提井等方式实现。淋出液的处理可通过化学沉淀或离子交换实现。再生的淋出液可同新鲜的洗涤剂再次注入污染土壤中而得到循环使用。原位淋洗技术无需开挖大土方量土壤，操作较为简单，特别适用于多孔隙、易渗透的土壤，但其若操作不当，很可能造成地下水污染。
2.2异位化学淋洗技术
异位化学淋洗技术与原位化学淋洗技g不同，首先把被污染的土壤挖出来，并通过筛分去除超大颗粒，然后用清水或淋洗液清洗污染土壤，除去重金属污染物，再处理含重金属污染物的废水或淋出液，最后将洁净土壤回填或他用。异位淋洗技术操作的关键是控制土壤颗粒粒径最低下限为9.5mm，可通过水力方式机械地悬浮或搅动方式实现，因大于此尺寸的颗粒才较易将污染物从土壤中洗去[9]。当污染土壤中粒子或砾石含量大于50%时，异位化学淋洗技术效果显著，而对于污染土壤中黏粒、粉粒含量大于30%～50%或者腐殖质含量较高时，异位化学淋洗技术分离去除效果较差[10]。
2.3化学淋洗技术影响因素
通过化学淋洗技术修复重金属污染土壤有很多影响因素，其中最主要的有重金属性质、土壤性质、工艺操作条件。
重金属性质包括有土壤中重金属的存在形态和种类。重金属的形态与活性与淋洗效率密切相关，以有效态形式存在的重金属才是土壤淋洗的重点。有效态重金属淋洗效率由大至小为：可交换态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>有机物结合态>残渣态[11]。重金属的种类及含量与土壤的结合力密切相关，重金属含量越高，与土壤结合的越不紧密，从而越容易被淋洗[12]。
土壤的性质主要有粒级分配、有机质含量、土壤的质地、与阳离子的交换能力等。黏土比砂土更易与重金属结合，故其淋洗效率相对不高。当污染土壤的水力传导系数>10-3cms-1，较适合采用化学淋洗技术；也有观点认为，黏质土/壤质土占整个土体20%～30%时，化学淋洗效率较低[13]。土壤中重金属阳离子交换容量越大，即阳离子被吸附的数量越多，就越难将重金属从污染土壤中解吸[12]。
工艺操作条件主要有淋洗剂种类及用量、淋洗温度及PH、淋洗时间、土液比等。①针对污染物质和污染程度选择相应的淋洗剂，在此基础上确定最佳操作条件。②淋洗剂用量的选取应综合考虑目标金属的去除效率和淋洗过程中常量元素的淋出特征，从而确定适宜的淋洗剂用量。③淋洗温度会影响土壤中重金属的去除效率，通常温度越高，污染物溶解量越大，从而越有利于重金属的去除。但温度并不是越高越好，过高反而会使表面活性剂的增溶空间减少，降低增容量；土壤重金属体系的吸附状态和螯合平衡受淋洗剂pH值影响，如氢氧化物和碳酸盐结合态重金属更易被较低的pH值溶解。故应根据淋洗剂性质和重金属污染物性质选择适宜的淋洗温度及pH值。④淋洗剂不同对土壤的反应平衡时间不同。应在保证重金属淋出效率的同时，选择合适的淋洗时间，若时间过长不仅导致处理费用增加，油水还可能形成乳化液，不利后续废液处理和回用。⑤单位质量污染土壤所加入的淋洗液量的增多，一般会提高污染物的去除率，但是过多不仅会造成浪费还可能改变土壤的理化性质。
综上所述，合适工艺操作条件的选取，不仅可确保最佳的修复效果，同时还可节约操作成本。
3化学淋洗剂种类及研究概况
淋洗剂的选择是化学淋洗技术的关键，淋洗剂既要能提取污染土壤中的重金属，又不能导致土壤结构和理化性质破坏，同时还要综合考虑淋洗剂价格和回收利用价值。目前，无机淋洗剂、有机酸、人工螯合剂和表面活性剂四种淋洗剂类型研究较为广泛。
3.1无机淋洗剂
无机淋洗剂常用的是酸、碱、盐，主要有硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、草酸、柠檬酸和氢氧化钠等。
Moutsatsou[14]等对受As、Cu、Pb、Zn污染的土壤通过不同无机酸淋洗，结果发现，HCl的淋洗效果优于H2SO4和HNO3。李海波[15]采用淋洗法，以组成为0.5molL-1CaCl2和0.1molL-1HCl的复合药剂作为淋洗剂处理沈阳张士灌区Cd、Pb污染沉积物（Cd39mgkg-1，Pb1250mgkg-1），在pH=1.0、反应时间30min、淋洗剂液固比3：1、搅拌速度500rmin-1、温度25℃的条件下，复合淋洗剂对Cd和Pb的去除率分别达到70.8%和29.3%。陈春乐[16]研究了3种盐溶液（NaCl、CaCl2、FeCl3）及其与HCl复合淋洗剂对Cd污染土壤的修复效果，结果表明，FeCl3的淋洗效果明显优于其他两种中性盐淋洗剂，淋洗效果从高到低为FeCl3、CaCl2、NaCl。三种中性盐与HCl的复合淋洗剂对土壤Cd的淋洗效率均高于单一淋洗剂，且HCl和FeCl3复合淋洗剂对Cd的淋洗效率仍高于HCl与NaCl、CaCl2的复合淋洗剂。0.1molL-1HCl与0.4molL-1FeCl3的复合淋洗剂为试验条件下土壤Cd的最佳淋洗剂。
无机淋洗剂对土壤中重金属去除效果较好，不仅速度快，而且成本低，但其会导致土壤的理化性质严重破坏，从而使土壤养分流失。
3.2有机酸
有机酸主要是通过与重金属络合促进难溶态重金属溶解，增加重金属从土壤中的解析量。常用的有机酸有柠檬酸、苹果酸、草酸、丙二酸等。
平安[17]发现有机酸对土壤重金属Cd、Pb、Zn的浸提率与酒石酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸的浓度变化呈正相关关系，4种有机酸对土壤重金属的浸取效果从高到低排序次序为Cd、Pb、Zn。李玉双[18]通过柠檬酸对Cu、Pb、Cd复合污染的淋洗实验，发现柠檬酸对复合污染土壤中的Cd和Cu具有较好的洗脱效果，而Pb的淋洗去除率相对较低。GHEJU[19]等研究分别用草酸和柠檬酸从有机污泥中萃取重金属的效率发现，草酸对重金属的萃取效率从大到小为Zn、Ni、Cr、Cu、Cd、Pb（Cd和Pb相等），柠檬酸对重金属的萃取效率从大到小为Zn、Cr、Ni、Cd、Pb、Cu。梁金利[20]等研究了草酸、柠檬酸、乙酸和酒石酸溶液对某电镀厂附近土壤中重金属的去除效果。浓度为1molL-1的草酸在土方比为1∶1，淋洗5h，淋洗4次的条件下可以达到最佳淋洗效果，Cu、Zn、Ni和Cr的去除率分别为99.6%、66.9%、88.7%和18.23%。
有机酸对土壤中重金属去除能力较好，酸性温和，生物降解性好，有较好的应用前景。
3.3人工螯合剂
人工螯合剂主要是通过螯合剂的强螯合作用，将重金属从土壤中解吸下来，然后与自身形成稳定的螯合体，从而从土壤中分离出来[21]。目前，常用的人工螯合剂主要有：乙二胺四乙酸（EDTA）、二乙烯三胺五乙酸（DTPA）、[S，S]-乙二胺-N，N-二琥珀酸三c盐（EDDS）等。EDTA是研究和使用最广泛的，其在较宽的PH值范围内不仅能够螯合土壤吸附的重金属（特别是Pb、Cd、Cu和Zn），还能溶解不溶性的金属化合物，已被证明为最有效的螯合提取剂。
Andrew等[22]研究发现EDTA是一种强螯合剂，其不仅可重复利用，而且具有一定的生物稳定性。曾敏[23]等通过比较HCl、柠檬酸、EDTA3种萃取剂对污染土壤中Pb、Cd、Zn3种重金属的去除能力发现，随着3种萃取剂浓度的增加，其对3种重金属的去除能力增强，且EDTA对3种重金属的去除能力远远大于其他两种。可欣等[24]通过室内模拟试验，采用振荡淋洗方法研究了EDTA浓度、PH、淋洗时间对重金属去除的影响，结果表明，EDTA溶液在浓度为0.1mol/L、pH值为7、淋洗时间1d的条件下能达到对污染土壤重金属的最大去除率，去除率分别为Cd89.14%、Pb34.78%、Zn45.14%、Cu14.96%。
近年来，许多学者又研究发现了一些可生物降解的螯合剂如EDDS，这些螯合剂不但具有较好的可生物降解性，而且对重金属的去除效果也较好。
