國(guó)內(nèi)土壤污染修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀分析

    污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究起步于20世紀(jì)70年代后期。在過去的30年期間，歐、美、日、澳等國(guó)家紛紛制定了土壤修復(fù)計(jì)劃，并投入巨資用于土壤修復(fù)技術(shù)的拓展以及相關(guān)設(shè)備的研發(fā)，積累了豐富的現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)技術(shù)與工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，成立了許多土壤修復(fù)公司和網(wǎng)絡(luò)組織，使土壤修復(fù)技術(shù)得到了快速的發(fā)展。我國(guó)的污染土壤修復(fù)技術(shù)研究起步較晚，在“十五”期間才得到重視，列入了高技術(shù)研究規(guī)劃發(fā)展計(jì)劃，其研發(fā)水平和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)都與美、英、德、荷等發(fā)達(dá)國(guó)家存在相當(dāng)大的差距。近年來，為了順應(yīng)土壤環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)實(shí)需求和土壤環(huán)境科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需求，科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院、環(huán)境保護(hù)部等部門有計(jì)劃地部署了一些土壤修復(fù)研究項(xiàng)目和專題，有力地促進(jìn)和帶動(dòng)了全國(guó)范圍的土壤污染控制與修復(fù)科學(xué)技術(shù)的研究與發(fā)展工作。期間，以土壤修復(fù)為主題的國(guó)內(nèi)一系列學(xué)術(shù)性活動(dòng)也為我國(guó)污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究和發(fā)展起到了很好的引領(lǐng)性和推動(dòng)性作用。土壤修復(fù)理論與技術(shù)已成為土壤科學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及地表過程研究的新內(nèi)容。土壤修復(fù)學(xué)已經(jīng)成為一門新興的環(huán)境科學(xué)分支學(xué)科，修復(fù)土壤學(xué)也將發(fā)展成為一門新興的土壤科學(xué)分支學(xué)科。本文將著重介紹近年來國(guó)內(nèi)外污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。

一、什么是土壤污染？土壤污染的分類以及城市土壤污染研究現(xiàn)狀。

1、什么是土壤污染？
土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層，其厚度一般在2 m左右。土壤不但為植物生長(zhǎng)提供機(jī)械支撐能力，并能為植物生長(zhǎng)發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。近年來，由于人口急劇增長(zhǎng)，工業(yè)迅猛發(fā)展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒，有害廢水不斷向土壤中滲透，大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中，導(dǎo)致了土壤污染。由于具有生理毒性的物質(zhì)或過量的植物營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)入土壤而導(dǎo)致土壤性質(zhì)惡化和植物生理功能失調(diào)的現(xiàn)象，被稱為土壤污染（soil pollution）。

2、土壤污染的分類
