常用的土壤修復(fù)技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：常用的土壤修復(fù)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：土壤 重金屬污染 修復(fù) 研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（b）-0121-02

隨著世界人口不斷增加，工業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，能源開發(fā)和城鎮(zhèn)建設(shè)飛速發(fā)展。人類改造自然的活動(dòng)不斷擴(kuò)大，愈來(lái)愈多潛在性有毒物質(zhì)排放到生物圈，其中大部分進(jìn)入土壤圈，對(duì)土壤環(huán)境和人的健康構(gòu)成威脅，其中包括重金屬。在化學(xué)中，重金屬一般指密度在4.5 g/cm3以上的金屬，而在環(huán)境污染研究中所說(shuō)的重金屬實(shí)際上主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬，其次是指有一定毒性的一般重金屬，如鋅、銅、鎳、鈷、錫等。目前最引起人們關(guān)注的是汞、鎘、鉛、鉻、砷，被合稱為重金屬污染中的“五毒”。通過(guò)食物鏈，排放到土壤中的重金屬直接對(duì)生長(zhǎng)于被污染土壤上的植物造成傷害以及通過(guò)食物鏈直接或間接地對(duì)人體健康造成傷害。重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)按學(xué)科分主要分為三大類：生物修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和物理修復(fù)，按修復(fù)場(chǎng)地分為兩種：就地修復(fù)和離地修復(fù)。本文主要是以第一種分類方法進(jìn)行有關(guān)論述。

1 重金屬在土壤中的存在形態(tài)

重金屬的生物毒性不僅取決于其總量，更多的是受存在形態(tài)的影響。重金屬在土壤中的存在形態(tài)決定了重金屬的遷移和生物利用，從而影響其生物活性與毒性重金屬在土壤中主要以以下幾種形態(tài)存在（1）水溶態(tài)；（2）可交換態(tài)；（3）碳酸鹽結(jié)合態(tài)；（4）鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)；（5）有機(jī)結(jié)合態(tài)；（6）殘留態(tài)。隨環(huán)境條件的改變，各形態(tài)之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，從而改變重金屬在土壤中的生物有效性和毒性。水溶態(tài)、離子交換態(tài)的重金屬在土壤環(huán)境中最為活躍，活性大，毒性也最強(qiáng)，易被植物吸收，也容易被吸附、淋失或發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)為其它形態(tài)。殘留態(tài)的重金屬與土壤結(jié)合最牢固，用普通的方法不能從土壤中提取出來(lái)，它的活性也最小，幾乎不能被植物吸收，毒性也最小。

2 重金屬的危害

大多數(shù)重金屬元素都是生物代謝非必須元素，當(dāng)其在環(huán)境中的存在量和在生物體中的量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)便會(huì)對(duì)環(huán)境和生物體造成傷害。

2.1 對(duì)環(huán)境的傷害

土壤被重金屬污染，很難清除，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下會(huì)進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其它次生生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

2.2 對(duì)植物的傷害

通常情況下，植物體內(nèi)的重金屬含量隨著其著生土壤重金屬含量的增加而增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定量后，就會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，抑制植物的光合作用過(guò)程、抑制植物的呼吸作用過(guò)程、抑制新陳代謝，導(dǎo)致植物生物量、產(chǎn)量和品質(zhì)下降。

2.3 對(duì)動(dòng)物及人體的傷害

重金屬通過(guò)空氣、水、食物等渠道進(jìn)入動(dòng)物和體內(nèi)，產(chǎn)生遺傳毒性、生殖毒性等，極大地影響了人群的健康和可持續(xù)發(fā)展。土壤重金屬污染在植物中積累后，并通過(guò)食物鏈富集到動(dòng)物和人體中，危害人畜健康，達(dá)到一定量后便引發(fā)癌癥和其它疾病等。某些重金屬如銅、釩、可引起人和的生殖障礙；銅、汞可影響影響胚胎的正常發(fā)育；銅可對(duì)兒童中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成影響，可導(dǎo)致其行為功能改變?nèi)鐚W(xué)習(xí)困難、空間綜合能力下降、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、多動(dòng)、易沖動(dòng)、注意力下降、侵襲性增加、智商下降等；鎘可影響兒童的正常發(fā)育等；錳會(huì)引起肺炎和其它疾病。

3 重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)

3.1 重金屬污染土壤生物修復(fù)技術(shù)

3.1.1 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)（Phytoremediation）指將某種特定植物種植在重金屬污染的土壤上，而該種植物對(duì)土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，將植物收獲并進(jìn)行妥善處理后即可將該種重金屬移出土體，達(dá)到污染治理與生態(tài)修復(fù)的目的。植物修復(fù)通常包括：植物提取作用、植物揮發(fā)作用、根際濾除作用。植物修復(fù)技術(shù)因其廉價(jià)、就地、綠色、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)而廣受關(guān)注和期待，但目前植物修復(fù)技術(shù)也具有自身的局限性，主要表現(xiàn)是：多數(shù)超積累植物，只能積累一種或者兩種重金屬元素，而實(shí)際情況大多為幾種重金屬的復(fù)合污染；其次是超富集植物個(gè)體矮小，生長(zhǎng)緩慢，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，修復(fù)重金屬污染土地效率低，經(jīng)濟(jì)上并不一定合理。因此，能否找到超積累植物是植物修復(fù)技術(shù)是否能夠推廣和業(yè)化的關(guān)鍵。到目前為止，在美國(guó)、澳大利亞、新西蘭等國(guó)已發(fā)現(xiàn)能富集重金屬的超積累植物 500多種，其中有360多種是富集Ni的植物。我國(guó)開展這方面的工作較晚，到目前為止，已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了錳超積累植物商陸（Phytolaccaceae），As超富集植物蜈蚣草（Pteris vittata），大葉井口邊草（P.cretica），Cd超富集植物寶山堇菜（Viola baoshanensis）和龍葵，Zn超富集植物東南景天（Sedumalf redii）以及Cu超富集植物海州香薷（Ellsholtziasplendens）和鴨跖草（Commelina communis）。

3.1.2 重金屬污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)

重金屬污染土壤微生物修復(fù)是利用微生物的生物活性對(duì)重金屬的親和吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低重金屬的污染程度，或通過(guò)微生物來(lái)促進(jìn)植物對(duì)重金屬的吸收等其他修復(fù)過(guò)程。重金屬污染的微生物修復(fù)包含兩個(gè)方面的技術(shù)，即生物吸附和生物氧化、還原。前者是重金屬被活的或死的生物體所吸附的過(guò)程；后者則是利用微生物改變重金屬離子的氧化、還原狀態(tài)來(lái)降低環(huán)境和水體中的重金屬水平。

3.1.3 重金屬污染土壤低等動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

低等動(dòng)物修復(fù)是利用土壤中的某些低等動(dòng)物的活動(dòng)改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)、或者直接吸收土壤中的重金屬，以達(dá)到修復(fù)效果。如張冬明等通過(guò)用中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物與環(huán)境保護(hù)研究所提供的赤子愛勝蚓（Eisenia foetida）和海南省典型的磚紅壤為研究材料對(duì)磚紅壤中Pb的形態(tài)研究表明蚯蚓活動(dòng)降低了殘?jiān)鼞B(tài)Pb含量，顯著提高了土壤交換態(tài)、無(wú)定形氧化鐵結(jié)合態(tài)含量，蚯蚓活動(dòng)可以顯著提高Pb污染土壤的修復(fù)效率[13]。由此表明蚯蚓能夠改變土壤中Pb的形態(tài)分配和能直接吸收Z(yǔ)n和Cd，對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)有開發(fā)前景。

3.1.4 重金屬污染土壤物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)通過(guò)物理手段用清潔土壤更換被污染土壤或部分更換被污染土壤，使污染物濃度降低到臨界危害濃度以下或阻礙污染物與植物根系接觸，從而阻礙重金屬在食物鏈中的傳遞。物理修復(fù)過(guò)程中常用的方法是客土法。日本神通川地區(qū)的鎘污染土壤，截至1997年共有646 hm2土地用物理修復(fù)方法進(jìn)行了修復(fù)。客土法修復(fù)重金屬污染土壤效果好、直接、完全徹底，但也存在實(shí)施費(fèi)用高、客土來(lái)源和污染土壤去向難以解決等困難，經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)難以承受，難以大面積開展修復(fù)。

3.1.5 重金屬污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)方法通過(guò)向土壤中添加一定的化學(xué)修復(fù)劑或用電化學(xué)的方法改變重金屬元素在土壤中的存在形態(tài)、分布特征及遷移性。一方面通過(guò)向土壤中加入一些表面活性劑或螯合劑，增加重金屬的生物有效性，結(jié)合植物修復(fù)技術(shù)或直接清除的方式達(dá)到對(duì)土壤的清潔作用；另外可以向土壤中加入化學(xué)固定劑和穩(wěn)定劑，減少其向植物體累運(yùn)輸，直接阻斷重金屬在食物鏈中的傳遞，從而減輕其給人類帶來(lái)的傷害；再次利用電化學(xué)原理和方法，通過(guò)電流作用誘導(dǎo)重金屬粒子向電極一端聚集，再將其清除。與其它修復(fù)方法相比，化學(xué)修復(fù)方法具有操手段多，效率高，見效快，方便大規(guī)模開展修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)而在很多污染土壤修復(fù)工程中應(yīng)用。常用的化學(xué)修復(fù)方法有：淋洗一提取法、固定穩(wěn)定法、電動(dòng)法。各種具體修復(fù)方法都有其具體的實(shí)施條件和過(guò)程，下面分別給予介紹。

3.2 淋洗-提取法

土壤淋洗技術(shù)是通過(guò)離子交換、吸附與螯合作用將土壤固相中的重金屬轉(zhuǎn)移到土壤液相中，然后處理其廢水，回收重金屬和提取劑，或者結(jié)合植物修復(fù)技術(shù)將重金屬?gòu)耐寥乐蟹蛛x出來(lái)。淋洗法具有方法簡(jiǎn)便、處理量大、見效快等優(yōu)點(diǎn)，適用于大面積、重度污染的治理。特別適用于輕質(zhì)土和砂質(zhì)土，但對(duì)滲透系數(shù)很低的土壤效果不好。但是有些提取劑在使用過(guò)程中也存在負(fù)面因素：無(wú)機(jī)酸沖洗污染土壤時(shí)，會(huì)破壞土壤的理化性質(zhì)，大量土壤養(yǎng)分淋失，破壞土壤微團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)；人工螯合劑又比較昂貴，修復(fù)成本高，（如EDTA）含有重金屬螯合劑的回收上也還存在很多未解決的問(wèn)題，易對(duì)土壤造成二次污染。沖洗劑最好選擇自然來(lái)源的，如酒石酸、檸檬酸等，天然有機(jī)酸除對(duì)重金屬有一定的清除能力外，其生物降解性也好，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

3.3 固定穩(wěn)定法

固定穩(wěn)定法是向土壤中添加一些化學(xué)固定穩(wěn)定劑，改變重金屬的形態(tài)， 降低土壤污染物的水溶性、擴(kuò)散性和生物有效性，從而降低它們進(jìn)入植物體、微生物體和水體的能力，減輕對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的危害。常用的固定穩(wěn)定劑有磷酸鹽類化合物、石灰、高爐渣、礦渣、粉煤灰、腐殖酸類肥料、有機(jī)肥料、氧化劑、還原劑等。受重金屬污染的酸性土壤，施用石灰、高爐渣、礦渣、粉煤灰等堿性物質(zhì)，或配施鈣鎂磷肥、硅肥等堿性肥料，能降低重金屬的溶解度，從而可有效地減少重金屬對(duì)土壤的不良影響，降低植物體的重金屬濃度。同時(shí)也可以向土壤中施用腐殖酸類肥料、有機(jī)肥料、氧化劑、還原劑等，都可以降低污染物的毒性。固定穩(wěn)定修復(fù)法修復(fù)過(guò)程中土壤結(jié)構(gòu)不受擾動(dòng)，大部分添加劑便宜易得、種類多可適當(dāng)選擇，適于大面積地區(qū)操作。

3.4 電動(dòng)修復(fù)法

電動(dòng)修復(fù)法主要是根據(jù)電化學(xué)原理及電解池原理，具有類似性質(zhì)的重金屬離子通過(guò)電遷移、電滲流或電泳的途徑向電極的一端集聚。并通過(guò)進(jìn)一步的處理從而實(shí)現(xiàn)污染土壤樣品的減污或清潔。這種修復(fù)方法具有處理成本低、修復(fù)效率高、后處理方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，有非常好的應(yīng)用前景。但電動(dòng)修復(fù)技術(shù)在重金屬污染土壤修復(fù)的研究起步晚，有關(guān)這方面的報(bào)道少。同時(shí)該方法必須在酸性土壤條件下進(jìn)行，在調(diào)節(jié)土壤酸性時(shí)會(huì)同時(shí)帶來(lái)對(duì)土壤理化性質(zhì)的破壞。

4 結(jié)語(yǔ)

重金屬土壤污染的普遍性決定了土壤重金屬污染修復(fù)的緊迫性和必要性，隱蔽性、滯后性、累積性、地域性、不可逆轉(zhuǎn)性和治理難而且周期長(zhǎng)等特性又決定修復(fù)工作面臨重大挑戰(zhàn)。上文中介紹的各種修復(fù)手段都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，如能將各種修復(fù)方法很好地實(shí)現(xiàn)整合，特別是植物修復(fù)、微生物修復(fù)和化學(xué)修復(fù)方法的整合必然能更有效更經(jīng)濟(jì)地對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)尋找和培育大生物量超積累植物，尋找和培育比傳統(tǒng)修復(fù)微生物修復(fù)效果好的微生物，開發(fā)新型廉價(jià)化學(xué)修復(fù)劑，為重金屬污染土壤修復(fù)工程提供更多物質(zhì)和技術(shù)保障，人類修復(fù)重金屬污染土壤必將成為一件容易的事。

參考文獻(xiàn)

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[3] 周啟星.復(fù)合污染生態(tài)學(xué)[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1995：4-9.