Meers等[25]考察了EDDS对3种土壤进行场地淋洗修复，发现EDDS可除去0.4%～1.9%的Al和Mn、0.41%～0.80%的Mg、0.9%～14%的Fe以及0.14%～0.20%的Ca。54d以后，三种土壤中EDDS可完全降解。Begun等[26]研究用EDDS、GLDA、HIDS、MGDA等人工螯合剂淋洗土壤中重金属Cd、Cu、Ni、Pb、Zn。结果表明，这些螯合剂去除重金属的能力在酸性条件（pH值=4）下较好，碱性条件（pH值=10次之），PH为7时去除能力较弱，但与水相比，仍可去除大量的重金属。
3.4表面活性剂
表面活性剂常用的有化学表面活性剂和生物表面活性剂。它通过改变土壤的表面性质，增强有机配体在水中的溶解性，或是以离子交换来促进金属阳离子或配合物从固相转移到液相[27]。
陈锋[28]探讨了3种常用化学表面活性剂，SDBS、SDS、tween-80对被重金属铬、镉污染了的土壤的修复洗脱作用，实验结果表明，3种表面活性剂对土壤中的铬、镉有明显去除效果，tween-80对污染土壤中镉、铬的去除率分别为37.06%和61.2%。Mulligan等[29]用鼠李糖脂、沙凡婷和槐糖脂3种生物表面活性剂分别去除沉积物中的Cu、Zn2种重金属，研究表明：0.5%的鼠糖脂可去除65%的Cu和17%的Zn；沙凡婷可去除15%的Cu和6%的Zn；两者均对有机态和氧化态金属表现出好的去除效果；4%的槐糖脂可去除25%的Cu和60%的Zn，对碳酸盐态的重金属表现出良好的去除效果。Hong等[30]研究用皂角苷去除砂土和粘土中的重金属时发现，皂角苷浓度越大，Cd、Pb、Zn和Cu的去除率越高，当浓度为10%时，去除率达到最高值。
化学表面活性剂因其可生物降解性差，故会对环境造成大的危害。而生物表面活性剂由于来源广泛、化学结构多样、易降解、不造成二次污染，在重金属污染土壤的修复研究中逐渐受到人们重视。
3.5复合淋洗剂
在一些条件下，单一的淋洗剂用于土壤污染物淋洗效果差，而不同类型的淋洗剂进行优化复配，可达到协同增溶效应，实现对土壤中污染物最大去除率的强化作用，并节约淋洗剂的使用量。EDTA和柠檬酸是土壤重金属污染洗涤修复中最常用的洗涤剂，研究表明[31]，1∶1为两者最佳复配比，As、Cd、Cu和Pb的洗脱率分别为11.72%、43.39%、24.36%和27.17%。平安等[32]发现，在酒石酸与皂角素以体积比1∶1混合时，对Cd、Pb和Zn的浸取率最高，分别达到87.62%、36.30%和20.67%，酒石酸与皂素联合浸取效果高于皂角素，略低于酒石酸，但其弱酸性对土壤性质影响小。石福贵等[33]通过盆栽试验，研究鼠李糖和EDDS对黑麦草生长和吸收土壤中重金属Cu、Pb、Cd和Zn的影响，结果显示，同时施加0.4g/kg的EDDS和1g/kg的鼠李糖脂大幅增加了土壤溶液中Cu、Pb、Cd和Zn的浓度，显著增加了黑麦草地上部植株中4种重金属的含量。
不同类型化学淋洗剂对金属去除能力不同，利用其差异进行组合优化，不仅可显著增强淋洗效果，同时又减少淋洗剂对土壤的破坏作用，具有较好的应用前景。
4化学淋洗修复重金属污染土壤存在的问题及展望
化学淋洗技术修复重金属污染土壤效果稳定、彻底、周期短，但同时也存在不足。首先，淋洗修复土壤时需要消耗大量的淋洗剂，不仅产生很高的处理成本，而且会产生大量的淋洗废液，对其处理和回收成为一大问题。其次，淋洗剂在淋出重金属的同时，势必会将土壤中的一部分其他矿物元素洗脱出去，造成土壤中营养元素的流失，导致土壤肥力的下降。
针对化学淋洗技术修复重金属污染土壤存在的问题，提出今后发展方向：
①对已有的淋洗剂复合优化，开发环境友好、可生物降解的淋洗剂，尤其是有机酸和生物表面活性剂等新型淋洗剂。
②着重研究如何回收重金属及处理淋洗废液，以降低修复成本。
③研究化学淋洗技术与植物修复或微生物修图际醯牧合使用，优势互补，扩大适用范围。
参考文献：
[1]LiXiaoyu，LiuLijuan，WangYugang，etal.Heavymetalcontaminationofurbansoilinanoldindustrialcity（Shenyang）inNortheastChina[J].Geoderma，2013，192（1）：50～58.
[2]WangShuailong，XuXiangrong，SunYuxin，etal.HeavymetalpollutionincoastalareasofSouthChina：areview[J].MarPollutBull，2013，76（1/2）：7～15.
[3]BOLANN，KUNHIKRISHNANA，THANGARAJANR，etal.Remediationofheavymetal（loid）scontaminatedsoils-Tomobilizeortoimmobilize[J].JHazardMater，2014，266：141～166.
[4]LiZhiyuan，MaZongwei，vanderKUIJPTJ，etal.AreviewofsoilheavymetalpollutionfromminesinChina：pollutionandhealthriskassessment[J].SciTotalEnviron，2014，468/469：843～853.
[5]环境保护部.全国土壤污染状况调查公报[R].北京：国土资源部，2014.
[6]秦樊鑫，魏朝富，李红梅.重金属污染土壤修复技术综述与展望[J].环境科学与技术，2015，38（12Q）：199～208.
[7]赵景联.环境修复原理与技术[M].北京：化学工业出版社，2006：
[8]张中文.茶皂素对土壤重金属污染淋洗修复的影响研究[D].泰安：山东农业大学，2009.
[9]O’SHAUGHNESSYJ.C.，BLANCF.C.Aqueoussolventremovalofcontaminantsfromsoils[J].Remediationengineeringofcontaminatedsoil.NewYork：MarcelDekkerInc.，2000.
[10]蒋小红，喻文熙，江家华，等.污染土壤的物理/化学修复[J].环境污染与防治，2006，28（3）：210～214.
[11]周启星，宋玉芳.污染土壤修复原理与方法[M].北京：科学出版社，2004：263～279.
[12]高国龙，张望，周连碧，等.重金属污染土壤化学淋洗技术进展[J].有色金属，2013，3（1）：49～52.
[13]SERVERR，REDDYKR.Evaluationofsoilwashingprocesstoremovemixedcontaminantsfromasandyloam[J].J.HazardMater.，1996（45）：45～57.
[14]MOUTSATSOUA，GREGOUM，MATSASD，etal.Washingasaremediationtechnologyapplicableinsoilsheavilypollutedbymining-metallurgicalactivities[J].Chemosphere，2006，63（10）：1632～1640.
[15]李海波，李培军，孙铁珩，等.用淋洗法修复张士灌区CdPb污染沉积物的研究[J].农业环境科学学报，2005，24（2）：328～332.
[16]陈春乐，王果，王B玮.3种中性盐与HCl复合淋洗剂对Cd污染土壤淋洗效果研究[J].安全与环境学报，2014，14（5）：205～210.
[17]平安，南绘.有机酸对土壤重金属的浸提效果研究[J].农业科技与装备，2011（6）：24～25，28.
