第1篇：土壤修复和重金属污染治理
土壤修复技术
学科：环境科学
词目：土壤修复技术
英文：contaminated soil remediation
释文：土壤修复技术是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。污染物进人生态循环系统，如果超过土壤的自净作用的负荷，即形成土壤污染。土壤因吸附能力、氧化还原作用及土壤微生物分解作用，可缓冲污染物所造成的危害，以上统称为土壤自净能力。土壤自净作用的机理，既是土壤环境容量的理论依据，又是选择针对土壤环境污染调控与污染修复措施的理论基础。尽管土壤环境具有多种净化作用，而且也可通过多种措施来提高土壤环境的净化能力，但其净化能力毕竟是有限的，预防土壤污染是保护土壤环境的根本措施。[1]
污染场地修复技术分类：
污染场地的修复技术可按暴露情景和处置地点分类。
按暴露情景分类：
可以按“污染源-暴露途径-受体”对修复技术分类。对污染源进行处理的技术有生物修
复、植物修复、生物通风、自然降解、生物堆、化学氧化、土壤淋洗、电动分离、气提技
术、热处理、挖掘等；对暴露途径进行阻断的方法有稳定/固化、帽封、垂直/水平阻控系统
等；降低受体风险的制度控制措施有增加室内通风强度、引入清洁空气、减少室内外扬尘、减少人体与粉尘的接触、对裸土进行覆盖、减少人体与土壤的接触、改变土地或建筑物的使
用类型、设立物障、减少污染食品的摄入、工作人员及其他受体转移等。
按处置地点分类：
可分为原位修复技术和异位修复技术。原位修复技术又可分为原位处理技术和原位控制
技术，常用的原位处理技术包括物理、化学和生物方法等。异位修复技术可分为挖掘和异位
处理处置技术。
原位处理：在污染区原地钻一组注水井，用泵注入微生物、水和营养物，通入空气。另外钻一组抽水井，用抽水泵抽取地下水，使地下水呈流动状态，促使微生物和营养物均匀分布。此工艺简单，费用低，但处理速度慢。原位处理也可用于污染河流底泥的生物修复。
土壤与土壤污染
环境污染是指由于人类活动引起环境质量下降而有害于人类以及其他生物正常生存和发展的现象。环境污染按环境要素可分为大气污染、水体污染、土壤污染和生物污染。大气污染了，人们无法呼吸；水体污染了，人们不能饮水；土壤污染了，我们没有粮食吃；生物污染了，人类可能没有肉食吃，或者人直接病死。所以说，环境污染非常可怕。这里我们只谈土壤污染。
土壤是环境中特有的组成部分，它是一个复杂的物质体系，组成的物质有无机物和有机物。在地球表面，土壤处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带，是生态系统物质交换和物质循环的中心环节，是连接地理环境各组成要素的枢纽。
植物直接生长土壤上，土壤是植物营养物质的最主要的供应地。“皮之不存，毛将焉附”；“民以食为天，食以土为本”。没有土壤，就长不出植物，更别提庄稼了。岩石上至多生长一些地衣、苔藓，水里还有一些浮游生物，人类能靠地衣、苔藓、浮游生物养活吗？
所以说，土壤是最宝贵的自然资源之一，是人类赖以生存的必要条件。土壤，或者说是土地，还是人类社会演替发展的关键因素。封建地主控制了土地，统治了农民；共产党通过土地革命，赢得了广大人民的拥护。
然而，各种人为与自然的因素使人类赖以生存的土壤遭受不同程度的破坏，致使原有土壤理化性质退化、丧失耕作价值，并危及食物链安全与人类自身健康。这种丧失了耕作价值的土壤称为污染土壤。土壤本来是各类废弃物的天然收容所和净化处理场所，土壤接纳污染物，并不表示土壤即受到污染，只有当土壤中收容的各类污染物过多，影响和超过了土壤的自净能力，从而在卫生学上和流行病学上产生了有害的影响，才表明土壤受到了污染。
造成土壤污染的原因很多，如工业污泥、垃圾农用、污水灌溉、大气中污染物沉降，大量使用含重金属的矿质化肥和农药等等。
目前，我国土壤污染防治面临的形势十分严峻，部分地区土壤污染严重，土壤污染类型多样，呈现新老污染物并存、无机有机复合污染的局面，土壤污染途径多，原因复杂，控制难度大，由土壤污染引发的农产品安全和人体健康事件时有发生，成为影响农业生产、群众健康和社会稳定的重要因素。
第一次全国土地调查显示，截至1996年10月31日，我国耕地面积为19.5亿亩；到2006年10月31日，这个数字锐减为18.27亿亩，10年净减少1.24亿亩，平均每年净减少1240万亩！国家《政府工作报告》指出，一定要守住全国耕地不少于18亿亩这条红线。