第2篇：常用的土壤修復(fù)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 鎘污染；土壤修復(fù)；生物修復(fù)；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2014）09-0251-03

鎘是環(huán)境中毒性最強(qiáng)的重金屬元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》重點(diǎn)監(jiān)控與污染物排放量控制的5種重金屬之一；具有生物遷移性強(qiáng)、極易被植物吸收和積累的特點(diǎn)，對(duì)動(dòng)植物和人體均可產(chǎn)生毒害作用[1]，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐晒峭床　⒏哐獕?、腎功能紊亂、肝損害、肺水腫等疾病[2]；據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年生產(chǎn)的鎘含量超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品和動(dòng)物造成累積性毒害品達(dá)146萬(wàn)t[3]，鎘污染的農(nóng)田面積已超過(guò)28萬(wàn)hm2，年產(chǎn)鎘超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品達(dá)150萬(wàn)t[4]，我國(guó)市場(chǎng)上常見的市售大米約10%存在鎘超標(biāo)[5]，對(duì)環(huán)境經(jīng)濟(jì)和人類的身體健康造成了極大的隱患。近年來(lái)湖南瀏陽(yáng)、云南曲靖以及廣西河池地區(qū)先后發(fā)生的鎘污染事件[6]造成了極大的影響，因此控制鎘污染，加大對(duì)鎘污染土壤修復(fù)力度已經(jīng)勢(shì)在必行，筆者對(duì)目前最新鎘污染土壤修復(fù)的方法予以全面概述，著重于鎘污染土壤的生物修復(fù)，旨在為后續(xù)的研究提供參考。

1 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)

農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施是指因地制宜選擇耕作管理制度來(lái)減輕重金屬危害，主要包括農(nóng)藝修復(fù)措施和生態(tài)修復(fù)措施。農(nóng)藝修復(fù)措施一般是通過(guò)耕作制度的改變，輔以多種植物組合間作、輪作以及套作或者通過(guò)向鎘污染土壤中加入能結(jié)合游離態(tài)的鎘形成有機(jī)絡(luò)合物的有機(jī)肥，從而達(dá)到有效減少土壤中鎘的含量、降低植物對(duì)鎘的吸收的目的，實(shí)現(xiàn)土壤中鎘的遷移、吸收和降解[7-8]。我國(guó)在生態(tài)修復(fù)措施方面研究較多，一般通過(guò)調(diào)節(jié)包括土壤水分等在內(nèi)的生態(tài)因子來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物所處環(huán)境介質(zhì)的調(diào)控[9]。農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施既能保持土壤的肥力，又能促進(jìn)自然生態(tài)循環(huán)和系統(tǒng)協(xié)調(diào)的運(yùn)作，但存在著修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、見效慢等不利因素。

2 物理修復(fù)

鎘污染土壤修復(fù)常用的物理方法有客土法、換土法、翻土法、電動(dòng)力修復(fù)法等；客土法、換土法、翻土法是常用的物理修復(fù)措施，通過(guò)對(duì)污染地土壤采取加入凈土、移除舊土和深埋污土等方式來(lái)減少土壤中鎘污染。汪雅各等[10]進(jìn)行客土深度改良試驗(yàn)，使青菜體內(nèi)鎘等濃度平均下降50%～80%；目前英、美、荷、日等國(guó)家先后實(shí)現(xiàn)了此法的應(yīng)用，但由于其投資成本大、易發(fā)生二次污染和降低土壤肥力而難以廣泛推廣[11]。電動(dòng)力修復(fù)主要是通過(guò)在污染土壤兩側(cè)施加直流電壓，使土壤中的污染物質(zhì)在電場(chǎng)作用下富集到電極兩端，從而去除污染土壤中的重金屬，目前該技術(shù)己應(yīng)用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金屬污染土壤的修復(fù)。Karim et al[12]采用電動(dòng)和水動(dòng)相結(jié)合的方法對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)100 h后，土壤中約97%污染物被成功去除。物理法修復(fù)鎘污染土壤簡(jiǎn)單、快速，但并沒(méi)有真正將鎘污染從土壤中去除，具有潛在的危害性，加上此法需要大量的財(cái)力、人力和物力，不適宜于大面積的鎘污染土壤治理。

3 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)是指通過(guò)向污染土壤中投入化學(xué)改良劑，對(duì)重金屬進(jìn)行固定轉(zhuǎn)換、溶解抽提和提取分離，從而減少污染土壤中的重金屬含量，改變土壤環(huán)境條件；化學(xué)固定、淋洗和提取是鎘污染土壤化學(xué)修復(fù)較常見的方法。周國(guó)華研究發(fā)現(xiàn)土壤中活動(dòng)態(tài)鎘與穩(wěn)定態(tài)鎘可以相互轉(zhuǎn)化[13]。堿性改良劑[14-15]（石灰、鈣鎂磷肥等）、黏土礦物[16]（沸石、海泡石等）、拮抗物質(zhì)[17-18]（硫酸鋅、稀土鑭等）和有機(jī)質(zhì)[19-20]（泥炭、有機(jī)堆肥等）是較為常用的鎘污染修復(fù)化學(xué)材料；除此之外，一些金屬螯合劑和表面活性清洗劑目前也逐漸應(yīng)用于鎘污染土壤修復(fù)[21]。化學(xué)修復(fù)是在污染土壤基礎(chǔ)上進(jìn)行的，簡(jiǎn)單易行。但它只是改變了鎘在土壤中存在的形態(tài)，并沒(méi)有真正意義上去除鎘污染，存在再度活化危害的可能性，不是一種永久性的修復(fù)措施。

4 生物修復(fù)

生物修復(fù)是指利用生物的某些習(xí)性來(lái)適應(yīng)、抑制和改良重金屬污染。鎘污染土壤修復(fù)一般有動(dòng)物修復(fù)、植物修復(fù)和微生物修復(fù)。

4.1 動(dòng)物修復(fù)

土壤中的某些低等動(dòng)物如蚯蚓、鼠類能吸收土壤中的重金屬，從而在一定程度上降低土壤中重金屬含量[22]；目前該技術(shù)對(duì)重金屬鎘污染修復(fù)的研究仍局限在實(shí)驗(yàn)室階段[23]，敬 佩等[24]通過(guò)在重金屬污染土壤中接種蚯蚓發(fā)現(xiàn)：蚯蚓對(duì)鎘具有較強(qiáng)的富集能力，富集量隨著蚯蚓培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加。但受低等動(dòng)物生長(zhǎng)環(huán)境等因素制約，其修復(fù)效率一般，并不是一種理想的修復(fù)技術(shù)。

4.2 微生物修復(fù)

土壤中的某些微生物對(duì)重金屬有吸收、沉淀、氧化還原作用，可以減輕土壤中重金屬的毒性；主要是通過(guò)改變土壤中重金屬離子的活性，微生物細(xì)胞吸附富集重金屬以及促進(jìn)超富集植物對(duì)重金屬的吸收來(lái)實(shí)現(xiàn)污染土壤的修復(fù)；江春玉等[25]從土壤樣品中篩選出一株對(duì)鎘鉛有極強(qiáng)抗性的拮抗細(xì)菌WS34，可極大提高印度芥菜和油菜富集鎘鉛能力，并對(duì)其生理生化特性進(jìn)行了相關(guān)研究；有報(bào)道稱AM真菌可以增加植物對(duì)鎘的耐性，促進(jìn)鎘等重金屬由植株地下部分轉(zhuǎn)移至地上部分[26]；目前用于鎘污染土壤修復(fù)的微生物涵蓋了細(xì)菌（檸檬酸桿菌、芽孢桿菌、假單胞菌等）、真菌（根霉菌、青霉菌、木霉菌等）和某些小型藻類（小球藻、馬尾藻等）[27-28]。微生物鎘污染土壤修復(fù)法作為一種綠色環(huán)保的修復(fù)技術(shù)，引起國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的極大重視，具有廣闊的應(yīng)用前景，但修復(fù)見效速度慢、修復(fù)效果不穩(wěn)定使得大部分微生物修復(fù)技術(shù)還局限在科研和實(shí)驗(yàn)室水平，實(shí)例研究少。

4.3 植物修復(fù)

植物修復(fù)是指利用植物吸收、吸取、分解、轉(zhuǎn)化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物的技術(shù)的總稱[29]，包括了植物提取、植物揮發(fā)、植物降解、植物根濾和根際微生物降解，其中植物提取修復(fù)即利用超積累植物的特性來(lái)修復(fù)重金屬污染土壤應(yīng)用最為廣泛。超積累植物的概念由Brooks et al[30]在1977年首先提出，目前文獻(xiàn)報(bào)道的超積累植物近20科、500種，其中十字花科較多，主要集中于蕓苔屬、庭芥屬及遏藍(lán)菜屬，對(duì)鎘污染土壤修復(fù)效果較好的的超積累植物包括了十字花科、禾本科在內(nèi)的10余科植物（表1）[27，31-36]；除此之外，一些觀賞性植物[37]、農(nóng)田雜草[37-38]、木本植物[39-41]也是鎘污染土壤修復(fù)超積累植物來(lái)源。

近年來(lái)超積累植物的發(fā)現(xiàn)及研究工作取得了巨大進(jìn)展，但限于此類植物大都矮小、根系短、生物量較低，修復(fù)周期長(zhǎng)而難以廣泛應(yīng)用；單一依靠超積累植物修復(fù)鎘污染土壤已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)需求，因此開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的鎘污染土壤聯(lián)合植物修復(fù)技術(shù)，保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全逐漸成為研究熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外已開展了通過(guò)向土壤環(huán)境中引入有益微生物、施用化學(xué)物質(zhì)和肥料、合理耕作等生物、化學(xué)和農(nóng)藝強(qiáng)化措施來(lái)改善土壤環(huán)境，促進(jìn)超積累植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，從而提高超積累植物修復(fù)鎘污染土壤的效率的一系列研究。有研究表明玉米與東南景天套種，同時(shí)施加混合添加劑；玉米與羽扇豆和鷹嘴豆在不同分隔/間作方式下都能大大提高對(duì)污染土壤中鎘的吸收效率[42-43]；鄧金川等[44]研制了包括味精廢液在內(nèi)多種有機(jī)試劑混合而成的添加劑，提高了植物對(duì)鋅、鎘的吸收效率，明顯降低地下水的中金屬污染。

5 問(wèn)題與展望

鎘污染土壤修復(fù)的復(fù)雜性和高難度使得目前尚無(wú)一種真正穩(wěn)定高效的修復(fù)技術(shù)能滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的需求；物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)能較快實(shí)現(xiàn)土壤中鎘含量的降低，但其僅改變了土壤中鎘的存在形式而沒(méi)有將其徹底清除，往往還存在成本昂貴、工程量巨大、二次環(huán)境污染的問(wèn)題；動(dòng)物修復(fù)和微生物修復(fù)作為一種綠色修復(fù)技術(shù)相比于其他修復(fù)方式具有經(jīng)濟(jì)、方便、不改變土壤固有理化性質(zhì)的特點(diǎn)，但其修復(fù)速度慢、見效時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)土壤環(huán)境要求高的問(wèn)題限制了其大面積的推廣應(yīng)用。利用植物修復(fù)被鎘污染的環(huán)境，不僅成本低廉，而且有良好的綜合生態(tài)效益，尤其適合大面積推廣。尋求更多的鎘污染超積累植物資源，研究鎘超積累植物與根際微生物共存體系，利用分子生物學(xué)和基因工程克服鎘污染超積累植物自身的生物學(xué)缺陷，從而徹底實(shí)現(xiàn)鎘污染土壤修復(fù)的高效、穩(wěn)定、綠色是研究的主要方向。

6 參考文獻(xiàn)

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第3篇：常用的土壤修復(fù)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：危害 重金屬污染 土壤修復(fù)

土壤是地球表面的疏松表層，它是人類賴以生存的重要自然資源，并且在生態(tài)環(huán)境中占有重要地位。而近年來(lái)，隨著工業(yè)的快速發(fā)展和鄉(xiāng)鎮(zhèn)城市化，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，由此會(huì)破壞人類生態(tài)環(huán)境，從而影響人們的健康，因此，土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。

一、土壤重金屬污染的危害

隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，多種工業(yè)如采礦、冶煉、電鍍、廢電池處理、金屬加工等的排放以及農(nóng)業(yè)中各種農(nóng)藥，化肥的施用均是土壤重金屬污染的來(lái)源。據(jù)報(bào)道，全世界平均每年排放Hg約1.5萬(wàn)噸，Cu 340萬(wàn)噸，Mn 1500萬(wàn)噸，Pb 500萬(wàn)噸，Ni 100萬(wàn)噸[1]。土壤重金屬污染具有污染面積達(dá)、積累時(shí)間長(zhǎng)、不易被微生物降解、有明顯的生物富集作用等特點(diǎn)，被重金屬污染的土壤會(huì)嚴(yán)重影響到農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育，從而導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)并污染農(nóng)作物。安志裝等人[2]研究發(fā)現(xiàn)鎘與巰基氨基酸和蛋白質(zhì)的結(jié)合會(huì)引起氨基酸蛋白質(zhì)的失活，甚至使植物死亡。另外，土壤中的重金屬會(huì)被農(nóng)作物吸收并在農(nóng)作物體內(nèi)富集，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，從而嚴(yán)重危害人體健康。

二、土壤重金污染修復(fù)技術(shù)

1.物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)

1.1化學(xué)固化

化學(xué)固化法指的是通過(guò)在土壤中加入土壤固化劑來(lái)改變土壤的有機(jī)質(zhì)含量、礦物組成、pH值和Eh值等理化性質(zhì)，再經(jīng)重金屬的吸附或共沉淀作用來(lái)調(diào)節(jié)其在土壤中的移動(dòng)性，從而降低其共生物有效性。固化劑將污染土壤中的重金屬固定后，不僅可以減少重金屬通過(guò)徑流和淋洗作用對(duì)地表水和地下水的污染，而且被污染的土壤還有可能重建植被[3]。雖然化學(xué)固化法可以固化土壤中的重金屬，但固化劑只是改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，重金屬仍留在土壤中，因而該方法還有待進(jìn)一步的研究探討。