[18]李玉双，胡晓钧，宋雪英，等.柠檬酸对重金属复合污染土壤的淋洗修复效果与机理[J].沈阳大学学报，2012，24（2）：6～9.
[19]GHEJUM，PODER，MANEAF.Comparativeheavymetalchemicalextractionfromanaerobicallydigestedbiosolids[J].Hydrometallurgy，2011，108（1/2）：115～121.
[20]梁金利，蔡焕兴，段雪梅，等.有机酸土柱淋洗法修复重金属污染土壤[J].环境工程学报，2012，6（9）：3339～3343.
[21]程艳，高静，徐红纳，等.螯合剂EDTA简介[J].化学教育，2009（5）：4～6.
[22]ANDREWHongPK，CHELSEALI.FeasibilityofmetalrecoveryfromsoilusingDTPAanditsbiostability[J].Hazardous.Mater.，2002，94：253～272.
[23]曾敏，廖柏寒，曾清如，等.3种萃取剂对土壤重金属的去除及其对重金属有效性的影响[J].农业环境科学学报，2006，25（4）：979～982.
[24]可欣，李培军，张昀，等.利用乙二胺四乙酸淋洗修复重金傥廴镜耐寥兰捌涠力学[J].应用生态学报，2007，18（3）：601～606.
[25]MEERSE，TACKFMG，VERLOOMG.Degradabilityofethylenediaminedisuccinicacid（EDDS）inmetalcontaminatedsoils：implicationsforitsusesoilremediation[J].Chemosphere，2008，70（3）：358～363.
[26]BEGUNZA，RAHMANIM，TATEY，etal.Remediationofcontaminatedsoilbywashingwithbiodegradableaminopolycarboxylatechelants.Chemosphere，2012，87（10）：1161～1170.
[27]吕青松，蒋煜峰，杨帆，等.重金属污染土壤淋洗技术研究进展[J].甘肃农业科技，2010，（3）：33～36.
[28]陈锋，傅敏，马文琳.表面活性剂修复重金属污染土壤的研究[J].四川环境，2012，31（4）：61～64.
[29]MULLIGANCN，YONGRN，GIBBSBF.Heavymetalremovalfromsedimentsbybiosurfactants[J].JournalofHazardousMaterials，2001，85（1-2）：111～125.
[30]K.J.HONG，S.TOKUNAGA，Y.ISHIGAMI.ExtractionofheavymetalsfromMSWincineratorflyashusingsaponins[J].Chemosphere，2000，41（3）：345～352.
[31]尹雪，陈家军，蔡文敏，等，EDTA与柠檬酸复配洗涤修复多重金属污染土壤效果研究[J].环境科学，2014，（8）：3096～3101.
常用的土壤修复技术范文篇7
[关键词]农村地区；土壤污染；治理策略
中图分类号：Q938.1+3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）33-0215-01
引言
土壤污染是指人类活动进入土壤并积累到一定程度的污染物，导致土壤环境恶化，对生物、水体、空气和人体健康造成危害。目前，除大气和水污染外，土壤污染已成为第三大环境污染。在我国，受污染的耕地面积达8000万公顷，占中国总耕地面积的63.5%。由于土壤污染不易被人感知，只能通过各种受体（动物和植物）和特殊的测试可以发现，往往没有引起足够的重视，而土壤污染治理成本高、周期长，缺乏有效的修复技术，增加了治理难度。土壤是农业赖以生存的资源，人们从土壤中获取食物，土壤污染直接造成农作物的污染，威胁着人们的健康。目前，我国农村地区的土壤存在着重金属污染问题，工业废水的排放，导致土壤中铅、汞、镉、铬、砷等重金属和有机污染物超标，也破坏了土壤层，导致某些物质过剩，影响土壤的正常使用。
1农村地区土壤污染类型
农村土壤污染主要有两个方面：第一，重金属污染，铅、汞、镉、铬、砷超标较严重。土壤中的重金属超过标准要求，砷和其他重金属，对肝脏系统、消化系统和免疫系统造成严重的危害，甚至造成器官损害。土壤污染的潜在污染时间长、隐蔽性强、重金属降解缓慢，可连续生产，污染损害大。第二，土壤有机污染。很多农村地区的化工企业，含有大量的有機物，例如，皮革厂废水含酚、硫化物、氨、表面活性剂、有机物会引起微生物疯狂生长，破坏土壤成分同时，一些有机结构，具有很强的致癌倾向，这样的农作物进入人体后可引起癌症。
2农村地区土壤污染来源
农村地区土壤污染来源有自然污染和人为污染，自然污染是指大自然周围的一些矿富集中心或材料形成的自然扩散，造成周围土壤的污染；人为污染包括“三废”污染，即不合理的农业生产、畜牧养殖和大气沉降。而工矿污染是造成土壤污染的主要原因。金属、冶炼、煤炭等排放的烟尘、灰尘等类型的铅和汽油、废水灌溉和废渣都会导致土壤污染。化肥施用不当会造成农田污染，如氮肥引起土壤酸化，磷肥造成重金属污染，钾肥造成土壤酸化或硫酸盐污染，土壤酸化除了影响农产品产量和质量，降低肥料利用率外，还加速了重金属在土壤中的活化，影响植物生长，危害生物健康食品链。
3土壤污染特点及危害
土壤污染具有隐蔽性、滞后性，持久性、累积性、地域性、不可逆性和难以治理性。管理困难，成本高昂。土壤污染会影响作物的产量和质量，影响土壤营养元素和形态的有效性，破坏土壤的矿物结构、理化性质、降低土壤肥力水平，严重的会直接危及生态安全、食品安全和人体健康，而且影响投资业务的业绩，对外贸易和一些重要的国际公约制约区域和国家的可持续发展。
4农村地区土壤污染治理策略
在农村地区，土壤污染对农作物安全生产直接相关。作物流入市场，为了保持中国粮食生产安全，针对土壤污染的存在，政府及相关部门应加强预防和控制措施，重点治理已污染的土壤，恢复土壤层结构，保证粮食作物的安全性。
4.1清理污染土壤
物理恢复是指利用物理手段消除土壤中的金属污染物和有机污染物，使农村发生污染的土壤正常种植，土壤重金属和有机质含量得到内部控制。或利用水泥灌注污染物固定，减少污染物在土层中继续流动。一些农村地区采用深基坑，减少土壤中的重金属含量。农业土壤恢复、物理修复方法是最基本的方法，不能完全解决土壤污染问题。
4.2污染物化学反应处理
化学修复方法常应用于污染严重的地区。同时，化学修复可以有效解决土壤生态修复过程中的污染物污染和环境破坏问题。修复技术最常用的有化学还原法、化学氧化法、化学浸出和电化学修复。化学浸出法是在污染土壤中使用有机化学溶剂，通过化学氧化反映去除污染物。主要使用化学氧化剂、还原剂和污染物氧化来修复还原土壤，减少土壤中污染物的毒性和流动性。原位修复是化学氧化还原的主要形式。
4.3微生物在污染控制中的应用
微生物具有强大的生命力，一些微生物以污染物为食，使污染物分解和消耗，所以土壤污染可以用微生物修复法。对微生物群落的引入可以有效地吸附土壤中的重金属离子，与金属离子的价态变化，降低游离金属离子含量。此外，土壤中微生物的生长会消耗有机质，有机质分解成简单的有机化合物，加速有机污染物的降解速度。微生物修复治理需要综合考虑土壤环境，如果土壤污染程度较高，细菌群落选择不合适，会导致微生物死亡，所以在污染控制中的应用微生物还需要进一步的研究。
4.4增加污染土壤区域内的植被种植
植物可以改善土壤结构，很多植物可以吸收污染物，污染物将被固定，吸收和分解。植被恢复通常侧重于污染物的提取，通常持续性植物提取技术是直接吸收土壤中的污染物，或用植被诱导萃取技术，以活性物质降低各种污染物的积累，提高污染物的萃取效率；植物对污染物具有较强的吸附选择性，将土壤中的污染物吸附固定，逐渐提高土壤结构，使土壤逐渐恢复到耕地的程度。
4.5加强农村环境保护法制建设，为农村环境保护提供法律保障
国家层面应对农村环境保护和农村污染防治专门立法，为农村土地污染防治提供具体法律规定、法律依据和法律保障。在立法技术上，将环保审批做为工商登记前置，对易污染、重污染企业，进一步严格政策门槛和法律准入，力争从源头控制污染。各级政府和有关部门要进一步明确农村环境保护和污染控制的权力和责任，完善农村环境管理机构，规范农村环境污染检测制度，建立科学的农村环境保护协调机制，避免农村环境执法难、管理难。在环境法律制度方面，应进一步完善农村公益诉讼机制，加强农村环境污染事故的民事、行政和刑事责任追究力度，尝试建立地方环境污染损害评估机制，向农村居民提供便利与污染损害鉴定服务。
5结语
综上所述，中小企业污水随意排放会造成地下水和农村灌溉水源和污染，近而对土壤产生污染。土壤污染防治应采用多种方法，利用化学反应处理和微生物处理方法对污染土壤进行净化，通过绿色植被减少土壤污染物浓度，确保粮食安全生产。
作者：丁伟
参考文献
[1]谢文明，于飞，冯晓宇，周影茹，孙力，孙海军，陈莹，卢伟伟，陆玉芳，陈贵，黄梦静，施卫明.太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状调查[J].土壤，2014，04：613-617.