而土壤污染防治，是深入贯彻落实科学发展观的重要举措，是建设社会主义新农村的重要内容，是构建国家生态安全体系的重要部分，是实现农产品质量安全的重要保障。
编辑本段土壤污染原因分析
城市土壤承载着一定的生态、环境和经济功能，关系到城市生态环境质量和人类健康。然而，随着工业的发展和城市化进程加快，城市土壤环境质量日益恶化。世界各国对此问题开始予以高度重视，德国土壤学会在1988年成立了城市土壤工作组；美国在上世纪90年代对纽约等城市开始了一系列有关城市土壤污染的研究。
城市工业化的发展及与之相伴的工业排污，使城市土壤化学性质发生重要变化。烟尘、汽车尾气的排放、工业超标排污等，使重金属大量沉积于土壤中，其中以铅、锌等金属元素污染最为严重，在我国工业化进程较快的城市，土壤的铅含量都非常高。
另外，污水所含成分复杂，污水性质不同，对土壤危害程度也不同，如含有三氯乙醛等有机物的污水极易引起急性中毒；含有无机物如重金属、氟化物、硝酸盐和有机氯农药等的污水往往在土壤、植被以至地下水中形成残留和累积，造成植被受害，甚至寸草不生，并会间接引起人畜慢性中毒。
人类活动是影响城市土壤污染程度的一个重要因素。不同的土地利用状况、人类活动强度、污染累计时间的长短和距离污染源的远近，在不同程度上影响重金属污染状况。对北京城市公园土壤的铅污染研究发现，历史悠久，客流量大且距离市中心较近的公园土壤铅含量明显偏高；对大多数开放历史较短、客流量小且相对偏僻的公园而言，表土一般都未见明显的铅污染。研究发现:公路两侧土壤中铅的99％以上累积量分布在50米的范围内。城市建设初期建立的化学、工业企业经过多年发展，企业厂区的土地受到了严重污染，尤以重金属土壤污染为主。土地中的重金属经过一定时间的迁移，对厂区周围的土壤环境也产生了一定的影响。
编辑本段土壤污染物分类
土壤中污染物的种类按性质分主要有：1）有机物质，其中数量较大而又比较重要的是化学农药，尤其是有机氯、有机磷农药；2）氮素和磷素化学肥料；3）铬、铜、锌、铅、汞、镉、砷等重金属；4）放射性元素，尤其是长寿命的放射性核素137Cs；5）肠细菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌、肠寄生虫、霍乱弧菌、结核杆菌等有害微生物类。
另外，土壤中有机物分解产生的CO
2、CH
4、H2S、H
2、NH3等气体，在某些条件下也可能成为土壤的污染物。
根据污染土壤中污染物的来源，可将污染土壤划分为无机物污染土壤、有机物污染土壤、放射性污染土壤以及复合污染土壤等类型。多数污染土壤以重金属为主，局部地方以金属-有机废弃物的形式出现。污染土壤中重金属的来源很多，如工厂固体废弃物、污泥、大气沉降物、农用化肥等。
各种加工业活动都有可能产生大量的工业固体废弃物，如矿渣、飞尘、模沙、研磨剂、离子交换树脂、废催化剂和活性炭、耐火砖等。有些金属，如砷、镉和铅在高温加工过程中可产生气化现象，转化成氧化物并以微粒的形式冷凝，沉降下来。
石油工业的各种有机污染物，己成为环境污染的罪魁祸首。随着人工合成的有机物越来越多，在已知的700万余种有机物中人工合成的有机物种类达10万种以上，且以每年2000种的速度递增。其中具有“三致”（致癌、致畸、致突变）的有机污染物如石油烃类、多氯联苯（PCBs）、多环芳烃（PAHs）、含氯溶剂、炸药、农药等越来越多。它们一旦进入土壤环境，不仅使农作物减产甚至绝收，而且可通过动植物转移到食物链中，成为人类的隐形杀手。
土壤有机污染物的种类繁多，包括各种酚类和氰类物质以及人工合成的各种农药。酚类和氰类物质的来源很广，如某些石化企业在生产过程中排放的废水含有烃类、有机酸、醛类、氰化物、氨、各类聚合物、焦油等污染物。
编辑本段技术研发
1、“863”计划将研发石油污染土壤生态修复技术
国家863计划资源环境技术领域办公室发布“十一五”863计划资源环境技术领域2007年度第二批重点项目申请指南的通知，“油田区石油污染土壤生态修复技术与示范”位列本批7个项目首位。这个项目指南提到，近年来，中国土壤污染问题日益凸现，对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。其中，重金属、石油、多环芳烃等污染物导致的土壤污染尤为突出。研发经济高效的污染土壤修复技术是改善我国环境质量的迫切要求，也是世界科技的研究热点。