1.2電動(dòng)修復(fù)

電動(dòng)修復(fù)是近年來(lái)快速發(fā)展的技術(shù)，其作用機(jī)理是將電極對(duì)插入被污染的土壤中，在通入微弱電流形成電場(chǎng)，使土壤中的重金屬在電場(chǎng)形成的各種電動(dòng)力學(xué)效應(yīng)下定向移動(dòng)，在電極區(qū)附近富集，從而將重金屬處理或分離。

對(duì)于低滲透的粘土和淤泥土的修復(fù)，電動(dòng)修復(fù)是常用的技術(shù)。鄭喜坤等人[4]研究了電動(dòng)修復(fù)技術(shù)對(duì)沙土中Pb2+、Cu3+等重金屬離子的去除效果，結(jié)果表明，重金屬離子的去除率達(dá)99%以上。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是一種原位修復(fù)技術(shù)，它可以有效的去除土壤中的重金屬離子，并且經(jīng)濟(jì)效益好，是一種可行的修復(fù)技術(shù)。

1.3土壤淋洗

土壤淋洗是一種適用于治理大面積重廢污染土壤的方法。所謂淋洗，是指利用提取劑（包括有機(jī)或無(wú)機(jī)酸、堿、鹽、表面活性劑和聚合劑等）將土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)化為液相，土壤在經(jīng)水淋洗處理后可歸回原位利用，而對(duì)于富含重金屬的廢水也可進(jìn)行回收處理，從而達(dá)到修復(fù)土壤的目的[5]。吳華龍等人[6]研究了被銅污染土壤修復(fù)的有機(jī)調(diào)控機(jī)理，研究結(jié)果表明，外加EDTA對(duì)降低紅壤對(duì)銅的吸收率與加入的EDTA量的對(duì)數(shù)量顯著負(fù)相關(guān)。土壤淋洗法雖然處理量大，處理效率高，但會(huì)造成二次污染，因此，尋找一種既能提取各種形態(tài)重金屬又不破壞土壤結(jié)構(gòu)的提取劑將成為土壤淋洗法的研究熱點(diǎn)。

2.植物修復(fù)

植物修復(fù)是指在被重金屬污染的土壤中，種植某種特定的植物，利用該植物對(duì)重金屬的耐性和超富集作用將重金屬移出土壤，使土壤中的重金屬降低到可接受的濃度，達(dá)到重金屬污染修復(fù)的目的。

根據(jù)其修復(fù)過(guò)程和作用機(jī)理可將植物修復(fù)技術(shù)分為4種：①植物萃取技術(shù)，即利用超富集植物將重金屬?gòu)耐寥捞崛〕鰜?lái)，并將其轉(zhuǎn)移，貯存到地上部分，然后通過(guò)植物收割來(lái)對(duì)重金屬進(jìn)行集中處理的過(guò)程[7]。韋朝陽(yáng)等人[8]研究發(fā)現(xiàn)了一種大葉井口草，它對(duì)As的富集有明顯的效果，其地上部分最大含量可達(dá)694mg/Kg。②植物固化技術(shù)，即利用耐金屬植物及其根系微生物的一些生物化學(xué)作用降低重金屬的活性，使其固化，從而減少對(duì)土壤的危害。該方法主要適用于有機(jī)質(zhì)含量的礦區(qū)污染土壤的修復(fù)。③根圈生物技術(shù)，即利用植物根際分泌物和根際脫落物刺激細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)，通過(guò)細(xì)菌和真菌對(duì)重金屬的吸附固定作用，是重金屬礦化的過(guò)程。④植物揮發(fā)技術(shù)，即利用植物根系的吸收、積累和揮發(fā)作用減少土壤中一些揮發(fā)性污染物，及植物將污染物吸收到體內(nèi)后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中[9]。

3.工程措施

工程措施是比較經(jīng)典和傳統(tǒng)的修復(fù)土壤重金屬污染的方法，主要包括客土、換土及深耕翻土等方法。通過(guò)客土、換土或者將深耕翻土與污土混合，使土壤中重金屬的含量降低，減少重金屬對(duì)土壤植物的毒害，從而使農(nóng)產(chǎn)品達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[10]。

客土法是將干凈的土壤覆蓋在已受污染的土壤上混勻，從而降低土壤中污染物的濃度；換土法是用干凈的土壤代替受污染的的土壤，對(duì)于換出的土壤應(yīng)進(jìn)行處理，防止二次污染的發(fā)生；深耕翻土是將表層已受到污染的土壤翻至深層，從而使土壤中污染物的濃度降低。

三、結(jié)語(yǔ)

目前運(yùn)用于修復(fù)土壤重金屬污染的技術(shù)有很多，但每種修復(fù)技術(shù)對(duì)于土壤重金屬污染修復(fù)均有一定的弊端，并且對(duì)于不同類型的土壤受重金屬的污染的程度的不同，單一的使用某種技術(shù)并不能達(dá)到理想的效果，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)綜合多種修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，互取優(yōu)勢(shì)，研究出新型的具有高效，低耗的修復(fù)技術(shù)。

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第4篇：常用的土壤修復(fù)技術(shù)范文

生物修復(fù)主要依靠微生物、植物和土壤動(dòng)物吸收、代謝、降解污染物,最終使其無(wú)害化,具有對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小、不產(chǎn)生二次污染、運(yùn)行成本低等特點(diǎn).該技術(shù)主要分為兩類,即植物修復(fù)和微生物修復(fù).由于PCBs疏水性強(qiáng)、生物可利用性低,因此會(huì)阻礙植物對(duì)它的吸收與轉(zhuǎn)化,從而影響植物修復(fù)效果.而優(yōu)良的PCBs耐受或降解植物的缺乏也在一定程度上限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用.微生物修復(fù)常采用2種方式[21]:一是生物激勵(lì),通過(guò)向土壤中添加有機(jī)物如葡萄糖或者其他營(yíng)養(yǎng)元素如N、P等,以促進(jìn)土著微生物生長(zhǎng),達(dá)到降解污染物的目的;二是生物強(qiáng)化,即向土壤中添加外源的高效降解菌(或含有高效降解菌的載體),以促進(jìn)土壤中污染物的降解.在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,通常都是將這兩種技術(shù)相結(jié)合,以期達(dá)到最佳的修復(fù)效果.PCBs是人工合成的難降解化合物,其所污染的環(huán)境必須經(jīng)歷一個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的時(shí)期才能自然馴化出一些具有降解PCBs能力的微生物,進(jìn)而轉(zhuǎn)化分解PCBs,其效率較為低下.因此,通過(guò)人工篩選獲得高效的PCBs降解菌,將其擴(kuò)大培養(yǎng)后投入污染土壤中加速PCBs的降解,是一種十分可行的技術(shù)手段.目前研究工作者已經(jīng)從環(huán)境中分離出了許多能夠降解PCBs的微生物,主要分布在假單胞菌屬(Pseudomonas)、紅球菌屬(Rhodococcus)、產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)、伯克霍爾德氏菌屬(Burkholderia)及鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)等多個(gè)屬,代表種有真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌(AlcaligeneseutrophusH850)、伯克霍爾德氏菌(Burkholderiasp.LB400)和假單胞菌(Pseudomonassp.KF707)[22-24].在實(shí)驗(yàn)室條件下,微生物降解PCBs的效果往往比較理想,但在實(shí)際應(yīng)用中,由于抗毒害能力差、被原生動(dòng)物吞噬、與土著微生物競(jìng)爭(zhēng)處于劣勢(shì)等原因[25],導(dǎo)致外源投加微生物的生物量及代謝活性迅速降低,污染物降解能力也隨之下降.因此,如何使外源微生物定殖于原位環(huán)境中并穩(wěn)定發(fā)揮其功能,一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn),而固定化微生物技術(shù)的興起則為解決這一問(wèn)題提供了新思路.

2固定化微生物技術(shù)及其在土壤修復(fù)方面的研究現(xiàn)狀

2.1固定化微生物技術(shù)固定化微生物技術(shù)是指通過(guò)物理或化學(xué)的方法將游離的微生物與特定的載體相結(jié)合,使其固定在某一空間區(qū)域內(nèi),以提高微生物細(xì)胞的濃度、保持較高的生物活性并能反復(fù)利用的方法[26].微生物被固定后,載體為微生物提供了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的生存環(huán)境[14];載體作為一種屏障,能在一定程度上減輕土著微生物帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)壓力、削弱原生動(dòng)物的吞噬作用[15];成型的固定化顆粒中微生物細(xì)胞密度大、代謝活性較強(qiáng).這些特點(diǎn)使得固定化微生物具備了更好的環(huán)境適應(yīng)能力和應(yīng)用價(jià)值.載體的種類和固定化方式是決定固定化微生物性能的關(guān)鍵因素.良好的載體需具備機(jī)械強(qiáng)度高、理化性質(zhì)穩(wěn)定、物理性狀優(yōu)良、壽命長(zhǎng)、無(wú)毒、不溶于水、價(jià)格低廉及易制備等特點(diǎn)[27].目前研究與應(yīng)用中常見的微生物固定化載體材料主要分為4類:無(wú)機(jī)載體、天然高分子載體、人工合成高分子載體及復(fù)合載體[28-29].這4類載體各有優(yōu)缺點(diǎn),其中無(wú)機(jī)載體如蛭石、硅藻土以及天然高分子載體海藻酸鈉、瓊脂糖等均來(lái)源于自然環(huán)境,價(jià)格低廉且不易造成二次污染,是制備固定化微生物的首選載體,將其應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)方面的研究報(bào)道也較為豐富[17,30-31].此外,固定化方法也會(huì)對(duì)微生物的生長(zhǎng)和活性造成不同程度的影響.因此,必須根據(jù)固定化微生物的用途及其應(yīng)用的環(huán)境選擇合適的固定方法.吸附法、包埋法、共價(jià)結(jié)合法和交聯(lián)法為4種最主要的微生物固定化方法,其各自的特點(diǎn)見表1[26,28].交聯(lián)法和共價(jià)結(jié)合法制備的固定化微生物細(xì)胞活性相對(duì)較低,而且傳質(zhì)阻力大、制備成本高,目前仍然處于實(shí)驗(yàn)室研究階段.吸附法與包埋法對(duì)細(xì)胞活性影響小,而且制備過(guò)程比較簡(jiǎn)單,所以是目前應(yīng)用較為廣泛的微生物固定化方法[32].2.2固定化微生物技術(shù)在有機(jī)污染土壤修復(fù)方面的研究現(xiàn)狀固定化微生物技術(shù)興起于20世紀(jì)80年代,運(yùn)用該技術(shù)處理含酚廢水、含油廢水和味精廠廢水[33-37]等高濃度有機(jī)廢水時(shí)均取得了良好的效果.但是到目前為止,固定化微生物技術(shù)在土壤修復(fù)方面的研究仍然處于起步階段.其中,利用固定化微生物技術(shù)降解土壤中的殘留農(nóng)藥及多環(huán)芳烴方面的研究報(bào)道相對(duì)較多.Su等[15]以蛭石為載體,吸附固定毛霉(Mucorsp.SF06)及芽孢桿菌(Bacillussp.SB02),用于降解土壤中的苯并[a]芘.42d內(nèi),苯并[a]芘的降解率高達(dá)95.3%,而游離菌組的降解率僅為79.6%.Balfanz等[38]將用粘土吸附固定的產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenessp.A7-2)投入反應(yīng)器中,提高了土壤中對(duì)氯苯酚的降解速率.吸附固定的過(guò)程比較簡(jiǎn)單,但其缺點(diǎn)在于微生物與載體結(jié)合不夠緊密,在使用過(guò)程中微生物易從載體上流失.而包埋法則能有效克服這一缺點(diǎn),所以包埋法以及包埋法與吸附法相結(jié)合的微生物固定化技術(shù)也受到了廣泛關(guān)注.Lin等[14]把粉末活性炭加入到海藻酸鈉凝膠包埋體系中固定黃孢原毛平革菌(PhanerochaetechrysosporiumBKM-F-1767),制得的固定化顆粒對(duì)五氯酚的降解能力優(yōu)于游離菌,而且還具備了污染物吸附性能.范玉超等[17]采用竹炭吸附蒼白桿菌(Ochrobactrumsp.AHAT-3),并輔以海藻酸鈉包埋,所得到的固定化顆粒在28d內(nèi)對(duì)砂姜黑土和紅壤中阿特拉津的降解率分別為51.9%和52.8%,均比添加游離菌的試驗(yàn)組高出約10%.Wang等[19]的研究結(jié)果表明,在采用海藻酸鈉和聚乙烯醇包埋微生物時(shí),添加活性炭粉末有助于固定化顆粒形成良好的孔隙結(jié)構(gòu)、利于物質(zhì)傳輸和微生物生長(zhǎng).固定化微生物技術(shù)在降解有機(jī)污染物方面的優(yōu)越性已經(jīng)引起了越來(lái)越多的關(guān)注,而開發(fā)多樣化的固定化技術(shù)則會(huì)成為研究的重點(diǎn).2.3固定化微生物技術(shù)在PCBs污染物修復(fù)方面的研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外有關(guān)應(yīng)用固定化微生物技術(shù)修復(fù)PCBs污染土壤的研究報(bào)道十分少見.現(xiàn)有研究主要集中于分離PCBs降解微生物、研究微生物對(duì)PCBs代謝譜和代謝產(chǎn)物以及分析相關(guān)功能基因和酶的結(jié)構(gòu)[39-43].直接投加微生物修復(fù)PCBs污染土壤的研究也處于探索階段[44-46].20世紀(jì)末美國(guó)通用電子公司嘗試通過(guò)投加微生物并結(jié)合翻耕等技術(shù)實(shí)地修復(fù)PCBs污染土壤,最終發(fā)現(xiàn)土壤的溫度、濕度及有機(jī)質(zhì)含量是影響微生物降解PCBs的重要因素[47-49].2011年,Tu等[50]報(bào)道了一株具備PCBs降解能力的苜蓿中華根瘤菌(Sinorhizobiummeliloti).室內(nèi)模擬試驗(yàn)結(jié)果表明,該菌不僅能提高土壤中PCBs的降解率,而且能促進(jìn)土著細(xì)菌與真菌生長(zhǎng),預(yù)示著該菌株具備較高的應(yīng)用價(jià)值.近十年來(lái)開始有研究者關(guān)注固定化微生物對(duì)PCBs的降解(表2).Mukerjee-Dhar等[12]首次采用海藻酸鈣包埋的混濁紅球菌(RhodococcusopacusTSP203)降解水體中的PCBs,發(fā)現(xiàn)固定化的菌株具備更持久的PCBs降解能力:半連續(xù)降解試驗(yàn)表明,在第一個(gè)降解周期結(jié)束后,游離菌的PCBs降解活性基本喪失,而固定化菌株的PCBs降解活性可維持至第三個(gè)降解周期.聚氨酯泡沫也是一種常用的載體,Na等[51]用其包埋假單胞菌(Pseudomonassp.SY5)并獲得了高活性的固定化顆粒,其對(duì)Aroclor1242中不同PCBs同系物的降解率要比游離菌高5%~40%.隨后有學(xué)者嘗試運(yùn)用吸附型載體固定PCBs降解微生物、構(gòu)建生物膜反應(yīng)器,用于降解水體中的PCBs.Borja等[53]以水泥顆粒為載體設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易生物膜反應(yīng)器運(yùn)行5d后,Aroclor1260的降解率高達(dá)95%左右.Diana等[54]以聚氨酯泡沫和磨砂玻璃珠為填料,通過(guò)添加多種微生物所構(gòu)建的生物膜反應(yīng)器能有效的降解多種PCBs和氯代苯甲酸(chlorobenziocacids,CBAs).該研究結(jié)果表明,生物膜結(jié)構(gòu)能有效抵御環(huán)境沖擊對(duì)微生物造成的不利影響,從而保證微生物穩(wěn)定的發(fā)揮其功能。目前,僅有少量研究涉及固定化真菌修復(fù)PCBs污染土壤.Fernández-Sánchez等[55]以甘蔗渣為主要基質(zhì)培養(yǎng)黃孢原毛平革菌(PhanerochaetechrysosporiumH-298),并用其修復(fù)PCBs污染土壤.結(jié)果表明附著在甘蔗渣上的真菌能定殖在土壤中并加速土壤中PCBs的降解.而且外源真菌和土著微生物間能建立協(xié)同關(guān)系,使得土壤中的異養(yǎng)生物活性提高,并促進(jìn)土壤中PCBs的降解.Federici等[56]用玉米秸稈顆粒培養(yǎng)虎皮香菇(LentinustigrinusCBS577.79),使該菌在生長(zhǎng)過(guò)程中逐漸與秸稈顆粒緊密結(jié)合.土壤修復(fù)試驗(yàn)結(jié)果顯示,這種真菌能顯著提高Aroclor1260的降解率,并能促進(jìn)土壤微生物多樣性的恢復(fù).生物質(zhì)材料不僅能作為真菌附著生長(zhǎng)的載體,而且還能為真菌的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng),這兩種效用確保了真菌穩(wěn)定地定殖在土壤中,持久發(fā)揮其功能.故在探索真菌固定化方法的過(guò)程中,擴(kuò)大生物質(zhì)載體材料的篩選范圍是非常有必要的.而以PCBs降解菌為對(duì)象、選擇適當(dāng)?shù)妮d體材料、結(jié)合不同的物化技術(shù)制備出高性能的固定化微生物,并應(yīng)用其修復(fù)PCBs污染土壤是值得深入探究的.雖然迄今為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量具備PCBs降解功能的細(xì)菌,但尚未出現(xiàn)與固定化細(xì)菌降解土壤中PCBs相關(guān)的研究報(bào)道.本課題組從長(zhǎng)期受PCBs污染的土壤中獲得了1種微生物混培物和1株飛魚鞘氨醇菌(SphingobiumfuliginisHC3,GenBank登錄號(hào)為KC747727).它們均能降解氯取代數(shù)小于4的PCBs同系物.研究還發(fā)現(xiàn)當(dāng)微生物吸附在以水稻秸稈為材料制備的生物炭上后,其細(xì)胞能維持較高的代謝活性.因此我們嘗試以生物炭為主要載體固定PCBs降解菌,以期獲得能適用于PCBs污染土壤修復(fù)的固定化微生物.