常用的土壤修复技术范文篇8
关键词：石油污染；土壤污染；治理技术
随着工业的发展，石油的需求量大幅度增加，并且在开采、运输、贮藏、加工过程中，由于意外事故或管理不当，导致石油排放到农田、地下水、海洋，使环境遭受污染，直接危害人类生产与生活。据资料统计，目前每年有800多万吨石油进入世界环境，污染土壤、地下水、河流和海洋，其中石油对土壤的污染主要是破坏土壤结构影响土壤通透性，损害植物根部，阻碍根的呼吸与吸收，最终导致植物死亡。其次，被污染到土壤的石油芳香烃类物质对人及动物的毒性较大，其中的苯、甲苯、二甲苯、酚类等物质，如果经较长时间较大浓度接触，会引起恶心、头疼、眩晕等症状[1]。此外，石油中的多环芳烃类物质具有强烈的三致作用，能通过食物链在动植物体内逐渐富集，它在土壤中的富集更具危害。鉴于土壤污染的严重危害，治理土壤石油污染势在必行，已引起许多国家高度重视，不断采取措施，治理石油污染。
1．土壤石油污染现状及危害
1.1土壤石油污染现状
石油工业是国家综合国力的重要组成部分，但石油开采石油化工行业的发展及石油产品的广泛使用，使石油污染成为世界性公害之一。当今世界石油总产量每年约22×108t。其中17.5×108t是由陆地油田生产的。仅石油污染一项每年全世界就有8×106t进入环境。美国环保署报道，在20世纪90年代已有10万个地下油罐存在不同程度的泄漏。
在植物修复的促进技术方面，目前主要侧重于如下两个方面的研究应用：一方面是综合促进技术的应用。主要采用土壤改良剂及其它农业措施以促进植物修复，如通过降低ph值、投加螯合剂。使用合适的化肥，改变土壤的离子组成来增加生物有效性，促进植物吸收。另一方面是基因工程技术的应用，通过育种和基因工程改良植物形状，使之更适合于进行植物修复。如改进植物根系结构的特性，增加植物降解酶的数量等。目前，对细菌与真菌在土壤石油类污染生物降解性的研究也表明，真菌要优于细菌，因此，筛选针对性的真菌孢子，选择合适的共生植物，接种形成有效的菌根是降解土壤有机污染的重要研究领域[12]。其优点是扩大了微生物与土壤的接触面积和作用时间，同时也增强了植物根系的吸收作用，特别有利于难降解的有机污染物的生物降解[13]。目前该技术还处于实验室研究阶段。
利用特殊的植物也能够降解、吸收部分有机污染物。最新的研究发现，某些有机污染物在土壤中有被“捕集”的倾向，并随着时间的推移变得比较稳定。这些被“捕集”的有机污染物的稳定性、释放行为、环境风险及其影响因素等问题，都可能会影响到植物修复的修复效率。聂发辉提出了新的评价系数即生物富集量系数，此系数的提出扩大了传统超富集植物的定义，使得富集质量分数未达某一水平但生物量很大的植物也能作为超富集植物[14]。超富集植物的研究，目前已有利用沙漠植物去除科威特石油污染土壤中的石油[15]。
用于植物修复的最理想的植物应具有以下几个特性：①即使在污染物浓度较低时也有较高的积累速率；②能在体内积累高浓度的污染物；③能同时积累多种污染物；④生长快，生物量大；=5\*gb3⑤具有抗虫抗病能力，适应环境能力强；=6\*gb3⑥尽量避免选取可食用植物，而多选取非食用的树木、花草等[16]。
（2）动物修复技术
动物修复技术在国外有较长的研究史，国内的研究仍处于摸索阶段。它包括两方面内容：①将生长在污染土壤上的植物体、粮食等饲喂动物，通过研究动物的生化变异来研究土壤污染状况；②直接将土壤动物，如蚯蚓、线虫类饲养在污染土壤中进行有关研究。
土壤动物在土壤生态系统中起着分解有机质、改变土壤理化性质、保持土壤持水性和通透性、熟化土壤、促进物质循环等重要作用[17]。注意到蚯蚓等少数几种土壤动物对土壤熟化和修复起到的有利作用，尤其是蚯蚓，它是土壤中最常见的杂食性环节动物。它在土壤中不断钻洞挖穴，不断吞食含有机物质的土壤。每年经蚯蚓消化道排出的泥土每公顷约为8～12t，这些泥土是蚯蚓吞食的土壤经蚯蚓体内丰富的酶系统的作用后，而形成颗粒状的高度融合的有机无机复合肥——蚓粪。这些营养丰富的颗粒物以及蚯蚓本身运动对土壤的机械作用不仅改良了土壤的肥力同时提高了土壤的透气性和吸附能力。研究表明，蚯蚓的钻洞行为可使土壤的空气含量从8%提高到30%，土壤孔隙率从30%,提高到60%。由于蚯蚓是生活在潮湿的土壤中，通过皮肤进行呼吸。据报道在氧分压低至2533pa时仍可维持正常的呼吸，在缺氧条件下还能利用体内糖原的嫌气分解为生命活动提供能源。一般蚯蚓在水下可生存8-10d，大红蚯蚓甚至能在淹水的土壤中生存8～12个月[18]。
鉴于上述蚯蚓的优点，我们是否可以考虑用土壤动物（如蚯蚓、昆虫和原生动物等）的捕食来修复土壤石油污染。
（3）微生物修复技术
微生物修复技术是利用天然存在或特别培养的微生物，在可调控的环境条件下将有毒污染物转化为无毒污染物的处理技术。降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、ph值、通气及营养添加等)来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。微生物修复技术是目前研究比较多而且相对比较成熟的一种技术。根据是否取土操作分为两大类，即原位生物修复和异位生物修复。原位生物修复是污染土壤不经搅动，在原位和易残留部位进行处理。原位生物修复包括投菌法、生物培养法、生物通气法等。异位生物修复是将污染土壤挖出，在场外或运至场外的专门场地进行处理的方法，主要方法有：土壤耕作法、土壤堆腐法、预制床法、生物反应器法等[19]。
除以上所述方法外，还有其他一些生物方法用于石油污染土壤的研究：①酶法，添加一定的污染物于土壤中，待一固定时限后，分析酶活性变化，找出污染对土壤影响的界限[20]；②土壤呼吸法，土壤呼吸作用受土壤中物质成分的影响较大，因此，可通过研究土壤呼吸来研究土壤污染状况；③生物降解法，研究土壤中的某种有机物降解状况也可以间接了解土壤污染状况；=4\*gb3④生物表面活性剂，投加表面活性剂可以增加石油烃类污染物质的表观溶解度,促进微生物对石油烃类物质的获取和降解,提高生物可利用性,大幅度提高微生物的除油效果[21]；=5\*gb3⑤混合菌，环境中石油烃的降解是混合菌共同利用的结果,通常不同的降解菌降解不同类型的烃分子,原油降解是由多种石油烃降解菌协同完成的[22]；=6\*gb3⑥匀强电场和微生物联合修复法，外加电场刺激了微生物脱氢酶的分泌，对石油污染土壤的生物修复具有积极的促进作用[23]。
总之，土壤石油污染的生物修复技术无论是植物、动物还是微生物修复技术等都具有很宽广的发展前景，加强对生物降解烃类过程的研究，开发低成本、无污染、高效率的生物修复技术，使其更加完善、高效、成熟。
3．生物修复技术发展前景
