我国土壤污染与修复技术研究进展

摘要：本文介绍了我国土壤污染的现状、来源和类型，分析比较了几种主要的土壤污染修复技术的优缺点和适用范围以及研究现状，并根据当前的技术发展阐述了我国未来土壤污染修复技术的发展趋势，最后讨论了土壤污染修复技术的选择原则。其他技术与生物修复组合是未来土壤污染修复研究的重点。

关键词：土壤污染;修复技术;进展;组合修复

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）03-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.043

Research progress of soil pollution and remediation technology in China

Wang Lingling

（Anhui Research Academy of Environmental Sciences，Hefei Anhui 230061，China）

Abstract：This paper introduces the present situation， sources and types of soil pollution in China. The advantages，disadvantages，scope of application and research status of several major soil pollution remediation technologies are analyzed and compared.According to the current technology development， the development trend of soil pollution remediation technology in China in the future is expounded.Finally， the selection principle of soil pollution remediation technology is discussed.The combination of bioremediation and other technologies is the focus of future soil pollution remediation research.

Key words：Soil pollution;Repair technology;Progress;Composite repair

土壤污染是指污染物通過多种途径进入土壤，其速度和数量超过了土壤自净能力，导致土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动收到限制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤-植物-人体”，或者“土壤-水-人体”间接被人体吸收，危害人体健康的现象。人们对土壤污染的认识没有大气环境和地表水环境污染直接和敏感，土壤内的环境随时间和外界其他各种因素的影响是动态变化的，土壤中的污染物的形态和价态、种类和组分以及位置都不是固定不变的。土壤污染具有的高度离散性、不可逆转性、隐蔽性、累积性以及去除的缓慢性使得土壤环境的污染修复技术不同于大气和地表水环境。土壤是90%的污染物的最终承受者，污染物通过多种途径进入土壤，大气污染物沉降、污水灌溉和下渗以及固体废弃物的填埋等等都可能会给土壤带来污染。2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中耕地的土壤点位超标率高达19.4%，目前我国土壤污染比较严重，土壤污染将会破坏生态系统稳定，直接威胁人畜健康，引发人类癌症和其他疾病，土壤污染引起的生态安全问题日益凸显[1]。近年来，我国对土壤污染防治逐渐重视起来，土壤污染修复技术也被广泛的研究，并根据土壤污染的特征开发了一系列修复技术。

1 我国土壤污染物的来源

土壤是一个开发的系统，有自然污染源也有人为污染源，其中人为污染源是土壤污染研究的主要对象，包括工业污染源、农业污染源和生活污染源。工业污染源一般具有确定的空间位置并稳定排放污染物质，其造成的污染多属于点源污染，包括采矿业对土壤造成的污染和工业“三废”（废水、废气、废渣）。相比较而言，农业污染无确定的空间位置、无确定的污染物以及无固定的排放时间，多属于面源污染，农业生产过程中过多的使用农药、化肥，以及使用污水灌溉、施用不合格污泥、生活垃圾倾倒、农膜残留、畜禽粪便等都可能使耕地土壤遭受到污染。土壤生活污染源主要来自城市生活污水、医院污水、生活垃圾、交通污染以及电子垃圾[2]。

2 我国土壤污染物的类型

近年来我国经济发展速度不断加快，工业、农业的复杂生产活动以及人类生活不断向环境中排放各种各样的污染物，我国土壤污染物的来源广泛使得土壤污染物的类型和状态也相当复杂。主要包括以下几类，金属类无机污染物例如氨氮、硫化物、氟化物、碘化物、挥发酚、石棉等;放射性污染物例如钌、锶、铯、钴、铀等;金属类无机污染物例如钾、钙、钠、镁、铁、铜、镍、铬、镉、砷、汞、铅、氧化铝等，土壤中的金属不能被自然降解，毒性持续存在导致长期的环境危害;有机污染物例如多环芳烃类、多氯联苯类、卤代烃类、农药类、石油类、单环芳烃类、醚类等;炸药类污染物多存在于爆破场地、采石场、垃圾填埋场，例如三硝基甲苯、苦味酸盐类、三次甲基三硝基胺、二硝基苯、硝化甘油等;除以上几种被发现的土壤污染物之外，还有一些未被发现或未造成严重土壤污染的新型土壤污染物，主要包括以下三类，药物及个人护理品、塑化剂以及纳米材料类污染物[2]。

3 土壤修复技术对比

我国大约20世纪70年代就已经开始土壤污染修复技术的研究，最开始是以农业修复措施的研究为主，后来土壤物理和化学修复技术的研究也逐渐被开展;到20世纪末，植物修复污染土壤的技术也迅速开展起来。进入到21世纪，组合修复技术修复污染土壤也收到很大的关注。土壤污染修复技术根据修复土壤位置变化与否分为原位修复和异位修复;根据操作原理的不同可分为物理化学修复和生物修复;按功能的不同又可分为污染物的破坏或改变技术、污染物的固定化技术以及污染物的提取或分类技术，下面根据操作原理的不同分别介绍一下几种常见的土壤污染修复技术。