    土壤污染大致可分為無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。無機(jī)污染物主要包括酸、堿、重金屬，鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有機(jī)污染物主要包括有機(jī)農(nóng)藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及廄肥帶來的有害微生物等。而隨著城市化和工業(yè)的發(fā)展，污染多具有伴生性和綜合性。城市土壤中重金屬-重金屬、有機(jī)污染物-有機(jī)污染物、有機(jī)污染物-重金屬?gòu)?fù)合污染都是非常普遍的，例如：污水處理廠的污泥、城市生活垃圾以及工業(yè)廢水等造成的污染大都為有機(jī)-無機(jī)復(fù)合污染。復(fù)合污染在土壤中發(fā)生吸附行為、化學(xué)作用、微生物過程等交互作用，對(duì)城市土壤的特性，污染物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化，土壤污染的修復(fù)等產(chǎn)生影響。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)城市土壤中污染物的研究大多僅考慮單一污染物水平的環(huán)境行為，而對(duì)城市土壤中復(fù)合污染的研究還很少，而且在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境容量的制定中，單個(gè)污染物的研究雖具有參考意義，但作為制定標(biāo)準(zhǔn)和容量的依據(jù)，就顯得證據(jù)不足。因此，開展城市土壤復(fù)合污染研究，有助于人們更加全面、系統(tǒng)和準(zhǔn)確地闡明生態(tài)破壞、環(huán)境問題與人類健康的實(shí)質(zhì)。

3、城市土壤污染研究現(xiàn)狀
3.1  城市土壤重金屬污染
    城市土壤重金屬污染是能有效反映城市環(huán)境污染狀況的重要指標(biāo)之一。城市土壤的理化性質(zhì)是影響城市土壤重金屬污染的重要因素。研究發(fā)現(xiàn)，PH值、土壤有機(jī)質(zhì)含量、氧化還原電位（Eh）值、磁化率、粒度與城市土壤重金屬的含量存在一定的相關(guān)關(guān)系，例如，PH值除直接影響重金屬含量在土壤中的活性以及重金屬在土壤剖面的縱向移動(dòng)能力之外，還會(huì)影響重金屬元素的存在形態(tài)。城市土壤的細(xì)顆粒組分則可以富集重金屬并阻止其淋失。
    人類活動(dòng)是影響城市土壤污染程度的另一個(gè)重要因素。不同的土地利用狀況、人類活動(dòng)強(qiáng)度、污染累計(jì)時(shí)間的長(zhǎng)短和距離污染源的遠(yuǎn)近，在不同程度上影響重金屬污染狀況。對(duì)南京城市土壤重金屬污染研究發(fā)現(xiàn)，污染強(qiáng)度以礦冶工業(yè)區(qū)最高；其次是城市中心的商業(yè)區(qū)和老居民區(qū)；而風(fēng)景區(qū)和新開發(fā)區(qū)污染較輕，近年新建的市民廣場(chǎng)重金屬污染不明顯。對(duì)北京城市公園土壤的鉛污染研究發(fā)現(xiàn)，歷史悠久，客流量大且距離市中心較近的公園土壤鉛含量明顯偏高；對(duì)于大多數(shù)開放歷史較短，客流量小且相對(duì)偏僻的公園而言，表土一般都未見明顯的鉛污染。研究人員提出公路兩側(cè)土壤中鉛的含量與到公路邊沿的距離符合高斯衰減分布模型，公路兩側(cè)土壤中鉛的99%以上累積量分布在50m的范圍內(nèi)。
    城市土壤中不同化學(xué)形態(tài)的重金屬具有不同的環(huán)境行為和生物效應(yīng)，因此，在評(píng)價(jià)重金屬的污染程度及潛在生態(tài)危害程度時(shí)，城市土壤中重金屬化學(xué)形態(tài)信息也非常重要。重金屬的化學(xué)形態(tài)一般分為可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)、殘?jiān)�晶格態(tài)。以大氣為傳播媒介成因的重金屬沉積鐵錳氧化物態(tài)含量占優(yōu)勢(shì)，有機(jī)態(tài)含量較少；以水為傳播媒介成因的重金屬沉積，以有機(jī)態(tài)占優(yōu)勢(shì)，鐵錳氧化物態(tài)含量相對(duì)較少。研究表明，城市道路兩側(cè)土壤中的Cu以有機(jī)結(jié)合態(tài)為主，Zn各形態(tài)所占比例由大到小順序?yàn)殍F錳氧化物結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、可交換態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，南京城市土壤重金屬的有效態(tài)中，Cu以有機(jī)態(tài)為主； Pb以交換態(tài)為主；Co、Mn以鐵錳氧化物態(tài)為主；Fe、Ni有效態(tài)含量均小于10%，并且主要集中在鐵錳氧化物態(tài)中。與非城區(qū)土壤相比較，城市土壤非殘?jiān)鼞B(tài)比例增加，活性增大，對(duì)環(huán)境的危險(xiǎn)性增大。