随着石油工业的发展，石油污染土壤的面积正不断扩大，因此如何使石油污染土壤在较短时间内，经处理达到重复利用的标准，是亟待解决的问题。目前,石油污染环境治理方法主要有物理法、化学法和生物法三大类。近年来，生物修复技术在国内外都得到了较快的发展。一批具有特殊生理生化功能的植物、微生物应运而生，基因修饰、改造、克隆与基因转移等现代生物技术的渗透，推动了生物修复技术的进一步应用与发展[24]。石油污染土壤的生物修复技术与其他方法相比具有明显优势，比如：处理成本低，只为焚烧法的1/2～1/3[25]。处理效果好，生化处理后，污染物残留量可达到很低水平。对环境的影响小，无二次污染，最终产物二氧化碳、水和脂肪酸对人体无害，可以就地处理，避免了集输过程的二次污染，节省了处理费等。1989年,对受石油污染的alaska海滩进行的生物修复就是很成功的例子[26]。基于此,石油污染的微生物治理技术作为一种有效的治污手段具有广阔市场和发展前景。
4．存在问题
近年来，世界各国纷纷制定了石油污染土壤的修复与治理计划，并在短时间内已经取得很大进展，但在理论上和技术上还有许多问题尚待解决：①如何根据污染地带石油烃的组成，确定能在最短时间完成生物修复的微生物种群，尤其是筛选能迅速吞噬重质原油的物种[27]；②污染土壤迅速修复的环境条件是什么。筛选或驯化的降解菌一旦进入污染土壤，由于生物和非生物的胁迫作用，引入的微生物难以适应土壤环境，无法维持长期的降解活性，即便存活的降解菌在土壤中也难以达到良好的分散，限制了土壤整体降解能力与净化功能的提高。如何从本质上增强土壤中生物降解功能的多样性和持久性、增强土壤净化功能，是生物修复的关键所在。③石油烃生物降解机理及降解动力学的研究；④营养供给对修复过程的影响以及营养成分对修复土壤种植过程的影响；⑤物质迁移对修复结果和修复深度的影响;=6\*gb3⑥如何提高沥青质、胶质和芳烃的去除效果；=7\*gb3⑦如何调控石油污染土壤的微生态环境非生物因子，增加石油污染土壤中降解微生物的数量和活性，成为提高石油污染土壤生物修复效率的关键问题[28]。研究这些方面的内容,对提高石油污染土壤的修复效能和规模化具有重要的作用。
常用的土壤修复技术范文篇9
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。
常用的土壤修复技术范文篇10
[关键词]矿区；生态平衡；整治技术
[中图分类号]X171.4[文献标识码]A
我国是世界上煤炭产量最大的国家，煤炭作为我国的主要能源，约占一次能源构成的74%，为我国国民经济的高速发展提供了重要支撑。但近年来由于矿产煤炭资源开采等高强度干扰的负效应导致环境质量明显下降，由于直接挖损、采掘引起地表沉陷和煤矸石堆积等原因，破坏和占用大量的土地，使本已十分脆弱的自然生态系统不断退化，矿区退化生态系统稳定性差、自我调控能力低，产生诸如耕地数量急剧下降、农作物减产、生态环境恶化等形式的退化，表现出极端的脆弱性，甚至已威胁到矿区生态安全，同时也给人体健康带来直接或间接的负面影响（胡振琪，2009，2010）。因此，基于以往研究提出矿区土地生态整治关键技术，将为矿区土地生态整治提供科学依据。
1矿区土地生态整治研究进展
发达国家对矿区生态修复与调控技术研究非常重视。美国平均每年采矿占用土地4500hm2，其中47%已得到整治，1970年以来其生态治理率也达到70%左右；英国的土地生态恢复率达到87.6%；德国生态治理率达53.5%；澳大利亚矿区生态恢复与土地生态整治被认为是世界上先进的。我国矿区土地复垦与生态整治工作起步较晚，直到1989年《土地复垦规定》的生效实施，土地复垦才被真正得到重视。目前，我国的土地复垦与生态恢复工作发展迅速，已复垦土地34万hm2，复垦率已达12%。近年来，我国土地复垦与生态重建研究在土地破坏机理、复垦土壤生产力模型、土地复垦界面演替、残余变形预测、矿山区域土地与生态价值评价等以及非充填复垦和充填复垦技术方面取得了较大进展（胡振琪，1997，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000）。土地复垦与生态恢复研究内容更加注重生态与环境问题和生态持续能力的恢复，矿区土地生态整治将得到深入研究和推广；农林科学、生态学和环境科学等领域的研究成果也不断被引入土地生态整治中，使复垦土地重构、重新植被、土壤改良、侵蚀控制等技术更加科学高效（胡振琪，1997，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000；秦文展，2010）。
矿区土地退化是当今土地与生态环境科学领域研究的重要内容。国内外相关研究主要集中在研究退化土壤的定向培育技术，人工土壤构造技术，复垦土壤的侵蚀控制，污染土地适宜的覆土厚度，污染土壤生物修复技术等方面（胡振琪，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000）。目前，国内外矿区土地生态整治工作主要集中在工程处理、受损土壤物理处理和化学处理、生物处理以及矿区景观研究、主要污染治理和生态恢复技术包括开采沉陷预防及控制技术、煤矿塌陷区地表恢复及复垦技术、煤矸石山植被覆绿及景观重建技术、水资源综合利用技术、矿区环境综合治理技术及其应用等（胡振琪，1997，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000；李树志，2000）。
2矿区土地生态整治关键技术
2.1矿区植被恢复技术
植被作为矿区生态系统的重要组成部分，在很大程度上决定着矿区土地退化的进程和逆转，是矿区生态系统演化的主要指征之一，因此，生态系统退化阻控与恢复的核心问题最终归结到退化生态系统植被生态保育上。筛选适应矿区生态环境的适生植物是合理重建矿区植被的重要前提。一般地，所选植物应具有较强的适生性、固氮潜力、成活率和发达的根系。植被栽植应注重工程设计，更应重视植被保护及管理。
2.2人工土壤重构技术
土壤重构是在重塑地貌的地表再造一层人工的土体，以便于种植。复垦土地往往缺少熟化的表土或土壤贫瘠，一些人造表土可作为自然表土的改良剂或直接作为表土使用（胡振琪，2005）。
2.3沉陷地貌重塑技术
沉陷地貌是由于采矿运走了埋藏于地层内部的矿体和部分围岩，或者采矿的同时将地下水疏干，原来的力学平衡被打破，上部岩石发生弯曲变形，重新形成新的应力张力平衡，使地面下凹而形成的再塑地貌。与挖损地貌不同的是，沉陷地其地表物质组成不变，只是地面下沉呈坑状、凹型盆地，同时在四周出现裂隙。针对不同的沉陷地貌，可以采用煤矸石填充法复垦，作为农田进行再种植，或者作为迁村用地或路基。地貌重塑是土地复垦与生态重建的基础工程（汤惠君，2004）。具体的工程技术常见的有梯田法复垦技术、疏排法复垦技术、挖深垫浅法复垦技术、泥浆泵充填复垦技术、利用粉煤灰（矸石、塘泥）造地复田技术等。