项目总体目标为，针对中国油田区土壤石油污染问题，采用生物、物化方法与技术，研制高效修复功能材料与关键设备；开发具有复合技术协同的修复工艺，集成适合中低浓度石油污染土壤的植物—微生物联合修复技术、高浓度石油污染土壤的物化—生物耦合修复技术；建立油田区石油污染土壤生态修复技术体系并开展工程示范，制定石油污染土壤修复技术规范。通过项目研究，培养高水平的科技人才和创新团队，建立具有国际先进水平和引领作用的技术研发平台，为中国油田区污染土壤生态功能恢复和环境质量改善提供技术支撑。
项目主要研究内容是，针对油田区中低浓度石油污染土壤，筛选适合不同区域、不同石油组分的微生物降解菌株，研制高效复合修复菌剂，选育适合油田区生态环境条件的高效修复植物，构建植物—微生物联合修复技术。针对油田区高浓度石油污染土壤，开发环境友好的脱附制剂，研发石油污染物高效物化脱附、分解技术，开发重组分石油污染物生物降解工艺，构建物化—生物耦合修复技术。研制物化、生物修复关键设备，开展植物—微生物联合修复、物化—生物耦合修复工程示范，进行环境风险评估，制定油田区石油污染土壤修复技术规范。
据悉，“十一五”863计划资源环境技术领域战略目标是：研究大幅度增加资源储备技术，提高资源综合利用效率；研究区域性环境污染综合防治技术，逐步形成与社会经济发展水平相适应的资源环境科技创新体系，为保证社会经济可持续发展、建立资源节约型和环境友好型社会提供强有力的科技支撑。
2、蜈蚣草修复砷污染
蜈蚣草修复砷污染土壤技术在湖南、广西、云南等地运用，成效显著。
广西、云南等地遇到洪水时，上游堆积的开采矿产中高浓度重金属的污水就顺势蔓延下来，造成下游上百公里的河道和农田受到污染，从而大面积稻田绝收或严重减产。人长时间暴露在含砷环境中可诱发癌症，高剂量砷可导致死亡。
陈同斌的重金属污染土壤植物修复团队从1997年开始在全国范围内进行土壤污染状况调查，1999年在中国本土发现了世界上第一种砷的超富集植物——蜈蚣草，至今已开发出3套具有自主知识产权的土壤污染风险评估与植物修复的成套技术，并鉴别出在中国生长的16种能够吸收土壤重金属污染物的植物。
休复前：湖南郴州苏仙区邓家塘乡因砷污染导致600多亩稻田弃耕、2人死亡、400多人集体住院，诱发严重纠纷和暴力冲突，曾引起国务院高度重视，中央电视台《焦点访谈》专门报道。
在国家高技术发展计划(863项目)、973前期专项和国家自然科学基金重点项目的支持下，陈同斌研究员在湖南郴州建立了世界上第一个砷污染土壤植物修复基地。修复后：在田间种植条件下，蜈蚣草叶片含砷量高达0.8%，有力证明了蜈蚣草在砷污染土壤的治理方面具有极大的应用潜力。
中科院地理资源所陈同斌研究组应广西人事厅邀请，受当地政府委托进行污染土地的修复工作。修复前：广西某县因洪灾造成超过5000亩农田土壤被严重污染，部分土壤甚至寸草不生，这已成为广西当前最突出的环境问题。修复后：建立污染土地的植物修复示范工程，目前已开始种植超富集植物进行土壤重金属污染修复试验，取得初步成效。
中科院地理科学与资源所陈同斌研究小组在云南开展植物修复与植物采矿技术研究与推广应用，有效解决了当地严重的土壤及农产品重金属污染超标问题，提高了矿产资源利用率，保障了人民的安全健康。
3、日本开发出简易无害的土壤消毒法
日本农业环境技术研究所宣布，千叶县农业综合研究中心等机构的研究人员开发出了一种简易土壤消毒方法，消毒效果好且不会危害环境。
据报道，这种土壤消毒法的具体操作步骤是，在土壤上喷洒用水调和的浓度为2%左右的酒精，然后用塑料薄膜覆盖1到2周。研究人员介绍说，酒精能降低土壤内含氧量，从而起到灭虫效果。
据报道，新方法可轻松杀灭害虫和病原菌，消毒效果几乎等同于溴甲烷，而后者因为会破坏臭氧层被禁用。酒精几天后就会在土壤中分解，不会对环境造成影响。
研究人员在黄瓜地内进行了1周左右的实验，实验结果显示，未洒酒精溶液的土壤所培育的黄瓜根部有寄生虫，而经酒精处理的土壤中的黄瓜生长正常，根部未发现寄生虫。
土壤修复和重金属污染治理
目前在中国大陆重金属污染治理领域，没有一家从事商业化治理的专业公司。