    研究城市土壤的污染程度，是評(píng)價(jià)城市環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要方面。由于城市土壤組成的復(fù)雜性，使準(zhǔn)確估計(jì)重金屬對(duì)城市土壤的污染程度變得十分困難。評(píng)價(jià)城市土壤重金屬污染程度，一般采用富集因子（Enrichment  Factors）。富集因子(EFs)的計(jì)算公式為：EFs=重金屬在土壤樣品中的濃度/在自然土壤中的平均濃度值。Manta等研究發(fā)現(xiàn)，意大利Palermo城市土壤中Ni、Mn、Cr、Cd的EFs值都小于1，說明這些重金屬主要來源自然污染；而相對(duì)EFs值很高的Pb、Zn、Cu等主要是人為污染的緣故；對(duì)于中等污染程度的Co、V，可能主要是風(fēng)化或成土作用的結(jié)果。
3.2 城市土壤微有機(jī)物污染
    環(huán)境中對(duì)生態(tài)和人體有危害的有機(jī)污染物大多處于納米級(jí)尺度，其中包括近來提出的持久性或難降解有機(jī)污染物（POPs）；持久性或難降解有化合物（PTS）。這些有機(jī)污染物都屬于揮發(fā)性有機(jī)污染物。它們通過揮發(fā)、淋溶和由濃度梯度產(chǎn)生擴(kuò)散等在城市土壤中遷移或逸入空氣、水體中，對(duì)大氣、水體、生態(tài)系統(tǒng)和人類的生命造成極大危害。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，認(rèn)為燃料燃燒是城市土壤多環(huán)芳烴(PAHs)的主要來源。因此，近100~150年來，土壤PAHs的濃度在不斷增加，尤其是城市地區(qū)。城市土壤微有機(jī)物污染呈現(xiàn)一定的空間分布特征。研究人員發(fā)現(xiàn)，城市土壤中的PAHs、多氯聯(lián)苯（PCBs）、多氯聯(lián)萘（PCNs）等持久性或難降解有機(jī)污染物在工業(yè)區(qū)和居住區(qū)花園綠地附近的含量較高，是農(nóng)田土壤中含量的幾倍，并呈現(xiàn)從中心城區(qū)向郊區(qū)逐漸遞減的趨勢(shì)。對(duì)天津市區(qū)和郊區(qū)土壤中的10種PAHs研究發(fā)現(xiàn)，市區(qū)是土壤PAHs含量超標(biāo)最嚴(yán)重的地區(qū)，其中二環(huán)萘（Nap）的超標(biāo)程度最嚴(yán)重，強(qiáng)致癌物質(zhì)苯并(a)芘(Bap)的超標(biāo)的情況也不容樂觀。微有機(jī)污染物的產(chǎn)生及其在環(huán)境中的遷移過程將在很大程度上影響其濃度空間自相關(guān)性的方向和范圍大小。
    城市土壤微有機(jī)物污染的空間結(jié)構(gòu)與城市土壤的理化性質(zhì)存在相關(guān)性，同時(shí)受到環(huán)境因素的影響。研究人員對(duì)天津包括市區(qū)的表層土壤中16種優(yōu)控多環(huán)芳烴含量和土壤理化參數(shù)進(jìn)行了空間結(jié)構(gòu)分析，并探討了環(huán)境因素與土壤PAHs含量空間結(jié)構(gòu)特征間的關(guān)系。PAHs各組分濃度存在中等或強(qiáng)變異性，表明影響土PAHs含量的各種人為或自然因素存在較為明顯的空間差異。城市土壤有機(jī)碳含量與各組分濃度存在顯著正相關(guān)，而Ph值和粘粒含量與其各組分濃度均不存在明顯的相關(guān)性，表明TOC含量可能是影響土壤多環(huán)芳烴濃度空間結(jié)構(gòu)特征的重要環(huán)境因素之一。研究還發(fā)現(xiàn)，在不同的氣候帶城市土壤中的PAHs和PCBs的含量不同：地處熱帶的城市土壤比溫帶的城市土壤低。這可能是由于熱帶氣候促進(jìn)其生物降解、揮發(fā)損失和光氧化作用以及強(qiáng)烈淋溶進(jìn)入地下水等原因所致。
3.3  城市土壤生源要素（N氮元素、P磷元素）污染
    長(zhǎng)期以來，關(guān)于生源要素污染的研究主要集中于農(nóng)田土壤，但近年來，城市土壤生源要素污染已經(jīng)成為熱點(diǎn)研究問題。研究發(fā)現(xiàn)，莫斯科的城市土壤與自然土壤相比較，磷具有明顯的富集特征；有效磷含量超過植物的需求，磷素供給達(dá)到較高水平。研究人員對(duì)哈爾濱城市土壤污染研究發(fā)現(xiàn)，與非城區(qū)自然土壤相比，城市土壤的全氮、水解氮含量降低；全磷和有效磷含量顯著偏高，磷在城市土壤中的富集現(xiàn)象嚴(yán)重。這可能是由于城市人為活動(dòng)和大量含磷廢水以及垃圾的混入，使得城市土壤中全磷和有效態(tài)磷的含量明顯高于森林土壤和農(nóng)田土壤。杭州城市土壤表土總磷含量在563~3522mg/kg之間，總磷的平均含量由大到小順序?yàn)樯虡I(yè)區(qū)、風(fēng)景區(qū)、文教居民區(qū)、工業(yè)區(qū)。其中商業(yè)區(qū)總磷平均約為工業(yè)區(qū)的3倍，文教居民區(qū)的2.5倍，風(fēng)景區(qū)的2倍；郊區(qū)農(nóng)業(yè)土壤總磷含量的平均值略低于城市土壤。