3應(yīng)用固定化微生物技術(shù)修復(fù)PCBs污染土壤的可行性

雖然目前有關(guān)采用固定化微生物技術(shù)修復(fù)PCBs污染土壤的研究報(bào)道仍然較少,但應(yīng)用該技術(shù)修復(fù)多環(huán)芳烴、石油及農(nóng)藥等有機(jī)物污染土壤方面的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展.這些有機(jī)物和PCBs具有類似的性質(zhì),如具有生物毒性、疏水性強(qiáng)、生物可利用性較低.Su等[15,57]以蛭石和玉米芯顆粒為載體、Chen等[58]以生物炭為載體,制備固定化微生物降解土壤中的多環(huán)芳烴;Xu等[59]以花生殼粉為載體、Liang等[60]以活性炭和沸石為載體,制備固定化微生物修復(fù)石油污染土壤;Lin[14]等采用凝膠包埋法(輔助活性炭)制備固定化微生物降解土壤中的五氯酚;范玉超等[17]用包埋法制備固定化微生物降解土壤中的阿特拉津.這些研究都表明在土壤中添加固定化微生物降解有機(jī)污染物的效果優(yōu)于直接添加游離微生物.其主要原因?yàn)槲⑸锉还潭ê?載體形成的屏障能在一定程度上屏蔽土著微生物帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)壓力、抵御環(huán)境因素變化對(duì)微生物的沖擊,而且適當(dāng)?shù)墓潭ɑ椒ㄟ€能改善微生物的代謝活性[12-16].因此,運(yùn)用固定化微生物技術(shù)修復(fù)PCBs污染土壤具有一定的可行性.而且在土壤原位修復(fù)過(guò)程中,固定化微生物技術(shù)的實(shí)施工藝簡(jiǎn)單、對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)小,使這項(xiàng)技術(shù)具備了較高的推廣價(jià)值.此外,目前研究工作者已經(jīng)篩選出了許多能降解PCBs的微生物,其中能有效降解PCBs并且降解途徑已經(jīng)被闡明的代表種有紅球菌(Rhodococcussp.RHA1和Rhodococcussp.R04)、伯克霍爾德氏菌LB400、和彎曲無(wú)色細(xì)菌(AchromobactergeorgiopolitanumKKS102)[61-64].這些寶貴的微生物資源將為制備固定化微生物提供物質(zhì)基礎(chǔ).能用于固定微生物的載體材料十分豐富,如天然載體硅藻土、蛭石、瓊脂糖、海藻酸鈉、農(nóng)作物秸稈以及人工合成載體聚乙烯醇、硅膠和聚酯酰胺泡沫等都比較容易獲取或制備,為研究與開發(fā)不同性能的固定化微生物提供了充足的資源.其中,蛭石和農(nóng)作物秸稈常被用作吸附載體固定微生物[15,55-56],而海藻酸鈉和聚乙烯醇則可作為交聯(lián)劑包埋微生物[12,14,19].

4今后研究的重點(diǎn)

第5篇：常用的土壤修復(fù)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：土壤；鎘；污染；修復(fù)技術(shù)

1 引言

土地是人類生存和發(fā)展的主要資本和物質(zhì)基礎(chǔ)，為人類生存和發(fā)展提供了重要的物質(zhì)和數(shù)量基礎(chǔ)。隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，人類把帶有大量有毒有害的物質(zhì)排入到環(huán)境中。這在相當(dāng)多的領(lǐng)域造成了大量的土壤污染，土壤環(huán)境污染的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。

2 國(guó)內(nèi)外土壤鎘污染狀況

鎘是生物生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中的非必需元素，它也是自然界中最有害的重金屬之一，它在土壤中與Hg、As、Cr和Pb一起稱為“五毒元素”[1，2]。Cd在自然環(huán)境中分布極廣，地殼中的平均含量為0.2 mg/kg，廣泛存在于巖石、沉積物及土壤中[3]。近年來(lái)，由于在環(huán)境中Cd的含量增加，在許多國(guó)家中已經(jīng)廣泛關(guān)注，由于這些國(guó)家對(duì)食品中重金屬的安全性的普遍了解，已經(jīng)為農(nóng)田土壤作物制定了一套嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)見表1[4]。

在我國(guó)土壤重金屬污染事件頻繁發(fā)生，土壤Cd污染狀況也一直較為嚴(yán)重。例如2013 年5月“鎘大米”事件、2014年廣西大新縣重金屬污染事件等[5]。土壤重金屬污染問(wèn)題威脅到人民群眾“舌尖上的安全”，成為全社關(guān)注的焦點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)田重金屬鎘污染面積已達(dá)2萬(wàn)hm2，年產(chǎn)量鎘含量超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品達(dá)14.6億kg，且有日益加重的趨勢(shì)[6]。2014年4月17日環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部聯(lián)合的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，全國(guó)土壤重金屬的超標(biāo)率為16.1%的重金屬，西南、中南地區(qū)土壤重金屬鎘、汞、砷、鉛4種無(wú)機(jī)污染含量的范圍從西北到東南，從東北到西南方增加。在所有污染物中，鎘的超標(biāo)率最高，占7.0%，是我國(guó)耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一[7]。依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）中規(guī)定A適用于一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)等土壤中Cd的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在0.3～0.6 mg/kg范圍內(nèi)，但是我國(guó)有些地區(qū)土壤中的Cd含量超標(biāo)，Cd污染土壤狀況比較嚴(yán)峻[8]。我國(guó)部分地區(qū)污染農(nóng)田土壤和農(nóng)作物鎘含量見表2[9]。

3 土壤中鎘的來(lái)源

土壤中的Cd主要有天然來(lái)源和人為來(lái)源兩種[10]。天然來(lái)源主要是指含Cd的礦物或巖石通過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化釋放到土壤中，這構(gòu)成了土壤中Cd的背景值。土壤中鎘在不同地區(qū)的背景值差異很大，世界范圍內(nèi)土壤中鎘的背景值含量為0.01～2.0 mg/kg，平均水平約為0.35 mg/kg[7]。我國(guó)土壤中Cd的背景值低于世界平均值，約為0.097 mg/kg[11]。

人為來(lái)源較為廣泛，包括采礦、選礦、有色金屬冶煉、電鍍、合金制造、含鎘蓄電池生產(chǎn)等行業(yè)的生產(chǎn)，以及污水、污泥、大氣沉降、農(nóng)藥化肥固體廢棄物等，預(yù)計(jì)排放的鎘（Cd）約有82%～94%進(jìn)入到了土壤[12，13]。眾多研究關(guān)注了土壤鎘污染的人為來(lái)源[14]，陳懷滿，鄭春榮等學(xué)者研究表明我國(guó)因污灌受到污染的耕地約占總污灌面積的45%，其中以Cd和Hg的污染尤為嚴(yán)重；王初，邵莉等研究發(fā)現(xiàn)受交通尾氣和污染物排放影響，公路沿線農(nóng)田土壤重金屬污染呈現(xiàn)距離公路越近的地方污染越嚴(yán)重的規(guī)律，交通對(duì)土壤環(huán)境的影響距離從幾十米到數(shù)百米不等[15～17]；顏世紅等通過(guò)對(duì)礦區(qū)土壤中重金屬鎘來(lái)源的研究發(fā)現(xiàn)礦區(qū)附近土壤主要受礦石挖掘與加工產(chǎn)生大量的粉塵、污水、廢氣、固體廢棄物排放鎘污染影響[13，14，18]。

4 土壤中鎘的危害

對(duì)于植物，其會(huì)抑制植物的光合作用以及植物的酶活性等。植物的光合作用降低使得植物對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收受到阻礙，導(dǎo)致植物的營(yíng)養(yǎng)代謝失調(diào)，使得植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量降低。

對(duì)于動(dòng)物和人類，鎘元素通過(guò)食物鏈進(jìn)入人和動(dòng)物體內(nèi)富集。鎘元素的吸收對(duì)人體骨骼、腎、肝、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)具有毒害作用，會(huì)引發(fā)骨痛、糖尿病、肺氣腫以及高血壓等病癥，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)癌癥等疾病[19]。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）也將鎘列為12種具有全球性的危險(xiǎn)物質(zhì)中的首位危險(xiǎn)物質(zhì)[20]（圖1）。

5 土壤鎘污染修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀

土壤中鎘污染危害的嚴(yán)重性及解決的迫切性在國(guó)內(nèi)外被廣泛的研究[21]。土壤修復(fù)是指使用能讓土壤中的污染物轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化的物理，化學(xué)和生物等的修復(fù)方法，將其濃度降低到可接受水平，或?qū)⒂卸竞陀泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)[22]。目前，對(duì)含重金屬土壤的修復(fù)技術(shù)主要有物理、化學(xué)、電動(dòng)法、生物和農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)等技術(shù)[21]。

5.1 物理修復(fù)

土壤物理修復(fù)通常用于鎘污染的修復(fù)。如客土法、換土法、翻土法等。通過(guò)加入凈土，除去舊土和深土，以便減少土壤鎘污染。Wang等進(jìn)行了土壤深度改良實(shí)驗(yàn)，使白菜鎘的平均濃度降低了50%～80%[23]。目前，這種方法的應(yīng)用已經(jīng)在英國(guó)、美國(guó)、荷蘭和日本實(shí)現(xiàn)。但是成本高，易于二次污染和降低土壤肥力，難以廣泛推廣[24]。鎘污染土壤的物理修復(fù)方法簡(jiǎn)單和快速，但它不能真正從土壤中清除鎘污染。這種方法有潛在的危險(xiǎn)，此種方法需要大量的資金，人力和物質(zhì)資源，不適合大規(guī)模鎘污染的土壤治理。