2.4生物修复技术
矿区生态恢复主要的生物技术措施包括植物修复和微生物修复。植物修复主要是利用超富集植物对重金属的吸收作用把重金属由地下转移到地上部分，收割地上部以降低土壤中重金属含量。另外，利用重金属耐受型植物稳定修复也是较好的途径。豆科植物是理想的先锋植物，可加速脆弱矿区生态演替（黄铭洪和骆永明，2003）。
微生物修复是指利用微生物的代谢活动降低土壤中有毒有害物的浓度或使其无害化，从而使污染土壤环境尽可能恢复到原始状态的过程（黄铭洪和骆永明，2003）。近年来，关于丛枝菌根（AM）真菌在矿区土地生态整治中的应用研究越来越深入。是自然界中普遍存在的一种土壤微生物，90%以上的陆生有花植物都能与它形成共生体系。丛枝菌根能够促进植物吸收利用矿质养分和水分，提高作物抗逆性和抗病性，改良土壤结构，增强土壤肥力，提高苗木移栽成活率，促进植被恢复，丛枝菌根的这些生理生态特性使得菌根技术具有克服矿区生态重建中氮、磷及有机质含量极低、土壤结构不良、持水保肥能力差、极端值、干旱或盐分过高引起的生理干旱等潜力。在受损的生态系统中人为地引入AM真菌接种剂，能够加速被破坏生境中植被的恢复。在长期世代演替的自然生态系统中，AM真菌是其结构发生变化的一个重要调节因子，已被认为是矿区、退化草场等生境植被恢复的“生物调节剂”。迄今为止，已有很多关于应用菌根生物技术恢复退化生态系统的成功范例。澳大利亚在矿区土地复垦中广泛地使用了菌根生物技术。在煤矸石山和矿区塌陷地栽培植物时接种AM真菌，不但提高了植物的成活率，而且提高植被盖度，增加了物种丰富度，对植物生长具有明显的促进作用，对土壤具有一定的改良效应，提高了生态系统的稳定性（毕银丽等，2007，2008，2010；杜善周等，2008）。大量的试验已经证明在被扰动生境的恢复过程中，外来菌种的引入和土著菌种的培育可以增加植物的产量，也可以促进原生植被恢复。
2.5化学改良技术
多数矿区退化土壤缺乏有机质和矿质营养元素。整治土地未来利用方向为农林业的，其首要前提是培肥土壤。有机废弃物可作为土壤添加剂，同时可通过螯合作用降低其毒性。包括化肥等无机添加剂也可有效改善土壤肥力特性，大部分矿区废弃地缺乏N、P等营养物质，一般添加肥料或利用豆科植物的固氮能力来提高土壤肥力（黄铭洪和骆永明，2003）。
2.6景观恢复技术
采矿迹地是剧烈人为干扰下的一种特殊景观类型，是人类为获得矿产资源而对土地进行剧烈改造的区域。基于景观生态规划与设计的生态重建就是使采矿废弃地具有具体利用方式和一定水平的生产力，维持相对稳定的生态平衡，与周围景观特征相协调，最终达到生态整体性目标。矿区废弃地有多种类型，不同类型具有不同的生态重建途径。矿区废弃地隶属各种尺度的景观类型，基于景观生态学原理设计科学的景观格局和适合的生境条件，即依靠景观生态规划与设计实现生态重建目标（龙花楼，1997；陈秋计，2006；谢宏全，2007）。通过土地整治和生态建设提高自然和半自然生境的面积，增加土地利用的多样性和景观要素的镶嵌性，以提高农田的生物多样性保护和景观娱乐休闲功能。
农田景观恢复施工技术。矿区开采沉陷量不大或开采下沉后土地坡度变化较小的非积水塌陷区。采用直接平整利用或自然恢复利用的方式：积水较少区利用煤矸石、粉煤灰等固体废弃物进行充填复垦；积水较深区域，采用挖深垫浅法，建立塘基式农田；未稳定沉陷区采用预复垦。
另外，对于位于沉陷区的村落，可采用村落恢复技术，在新农村建设中注意保护、规划村落，发展中心村，节约用地，维护乡村特色。矿山尤其是露天矿采矿时常常会破坏山体，可采用山体恢复技术对山脊生态廊道进行修复，保持山脊线的自然连续性，并尽可能留出更宽的视线通廊。
参考文献：
[1]白中科.黄土区大型露天煤矿退化土地的生态重建研究[D].山西农业大学博士论文，1997.
[2]白中科.山西矿区土地复垦科学研究与实验示范18年回顾[J].山西农业大学学报，2004，24（4）：313-317.
[3]毕银丽，陈铸，曹楠等.丛枝菌根对矿区塌陷地环境修复的生态效应[J].中国科技论文在线，2010，5（11）：850～854.
[4]毕银丽，刘银平，黄霄羽等.丛枝菌根对尾矿环境的生态修复作用[J].科技导报，2008，26（7）：25-29.
[5]毕银丽，吴王燕，刘银平.丛枝菌根在煤矸石山土地复垦中的应用[J].生态学报，2007，27（9）：3738-3743.
[6]卞正富，张国良.矿区水土流失及其控制研究[J].土壤侵蚀与水土保持学报，1998，4（4）：31-36.
[7]卞正富，张国良.矿山土复垦利用试验[J].中国环境科学，1999，19（1）：81-84.
[8]卞正富.国内外煤矿区土地复垦研究综述[J].中国土地科学，2000，14（1）：6-11.
[9]陈秋计，刘昌华，谢宏全等.煤矿塌陷区景观生态研究[J].矿业研究与开发，2006，26（5）：83-86.
[10]杜善周，毕银丽，吴王燕等.丛枝菌根对矿区环境修复的生态效应[J].农业工程学报，2008，24（4）：113-116.
[11]胡振琪，贺日兴，魏忠义，等.一种新型沉陷地复垦技术[J].煤炭科学技术，2001，29（1）：17-20.
[12]胡振琪，魏忠义，秦萍.矿山复垦土壤重构的概念与方法[J].土壤.2005，37（1）：8-12.
[13]胡振琪，赵艳玲，毕银丽.美国矿区土地复垦[J].中国土地，2001（6）：43-44.
[14]胡振琪.山西省煤矿区土地复垦与生态重建的机遇和挑战[J].山西农业科学，2010（1）：42-45.
[15]胡振琪.土地复垦学研究现状与展望[J].中国科学基金，1997（1）：17-22.
[16]胡振琪.中国土地复垦与生态重建20年：回顾与展望[J].科技导报，2009，17：25-29.
[17]黄铭洪，骆永明.矿区土地修复与生态恢复[J].土壤学报，2003，40（2）：161-169.
[18]李树志.中国煤炭开采土地破坏及其复垦利用技术[J].资源产业，2000（7）：8-11.
[19]龙花楼.采矿迹地景观生态重建的理论与实践[J].地理科学进展，1997，16（4）：68-74.
[20]秦文展，陈建宏.平果铝矿高效复垦示范区土壤质量评价[J].农业系统科学与综合研究，2010，26（3）：304-309.
[21]汤惠君.土地复垦与生态重建[J].衡阳师范学院学报，2004，25（3）：85-88.
[22]谢宏全，胡振琪，陈秋计.煤矿区土地利用景观格局变化分析[J].中国矿业，2007，16（10）：42-45.