大部分的土壤修复和重金属治理公司都是在利用国家拨款做示范工程，大部分的专业公司无法实现商业化运行。造成这种局面的主要原因是土地修复没有国家标准，利用物理法、化学法等技术和工艺进行土地修复，投资太大，而采用植物修复技术和工艺导致的主要问题是收集到的修复植物的后续处理问题。
北京天地德科技有限公司引进德国先进技术，开发的土壤修复和重金属污染治理方案可以彻底解决这个问题。
北京天地德科技有限公司重金属污染治理方案是利用沼气能源植物修复重金属污染土地，同时生产生物天然气的技术和工艺路线，可以解决重金属污染植物修复的收获物后续处理的难题，实现重金属污染治理与生物质能源协调发展。该技术对收集到的修复植物进行资源化利用。即便在没有国家的补贴的情况下，企业也是可以生存的。重金属植物修复和沼气生产都是成熟技术，因此对二者进行技术集成和创新，将开创中国土壤修复和重金属污染治理的新时代。
北京天地德科技有限公司利用耐重金属污染的沼气专用能源作物，在重金属污染土地、水面建立生物能源基地，通过反复的种植和刈割富集重金属的能源植物的地上部分，可以有效地降低生长环境中土壤、水体或水体沉积物的重金属质量分数．实现土地修复；同时收集物做为生产沼气的原料，生产沼气。
重金属不比一般的污染物质，在化学上元素是不灭的，所以要降低污染最重要的步骤就是降低它在环境中过度集约和累积的浓度。可以通过种植对可耐受重金属植物，利用反复的种植和刈割的方法，便可平分(淡化)原污染地重金属的含量，并降低重金属污染的风险。
生物质能源是一种清洁的、可替代石化燃料的新型能源，但发展生物质能源势必要占用大量耕地，而依靠农用地开发此类植物不符合我国人多地少的实际情况。从长远来看，利用边缘土壤进行能源植物的开发将是解决生物质能源原料问题的一条有效途径。我国有大量重金属污染的土壤，因其对生物的毒害作用不适宜种植进入食物链的作物，如果利用这些土壤种植能源植物，既可以解决能源用地问题，对环境也具有一定的修复意义。
1、能源植物选择
（1）可以治理重金属污染的能源植物
导致土壤污染的重金属主要包括 As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb和 Zn 等 ,一般为几种重金属的复合污染。根据当地的气候条件、植物生长季节和土地实际情况可以选择以下植物，能源高粱、苎麻、能源甘蔗、能源玉米、苜蓿和柳树、向日葵、能源油菜、能源黑麦、马铃薯、红薯。
在污染湿地水体或沉积物治理可以选择能源水稻、互花米草、水葫芦、芦苇等能源植物。（2）沼气专用能源作物
目前在欧洲以整株青贮的玉米、能源型甜菜和若干牧草，如虉草、冬黑麦和芒均为理想的原料，生产沼气，被特称为“沼气专用能源作物”，专用能源作物成为制沼气的新原料。
对玉米收获前后的秸秆成分的分析发现，对于秸秆厌氧发酵性能至关重要的 4 项指标，在秸秆变干后都发生了非常不利于沼气发酵和其他生物能转化方式的变化。例如木质素含量几乎提高了 1 倍，使木质素大量与纤维素和半纤维素结晶，严重阻碍了后两者在生化转化过程中的降解。其次，对于在中国被寄与很大希望、但又存在着致命性技术障碍的“非粮”能源作物甜高粱而言，其收获后加工期过短（不到 2 个月）是当前难以克服的制约因素。但如果变甜高粱直接加工酒精的技术路线为甜高粱整株青贮再发酵加工成沼气，则由于青贮料易于保存,可常年随取随用,问题即迎刃而解，而且能量净产出还可能增高。另外，严重萎缩的北方甜菜可能会因改种能源甜菜而迎来重新振兴的好机遇。
产气植物的碳氮比,一般选用植物体的碳氮比为25～30.5/1；碳氮比过高和过低都不利于沼气发酵细菌生长分裂，而某些有害菌则成优势菌群，造成沼气池产气少甚至不产气。
农村的一些水生植物，如水葫芦、水花生、水草等，作为沼气原料的碳氮比合适，2、能源植物种植
重金属污染土地修复以能源植物种植为目标，将农艺措施、土壤重金属钝化技术、耐重金属的麻类和生物质能源作物种植技术、超富集植物等生物技术进行优化组合，在田间进行综合应用。
一是修复轻度污染土壤。采取控制土壤水分、改变耕作制度、调整部分作物种类、合理施肥、灌溉等农艺措施和施用土壤改良剂等物理、化学措施修复重金属轻度污染的土壤。
二是中度污染土壤改种。开展技术攻关，对中度污染的土壤，采用适宜的治污模式和技术，以发展生物质能源作物、经济作物苎麻和薯类为主。三是重度污染土壤变性。对于重度污染型土壤，采用重金属钝化技术和植物修复技术相结合或变性改为绿化用地。