    城市土壤生源要素的吸附-解吸特性影響到土壤對(duì)外源氮磷等的吸持能力和土壤吸持氮磷等的釋放。它們均與土壤溶液中生源要素濃度密切相關(guān)，影響城市土壤中生源要素的淋溶和地下水中生源要素的濃度。研究發(fā)現(xiàn)，與非城區(qū)自然土壤相比，南京城市土壤磷的吸附量小，磷的解吸量和解吸率高，并且城市地下水中溶解態(tài)磷濃度、總磷濃度都與城市土壤剖面中全磷、有效磷、可溶性磷的加權(quán)平均含量有著明顯的相關(guān)關(guān)系，反映了城市土壤是地下水中磷的有效釋放源。
3.4  污染物在城市水、土、氣內(nèi)的遷移、轉(zhuǎn)化
    污染物在城市大氣-土壤、水體-土壤體系內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化研究是當(dāng)前城市土壤污染研究的重點(diǎn)問題之一。在城市這樣一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境巨系統(tǒng)內(nèi)部，大量的自然或人為污染物可能會(huì)通過大氣干濕沉降而直接納入城市土壤中；同時(shí)，城市土壤等下墊面介質(zhì)中的污染物又會(huì)通過滲濾和揚(yáng)塵把一部分污染物帶回水體和大氣，形成大氣-土壤，水體-土壤的污染物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。莊樹宏等對(duì)煙臺(tái)市區(qū)大氣-土壤系統(tǒng)中的重金屬污染進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)大氣重金屬污染對(duì)植物葉片中重金屬污染狀況的影響貢獻(xiàn)較大，超過了土壤對(duì)其的影響。相關(guān)學(xué)者研究了邢臺(tái)市近10年來環(huán)境灰塵、土壤、地面水、地下水、大氣及部分作物的鉛污染和累積狀況，并分析了產(chǎn)生原因及影響。研究人員對(duì)湖南株洲的水體-土壤-大氣-植被系統(tǒng)進(jìn)行重金屬污染物的遷移轉(zhuǎn)化研究。研究人員研究了烏克蘭23個(gè)城市中土壤酸溶解性的錳、鋅、銅、鉛含量與這些重金屬在氣溶膠中多年平均含量之間的依賴關(guān)系。
    城市中大氣懸浮顆粒物與城市表土的關(guān)系密切，揭示了懸浮顆粒物是城市土壤污染物質(zhì)的重要來源之一。波蘭上西里斯克工業(yè)區(qū)，每晝夜間的降塵量可高達(dá)3000mg/立方米以上，導(dǎo)致土壤性質(zhì)發(fā)生改變和大量硫酸鹽、鉛、鋅、銅等在土壤中累積。研究人員等對(duì)蘭州市煙塵、地面灰塵及城市土壤中金屬元素之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，煙塵中，除常量元素Fe、Mn之外，其余元素含量都高出土壤中幾倍、幾十倍，尤其是Se、Hg、Sb、Cd、Pb等�？梢姛焿m是蘭州城市土壤中主要污染因子。
    由于城市土壤直接接觸淺層地下水，污染物和富集的養(yǎng)分元素也構(gòu)成了對(duì)地下水水質(zhì)的威脅。已有研究發(fā)現(xiàn)，南京城市區(qū)域地下水中氮、磷和重金屬等均存在不同程度的超標(biāo)，可能與城市土壤中氮、磷和重金屬含量較高有關(guān)。

二、土壤修復(fù)的主要方法的分類及具體說明

1、污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
經(jīng)過近十多年來全球范圍的研究與應(yīng)用，包括生物修復(fù)、物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)及其聯(lián)合修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的污染土壤修復(fù)技術(shù)體系已經(jīng)形成，并積累了不同污染類型場(chǎng)地土壤綜合工程修復(fù)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)了污染土壤的原位生物修復(fù)技術(shù)和基于監(jiān)測(cè)的自然修復(fù)技術(shù)等研究的新熱點(diǎn)。下面簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)外污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀。

2、污染土壤生物修復(fù)技術(shù)
    土壤生物修復(fù)技術(shù)，包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)、生物聯(lián)合修復(fù)等技術(shù)，在進(jìn)入21 世紀(jì)后得到了快速發(fā)展，成為綠色環(huán)境修復(fù)技術(shù)之一。
2. 1. 1 　植物修復(fù)技術(shù)