常用的土壤修复技术范文1篇11
“毒地”修复再利用并非孤例。在中国如火如荼的城镇化过程中，原先处于市中心或者市郊位置的化工厂、造纸厂、矿场等相继迁出，为了达到地产开发的环保测评要求，这些受到污染的土地首先要经过一番“解毒”手术，尽管耗资不菲，但后续的土地增值效益更加可观。属于复合型重金属污染的沈阳冶炼厂地块，治理难度高，当时由沈阳市环境科学研究院全权负责，根据其提供的数据，一共治理修复污染土壤15.2万平方米，总投资1.2亿元，修复后场地实现土地增值约7.3亿元。土壤修复市场价值魅力凸显，引得众多企业涌入掘金，并初现产业链雏形。
城镇化撬动千亿土壤修复市场
在经历30年的快速发展后，中国受到污染的土壤面积有多广？目前并没有权威部门披露相关信息，但层出不穷的食品安全事件正是这一问题的表征。环保部曾联合国土资源部斥资10亿元，耗时6年时间对全国的土壤污染情况进行摸底，然而最终这一调查结果被束之高阁，未能公开。中国土壤污染的严重程度不言自明，但真实情形却“犹抱琵琶半遮面”，从而给土壤修复行业蒙上了一层神秘面纱。
土壤污染主要分为有机污染（以农药污染为主）、化肥污染、重金属污染和其它污染。原环保总局早期调查显示中国大约90%的土壤污染为重金属污染。上世纪80年代开始发展的化工业和矿山开采、各类制造型工厂，以及近年兴起的IT产业供应链都是重金属污染的原凶。据公开报道，IT配套业发达的珠江三角洲地区近40%的农田菜地土壤遭重金属污染，其中10%属严重超标。土壤污染具有延时性、隐蔽等特点，当土壤所受污染超过自身净化能力时，如不及时修复，重金属会不断累积，说其为定时的化学炸弹并不为过。
“毒地”规模庞大，但具有商业修复可能性的则相对“瘦小”许多。由于受到修复资金短缺等限制，污染地块必须要具备后续开发价值，地方政府才有足够的动力与资金去修复。随着城市的发展和扩容，城市建设用地规模紧张，原工业、矿业用地，市郊的生活垃圾用地，或其它特殊用地（如危险品生产、贮运、处理处置等用地）都可能变身城市新区的一部分，污染地块必须经过治理方可再规划，而这部分治理成本通常都能够通过地块拍卖或升值收回。这也是为什么在城区污染场地修复、矿山土地修复和耕地修复三种土壤修复类型中，污染场地修复成为掘金焦点的原因。
污染场地修复的具体价格取决于受污染的程度及修复时限长短。从各地披露的信息看，一个大型污染场地的修复动辄耗资过亿元。2011年，武汉市环保局对口区化工企业搬迁后腾退的土地进行了初步调查，4118亩土地中，污染土壤面积为1260亩，占比30.6%，而后期的土壤与地下水详查及土壤修复工程总投资预算约24亿元。2013年，苏州、常州、无锡等地也相继推出了五六个上亿规模的项目。
据中科院地化所估算，目前中国城市受重金属污染地块共有七八百块，以此推算场地修复市场规模不下千亿元。而在未来，随着环保立法的跟进，矿山污染、耕地污染等更严重的问题或可解决资金难题，土壤修复企业的市场空间将进一步扩容。事实上，在环境产业发达的国家，土壤修复产业在环保行业中的产值份额高达30%-50%，而这一比例在中国当前还不到1%。“十二五规划”中，节能环保行业总产值将在2015年达到4.5万亿元，庞大的基数效应加乘规模占比的攀升，可以预见，现在还稍显冷门的土壤修复产业在日后将攫取更多的注意力和资本的关注。
40%高毛利集结产业资本
土壤修复行业刚刚起步，2011年，有20多家以“环境修复”为关键词的新公司注册，现在仅北京地区就已增加到100多家。行业前景看涨，传统的专业技术力量和受前景及高利润率诱惑的企业一同涌入，共同塑造着现下野蛮生长、无序竞争的行业格局。
从程序上看，土壤修复的过程大致可分为污染土壤的环境评估、修复方案的咨询设计、修复工程的实施，及修复后的验收测评。不过，由于中国土壤修复产业目前主要服务于房地产开发，且无相关法律法规约束，因此具体如何操作还是由开发商说了算。各地环保局科研所及相关院校如中科院南京土壤研究所、清华大学环境学院、中国地质大学等，由于具有专业知识上的积累，主要参与环境风险评估、方案咨询设计及验收测评这三个环节。在政府立项的重难点示范工程中，由于具备政治资源及地缘的优势，也会出现由科研机构全面负责的案例。但科研机构在产业中面临着施工资质缺乏、需借助外力修复施工以及实施效果好的修复技术因耗时长而难以进入商用市场两大竞争劣势。
相比科研机构，专业的土壤修复企业凭借资本和技术引进扮演着创新者的角色，其优势在于具有更好的市场敏感度，且能更方便地提供一站式服务。以北京建工环境修复有限责任公司为例，国内第一例农药污染场地、焦化场地、石化场地修复项目均由其完成。纵观其发展历程，一方面是积极与传统科研机构的合作成立修复技术研发中心、工程技术中心等，借助外部知识力量提升自身技术；而另一方面，母公司北京建工集团也为其提供了“近水楼台先得月”的机会，凭借“立足北京”的区域优势抓住了北京城市改建的机遇。目前北京建工环境修复已基本成长为全能型选手，业务也扩展至兰州、武汉等地。而在长三角等地，以杭州大地环保、北京高能时代为代表的民营企业则在分食着中小型土壤修复项目。
资本同样已悄然入驻。北京建工环境修复得到了红杉资本、北京国资部门及中持环保等的增资入股，而德丰杰基金也在密切关注这一产业中的投资机会。土壤修复产业的快速增长和高毛利是实业及资本捧场的重要因素。从创业板上市公司永清环保（300187）2012年的年报中不难看出，重金属土壤修复的毛利率高居所有业务之首，达到40%，且2012年的营收同比增长了2.6倍（表1）。
在市场规模扩大，而现存企业规模小、数量少的情况下，不少相关企业将土壤修复列入了转型扩张的新方向。通过巨潮信息检索发现，从事餐厨垃圾、固废回收处理的环保企业如江苏维尔利、桑德环境、铁汉生态等，均在积极储备与土壤修复相关的技术和人才，而园林景观类企业如东方园林，也毫不掩饰对生态修复市场的垂涎之意，在其二次创业的新发展战略中，计划以景观为切入点，整合流域治理和土壤修复技术，进军生态修复板块。
与土壤修复相关的土壤质量检测是另一大商机。引入第三方来评估场地污染情况及修复后的效果，将使修复过程更加透明。不过，土壤检测作为环境检测中的一个分支，目前只要取得CMA资质认可的机构，就可向社会出具具有证明作用的数据和结果。因此这一领域的掘金者是现成的，竞争也已相当激烈，科学院所下辖的检测中心如清华大学环境质量检测中心、专业的第三方检测企业如华测检测等均已覆盖这一业务，并可实现网络下单、异地送检等一站式服务。
同样经历过“先污染、后治理”的发达国家拥有着成熟的环保产业，海外环保巨头在中国污水处理等领域占尽技术及资本优势，不过在土壤修复行业则受到政策掣肘。因为土地污染数据的敏感性，目前外资企业主要参与方案咨询设计环节，而未能进入修复施工领域。不过巨头们并不甘心就此蛰伏，而是通过各种方式潜伏其中，如比利时DEME集团与中方对半合资成立了大连德泰土壤修复工程有限公司，成为老东北工业基地上的第一家土壤及地下水污染治理的专业公司，大化老厂区成为其示范工程试点。而国际工程咨询服务公司伊世特（ESD）收购了一家名为中环循环境技术中心的中资企业，曲线进军中国市场。日本的土壤改良公司JEM则和曹妃甸开发区合作，试验的盐碱地改良项目效果明显，销售额有望从3亿日元摸高至100亿日元。
总体来看，专业选手正在积极热身跑步入场，非专业选手满天飞则是当下的尴尬现状。由于中国土壤修复行业暂无具体法规，对企业的准入门槛和资质也尚未有明文定规，在有的地产商那里，土壤修复工程简化成两个词—“挖走，埋掉”。只要不影响自己开工，是否造成“二次污染”不用理会。在地产商偏好于以价格高低决定项目权的大环境下，专业的土壤修复企业抵不过挖土方的工程队也是常有之事。中国环境修复网总编高胜达就评论道，根据他们的统计（2012年），100多家企业在做土壤修复相关的事情，但真正有能力做好的不足10%。
法治与环节独立：
成熟市场的修复经验
巨大的掘金价值伴随着法律空白下的无序竞争，是没有“裁判”的必然现象。虽然中国早在2006年就已经开始了相关法案的起草工作，但尚未形成有效的土壤污染综合防治体系，缺乏土壤污染治理的专项法律法规。作为立法组的首席专家，武汉大学环境法研究所所长王树义曾于2013年初透露，酝酿多年的土壤污染防治法不久将出台，该法将最终确定以“治”为重点，“防治兼顾”的立法方向。