5.2 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)是指在污染土壤中使用化學(xué)改性劑將重金屬進(jìn)行固定轉(zhuǎn)換、溶解抽提和提取分離，減少污染土壤中的重金屬，改變土壤環(huán)境條件?；瘜W(xué)固定、淋洗和提取是對(duì)土壤鎘污染進(jìn)行化學(xué)修復(fù)最常見的方法[25]。例如，硅肥、鈣鎂磷肥、石灰和骨炭粉可以不同程度地抑制玉米對(duì)鎘的吸收[26]。

較為常用的鎘污染修復(fù)化學(xué)材料有堿性改良劑（石灰、鈣鎂磷肥等）、黏土礦物（沸石、海泡石等）、拮抗物質(zhì)（硫酸鋅、稀土鑭等）和有機(jī)質(zhì)（泥炭、有機(jī)堆肥等）[25，27]；除此之外，一些金屬螯合劑和表面活性清洗劑目前也逐漸應(yīng)用于鎘污染土壤修復(fù)[28]?；瘜W(xué)修復(fù)的治理效果和費(fèi)用都適中，且簡(jiǎn)單易行，但它沒(méi)有起到真正意義上去除鎘污染的作用，只是改變了土壤中鎘存在的形態(tài)，可能由于土壤環(huán)境的變化，有可能再次活化，造成二次污染危險(xiǎn)。此外，化學(xué)方法也可能導(dǎo)致化合物造成的微量元素?fù)p失和造成土壤的復(fù)合污染，而不能作為一種永久的修復(fù)措施。

5.3 電動(dòng)修復(fù)

電動(dòng)修復(fù)是一個(gè)多學(xué)科的研究領(lǐng)域，其原理是將電極插入污染土壤和適當(dāng)大小的DC，發(fā)生土孔隙水和帶電離子遷移，土壤污染物在外電場(chǎng)作用下取向并積聚在電極附近，電極進(jìn)行常規(guī)處理，從而清潔土壤[21，29]。Apostlols G等探討了添加十二烷基硫酸鈉和天然表面活性劑腐殖酸對(duì)動(dòng)電修復(fù)污染土壤修復(fù)的影響，得出的結(jié)果表明，兩種試劑可以促進(jìn)修復(fù)過(guò)程中鎘污染的去除[30]。電動(dòng)修復(fù)是通過(guò)向污染土壤的兩側(cè)施加直流電壓以從污染的土壤中去除重金屬，使得土壤中的污染物在電場(chǎng)的作用下在電極的兩端富集。該技術(shù)已應(yīng)用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金屬污染土壤修復(fù)[25]。該技術(shù)具有采用的化學(xué)試劑少、消耗低，修復(fù)完善的優(yōu)點(diǎn)，是具有良好發(fā)展前景綠色修復(fù)技術(shù)。但是受影響的因素比較多，例如土壤的類型、電流的大小、電極材料和結(jié)構(gòu)等，會(huì)在一定程度上影響修復(fù)的效率和速度。

5.4 生物修復(fù)

生物修復(fù)是指利用生物的某些特征，來(lái)吸收、降解、轉(zhuǎn)化、抑制和改善重金屬污染。鎘污染土壤的生物修復(fù)一般分為動(dòng)物修復(fù)、植物修復(fù)和微生物修復(fù)三種類型[31]。

5.4.1 動(dòng)物修復(fù)

動(dòng)物修復(fù)是利用土壤中的一些低等動(dòng)物，如蚯蚓和嚙齒動(dòng)物，可以吸收土壤中的重金屬，并在一定程度上減少污染土壤中重金屬的比例。這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到了重金屬污染土壤的游鐨薷吹哪康摹8夢(mèng)廴拘薷醇際躚芯咳勻瘓窒抻謔笛槭醫(yī)錐[32]。敬佩等通過(guò)重金屬污染土壤接種蚯蚓發(fā)現(xiàn)：蚯蚓具有很強(qiáng)的富集能力，富集量與蚯蚓培養(yǎng)時(shí)間成正比[33]。但由于動(dòng)物生長(zhǎng)環(huán)境等因素的影響，修復(fù)效率一般，并不是理想的修復(fù)技術(shù)。

5.4.2 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)是指許多微生物與重金屬具有很強(qiáng)的親合性，對(duì)重金屬進(jìn)行吸收、沉淀、氧化還原作用，可以降低土壤中重金屬的毒性[25，34]。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)修復(fù)技術(shù)主要通過(guò)改變土壤中重金屬離子的活性，微生物細(xì)胞吸附富集和促進(jìn)超富集植物對(duì)重金屬的吸收。微生物修復(fù)作為綠色環(huán)保的修復(fù)技術(shù)，引起了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的極大關(guān)注，具有廣泛的應(yīng)用前景，但修復(fù)見效速度慢、修復(fù)效果不穩(wěn)定等，使得大部分微生物修復(fù)技術(shù)還局限在科研和實(shí)驗(yàn)室階段，能應(yīng)用到的實(shí)例很少。

5.4.3 植物修復(fù)

植物修復(fù)是指利用植物吸收、吸取、分解、轉(zhuǎn)化，或固定土壤、沉積物、污泥、地表、地下水中有毒有害污染物的技術(shù)的總稱[35]。植物修復(fù)技術(shù)是由Chaney R.L在1983年首先提出[25]。植物修復(fù)主要包括植物的提取、揮發(fā)、降解、根濾和根際微生物降解。植物修復(fù)涉及使用超累植物的特性來(lái)修復(fù)重金屬污染的土壤是最廣泛使用的。超積累植物的概念首先由Brooks等在1977 年首先提出，目前文獻(xiàn)報(bào)道的超積累植物有近20科、500種，其中十字花科、禾本科居多，主要集中于庭芥屬、蕓苔屬及遏藍(lán)菜屬[36，37]，人們更常見的超積累植物[38～44]見表3。

印度芥菜吸收200 mg/kg的鎘，當(dāng)黃化現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，鎘富集達(dá)52倍；英國(guó)的高山屬類，可以吸收高濃度的鎘[45]。生物修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)是更簡(jiǎn)單的實(shí)施，更少的投資和更少的對(duì)環(huán)境的損害。缺點(diǎn)是治療效果不明顯，治療時(shí)間太長(zhǎng)，效果太慢。

5.5 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)

農(nóng)業(yè)生態(tài)恢復(fù)措施是指根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件選擇農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，減少重金屬危害，包括農(nóng)藝修復(fù)措施和生態(tài)恢復(fù)措施。農(nóng)藝修復(fù)措施通常通過(guò)改變作物系統(tǒng)，通過(guò)植物物種的間作、輪作，或通過(guò)向鎘污染的土壤中添加有機(jī)肥料以形成游離形式的有機(jī)絡(luò)合物，從而減少土壤中鎘含量的目的，實(shí)現(xiàn)鎘在土壤中的遷移，吸收和降解[46，47]。在我國(guó)，有許多關(guān)于生態(tài)修復(fù)措施的研究。一般來(lái)說(shuō)，是通過(guò)調(diào)整土壤含水量等生態(tài)因子來(lái)控制污染物的環(huán)境介質(zhì)[48]。農(nóng)業(yè)生態(tài)恢復(fù)措施不僅能保持土壤肥力，而且能促進(jìn)自然生態(tài)循環(huán)和系統(tǒng)協(xié)調(diào)的運(yùn)行。它易于操作和低成本，但是存在許多缺點(diǎn)，如修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)緩慢的效果。

6 展望

國(guó)內(nèi)外在土壤Cd污染修復(fù)技術(shù)研究取得了一些進(jìn)步，但是我國(guó)的土壤Cd污染面積仍有增加的趨勢(shì)，切實(shí)有效的污染修復(fù)技術(shù)亟待開展。物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、電動(dòng)法修復(fù)方法投資昂貴，所需設(shè)備復(fù)雜。生物修復(fù)中的植物修復(fù)技術(shù)因其保護(hù)環(huán)境，經(jīng)濟(jì)性和有效性而受到高度推崇。但是，植物修復(fù)技術(shù)仍有一些缺點(diǎn)，如植物在Cd污染脅迫下，經(jīng)常生長(zhǎng)緩慢，生物量低，而且經(jīng)常受到競(jìng)爭(zhēng)性雜草的威脅。如果能將現(xiàn)代分子生物學(xué)方法相關(guān)的富集基因的分離和分子克隆應(yīng)用到植物修復(fù)技術(shù)上，產(chǎn)生大量適用于Cd污染土壤的恢復(fù)轉(zhuǎn)基因植物，這對(duì)于土壤Cd污染的研究具有深遠(yuǎn)的意義。此外，應(yīng)進(jìn)一步研究修復(fù)過(guò)程中的影響因素，尋找土壤Cd污染的來(lái)源，從污染源頭、污染特征、污染程度等方面進(jìn)行治理；在已有的修復(fù)方法中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)新技術(shù)；每一個(gè)修復(fù)技術(shù)都有優(yōu)缺點(diǎn)，在土壤Cd污染中注重多項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合修復(fù)土壤鎘污染的研究。

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Present Situation and Prospect of Soil Cadmium Pollution and

Remediation Technology at Home and Abroad

Wang Weiwei1，2，3，Lin Qing1，2，3

（1.Key Laboratory of Environmental Change and Resource Utilization of Ministry of Education，

Guangxi Normal University， Nanning，Guangxi 530001，China；

2.College of Geography Science and Planning， Guangxi Normal University， Nanning，Guangxi 530001，China；

3.Guangxi Key Laboratory of Surface Processes and Intelligent Simulation， Guangxi Normal University，

Nanning，Guangxi 530001， China）

第6篇：常用的土壤修復(fù)技術(shù)范文

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，土壤的重金屬污染也逐漸成為一個(gè)影響居民健康的重大環(huán)境問(wèn)題之一。重金屬元素很難被土壤微生物降解，一旦土壤被污染，將很難進(jìn)行治理，而且會(huì)通過(guò)水體和大氣進(jìn)入食物鏈，最終影響人類的身體健康。因此，對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)已成為土壤學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。

1土壤重金屬的來(lái)源

重金屬通過(guò)多種渠道進(jìn)入土壤。主要有含重金屬的礦山開采、金屬冶煉；過(guò)量使用含有重金屬的農(nóng)藥、化肥，尤其是磷肥，比氮肥和鉀肥含有更多的重金屬；使用含鉛及有機(jī)汞的農(nóng)藥，不但會(huì)改變土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，造成土壤營(yíng)養(yǎng)流失，而且也會(huì)使土壤重金屬含量增加；飼養(yǎng)動(dòng)物的飼料添加劑中，也常含有高含量的銅和鋅，這會(huì)使有機(jī)肥料中銅和鋅含量也明顯增加，長(zhǎng)期使用含有重金屬的畜禽糞便作為有機(jī)肥也可能造成土壤重金屬污染；大氣沉降和汽車排放的尾氣也會(huì)造成土壤重金屬的含量增加；用含有重金屬的污水進(jìn)行污灌也會(huì)造成土壤重金屬富集，造成污灌區(qū)土壤重金屬中汞、鎘、鉛、鉻等重金屬含量逐年增加。

2土壤重金屬污染的危害

土壤受鎘、鉻、汞、砷、鉛等重金屬元素的污染，能造成植物體的生長(zhǎng)和發(fā)育障礙，而且會(huì)影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品味道變差、容易腐爛，甚至?xí)霈F(xiàn)難聞的氣味。例如鎘與巰基氨基酸和蛋白質(zhì)的結(jié)合會(huì)引起植物體蛋白質(zhì)失活，嚴(yán)重的甚至?xí)鹬参矬w死亡；鎘會(huì)參與形成氧自由基，影響植物體抗氧化酶活性，會(huì)破壞細(xì)胞膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)、核酸等大分子物質(zhì)，使水稻葉綠素合成和植株生長(zhǎng)受到抑制。植物受錳、汞、鉛等金屬元素的污染，一般不引起生長(zhǎng)發(fā)育障礙，但金屬元素能在植物體可食用部位蓄積，并能進(jìn)入食物鏈，人和動(dòng)物食用受重金屬污染的糧食后，重金屬會(huì)富集到人體和動(dòng)物體中，引發(fā)癌癥等多種疾病。例如水俁病、骨痛病等典型例證。土壤重金屬污染還會(huì)導(dǎo)致大氣水體生態(tài)系統(tǒng)退化等次生生態(tài)問(wèn)題，也會(huì)帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失。

3土壤重中金屬污染修復(fù)技術(shù)

治理方法主要有：換土土和深耕翻土法、隔離法、工程去除、覆蓋法、客土法等。工程學(xué)方法適合于受金屬污染嚴(yán)重的、面積較小的且集中處理的土壤，往往需要將土壤挖出后異地處理，不但耗資大，而且會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)和傷害土壤微生物，不適合于大規(guī)模、中強(qiáng)度的重金屬土壤污染。與此同時(shí)還易造成重金屬“二次污染”。最近30年，土壤的生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為土壤污染修復(fù)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，植物修復(fù)技術(shù)顯示了其處理土壤重金屬污染的優(yōu)勢(shì)如成本低、對(duì)土壤影響小、具有美學(xué)特點(diǎn)。植物修復(fù)是指利用富集植物將重金屬?gòu)耐寥乐休腿〕鰜?lái)，并轉(zhuǎn)移到植物的可收獲的部分，收獲季節(jié)，將植物灰化并且可以回收重金屬，用此種方法可將該種重金屬移出土體，這樣就降低了土壤中重金屬的濃度達(dá)到污染土壤的治理和生態(tài)修復(fù)的目的。本文主要介紹植物萃取、植物穩(wěn)定、植物揮發(fā)和根際過(guò)濾四大類植物修復(fù)技術(shù)。