    從20 世紀(jì)80 年代問世以來，利用植物資源與凈化功能的植物修復(fù)技術(shù)迅速發(fā)展 。植物修復(fù)技術(shù)包括利用植物超積累或積累性功能的植物吸取修復(fù)、利用植物根系控制污染擴(kuò)散和恢復(fù)生態(tài)功能的植物穩(wěn)定修復(fù)、利用植物代謝功能的植物降解修復(fù)、利用植物轉(zhuǎn)化功能的植物揮發(fā)修復(fù)、利用植物根系吸附的植物過濾修復(fù)等技術(shù)�？杀恢参镄迯�(fù)的污染物有重金屬、農(nóng)藥、石油和持久性有機(jī)污染物、炸藥、放射性核素等。其中，重金屬污染土壤的植物吸取修復(fù)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛研究，已經(jīng)應(yīng)用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬以及與多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤的修復(fù)，并發(fā)展出包括絡(luò)合誘導(dǎo)強(qiáng)化修復(fù)、不同植物套作聯(lián)合修復(fù)、修復(fù)后植物處理處置的成套集成技術(shù)。這種技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵在于篩選具有高產(chǎn)和高去污能力的植物，摸清植物對(duì)土壤條件和生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性。
    近年來，我國(guó)在重金屬污染農(nóng)田土壤的植物吸取修復(fù)技術(shù)應(yīng)用方面在一定程度上開始引領(lǐng)國(guó)際前沿研究方向。但是，雖然開展了利用苜蓿、黑麥草等植物修復(fù)多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和石油烴的研究工作，但是有機(jī)污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)的田間研究還很少，對(duì)炸藥、放射性核素污染土壤的植物修復(fù)研究則更少。植物修復(fù)技術(shù)不僅應(yīng)用于農(nóng)田土壤中污染物的去除，而且同時(shí)應(yīng)用于人工濕地建設(shè)、填埋場(chǎng)表層覆蓋與生態(tài)恢復(fù)、生物棲身地重建等。近年來，植物穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是一種更易接受、大范圍應(yīng)用、并利于礦區(qū)邊際土壤生態(tài)恢復(fù)的植物技術(shù)，也被視為一種植物固碳技術(shù)和生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù);為尋找多污染物復(fù)合或混合污染土壤的凈化方案，分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)應(yīng)用于發(fā)展植物雜交修復(fù)技術(shù);利用植物的根圈阻隔作用和作物低積累作用，發(fā)展能降低農(nóng)田土壤污染的食物鏈風(fēng)險(xiǎn)的植物修復(fù)技術(shù)正在研究。
2. 1. 2 　微生物修復(fù)技術(shù)
    微生物能以有機(jī)污染物為唯一碳源和能源或者與其他有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行共代謝而降解有機(jī)污染物。利用微生物降解作用發(fā)展的微生物修復(fù)技術(shù)是農(nóng)田土壤污染修復(fù)中常見的一種修復(fù)技術(shù)。這種生物修復(fù)技術(shù)已在農(nóng)藥或石油污染土壤中得到應(yīng)用。在我國(guó)，已構(gòu)建了農(nóng)藥高效降解菌篩選技術(shù)、微生物修復(fù)劑制備技術(shù)和農(nóng)藥殘留微生物降解田間應(yīng)用技術(shù);也篩選了大量的石油烴降解菌，復(fù)配了多種微生物修復(fù)菌劑，研制了生物修復(fù)預(yù)制床和生物泥漿反應(yīng)器，提出了生物修復(fù)模式。近年來，開展了有機(jī)砷和持久性有機(jī)污染物如多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)工作。分離到能將多環(huán)芳烴作為唯一碳源的微生物如假單胞菌屬、黃桿菌屬等，以及可以通過共代謝方式對(duì)4環(huán)以上多環(huán)芳烴加以降解的如白腐菌等。建立了菌根真菌強(qiáng)化紫花苜蓿根際修復(fù)多環(huán)芳烴的技術(shù)和污染農(nóng)田土壤的固氮植物、根瘤菌、菌根真菌聯(lián)合生物修復(fù)技術(shù)。