从环保产业发达的国外市场来看，有法可依将是产业发展的有力催化剂。日本在上世纪经历“四大公害事件”后，先是于1970年颁布了《农用地土壤污染防止法》，2002年又出台了主要针对城区工业迹地污染的《土壤污染对策法》。据日本环境省土壤环境中心的初步计算，仅《土壤污染对策法》就催生出13.3万亿日元的行业产值规模，其中调查费用2.3万亿日元，净化费用11万亿日元。该法的实施还刺激了土壤污染评价、土壤调查对策工程中介，以及与土壤污染有关的保险业务、金融业务等相关产业的发展。
法律的“定责机制”无疑将保障修复资金来源。不过，环境保护与经济增长之间存在一定的取舍平衡，尤其是中小企业难以自筹污染修复的资金，一步到位并不现实。国家专项基金援助也必不可少，荷兰在20世纪80年代已投资15亿美元进行土壤污染的修复，而德国在1995年一年之内就投资了60亿美元净化污染土壤。中国也已开始初步尝试，在“十二五”规划中，土壤修复工程成为重点规划的治理项目，国家初步投入的专项资金将达300亿元。
常用的土壤修复技术范文篇12
[关键词]土壤重金属污染修复技术
中图分类号：G302文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）04-0346-01
1.引言
近年来，土壤重金属污染已成为严重的世界性问题和难题，越来越受到人们的关注。导致土壤环境产生污染的重金属主要有汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）、准金属砷（As）等生物毒性显著的元素，也包括有一定毒性的锌（Zn）、铜（Cu）、钴（Co）等常见元素。土壤重金属污染是影响人类健康和环境质量的主要问题之一，它不仅影响农作物生产，而且也影响大气和水环境质量，甚至通过食物链危害人类的健康。因为重金属在土壤中不能为微生物分解，因而会在土壤中不断积累，影响土壤性质，甚至可以转化为毒性更大的烷基化合物，被植物和其他生物吸收、富集，进而通过食物链在人、畜体内蓄积，直接影响植物、动物甚至人类健康。所以，土壤重金属危害防止的问题亟待解决。
2.土壤重金属的危害
2.1对土壤酶的危害
土壤酶是一种生物催化剂，是反映土壤肥力的一个敏感性生物指标，更加直接反映了土壤生物化学过程的强度和方向[2]。有研究表明，Hg对脲酶的抑制作用最为敏感，长期大量施用含Pb的污灌，有可能使土壤中氮的转化受到较为严重的影响[3-4]。
2.2对植物及农作物的危害
土壤中的重金属会对植物产生一定的毒害作用，引起株高、主根长度、面积等一系列生理特征的改变[5]。主要是因为吸收到植物体内的重金属能诱导其体内产生某些对酶和代谢具有毒害作用和不利影响的物质，如H2O2、C2H2等类物质。对农作物的危害亦是如此，污染土壤中的重金属会通过作物根部的吸收进入作物体内灌溉水中含2.5mL的Hg时，水稻就可发生明显的抑制生长的作用，表现为生长矮小，分孽减少，根系发育生长不良，叶片失绿，穗小粒空，产量降低，籽粒含Hg超出食用标准（≤0.2mg/L）。
2.3对人类的危害
重金属对土壤污染后，人们通过食物链不断摄取有害物质，这些物质在体内累积达到一定剂量后产生毒害症状。当人体摄入或吸入过量的Cd，会引起身体各器官一系列的病变，可引发以骨矿密度降低和骨折发生机率增加为特征的骨效应。可见，土壤重金属污染对人体产生极大的危害。
3.土壤重金属的修复技术
3.1物理修复
物理修复主要包括土壤淋洗、电动修复和电热修复三种修复技术。
土壤淋洗是应用最早，也是应用最多、技术最成熟的物理修复方法。土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中去，再把富含重金属的废水进一步回收处理的土壤修复方法。土壤淋洗技术实际操作较为复杂，虽能有效去除土壤中的重金属，但由于投资过高，并有可能造成土壤二次污染，因此在大面积土壤污染中应用较少。
电动修复是一种原位修复技术，近年来发展很快，在一些欧美国家已进入商业化。但事实上，实验室采用一种金属离子的溶液做模拟试验常能有效地去除土壤中的金属离子，有时也得到相反的结果。这主要与pH控制着土壤溶液中重金属离子的吸附与解吸、沉淀与溶解有关，而且酸度对电渗速度有明显影响，所以如何控制土壤pH值是电动修复技术的关键。
电热修复技术是利用一些重金属在高温下快速挥发的特性，用高频电压加热土壤，重金属受热挥发，离开土壤以达到修复土壤重金属污染的目的。但是，在高温加热的同时也对土壤本身造成了严重的破坏。
3.2化学修复
化学修复包括化学改良剂修复、表面活性剂修复和有机质改良。
化学改良剂修复是通过向污染土壤添加不同的改良剂，通过增加土壤有机质、阳离子代换量和黏粒的含量以及改变土壤pH，Eh和电导率等理化性质，而使土壤中的重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低土壤重金属的生物有效性。该技术关键在于选择经济有效的改良剂，不同改良剂对重金属的作用机理不同，因此在实际操作中必须明确改良剂的作用机理才能应用，避免形成二次污染。
表面活性剂修复即利用表面活性剂润湿、增溶、分散、洗涤等特性，改变土壤表面电荷和吸收位能，或从土壤表面把重金属置换出来，以络合、螯合物的形式存在于土壤溶液中，加快重金属在土壤溶液中的流动性。表面活性剂有助于重金属从土壤颗粒上解析出来，并进入土壤环境，增加污染物在土壤环境中的可动性，从而加速污染物的去除。
有机质对重金属污染土壤的净化机制主要是通过腐殖酸与金属离子发生络合反应来进行的，作为土壤中重要的络合剂，有机质中的-COOH，-OH，-C=O和-NH2等均能与重金属发生络合、螯合，使土壤中重金属的水溶态和交换态明显减少。陈世宝等人结合国内外的相关报道，对有机质治理土壤中重金属污染做了应用研究，指出有机质改良法可兼顾环境、经济和社会效益，是土壤重金属污染治理的一个很好方向。
3.3生物修复
生物修复包括植物修复和为生物修复。
植物修复技术是一种以植物忍耐、分解或超量积累某些化学元素的生理功能为基础，利用植物及其共存微生物体系来吸收、降解、挥发和富集环境中污染物的治理技术。陈同斌等2002年发现砷超富集植物蜈蚣草（PterisvittataL）。刘金林等发现一年蓬（Erigeronannuus（L.）Pers.）对重金属有较强的富集能力，鸭跖草（CommelinacommunisL.）、艾蒿（Artemisiaargyi）对Cu具有较强的富集能力[13]。杨肖娥等发现锌超富集植物东南景天（Sedumalfredii），其地上部Zn含量高达4134～5000mg/kg。XingfengZhang等发现了Cd的超富集植物―少花龙葵（Solanumphoteinocarpum）。植物修复是一种新兴的绿色生物技术，能在不破坏土壤生态环境保持土壤结构和微生物活性的情况下，通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收，从而修复被污染的土壤，而且植物修复通常成本较低，易操作并且对环境有益，对动辄大面积亟需治理的受污染农田比较适用，它已成为一项可靠的相对安全的环境修复技术，是一种发展前景较好的净化途径。
微生物修复法就是利用土壤中的某些微生物的生物活性对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，把重金属离子转化为低毒产物，从而降低土壤中重金属的毒性，具有费用低、对环境影响小、效率高等特点，是一项廉价的绿色治理方法。曹德菊利用常规微生物资源（枯草杆菌Bacillussubtilis、酵母菌Yeast、大肠杆菌EscherichiaColi等）对重金属离子Cd2+、Cu2+进行生物修复试验，结果发现在环境中Cu2+、Cd2+浓度较低的情况下，微生物具有良好的修复性能，去除率可达25%～60%。
4.展望
土壤重金属污染来源广泛、危害较大，在今后相当长的时间内仍将是我国所面临的重要环境问题，亟待解决。近些年来，在Se、Hg、Cd、Zn等重金属元素转基因植物研究方面已初获成果。建立重金属的超积累植物基因库；通过应用分子生物学技术和基因工程技术，应用转基因工程技术，将自然界中超富集植物的耐重金属、超富集基因移植到生物量大、生长速率快的植物体内，培育出理想的超积累植物。预期转基因技术的应用在提高植物修复的实用性方面必将有突破性进展。
参考文献
[1]高太忠，李景印.土壤重金属污染研究与治理现状[J].土壤与环境，1999，8（2）：137-140