对于江河流域水污染治理，可以采用氧化塘和人工湿地结合处理的方法、由于植物生长受季节控制，而且重金属累积过多，会对植物造成毒害，采用氧化塘和人工湿地结合处理的方法可以利用多种植物，在不同季节对污水进行净化，达到更好的净化效果。
3、种苗繁育
植物在种子成熟后，收获的秸杆碳氮比过高，不利于沼气的产生。因此能源植物收获期不是在种子成熟后，而是在种子成熟前收割，因此种苗繁育的问题必须解决，除了异地制种外，可以采用非试管快繁技术，利用植物嫩鞘、叶片、茎杆进行无性繁殖的育苗。利用植物法修复污染土地，需要建设种苗无性繁育基地。
4、能源植物收获
能源植物的收割要根据使用目的来确定，作为以沼气生产为目标的沼气专用植物腊熟期是最佳收获期。
栽培沼气专用能源作物生产沼气这样一种新原料和生物能利用新的转化技术路线，充分发挥了能源作物（特别是专用玉米等）能够高效转化太阳能的优势，获得最大的单位土地面积生物量（bioma）和生物能产出（而非传统育种追求的最大籽粒量产出）；
由于能源植物种植的目的是获得最大的单位土地面积生物量（bioma）和生物能产出，而且积累在茎、叶中的碳水化合物，在作物完全成熟前，仍以可溶态保留于青贮料中，易于高效转化为沼气或其他形式生物质能源（如生物乙醇、沼气）。而一般情况下，随着作物完全成熟及秸秆变干，碳水化合物转化为难以分解的成分。因此沼气专用能源作物不能在作物完全成熟及秸秆变干后收割。
5、后续处理
如何处理富集植物是植物修复的难题。因为重金属的活性太强，如果处理不当，富集植物就又可能再一次成为污染源”。目前还没有一种处理这种“吸毒植物”的有效办法。植物成熟后，只有填埋或焚烧两种选择，本方案采用利用污染土地或水面建设能源作物种植基地。种植沼气专用能源作物，一方面通过植物修复治理重金属污染。另一方面对富集重金属的生物量通过生物炼制技术生产生物能源和回收重金属。首先对收获的沼气专用能源作物采用整株青贮，以备生产沼气使用。然后采用生物拆解技术，将植物拆解分离，固态部分主要是纤维素和木质素，及基本不含有可溶性重金属盐。固态部分可以加工成生物成型燃料，生物成型燃料是一种清洁燃料。
液态部分主要是半纤维素和各种糖类以及可溶性重金属盐。对于液态部分通过发酵技术进行处理。生产生物燃料沼气，在发酵过程中可溶性重金属盐转化为重金属硫酸盐沉淀被分离。
能源植物生产沼气，沼气提纯后就是生物天然气，可以替代汽车用天然气。也可以直接用来发电。
德国利用沼气专用植物生产沼气采用2 个厌氧反应罐容积各 1 500 m3，采用高温（49.5℃）发酵工艺。年耗青贮原料 5940 t，每天沼气产量 5150 m 3/d。
沼气直接发电，发电产能 500 kW（热电联产）。年发电和供热量分别为 415 万 kW*h 和 4 220 MW*h；电全部售给电网（14.5 欧分/KW*h）；热量出售 1/3。
6、植物修复后续处理为什么选择生产沼气 （1）沼气是最有效的生物燃料
英国国立农业合约联盟（NAAC）2007年度会上提出生物燃料占据重要地位此会大会上，TimEvans所作的报告给大家留下了深刻印象，介绍了他经营的RenewableZukunft公司进行的一个“小测试”（MiniTest），其中使用了生物燃料的对比试验，以展示由1公顷能源作物制成的各生物燃料可使汽车行驶的距离，而沼气是当之无愧的胜者。
在测试中生物柴油表现最差，车辆仅行使2万公里（5,030英里/英亩）；生物乙醇使车辆行使3万公里/公顷（7,540英里/英亩）；人造生物柴油（一种由生物质气化制成的新一代生物燃料，可通过费—托法（Fisher-TropschProce）转变为液体燃料）则有显著提高，车辆可行使7万公里（13,960英里/英亩）；但由厌氧发酵的农作物、泥浆、有机废物产生的沼气——生物沼气可使车辆行使将近9.7万公里/公顷（24,390英里/英亩），几乎是生物柴油的5倍。（2）技术成熟，生产稳定 沼气生产与第二代生物燃料（如纤维素乙醇、液体生物燃料）相比，沼气是一种成熟的技术。
首先在原料预处理技术上———它是在秸秆发酵前的预处理过程中引入畜牧业的青贮技术，既解决了秸秆的保存及消化问题，又能促进其后期发酵；
在进料方式上，该技术通过优化设计饲料行业敞开式的气动输送设备，实现了大粒径物料的密闭输送；
（3）规模可大，可小，便于发展分布式能源系统