總體上，微生物修復(fù)研究工作主要體現(xiàn)在篩選和馴化特異性高效降解微生物菌株，提高功能微生物在土壤中的活性、壽命和安全性，修復(fù)過程參數(shù)的優(yōu)化和養(yǎng)分、溫度、濕度等關(guān)鍵因子的調(diào)控等方面。微生物固定化技術(shù)因能保障功能微生物在農(nóng)田土壤條件下種群與數(shù)量的穩(wěn)定性和顯著提高修復(fù)效率而受到青睞。通過添加菌劑和優(yōu)化作用條件發(fā)展起來的場(chǎng)地污染土壤原位、異位微生物修復(fù)技術(shù)有：生物堆漚技術(shù)、生物預(yù)制床技術(shù)、生物通風(fēng)技術(shù)和生物耕作技術(shù)等。運(yùn)用連續(xù)式或非連續(xù)式生物反應(yīng)器、添加生物表面活性劑和優(yōu)化環(huán)境條件等可提高微生物修復(fù)過程的可控性和高效性。
    目前，正在發(fā)展微生物修復(fù)與其他現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)工程的嫁接和移植技術(shù)，以及針對(duì)性強(qiáng)、高效快捷、成本低廉的微生物修復(fù)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)微生物修復(fù)技術(shù)的工程化應(yīng)用。
2. 2  污染土壤物理修復(fù)技術(shù)
    物理修復(fù)是指通過各種物理過程將污染物(特別是有機(jī)污染物) 從土壤中去除或分離的技術(shù)。熱處理技術(shù)是應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)場(chǎng)地土壤有機(jī)污染的主要物理修復(fù)技術(shù)，包括熱脫附、微波加熱和蒸氣浸提等技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于苯系物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和二噁英等污染土壤的修復(fù)。
2. 2. 1 　熱脫附技術(shù)
    熱脫附是用直接或間接的熱交換，加熱土壤中有機(jī)污染組分到足夠高的溫度，使其蒸發(fā)并與土壤介質(zhì)相分離的過程。熱脫附技術(shù)具有污染物處理范圍寬、設(shè)備可移動(dòng)、修復(fù)后土壤可再利用等優(yōu)點(diǎn)，特別對(duì)多氯聯(lián)苯這類含氯有機(jī)物，非氧化燃燒的處理方式可以顯著減少二噁英生成。目前歐美國(guó)家已將土壤熱脫附技術(shù)工程化，廣泛應(yīng)用于高污染的場(chǎng)地有機(jī)污染土壤的離位或原位修復(fù)，但是諸如相關(guān)設(shè)備價(jià)格昂貴、脫附時(shí)間過長(zhǎng)、處理成本過高等問題尚未得到很好解決，限制了熱脫附技術(shù)在持久性有機(jī)污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用。發(fā)展不同污染類型土壤的前處理和脫附廢氣處理等技術(shù)，優(yōu)化工藝并研發(fā)相關(guān)的自動(dòng)化成套設(shè)備正是共同努力的方向。
2. 2. 2 　蒸氣浸提技術(shù)
    土壤蒸氣浸提(簡(jiǎn)稱SVE) 技術(shù)是去除土壤中揮發(fā)性有機(jī)污染物(揮發(fā)性有機(jī)化合物) 的一種原位修復(fù)技術(shù)。它將新鮮空氣通過注射井注入污染區(qū)域，利用真空泵產(chǎn)生負(fù)壓，空氣流經(jīng)污染區(qū)域時(shí)，解吸并夾帶土壤孔隙中的揮發(fā)性有機(jī)化合物經(jīng)由抽取井流回地上;抽取出的氣體在地上經(jīng)過活性炭吸附法以及生物處理法等凈化處理，可排放到大氣或重新注入地下循環(huán)使用。SVE具有成本低、可操作性強(qiáng)、可采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、處理有機(jī)物的范圍寬、不破壞土壤結(jié)構(gòu)和不引起二次污染等優(yōu)點(diǎn)。苯系物等輕組分石油烴類污染物的去除率可達(dá)90 %。深入研究土壤多組分揮發(fā)性有機(jī)化合物的傳質(zhì)機(jī)理，精確計(jì)算氣體流量和流速，解決氣提過程中的拖尾效應(yīng)，降低尾氣凈化成本，提高污染物去除效率，是優(yōu)化土壤蒸氣浸提技術(shù)的需要。
2. 3 　污染土壤化學(xué)/物化修復(fù)技術(shù)
    相對(duì)于物理修復(fù)，污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)發(fā)展較早，主要有土壤固化/穩(wěn)定化技術(shù)、淋洗技術(shù)、氧化/還原技術(shù)、光催化降解技術(shù)和電動(dòng)力學(xué)修復(fù)等。