3.1植物提取

也叫植物萃取和積累，是由Chaney最早提出，它是富集植物的根系將重金屬?gòu)耐寥乐形詹⑥D(zhuǎn)運(yùn)到植物的地上部分存儲(chǔ)起來(lái)，把植物的地上部分收獲后集中處理或回收重金屬，即可消除土壤中重金屬污染。次方法是目前研究最多的，也是最有前景的方法。可以人工發(fā)現(xiàn)具有很強(qiáng)吸收重金屬能力的超累積植物，或者采用向土壤中添加螯合劑的方法來(lái)誘導(dǎo)植物產(chǎn)生超累積的能力。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超積累植物共有700余種，其中積累鉻、鈷、鎳等的量一般大于0.1%，錳、鋅可大于1%。據(jù)報(bào)道，華南農(nóng)大對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行了盆栽淋洗試驗(yàn)，而后種植東南景天，鎘和鋅的植物提取率分別可達(dá)土壤鎘的30%～40%和土壤鋅的6.5%～6.9%；此種方法對(duì)于植物的要求是植物體內(nèi)能積累高濃度的重金屬且能正常生長(zhǎng)，不要只能積累單一的，要能同時(shí)積累多種的重金屬，植物體生長(zhǎng)速度快，生物量要大，抗病力要強(qiáng)。

3.2植物固定

通過(guò)植物的一些特性將土壤中的重金屬轉(zhuǎn)化為相對(duì)無(wú)毒或低毒的物質(zhì)，降低土壤中重金屬的流動(dòng)性，降低生物利用性，減少重金屬污染地下水并進(jìn)入食物鏈的可能性。例如，植物的枝葉分解物、根系分泌物固定金屬離子，腐殖質(zhì)螯合固定重金屬離子。此種方法沒(méi)有將重金屬?gòu)奈廴镜耐寥乐腥コ?，也沒(méi)有徹底解決土壤污染問(wèn)題，如果環(huán)境發(fā)生變化，重金屬的有效性還會(huì)改變。此種方法對(duì)于廢棄礦山處理、垃圾填埋場(chǎng)處理、污水廠污泥效果很好。目前常用的植物有一些野生植物和一些產(chǎn)量高的農(nóng)作物，例如楊樹、油菜、印度芥菜、苧麻等。該方法處理過(guò)的土壤可以種植一些低富集性的的農(nóng)作物品種，來(lái)降低重金屬污染食物鏈的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3植物揮發(fā)

植物揮發(fā)指某些重金屬通過(guò)植物根系的吸收轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài)，從土壤和植物表面揮發(fā)到大氣中，從而減少土壤中的重金屬含量。目前研究最多的是非金屬元素硒、砷和類金屬汞。例如，洋麻可以使土壤的47%的三價(jià)硒轉(zhuǎn)化為甲基硒并從植物體揮發(fā)出去；煙草可以把毒性大的二價(jià)汞轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的汞，揮發(fā)出去；海藻能吸收砷，把砷轉(zhuǎn)化為（CH3）2ASO2后揮發(fā)出體外。該方法受植物根系范圍等限制，處理能力不是很強(qiáng)。

3.4根際過(guò)濾

根際過(guò)濾是指，植物利用龐大的根系和巨大的根系表面積過(guò)濾、吸收污水中的重金屬污染物并保存在植物根部。該技術(shù)主要適用于水生作物，用于旱生植物的有各種耐鹽的野草如牙買加克拉莎草，向日葵、印度芥菜以及一些水生植物如寬葉香蒲等。

4植物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

4.1優(yōu)點(diǎn)

1）修復(fù)成本低。無(wú)需專門的設(shè)備和專業(yè)技術(shù)人員，易于實(shí)施。在美國(guó)有實(shí)踐數(shù)據(jù)表明，每年植物修復(fù)技術(shù)的種植費(fèi)用及管理費(fèi)用為200~10000＄／hm2，也就是每年僅為0.02~1.00$/m2，費(fèi)用要比傳統(tǒng)的處理方法低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。2）是原位處理技術(shù)，保持土壤結(jié)構(gòu)的同時(shí)還會(huì)提高肥力、增加有機(jī)質(zhì)含量。有利于固定土壤，防止水土流失。3）對(duì)于收獲的植物，進(jìn)行集中處理，既避免二次污染，又可以從植物體中回收貴重金屬，獲得經(jīng)濟(jì)效益。

4.2缺點(diǎn)

1）目前發(fā)現(xiàn)的超積累植物大部分根系短小，生長(zhǎng)慢，只能吸收土壤表層20cm內(nèi)的重金屬。2）超積累植物一般只能富集某種單一的重金屬，不適于多種重金屬?gòu)?fù)合污染的區(qū)域。3）植物生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)受到溫度、濕度、土壤等各種環(huán)境條件的限制，引種時(shí)應(yīng)該選擇適合本地氣候特點(diǎn)的植物品種。

第7篇：常用的土壤修復(fù)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：地下水污染；抽取-處理技術(shù)；滲透性反應(yīng)墻技術(shù)；土壤氣相抽提技術(shù)；空氣注入修復(fù)技術(shù)；

: the part of the urban and the rural areas in our country, the groundwater is often the only source of water supply, occupying the important status in life process. In recent decades, with the development of the industry and social economy, more and more high to the requirement of groundwater resources, and the water quality of groundwater is suffered serious damage. In this paper, the ground water pollution in our country present situation and the main control technology to do the review.

Key words: groundwater pollution; Extraction - processing technology; The technique of building diaphragm wall by osmotic reaction; Soil vapor phase extraction technology; Air injection technology to repair;

中圖分類號(hào)：TU991.11+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)

1 引言

地下水資源是農(nóng)業(yè)、工業(yè)供水的重要水源。全世界超過(guò)15億的人口主要依靠地下水作為飲用水，我國(guó)水資源總量的1/3和全國(guó)總供水量的近20%來(lái)自地下水【1】。但隨著人口的增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求量也大幅度增長(zhǎng)。近30年來(lái)，我國(guó)地下水的開采量以每年25億立方米的速度遞增，全國(guó)有400個(gè)城市開采地下水，40%的耕地部分或全部依靠地下水進(jìn)行灌溉，地下水的供給量已經(jīng)占到了全國(guó)總供水量的20%【2】。

近幾十年的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口劇增,使全球地下水遭受不同程度的污染【3】。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)環(huán)境檢測(cè)院公布的信息，目前，我國(guó)地下水污染擴(kuò)展趨勢(shì)呈現(xiàn)由點(diǎn)到面、由淺到深、由城市到農(nóng)村，污染程度也日益嚴(yán)重。全國(guó)195個(gè)城市地下水污染監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，40%的城市地下水污染趨勢(shì)加重；北方17個(gè)省會(huì)城市中16個(gè)污染趨勢(shì)加重，南方14個(gè)省會(huì)城市中3個(gè)污染趨勢(shì)加重【4】。

據(jù)估計(jì)，目前至少有50個(gè)國(guó)家約2000萬(wàn)公頃的耕地使用未處理或部分處理的污水進(jìn)行灌溉【5】,其中我國(guó)污水灌溉面積為361.84 萬(wàn)km2(以1995年計(jì))，占我國(guó)總灌溉面積的7.33%【6】。

由于地下水不接觸陽(yáng)光和空氣，其自凈能力比地面水弱得多，而且污染物被捕集在地下，揮發(fā)性化合物無(wú)法蒸發(fā)，也可能附在蓄水層的凹處和裂縫中或吸附于巖石表面，使其去除更加困難【7】。因此，通過(guò)分析地下水的污染現(xiàn)狀及污染途徑，加強(qiáng)對(duì)地下水的污染治理，成為社會(huì)發(fā)展的迫切需要。

2 地下水污染類型及污染來(lái)源

2.1地下水污染的類型

地下水污染的種類按理化性質(zhì)可分為：物理污染物、化學(xué)污染物、生物污染物、綜合污染物；按形態(tài)可分為：離子態(tài)污染物、分子態(tài)污染物、簡(jiǎn)單有機(jī)污染物、復(fù)雜有機(jī)污染物、顆粒狀污染物；按污染物對(duì)地下水的影響特征可分為：感官污染物、衛(wèi)生污染物、毒理學(xué)污染物、綜合污染物【8】。

2.2地下水污染的來(lái)源

按引起地下水污染的自然屬性可劃分為：天然污染源和人為污染源。人為污染源又根據(jù)產(chǎn)生各種污染的部門和活動(dòng)劃分為：工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、生活污染源、礦業(yè)污染源。從我國(guó)地下水現(xiàn)狀污染情況看，地下水污染主要來(lái)自人類活動(dòng)的影響。

按污染的幾何形狀特征可劃分為：點(diǎn)污染源、線污染源，面污染源，按污染物的運(yùn)動(dòng)特性劃分為：固定源、移動(dòng)源。

2.2.1工業(yè)污染源

工業(yè)污染源主要指未經(jīng)處理的工業(yè)“三廢”，即廢氣、廢水和廢渣。工業(yè)廢氣如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物質(zhì)會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生嚴(yán)重的一次污染，而這些污染物又會(huì)隨降雨落到地面，隨地表徑流下滲對(duì)地下水造成二次污染；未經(jīng)處理的工業(yè)廢水如電鍍工業(yè)廢水、工業(yè)酸洗污水、冶煉工業(yè)廢水、石油化工有機(jī)廢水等有毒有害廢水直接流入或滲入地下水中，造成地下水污染；工業(yè)廢渣如高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、硫鐵渣、電石渣、赤泥、洗煤泥、硅鐵渣、選礦場(chǎng)尾礦及污水處理廠的淤泥等，由于露天堆放或地下填埋隔水處理不合格，經(jīng)風(fēng)吹、雨水淋濾，其中的有毒有害物質(zhì)隨降水直接滲入地下水，或隨地表徑流往下游遷移過(guò)程下滲至地下水中，形成地下水污染。

2.2.2 農(nóng)業(yè)污染源

農(nóng)業(yè)污染源主要來(lái)源于土壤中的剩余農(nóng)藥、化肥和廢污水灌溉等。一些常效農(nóng)藥如DDT、六六六等，由于它們?cè)谧匀唤绫容^穩(wěn)定，在一定的時(shí)間內(nèi)，會(huì)殘留在土壤、水域及生物體內(nèi)，并隨著食物鏈逐步在人體內(nèi)，引起一些不良后果【9】。常用的化肥有氮肥、磷肥、鉀肥等，土壤中這些剩余的肥料將隨下滲水一起淋濾滲入地下水中，引起地下水污染。污水灌溉雖然在一定程度上可以使土壤的含氮量增加，土壤肥力大大增加，但另一方面，因污水含有各種有毒有害物質(zhì)，長(zhǎng)期使用污水灌溉，可能引起對(duì)農(nóng)作物、土壤及地下水的污染，甚至造成農(nóng)作物的減產(chǎn)。

2.2.3 生活污染源

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化步伐的加快，生活垃圾與生活污水量激增，由于無(wú)害化處理率低，造成對(duì)陸地生態(tài)環(huán)境和水生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重污染。我國(guó)每年累計(jì)產(chǎn)生垃圾達(dá)720億噸，占地約5.4億平方米，并以每年占地約3000萬(wàn)平方米的速度發(fā)展。全國(guó)已有200多個(gè)城市陷入垃圾重圍之中【10】。由于填埋技術(shù)的落后和選址不當(dāng)，這些廢物在生物降解和雨水淋濾的作用下，產(chǎn)生CL-、SO42-、NH4+、生化需氧量，總有機(jī)碳和懸浮固體含量高的淋濾液，并產(chǎn)生CO2 和CH4，這些垃圾的隨意堆放，最終以污水形式補(bǔ)給并污染地下水，特別我國(guó)地下水埋深較淺的廣大地區(qū)【11】。

2.2.4 采礦活動(dòng)污染

由于采礦活動(dòng)破壞了原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)，使氧化環(huán)境加強(qiáng)，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，使水呈酸性會(huì)形成PH值低于6的酸性礦井水，酸性礦井水會(huì)下滲污染下伏含水系統(tǒng)，或者經(jīng)排水污染地表水水源。同時(shí)由于礦坑排水降低了地下水，使原來(lái)處于飽和帶的礦體巖轉(zhuǎn)化為包氣帶，有些難溶礦物可轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿V物，經(jīng)過(guò)風(fēng)化、雨水滲入淋濾，或由于暫時(shí)停止抽水，水位回升時(shí)的溶解，是礦區(qū)地下水中增加某些成分，造成地下水水質(zhì)惡化。此外礦區(qū)大量積存露天堆放的含硫化物等有害成分的煤矸石和廢渣，經(jīng)同化、淋溶、水蝕作用，形成酸性水流流入河道，滲入地下，使河川徑流和淺層地下水遭受污染【12】。

2.2.5 自然污染

有些地區(qū)，由于特殊的自然環(huán)境與地質(zhì)環(huán)境，地下水天然背景不良，有毒有害成分超標(biāo)。我國(guó)部分地區(qū)分布有高砷水、高氟水、低碘水等。全國(guó)約有1億多人在飲用不符合標(biāo)準(zhǔn)的地下水，使這些地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)一直遭受砷中毒(皮膚癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病困擾。

2.2.6 地下水超采引起的污染

地下水超量開采引起地下水位持續(xù)下降，形成大面積的降落漏斗，改變了動(dòng)力條件，引起水質(zhì)不佳的淺層水越流補(bǔ)給深層水；同時(shí)含水層漏斗部分的氧化還原條件增強(qiáng)，促使土體中有機(jī)物分解，使二氧化碳分壓增大，加之生活污染物進(jìn)入土體，污染物中有機(jī)物質(zhì)的分解也使二氧化碳分壓增大的復(fù)合作用，促進(jìn)土體中難溶的方解石、白云石的溶解，鈣、鎂離子轉(zhuǎn)入地下水中，這是漏斗區(qū)總硬度升高的重要原因。

3地下水污染的控制修復(fù)技術(shù)

鑒于地下水有機(jī)污染的嚴(yán)重性，在過(guò)去的幾十年中，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究設(shè)計(jì)了許多修復(fù)地下水污染物的方法。一個(gè)污染現(xiàn)場(chǎng)的修復(fù)必須要解決兩個(gè)主要問(wèn)題：可溶性羽流性污染及污染源區(qū)。