由于生物量收集半径可以控制，降低原料收集成本，加工后的产品方便长途运输，可以满足下游产业大规模生产需求。（4）市场无限，产品没有市场准入的限制
天然气是最重要的理想洁净燃料，但我国天然气的储量较为不足，而且工业用（发电，合成氨等）需求量非常大。截止到2006年1月，探明的天然气储量只占全世界总量的0.9%。天然气贡献的能量只占能源总消费量的2.5%（而世界平均是25%）。据《中国可持续发展油气资源战略研究》报告预测，到2020年我国天然气的年需求量达2500亿 m3，缺口将达到900亿m3。需要强调指出的是，这个预测还是在完全排除8亿农村人口使用天然气的情况下作出的。否则，届时我国天然气的缺口将会是极为惊人的数量。
沼气可以直接向用户出售，如果加工生产天然气，可以直接作为汽车燃料销售，不需要与其他燃油混合（5）经济效益好，产业链长。
可以深加工，生产甲烷和二氧化碳气，残渣可以综合利用。沼气夜可以做液态肥料/由于产业链长综合经济效益高
7、沼气利用及安全
厌氧消化产生的沼气中含有水分（H2O）和硫化氢（H2S），H2S气体不仅对人的身体健康有很大的危害，对管道、仪表及设备还具有很强的腐蚀性。脱水通常利用脱水装置进行，一般采用重力法进行分离。对污泥厌氧消化最主要的问题涉及沼气脱硫和尾气有效控制。脱硫的目的也在于减少对大气环境的污染物的排放。
沼气中的硫化氢对于管道和设备具有很强的腐蚀作用，同时其在燃烧时将产生二氧化硫等有害气体污染环境。因此，规范中规定硫化氢含量必须低于20mg/m3。污泥厌氧消化池中沼气的硫化氢含量为沼气中 H2S 浓度为 0.1％～2％，超过规范规定的质量指标，必须进行脱硫处理。用于沼气脱硫的方法有两种，即生物法和物化法。生物法主要分为生物洗涤和生物过滤两种方式。20 世纪 80 年代在德国、日本、荷兰等国家有相当数量工业规模的各类生物净化装置投入使用。目前，许多发达国家如日本、德国、美国、荷兰等对生物脱硫技术和设备的开发已经商品化。2004年5月，宜兴协联热电有限公司引进了帕克公司的生物脱硫技术并率先用于沼气脱硫，将沼气的硫化氢含量从14g/Nm3 降到200μg/ｍ3。我国这方面的研究才刚起步。
干法脱硫：沼气经过水封和脱水装置后，常温下经过干式脱硫塔，沼气通过喷嘴或扩散板进入脱硫塔底部，通过脱硫剂床层，然后从顶部排出。固体脱硫剂使用一定的时间需要进行再生或更换，所以至少要 2 个脱硫塔轮流使用。干式脱硫剂一般为氧化铁，来源于经过活化处理的炼钢赤泥或硫化铁矿灰，配以一定比例的助催化剂、碱、粘结剂、烧失剂，制成球形、环形等；也有颗粒直径为0.6～2.4mm的铸铁屑。
湿法脱硫：沼气通过喷嘴或扩散板进入脱硫塔底部，与吸收剂逆流接触，然后从顶部排出，经过湿法脱硫的沼气需要再次冷凝去除水分。湿法吸收剂主要为NaOH或Na2CO3溶液，沼气中的H2S与NaOH或Na2CO3反应，由于反应消耗，需要定期投加碱性溶液。
物化法是我国目前普遍使用的方法。物化法脱硫主要有干法和湿法两种，根据 H2S含量可以设计成单级和多级脱硫。沼气中H2S含量高，且气体量较大时，适用湿式脱硫；如果用地面积小，则可用干式脱硫。也可以采用干式、湿式串联形式，增加脱硫效果，湿式脱硫塔可以作为粗脱，干式脱硫塔可以作为细脱。
贮气柜对整个系统具有气量调蓄和稳压的作用。沼气的主要用途还是在处理厂内进行综合利用，利用的方式主要有沼气发电或沼气锅炉等。沼气发电
沼气发电适用于建立污泥厌氧消化的污水处理厂，沼气发电是目前我国污泥厌氧消化沼气的主要利用方式。减少了污水处理厂电能的消耗，并能对污泥消化池提供热源。投资成本随各厂不同，但是沼气发电会节省运行成本，对于厌氧消化产气量较大的污水处理厂经济性更加明显。沼气发动机沼气中的能量 20%～30%转化为了机械能，还有 60%～70%转化成了热能（冷却水、烟气中的热能，这部分热量一般被回收作为消化池加热的热源），冷却水中热量的90%以上，烟气中热量的60%～70%可被回收，可见沼气中能量的实际总效率为67%～85%。