2. 3. 1 　固化/穩(wěn)定化技術(shù)
    固化/穩(wěn)定化技術(shù)是將污染物在污染介質(zhì)中固定，使其處于長(zhǎng)期穩(wěn)定狀態(tài)，是較普遍應(yīng)用于土壤重金屬污染的快速控制修復(fù)方法，對(duì)同時(shí)處理多種重金屬?gòu)?fù)合污染土壤具有明顯的優(yōu)勢(shì)。該處理技術(shù)的費(fèi)用比較低廉，對(duì)一些非敏感區(qū)的污染土壤可大大降低場(chǎng)地污染治理成本。常用的固化穩(wěn)定劑有飛灰、石灰、瀝青和硅酸鹽水泥等，其中水泥應(yīng)用最為廣泛。在美國(guó)的非有機(jī)物污染的超級(jí)基金項(xiàng)目中大部分采用固化/穩(wěn)定化技術(shù)處理。我國(guó)一些冶煉企業(yè)場(chǎng)地重金屬污染土壤和鉻渣清理后的堆場(chǎng)污染土壤也采用了這種技術(shù)。國(guó)際上已有利用水泥固化/穩(wěn)定化處理有機(jī)與無機(jī)污染土壤的報(bào)道。目前，需要加強(qiáng)有機(jī)污染土壤的固化/穩(wěn)定化技術(shù)研發(fā)、新型可持續(xù)穩(wěn)定化修復(fù)材料的研制及其長(zhǎng)期安全性監(jiān)測(cè)評(píng)估方法的研究。
2. 3. 2 　淋洗技術(shù)
    土壤淋洗修復(fù)技術(shù)是將水或含有沖洗助劑的水溶液、酸P堿溶液、絡(luò)合劑或表面活性劑等淋洗劑注入到污染土壤或沉積物中，洗脫和清洗土壤中的污染物的過程。淋洗的廢水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放，處理后的土壤可以再安全利用。這種離位修復(fù)技術(shù)在多個(gè)國(guó)家已被工程化應(yīng)用于修復(fù)重金屬污染或多污染物混合污染介質(zhì)。由于該技術(shù)需要用水，所以修復(fù)場(chǎng)地要求靠近水源，同時(shí)因需要處理廢水而增加成本。研發(fā)高效、專性的表面增溶劑，提高修復(fù)效率，降低設(shè)備與污水處理費(fèi)用，防止二次污染等依然是重要的研究課題。
2. 3. 3 　氧化/還原技術(shù)
    土壤化學(xué)氧化/還原技術(shù)是通過向土壤中投加化學(xué)氧化劑(Fenton 試劑、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等) 或還原劑(SO2 、Fe0 、氣態(tài)H2 S 等) ，使其與污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)凈化土壤的目的。通常，化學(xué)氧化法適用于土壤和地下水同時(shí)被有機(jī)物污染的修復(fù)。運(yùn)用化學(xué)還原法修復(fù)對(duì)還原作用敏感的有機(jī)污染物是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。例如，納米級(jí)粉末零價(jià)鐵的強(qiáng)脫氯作用已被接受和運(yùn)用于土壤與地下水的修復(fù)。但是，目前零價(jià)鐵還原脫氯降解含氯有機(jī)化合物技術(shù)的應(yīng)用還存在諸如鐵表面活性的鈍化、被土壤吸附產(chǎn)生聚合失效等問題，需要開發(fā)新的催化劑和表面激活技術(shù)。
2. 3. 4 　光催化降解技術(shù)
    土壤光催化降解(光解)技術(shù)是一項(xiàng)新興的深度土壤氧化修復(fù)技術(shù)，可應(yīng)用于農(nóng)藥等污染土壤的修復(fù)。土壤質(zhì)地、粒徑、氧化鐵含量、土壤水分、土壤pH 值和土壤厚度等對(duì)光催化氧化有機(jī)污染物有明顯的影響：高孔隙度的土壤中污染物遷移速率快，粘粒含量越低光解越快；自然土中氧化鐵對(duì)有機(jī)物光解起著重要調(diào)控作用；有機(jī)質(zhì)可以作為一種光穩(wěn)定劑；土壤水分能調(diào)解吸收光帶；土壤厚度影響濾光率和入射光率。
2. 3. 5 　電動(dòng)力學(xué)修復(fù)
    電動(dòng)力學(xué)修復(fù)(簡(jiǎn)稱電動(dòng)修復(fù)) 是通過電化學(xué)和電動(dòng)力學(xué)的復(fù)合作用(電滲、電遷移和電泳等) 驅(qū)動(dòng)污染物富集到電極區(qū)，進(jìn)行集中處理或分離的過程。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)應(yīng)用。近年來，我國(guó)也先后開展了銅、鉻等重金屬、菲和五氯酚等有機(jī)污染土壤的電動(dòng)修復(fù)技術(shù)研究。電動(dòng)修復(fù)速度較快、成本較低，特別適用于小范圍的粘質(zhì)的多種重金屬污染土壤和可溶性有機(jī)物污染土壤的修復(fù)；對(duì)于不溶性有機(jī)污染物，需要化學(xué)增溶，易產(chǎn)生二次污染。發(fā)展電動(dòng)強(qiáng)化的復(fù)合污染土壤聯(lián)合修復(fù)技術(shù)將是值得研究的課題。