通常所說(shuō)的“污染控制”是指采用各種防護(hù)策略和工程措施控制污染源，使其進(jìn)入地下水系統(tǒng)的污染物減少到最低限度；或者是把已污染的地下水控制在一定范圍內(nèi)防止其擴(kuò)散到未污染區(qū)【13】。選擇修復(fù)技術(shù)時(shí)必須綜合考慮污染物的種類，站點(diǎn)的水文地質(zhì)條件，源區(qū)的特征以及表層污染物的位置等方面的因素。

通常用于處理地下水污染問(wèn)題的修復(fù)方案有：1、源區(qū)的徹底清除(即挖掘清除)2、源區(qū)或羽流的遏制（如設(shè)屏障、液壓控制）3、質(zhì)量縮約法（生物修復(fù)法、土壤蒸汽萃取法、自然衰減法）。決定任一修復(fù)系統(tǒng)最終成敗的關(guān)鍵就是看它直接的處理能力。

3.1污染源控制方案

因?yàn)槌Ｒ?guī)的泵吸系統(tǒng)有它的局限性，人們?cè)絹?lái)越對(duì)主要用來(lái)孤立源區(qū)域限制羽流遷移的物理控制方法感興趣。保護(hù)殼的設(shè)計(jì)原理是用物理方法遏制或水利控制的方法來(lái)控制地下水表層污染物的蔓延。保護(hù)殼通常局限于池塘、儲(chǔ)水池或垃圾填埋場(chǎng)泄漏的源區(qū)域，或者用于與一個(gè)已經(jīng)污染的地下水源緊密連接的源區(qū)。水壓或水力控制法常用在通過(guò)一系列圍繞在源區(qū)的井來(lái)進(jìn)行注射或泵吸的地下水區(qū)域或有急速羽流存在的區(qū)域。物理控制方法的目的是為了從當(dāng)時(shí)環(huán)境中把已經(jīng)受污染的土壤和地下水分離出來(lái)并最大限度的減少污染向下遷移。

3.1.1挖掘去除法

通常挖一條凹渠來(lái)去除受污染土壤，或者安裝抽水井來(lái)控制羽流，并把挖掘出的污泥運(yùn)到安全地點(diǎn)進(jìn)行處理，如垃圾填埋場(chǎng)或地表人工湖。一般來(lái)說(shuō)在大多數(shù)領(lǐng)域已不再允許這樣的做法。挖掘和移走污染土壤和地下水的方法具有局限性，當(dāng)污染物延伸到地表深處，或污染發(fā)生在大型建筑或設(shè)備下部以及存在非水相流體，不可能整體移走污染物。

3.1.2堤壩攔截地下水涌流法

這種方法是通過(guò)修建攔截地下水涌流的物理屏障來(lái)容納受污染的地下水或?yàn)r出液，同時(shí)可以阻止未受污染的地下水進(jìn)入污染的區(qū)域，主要有：泥墻、帷帳式灌漿、打板樁、緊密襯層或土工膜。泥墻屏障施工時(shí)必須挖掘出一條圍繞在污染區(qū)域的狹窄渠道，且受地層條件限制較大。帷帳式灌漿屏障施工時(shí)注入漿液的速率必須控制好，且只有當(dāng)土壤中砂粒尺寸過(guò)大時(shí)化學(xué)或微粒灌漿才是最為有效的。打板樁屏障施工時(shí)應(yīng)注意施工時(shí)使用的材料，避免使用粗糙致密的原料。襯層法施工時(shí)應(yīng)根據(jù)土壤和污染物的性質(zhì)來(lái)選取襯層，并根據(jù)條件考慮是否需要與地表水控制和保護(hù)殼結(jié)合使用。

3.1.3地表水控制

地表水控制主要是通過(guò)控制地表水滲透效果來(lái)改變污染區(qū)域的污染物垂直遷移路徑，通?？梢院推渌乇肀Ｗo(hù)殼方法來(lái)結(jié)合使用。

3.2 水力控制和泵吸處理系統(tǒng)

地下水污染的水力控制主要是通過(guò)降低地下水位和地表電位，以阻止污染向站點(diǎn)外排放，通過(guò)去除污染物來(lái)減少遷移的速率，或者用泵吸和注射井聯(lián)合的方法將羽流限制到一個(gè)低電位。這種方法要求對(duì)總井點(diǎn)和水泵的維護(hù)比較高，并且要求必須對(duì)泵吸到地面的污染水都進(jìn)行生物處理或物理處理。最后根據(jù)污染場(chǎng)地的實(shí)際情況，對(duì)處理過(guò)的地下水進(jìn)行排放，可以排入地表徑流、回灌到地下或用于當(dāng)?shù)毓┧取?/p>

這種技術(shù)適用范圍廣，對(duì)于污染范圍大、污染暈埋藏深的污染場(chǎng)地也適用。但其自身也存在一些局限性：①當(dāng)非水相溶液出現(xiàn)時(shí)，由于毛細(xì)張力而滯留的非水相溶液幾乎不太可能通過(guò)泵抽的辦法清除；②該技術(shù)開挖處理工程費(fèi)用昂貴，而且涉及地下水的抽提或回灌，對(duì)修復(fù)區(qū)干擾大；③如果不封閉污染源，當(dāng)停止抽水時(shí)，拖尾和反彈現(xiàn)象嚴(yán)重；④需要持續(xù)的能量供給，以確保地下水的抽出和水處理系統(tǒng)的運(yùn)行，同時(shí)還要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期的維護(hù)與監(jiān)測(cè)。

3.3生物降解

又稱生物修復(fù)法，生物修復(fù)法是采用諸如提高通氣效率、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)(對(duì)石油污染而言，主要是補(bǔ)充N、P)，投加優(yōu)良菌種、改善環(huán)境條件等辦法來(lái)提高微生物的代謝作用和降解活性水平，以促進(jìn)對(duì)污染物的降解速度，從而達(dá)到治理污染環(huán)境的目的。

生物類群可把生物修復(fù)分為微生物修復(fù)、植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)和生態(tài)修復(fù)，而微生物修復(fù)是通常所稱的狹義上的生物修復(fù)。

根據(jù)污染物所處的治理位置不同，生物修復(fù)可分為2類：原位生物修復(fù)(in-situ bioremediation)指在污染的原地點(diǎn)采用一定的工程措施進(jìn)行；異位生物修復(fù)(ex-situ bioremediation)指移動(dòng)污染物到反應(yīng)器內(nèi)或鄰近地點(diǎn)采用工程措施進(jìn)行。異位生物修復(fù)中的反應(yīng)器類型大都采用傳統(tǒng)意義上“生物處理”的反應(yīng)器形式。

3.4土壤蒸汽萃取法

不飽和區(qū)域在決定地表下污染物傳輸和修復(fù)的動(dòng)力學(xué)方面起著重要的作用，土壤蒸汽萃取目標(biāo)在于從不飽和區(qū)域中去除不穩(wěn)定污染物，并使污染物從水蒸汽、NAPL和水流相態(tài)中去除。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)受污土壤造成盡可能小的擾動(dòng)，能用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來(lái)構(gòu)造，具有成本效益。它運(yùn)行能否成功取決于污染物從非水相和水相到氣相的轉(zhuǎn)換速率。需要考慮的變量有：（1）污染物的特征；（2）站點(diǎn)的性質(zhì)。

4小結(jié)與展望

地下水是水資源的重要組成部分，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮著重要的作用。受人類生產(chǎn)、生活的影響，地下水污染問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重威脅著人類的生存與發(fā)展。為保障人類的健康和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，必須對(duì)地下水污染的治理及預(yù)防措施展開深入的研究。對(duì)于已經(jīng)污染的地下水，要查明污染源，切斷污染途徑，努力開發(fā)研究有效的污染治理技術(shù)。對(duì)于沒(méi)有污染的區(qū)域，要未雨綢繆，防范于未然，積極采取預(yù)防措施，避免污染的發(fā)生。要全面貫徹“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的方針，確保地下水環(huán)境的潔凈與安全。

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第8篇：常用的土壤修復(fù)技術(shù)范文

關(guān)鍵字：埋地燃?xì)夤艿溃环栏瘜?；完整性檢測(cè)；修復(fù)

1 引言

在我國(guó)的某些技術(shù)規(guī)程中有強(qiáng)制性條文規(guī)定：“防腐層回填后必須對(duì)防腐層完整性進(jìn)行檢測(cè)”。防腐層的檢測(cè)一般都是在回填后進(jìn)行操作的，采用合適的設(shè)備對(duì)防腐層進(jìn)行綜合性的檢測(cè)，從而確定防腐層損壞的位置，并對(duì)其損壞的程度進(jìn)行科學(xué)的分類統(tǒng)計(jì)[1][2]。根據(jù)防腐層的情況進(jìn)行科學(xué)有效的修復(fù)工作，以確保防腐層的完整性。

2 檢測(cè)的主要方法

常見的埋地燃?xì)夤艿赖姆栏瘜訖z測(cè)方法主要有兩種，即電壓法和電流法[3]。

電壓法的基本原理：因?yàn)槿細(xì)夤艿朗墙饘僦谱骶哂袑?dǎo)電性，在管道上施加一個(gè)電流，防腐層損壞的部位就會(huì)泄露電流，在周圍的土壤中存在電位。因此，在土壤和防腐層損壞的地方就行成了電位差，上面的土壤就會(huì)接受到較強(qiáng)的輻射信號(hào)。檢測(cè)人員利用儀器可以檢測(cè)到到這種強(qiáng)信號(hào)，準(zhǔn)確地判斷防腐層損壞的位置。這種電壓法還包括多種方法，例如直流電壓梯度法、電位差法、密間隔管電位法等。

電流法的基本原理：在管道上施加一種頻率的電流信號(hào)，管道的傳輸電流的過(guò)程中會(huì)在管道的周圍形成一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)。在管道完整性較好的位置磁場(chǎng)強(qiáng)度較穩(wěn)定，并且電流的流損失較少；另一方面，在管道防腐層有損壞的地方，就會(huì)出現(xiàn)電流流失，從而導(dǎo)致磁場(chǎng)強(qiáng)度大幅度下降。檢測(cè)人員在地面利用儀器可以檢測(cè)到磁場(chǎng)的強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)有大幅度變化的地方就可以判斷出現(xiàn)了防腐層損壞。根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)還可以得到管道的深度及其它數(shù)據(jù)。電流法也包括多種方法，例如，C掃描、管中電流法等。

3 工程實(shí)踐

3.1 案例一

北京的某個(gè)天然氣工程，設(shè)計(jì)的管道壓力是4.0MPa，關(guān)管內(nèi)直徑是DN1000。它的防腐層所用的材料是聚乙烯，采用三層防腐和陽(yáng)極聯(lián)合保護(hù)結(jié)構(gòu)。防腐層完整性檢測(cè)的方法是，在回填之后利用電流法和變頻-選頻法。

3.1.1 檢測(cè)的過(guò)程

在進(jìn)行檢測(cè)前，應(yīng)該查看管道施工設(shè)計(jì)圖和管道防腐層的設(shè)計(jì)圖，了解相鄰管線以及地下構(gòu)筑等。還要現(xiàn)場(chǎng)勘查，定位管道，確定檢測(cè)使用的方法以及儀器[4]。

大部分的工程檢測(cè)都是在整個(gè)管道施工完成后進(jìn)行的。結(jié)合本工程的特點(diǎn)及工程期的要求，在回填管道一段時(shí)間后就進(jìn)行檢測(cè)，這樣做可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決。具體操作是：在工作人員拉警示帶之前，管道回填到管頂0.5米的時(shí)候，開始進(jìn)行防腐層完整性的檢測(cè)工作。

檢測(cè)結(jié)束后，將檢測(cè)的數(shù)據(jù)整理好，經(jīng)分析后做成報(bào)告。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要立刻解決。如果未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，繼續(xù)進(jìn)行回填工作。

3.1.2 優(yōu)點(diǎn)

本工程的檢測(cè)方法是逐段的進(jìn)行回填并且檢測(cè)。這種方法和一次性的回填后檢測(cè)相比可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且修復(fù)，可以減少大量的土方。如果出現(xiàn)防腐層損壞，不但減少了大量的工程花銷，還不耽誤管道的施工進(jìn)度。

3.1.3 缺點(diǎn)

這種檢測(cè)方法也是有局限性。當(dāng)管道的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，這種方法就會(huì)增加檢測(cè)的次數(shù)，從而也增加了檢測(cè)所需要的費(fèi)用。

先回填的管道一般都是直線的，操作簡(jiǎn)單，不易出現(xiàn)問(wèn)題。而彎管道的地方不易檢測(cè)而且出現(xiàn)問(wèn)題的可能性較高。所以管道位置會(huì)影響檢測(cè)的難度可能造成檢測(cè)錯(cuò)誤情況的發(fā)生。

3.2 案例二

北京一運(yùn)行30年之久的某管線，設(shè)計(jì)壓力是0.4MPa，管道直徑是DN400。防腐層材料是石油瀝青，大部分鋪設(shè)在瀝青路面下面，沒(méi)有陰極保護(hù)措施。這項(xiàng)工程采用的完整性檢測(cè)方法是C掃面技術(shù)。

3.2.1 檢測(cè)的過(guò)程

在檢測(cè)前，要對(duì)管線的資料進(jìn)行了解，掌握管線施工及竣工的設(shè)計(jì)，相鄰關(guān)管線和地下構(gòu)筑。檢測(cè)人員要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)制定檢測(cè)計(jì)劃和檢測(cè)方法以及儀器。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管線周圍的情況進(jìn)行測(cè)量，包括土壤電阻率、含水量、管線周圍微生物的侵蝕程度以及土壤酸堿度等。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷該土壤是強(qiáng)腐蝕地域。利用C掃描技術(shù)可以檢測(cè)管線的受腐蝕情況。根據(jù)以上測(cè)量的數(shù)據(jù)，分析結(jié)果得出報(bào)告。