国产沼气发电机电效率 30%～36%，总效率 70%～80%，1 方沼气可以发电 1.5～1.6千瓦时；进口沼气发电机电效率30%～40%，总效率可以到90%，1方沼气可以发电2千瓦时。我们根据国内沼气发电机的电效率和热效率平均水平，制定出沼气发电机的效率指标要求。捷克 Tedom 公司生产的燃气内燃发电机目前已遍布欧洲地区。其产品的显著特点是将发电、供热于一体，机体内部包含了发动机、发电机、余热回收换热装置，及自控系统。它的显著特点是:系统简单，且节省许多配套设备，可相应降低工程造价；机体采用了隔音罩等措施，距机体1 m噪声小于70 dB；在烟道上安装了烟气催化净化装置，NOx及CO排放均符合欧洲标准。发电效率可达到40%，热效率50%，综合效率可达到90%。国产发电机没加隔声罩时，1m 范围噪声值 110dB（A），所以在工作时需要专门的工作间，并进行墙体隔声。另外可以生产生物天然气。每个燃料加工中心生产天然气需要增加的设备（按1000万方/年）。
第2篇：土壤污染修复资料总结
土壤污染修复
第一章土壤及其基本性质
1.土壤：是指地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层，具有不断地、同时地为植物生长提供并协调营养条件和环境条件的能力。
2.土壤环境：是指岩石经过物理、化学、生物的侵蚀和风化作用，以及地貌、气候等诸多因素长期作用下形成的土壤生态环境。
3.土壤污染：是指人为活动将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中，致使某种有害成分的含量明显高于土壤原有含量，而引起土壤环境质量恶化的现象．
4.造成土壤污染的原因?
过量施用化肥;农药;重金属元素;污水灌溉;酸沉降;固体废物;牲畜排泄物和生物残体
5土壤污染的特点
① 隐蔽性和潜伏性②累积性和地域性;③.不可逆性和长期性④难治理性和后果严重性.6.土壤环境背景值:是指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。
7.土壤自净作用：是指在自然因素作用下，通过土壤的自净作用，使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化，活性、毒性降低，甚至消失的过程
8.环境容量：在人类生存和自然生态不至受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。（单位环境中，土壤所能容纳的最大负荷量为土壤环境容量）
9.土壤污染的量度指标
①土壤背景值；②植物中污染物质的含量；③生物指标
10.土壤环境污染物分类：
无机污染物.有机污染物；生物性污染物；固体废弃物
按照污染物污染途径分为以下五种类型
水质污染型；大气污染型；固体废弃物污染型；农业污染型；综合污染型
第二章土壤重金属污染专题
1．汞、镉、铅、铬以及类金属砷（五毒元素）
2.影响生物迁移的因素
a.重金属在土壤环境中的总量和赋存形态b.土壤环境状况 c.不同植物种类 d.伴随离子
3.土壤重金属污染的特点：
1.形态多变2.金属有机态的毒性大于金属无机态
3.价态不同毒性不同
4.金属羰基化合物常剧毒5.迁移转化形式多样
6.重金属的物理化学行为多具有可逆性 7.产生毒性效应的浓度范围低 8.微生物不能降解重金属 9.生物对重金属摄取具有累积性 10.重金属对人体的毒害具有积累性
4影响重金属在土壤环境中的迁移转化的因素：
① 土壤Eh：
当水田灌满水时，Eh下降，导致土壤环境中的S以S2-形式存在，从而与水溶性Cd生成CdS沉淀，降低土壤溶液中水溶性镉的含量。当水稻田排水晒田（烤田）时, Eh升高，非水溶性CdS可发生氧化还原反应，S2-被氧化成单质硫，从而CdS的溶解度增加，可给态Cd2+浓度增加。
Eh升高会促使土壤可溶性Pb与高价Fe、Mn氧化物结合，降低Pb的可溶性迁移。② 土壤ph 土壤酸度增大不仅可增加CdCO3的溶解度，也可增加CdS的溶解度，使水溶态的Cd含量增加。
对铅在土壤中的存在形态影响也很大，一般随pH降低，土壤环境中可溶性铅的含量增加，铅在土壤中的迁移能力和生物毒性增大。
随着pH值的升高和Eh值的下降，可显著提高土壤中砷的溶解性。因为pH值的升高，土壤胶体上正电荷减少，对砷的吸附量降低，可溶解性砷的含量增加。同时，随着Eh值的下降，砷酸还原为亚砷酸
锌的迁移性取决于土壤的pH值和Eh值
5．影响Cr对植物毒性的因素：
（1）Cr的化学形态；（2）土壤质地和有机质含量；（3）土壤氧化还原电位；（4）土壤pH值；（5）植物种类。
6.防治土壤铜害的主要措施：