2. 4 　污染土壤聯(lián)合修復(fù)技術(shù)
    協(xié)同兩種或以上修復(fù)方法，形成聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，不僅可以提高單一污染土壤的修復(fù)速率與效率，而且可以克服單項(xiàng)修復(fù)技術(shù)的局限性，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種污染物的復(fù)合、混合污染土壤的修復(fù)，已成為土壤修復(fù)技術(shù)中的重要研究?jī)?nèi)容。
2. 4. 1 　微生物、動(dòng)物、植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)
    微生物(細(xì)菌、真菌)、植物、動(dòng)物(蚯蚓)、植物聯(lián)合修復(fù)是土壤生物修復(fù)技術(shù)研究的新內(nèi)容。篩選有較強(qiáng)降解能力的菌根真菌和適宜的共生植物是菌根生物修復(fù)的關(guān)鍵。種植紫花苜�？梢源蠓�度降低土壤中多氯聯(lián)苯濃度。根瘤菌和菌根真菌雙接種能強(qiáng)化紫花苜蓿對(duì)多氯聯(lián)苯的修復(fù)作用。利用能促進(jìn)植物生長(zhǎng)的根際細(xì)菌或真菌，發(fā)展植物2降解菌群協(xié)同修復(fù)、動(dòng)物2微生物協(xié)同修復(fù)及其根際強(qiáng)化技術(shù)，促進(jìn)有機(jī)污染物的吸收、代謝和降解將是生物修復(fù)技術(shù)新的研究方向。
2. 4. 2 　化學(xué)、物化、生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)
    發(fā)揮化學(xué)或物理化學(xué)修復(fù)的快速優(yōu)勢(shì)，結(jié)合非破壞性的生物修復(fù)特點(diǎn)，發(fā)展基于化學(xué)/生物修復(fù)技術(shù)是最具應(yīng)用潛力的污染土壤修復(fù)方法之一�；瘜W(xué)淋洗/生物聯(lián)合修復(fù)是基于化學(xué)淋溶劑作用，通過增加污染物的生物可利用性而提高生物修復(fù)效率。利用有機(jī)絡(luò)合劑的配位溶出，增加土壤溶液中重金屬濃度，提高植物有效性，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化誘導(dǎo)植物吸取。化學(xué)預(yù)氧化/生物降解和臭氧氧化/生物降解等聯(lián)合技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于污染土壤中多環(huán)芳烴的修復(fù)。電動(dòng)力學(xué)/微生物修復(fù)技術(shù)可以克服單獨(dú)的電動(dòng)技術(shù)或生物修復(fù)技術(shù)的缺點(diǎn)，在不破壞土壤質(zhì)量的前提下，加快土壤修復(fù)進(jìn)程。電動(dòng)力學(xué)/芬頓聯(lián)合技術(shù)已用來去除污染黏土礦物中的菲，硫氧化細(xì)菌與電動(dòng)綜合修復(fù)技術(shù)用于強(qiáng)化污染土壤中銅的去除。應(yīng)用光降解/生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)可以提高石油中多環(huán)芳烴污染物的去除效率�？傮w上，這些技術(shù)多處于室內(nèi)研究的階段。
2. 4. 3 　物理/化學(xué)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)
    土壤物理/化學(xué)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是適用于污染土壤離位處理的修復(fù)技術(shù)。溶劑萃取/光降解聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是利用有機(jī)溶劑或表面活性劑提取有機(jī)污染物后進(jìn)行光解的一項(xiàng)新的物理/化學(xué)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。例如，可以利用環(huán)己烷和乙醇將污染土壤中的多環(huán)芳烴提取出來后進(jìn)行光催化降解。此外，可以利用PdPRh 支持的催化/熱脫附聯(lián)合技術(shù)或微波熱解/活性炭吸附技術(shù)修復(fù)多氯聯(lián)苯污染土；也可以利用光調(diào)節(jié)的TiO2催化修復(fù)農(nóng)藥污染土壤。