3.2.2 檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)得到的結(jié)果，經(jīng)過(guò)開挖驗(yàn)證后，部分管道已經(jīng)受到輕微的侵蝕，結(jié)果如下：

（1）防腐層的損壞處較多，其完整性較差，以及防腐層絕緣電阻率極差。要盡快對(duì)以上缺陷進(jìn)行修復(fù)。根據(jù)結(jié)果證明，類似本工程的管道采用外防腐層和陰極聯(lián)合的方法起到的保護(hù)作用較佳。

（2）由于年限較久，部分防腐層已經(jīng)出現(xiàn)老化的現(xiàn)象。加上周圍土壤腐蝕性較強(qiáng)會(huì)加速其腐蝕的速度，最終會(huì)形成局部防腐層缺陷，存在安全隱患，要盡快進(jìn)行有效的修復(fù)。

根據(jù)以上的兩項(xiàng)工程案例，埋地燃?xì)夤艿朗褂猛夥栏瘜雍完帢O保護(hù)措施聯(lián)合的技術(shù)，可以起到較好的防腐效果。

4 注意問(wèn)題

在埋地燃?xì)夤艿赖姆栏瘜訖z測(cè)中，存在一定的局限性影響檢測(cè)結(jié)果。

4.1 在特殊地段的檢測(cè)

地下交叉管道，由于其情況復(fù)雜在進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候可能是因?yàn)楹推渌饘俟艿琅鲎捕绊戨娏?，從而影響檢測(cè)結(jié)果。這種情況下對(duì)儀器造成的干擾會(huì)直接影響結(jié)果。

4.2 檢測(cè)報(bào)告影響修復(fù)

管道的修復(fù)工作是依據(jù)檢測(cè)報(bào)告的數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的措施[5]。如果防腐層的實(shí)際狀況與檢測(cè)報(bào)告中的情況不吻合，而修復(fù)工作完全是按照檢測(cè)報(bào)告中的數(shù)據(jù)而制定的方案，這樣會(huì)嚴(yán)重影響管道的修復(fù)質(zhì)量，并且檢測(cè)結(jié)果直接影響修復(fù)計(jì)劃的費(fèi)用。所以，檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性十分重要，工作人員在檢測(cè)過(guò)程中一定要嚴(yán)格、謹(jǐn)慎。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，埋地燃?xì)夤艿赖姆栏瘜訖z測(cè)手段也在不斷的更新。無(wú)論采用何種技術(shù)都要保證用戶的正常用氣，利用科學(xué)合理的方案來(lái)提高埋地燃?xì)夤艿赖陌踩浴?/p>

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第9篇：常用的土壤修復(fù)技術(shù)范文

海島生態(tài)修復(fù)的模式研究

根據(jù)國(guó)內(nèi)外海島修復(fù)研究情況可將海島生態(tài)修復(fù)分為三種模式。

(1)重新設(shè)計(jì)模式。海島生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)遭到嚴(yán)重破壞、退化或完全改變而無(wú)法挽回，無(wú)法進(jìn)行生態(tài)完整性恢復(fù)，因?yàn)樽畛醯奈锓N可能已經(jīng)完全消失或大量消失，無(wú)法再恢復(fù)到最初的狀態(tài)。目前這類海島最典型的是位于南太平洋的復(fù)活節(jié)島，該島曾經(jīng)覆蓋茂密的森林，但現(xiàn)在土壤貧瘠，大部分覆蓋的是稀疏的草原。曾經(jīng)覆蓋原始地方性灌木和樹林的地方，植物已經(jīng)消失。同樣，所有本土的脊椎動(dòng)物也已經(jīng)消失。除此之外有學(xué)者研究認(rèn)為外來(lái)生物入侵和其他威脅的組合造成的影響，甚至可能導(dǎo)致島嶼生態(tài)系統(tǒng)崩潰?，F(xiàn)在不能確定本土原有的棕櫚樹和無(wú)脊椎動(dòng)物以及其他滅絕物種的數(shù)據(jù)，但是無(wú)論滅絕和入侵的數(shù)量如何，這個(gè)海島已經(jīng)不可能恢復(fù)，這里存在一個(gè)新的生態(tài)演替過(guò)程。這種類型的海島原生生態(tài)已經(jīng)丟失，原生物種大多已經(jīng)滅絕，很難也幾乎不能找到合適的原生物種對(duì)海島實(shí)施恢復(fù)，但是可以根據(jù)現(xiàn)在海島的具體情況采取措施對(duì)海島進(jìn)行重新的綠化、修復(fù)和美化生態(tài)工程。這里的重新綠化是用植被更多地考慮到美學(xué)和工程應(yīng)用價(jià)值，而不是特別注重恢復(fù)生態(tài)完整性。

(2)恢復(fù)模式。海島生態(tài)系統(tǒng)的原始性維持在較高水平，原生物種保持較好，只有很少部分的滅絕，海島生態(tài)系統(tǒng)的完整性可以修復(fù)到較高的水平。此類海島較典型的包括位于塞舍爾群島的科西涅島，該島的大部分仍然保持原始的曠野，雖然它不是位于遠(yuǎn)離城市的荒地或是完全未受污染的海域，但還是比較偏遠(yuǎn)，大多數(shù)的物種、生態(tài)過(guò)程和動(dòng)物行為維持在人類干擾前的狀態(tài)。島上可能只有1～3個(gè)巨型海龜物種滅絕，但這是無(wú)法確定的?，F(xiàn)在為了恢復(fù)原來(lái)的生態(tài)活動(dòng)，已經(jīng)引進(jìn)亞達(dá)伯拉的15種巨型海龜?shù)?。除此之外還有一些海島也特別適合恢復(fù)，并且已經(jīng)取得了一些顯著的成果，尤其是在新西蘭。該類型海島由于保持較好的生態(tài)完整性，幾乎沒(méi)有過(guò)多的破壞，可以實(shí)現(xiàn)以生物為中心的較高水平的修復(fù)，但是也無(wú)法恢復(fù)到最原始的水平，因?yàn)榭赡苡行┤肭治锓N長(zhǎng)期存在后，融入原來(lái)生態(tài)系統(tǒng)中使之成為不能缺少的物種，如果進(jìn)行移除反而會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。。

(3)自我修復(fù)模式。海島雖然受到各種因素的影響，現(xiàn)在表現(xiàn)出輕微破壞狀態(tài)，但是沒(méi)有超過(guò)海島生態(tài)系統(tǒng)本身的承受范圍，具有較好的生態(tài)完整性，能過(guò)通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自我更新修復(fù)作用可以得到恢復(fù)，無(wú)須采取措施協(xié)助其恢復(fù)。目前存在較多此類海島，它較少受到人類活動(dòng)及自然災(zāi)害的影響或處于較偏遠(yuǎn)的海域，生態(tài)狀況處于較良好的狀態(tài)，即使有輕微破壞也不會(huì)對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)造成影響。

海島生態(tài)修復(fù)的技術(shù)研究

雖然國(guó)內(nèi)外海島生態(tài)修復(fù)采取各種不同的技術(shù)，但目前為止沒(méi)有形成一套完整的技術(shù)體系，根據(jù)國(guó)內(nèi)外專家的研究情況，目前海島生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要以生物技術(shù)與工程技術(shù)為主，也有學(xué)者開始注意到工程與生物相結(jié)合的景觀修復(fù)技術(shù)。其中主要包括物種引入與恢復(fù)技術(shù)、種群動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)、群落演替控制與恢復(fù)技術(shù)、物種選育與繁殖技術(shù)、土壤肥力恢復(fù)技術(shù)、水土流失控制與恢復(fù)技術(shù)、水體污染控制技術(shù)、節(jié)水與保水技術(shù)、生態(tài)評(píng)價(jià)與規(guī)劃技術(shù)、生態(tài)系統(tǒng)組裝與集成技術(shù)等。在生物技術(shù)方面國(guó)內(nèi)外的研究已經(jīng)達(dá)到一定水平，其中物種引入與恢復(fù)技術(shù)運(yùn)用較多，除此之外還綜合運(yùn)用到種群動(dòng)態(tài)調(diào)控、群落演替控制與恢復(fù)、物種選育與繁殖、土壤肥力恢復(fù)等技術(shù)。

海島陸域生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)中最重要的問(wèn)題是恢復(fù)和維持退化海島的水分循環(huán)與平衡過(guò)程，其中最常用的手段是恢復(fù)海島植被。雖然海島單位面積的植物群落種類明顯少于大陸，但海島植被的恢復(fù)仍可參考其群落演替過(guò)程。我國(guó)學(xué)者主要研究了廣東的南澳島和廈門的猴嶼等。通過(guò)研究南澳島植物群落演替過(guò)程，指出該海島的修復(fù)主要運(yùn)用植被恢復(fù)、群落演替控制與恢復(fù)等技術(shù)。對(duì)廈門猴嶼進(jìn)行修復(fù)時(shí)采用植被恢復(fù)技術(shù)。此外澳門離島的生態(tài)環(huán)境破壞非常嚴(yán)重，也采用了植被恢復(fù)、物種選育與繁殖等技術(shù)，使得海島得到很好的修復(fù)。

國(guó)外對(duì)生物技術(shù)研究較早，廣泛采取多種技術(shù)方法以物種引入與恢復(fù)技術(shù)為主，如在對(duì)夏威夷群島進(jìn)行修復(fù)時(shí)，通過(guò)引入原生的鄉(xiāng)土物種使得海島生物得到一定的恢復(fù);科西涅島通過(guò)引入原始物種生態(tài)得到了很好的修復(fù);新西蘭的SantaCatalina島通過(guò)引入山羊以控制雜草;用猶大山羊技術(shù)控制野生山羊以恢復(fù)科西涅島的生態(tài)系統(tǒng);研究引入的野牛對(duì)圣卡塔利娜島原生植物恢復(fù)的影響，指出要控制恢復(fù)過(guò)程中的非本土動(dòng)植物需采取的措施。工程技術(shù)方面主要采用水土流失控制與恢復(fù)、水體污染控制、節(jié)水與保水、生態(tài)評(píng)價(jià)與規(guī)劃、生態(tài)系統(tǒng)組裝與集成等技術(shù)。國(guó)內(nèi)研究相對(duì)較少，以廈門猴嶼和澳門離島等為主。廈門猴嶼碼頭北面受破壞嚴(yán)重，采取漿砌石擋墻的水土流失控制與恢復(fù)技術(shù)，防治水土流失。

澳門離島植被生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中采取挖掘溝槽蓄水的節(jié)水與保水技術(shù)措施，以解決季節(jié)性缺水對(duì)修復(fù)進(jìn)程的影響。國(guó)外學(xué)者在工程技術(shù)研究方面相對(duì)較深入，如科拉馬拉島的修復(fù)工程，采用黃麻土工布固定岸坡的水土流失控制與恢復(fù)技術(shù)，以防治表土侵蝕和種子沖刷。

魯濱遜克魯索島通過(guò)試驗(yàn)建立圍欄防止放牧牛對(duì)森林的破壞，采取了生態(tài)評(píng)價(jià)與規(guī)劃等技術(shù)?？莆髂鶏u生態(tài)修復(fù)不同階段采用了相應(yīng)的工程技術(shù)，主要有生態(tài)評(píng)價(jià)與規(guī)劃、生態(tài)系統(tǒng)組裝與集成等，如第二階段建立園藝區(qū)隔離非原生的家養(yǎng)植物，第三階段對(duì)外來(lái)建設(shè)的工廠實(shí)施搬遷等。此外，部分海島還采取了工程與生態(tài)相結(jié)合的技術(shù)以及景觀修復(fù)技術(shù)，如廈門猴嶼由于處在景觀節(jié)點(diǎn)，在研究恢復(fù)植被生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)，采取將綠化恢復(fù)與景觀建設(shè)相結(jié)合的景觀設(shè)計(jì)技術(shù)方式。國(guó)外學(xué)者還對(duì)GIS、遙感等技術(shù)在海島生態(tài)修復(fù)方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究，如在嚴(yán)重侵蝕的科拉馬拉島(孟加拉灣)，利用GIS技術(shù)結(jié)合衛(wèi)星遙感圖像分析沖淤過(guò)程，并運(yùn)用生物工程技術(shù)相結(jié)合采取措施修復(fù)海島，提出了具體的修復(fù)措施。

海島生態(tài)修復(fù)研究趨勢(shì)

海島生態(tài)修復(fù)研究雖然已取得一定進(jìn)展，但目前仍處于基礎(chǔ)性研究階段，尚未總結(jié)出適合海島修復(fù)的一般性理論，對(duì)海島生態(tài)修復(fù)模式研究不夠深入，修復(fù)的技術(shù)方法以及實(shí)踐應(yīng)用尚不成熟。海島生態(tài)修復(fù)研究的趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)海島生態(tài)修復(fù)研究仍以理論研究為基礎(chǔ)，通過(guò)借鑒先進(jìn)成功的生態(tài)修復(fù)經(jīng)驗(yàn)及理論，總結(jié)適合海島生態(tài)修復(fù)的一般性理論，為海島生態(tài)修復(fù)研究及實(shí)踐提供理論指導(dǎo)。

(2)海島生態(tài)修復(fù)研究的重點(diǎn)之一在于對(duì)海島生態(tài)修復(fù)模式的深入研究，系統(tǒng)分析海島生態(tài)修復(fù)模式，以便更精確指導(dǎo)不同地域、不同類型海島的生態(tài)修復(fù)過(guò)程。

(3)研究高效的海島生態(tài)修復(fù)技術(shù)，總結(jié)指導(dǎo)生態(tài)修復(fù)的技術(shù)方法用以指導(dǎo)修復(fù)物種的選擇及合理搭配等，以生物修復(fù)技術(shù)為核心結(jié)合工程修復(fù)、景觀修復(fù)等技術(shù)，為海島生態(tài)修復(fù)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，將是海島生態(tài)修復(fù)研究的另一個(gè)重點(diǎn)。