3.1 物理化学修复技术

物理化学修复技术是指利用土壤和污染物之间的物理化学特性，破坏、分离或固定化污染物的技术。物理化学修复技术是发展较早较完善的修复技术，主要包括化学淋洗、蒸汽浸提、化学氧化/还原、固化/稳定化、电动力学修复、热脱附、水泥窑协同处置等，具有周期短、适用范围广等优点，但成本一般较高，可能造成二次污染。各种物理化学修复技术的特点及适用的污染类型见表1。

3.2 生物修复技术

生物修复技术是近20年迅速发展的绿色环境修复技术，是指综合运用现代生物技术，破坏污染物结构，通过创造适合微生物、植物或动物生长的环境来促进其对污染物的转化、吸收和降解，使污染物得浓度降低到可接受水平，或将有毒有害得污染物转化为无毒无害的物质。也包括将污染物稳定化，以减少其向周边环境的扩散。一般可分为微生物修复、植物修复和动物修复三种类型。其具有成本低、无二次污染、尤其适用于量大面广的污染土壤修复等优势。但该技术见效慢，受污染物浓度和土壤等环境因素的限制[10]。

微生物修复技术在重金属污染土壤和有机污染土壤中被广泛研究，研究的重点集中在运用分子生物学和基因工程技术筛选和驯化多功能、高效的降解微生物菌株，提高功能微生物在土壤中的活性和安全性，加强微生物修复技术与其他修复技术的集成研究，采用联合修复技术，增加修复效果。Long等[11]利用好氧-厌氧协同技术处理土壤和堆肥的混合物，显示PCBs的降解率可达25%， 其中的低氯PCBs 有60.8%被降解。

植物修复技术在重金属污染土壤方面研究较广，目前植物修复方面的研究主要着重于超富集植物的筛选和利用基因工程提高植物修复性能。Liphadzi等[12]研究证明，增加油葵种植密度以及添加螯合剂EDTA可以明显增加油葵对重金属污染土壤的修复效果。孟茜[13]通过农杆菌介导法，将东南景天的SaNramp3基因转入溪口花籽中，表达后发现其对镉的积累量有很大提升，转运系数显著增加。

污染土壤的动物修复一般是通过土壤动物群的直接或间接作用达到土壤修复目的。蚯蚓是土壤中非常重要和常见的一种动物，利用蚯蚓处理污染土壤中的重金属和多环芳烃的研究，都取得了不错的修复效果[14，15]，证明了在重金属和多环芳烃等污染土壤中引入蚯蚓修复的可行性。另外，蚯蚓的蠕动可以增加土壤的空气含量，有利于一些好氧降解菌的生长和繁殖，土壤中的有机污染物也有可能被土壤动物消化和吸收，从而降解土壤中的有机物污染物。

3.3 组合修复技术

我国目前土壤污染场地往往不是单一的污染物，单一修复技术都具有各自的缺点，且一般只针对特定的污染物修復效果比较好，采用单一修复技术修复复杂土壤污染很难达到理想的效果，现在多技术组合使用的越来越受到重视。微生物 - 植物组合修复技术被研究较多，微生物活动和新陈代谢过程可以促进植物对营养物质的吸收，增加其生物量。同时，还可以改变土壤中污染物的形态，提高植物对污染物的吸收。徐奕等研究发现“镉、铅双耐”菌株与香根草组合修复体系，对镉、铅污染修复效果很好[16]。陈卫平等研究发用乙二胺四乙酸淋洗土壤去除铅效果好，而大豆对锌、镉的去除率较高，将乙二胺四乙酸-大豆组合将有利于解决铅、锌、镉污染的土壤问题[17]。

4 我国污染土壤修复技术的发展趋势

4.1 向绿色、安全与经济的生物修复技术发展

植物修复、微生物修复、土壤动物修复以及基于监测的综合土壤生态功能的自然修复，都是未来修复污染土壤的主要研究方向。筛选合适的修复品种，发展适用于不同土壤类型的根际生态修复技术已成为一种趋势，应用基因工程、酶工程、细胞工程等发展土壤生物修复技术，有助于提高修复效率。

4.2 向多技术组合的修复技术发展

土壤中的污染物一般种类复杂、不同场地的污染程度差异大、土壤再利用方式不同等因素导致单一修复技术往往很难达到修复目标，多技术组合的土壤修复模式就成为今后土壤污染修复的研究方向。例如，降解菌-超积累植物的组合修复、微生物-植物组合修复、真菌-植物组合修复、土壤动物-微生物-植物组合修复、电动-生物组合修复等。

4.3 向土壤-地下水联合修复发展

污染物在土壤中不是固定不变的，随着土壤水分、土壤生物的活动等影响，污染物的状态、性质及位置都可能发生变化，由于污染物的迁，土壤污染和地下水污染往往密不可分，因此，在修复土壤污染时，往往也要考虑地下水污染情况。

5 展望

关于土壤污染修复技术的研究，我国虽然起步较晚，但目前也取得了不错的成绩。每种土壤污染修复技术都存在各自的特点，都有其特定的应用范围和局限性。在进行修复技术的选择时，需综合考虑土壤性特性、污染物类型、经济实力等因素，合理选择修复技术和工艺。生物修复技术的绿色和经济的特性非常适合我国国情，生物修复与其他技术的组合会成为未来我国土壤污染修复技术研究的重点。

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收稿日期：2020-01-15

作者简介：王玲玲（1989-），女，汉族，硕士，助理工程师，研究方向为环境保护。