①向土壤大量施用绿肥或有机肥；②施用石灰降低土壤酸度； ③施用铁剂(如Fe-EDTA)，或叶面喷施铁剂。
7.锌污染的防治措施：
①施用石灰调节土壤pH在5.5-7.0范围内，使锌形成氢氧化物沉淀； ②使土壤呈还原态，形成ZnS沉淀；③施用磷肥
8.土壤重金属污染控制的基本原则，并根据原则拟定土壤重金属污染控制
技术对策。
基本原则：一是“防”，尽可能地防止重金属进入土壤环境造成污染； 二是“治”，对已被重金属污染的土壤进行改造、治理，以消除污染或调控限制其危害。（1）切断污染源；（2）提高土壤环境容量；（3）控制或切断重金属进入食物链；（4）避免二次污染；
9.土壤重金属污染的调控与防治措施：
（1）发展清洁工艺；（2）严格执行污水和污泥施用标准；（3）提高土壤的缓冲性和自净能力；（4）加强土壤水分管理；（5）施用改良剂；（6）客土、换土法和水洗法；（7）利用植物吸收去除重金属；（8）电化法；（9）加强土壤环境及其生物产品的监测；
第三章：土壤环境的有机污染
1．持久性有机污染物：具有毒性、生物蓄积性和半挥发性，在环境中持久存在，能在大气环境中长距离迁移，对人类健康和环境造成严重危害的有机污染物。
2.非持久性有机污染物：半衰期较短，生物蓄积能力较小的容易降解的有机污染物。 3点污染源：指集中在一点或当作一点的小范围排放污染物的污染源。4.面污染源：指在一个大面积范围内排放污染物的污染源。
5有机污染物的环境行为-有机污染物进入土壤后,可能经历以下几个过程: ③ 土壤颗粒的吸附—解析；②挥发和随土壤颗粒进入大气；
③ 滤至地下水或随地表径流迁移至地表水；④通过食物链在生物体内富集或被降解；⑤生物或非生物降解。
6.土壤有机污染物在土壤中的环境行为主要包括吸附、解吸、挥发、淋滤、降解、残留、生物富集等。
7、土壤胶体吸附有机污染物的机理
(1)化学吸附；(2)物理吸附；(3)离子交换具体讲主要包括：离子交换、氢键、电荷转移、范德华力、配位体交换、疏水键的形成等。
8.代谢—有机物在生物体内经过酶类及其他物质的作用，发生变化，进而消化和排泄的过程。
9.降解—有机物由于各种因素的作用（化学、生物、光照、酸碱等）而逐渐分解，转变为无毒物质的过程。可分为非生物降解和生物降解。
10.生物降解—在生物酶的作用下，有机物在生物体内的降解，尤以微生物降解为主。 11.非生物降解—有机污染物在环境中受光、热及化学因子作用引起的降解。12.降解类型：（非生物降解）光化学降解、化学讲解；（生物降解）微生物降解
化学降解：可分为催化反应和非催化反应。非催化反应包括水解、氧化还原、异构化、离子化作用等。
微生物降解：脱卤作用、氧化作用、还原作用、脱烷基作用、水解作用、环破裂作用 13.共代谢：是指微生物只能使有机物发生转化，而不能利用它们作为碳源和能源维持生长，必须补充其他可以利用的基质，微生物才能生长。
14.迁移—污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程，可分为机械性、物理—化学性和生物迁移。
15.吸收—外源物质经各种途径透过有机体的生物膜而进入血液循环的过程，主要通过消化道、呼吸道和皮肤三种途径。
16.扩散：指有机分子的随机运动，是由高浓度梯度向低浓度梯度的纯运动。 17质流：指分布在空气、水和土壤中的有机物在外力作用下所发生的移动。18.挥发：指有机污染物穿透过土壤而逸向空间的移动。
19.残留—因使用有机污染物（农药）而残留于人类食品或动物饲料中的有机污染物（农药）母体化合物，还包括在毒理学上有意义的降解产物。 20积累—有机污染物的持久性，可认为该化合物保持其分子完整性，以及通过在环境中运输和分配，维持其理化性质和功能特性的能力。21.半衰期—进入土壤的有机污染物（农药）因降解等原因含量减少一半所需要的时间。22．残留期—土壤中有机污染物（农药）因降解等原因含量减少75%-100%所需要的时间。
23.农药污染土壤的途径：
☆将农药直接施入土壤或以拌种、浸种、毒谷的形式施入土壤；
☆向作物喷洒农药时，农药直接落到地面或附着在作物上，经风吹雨淋落入土壤中； ☆大气中悬浮的农药颗粒或以气态形式存在的农药，经雨水溶解和淋失，最后落到地面； ☆死亡动植物残体或灌溉水将农药带入土壤。24.农药在土壤环境中的迁移（1）扩散；（2）质流；（3）挥发 进入土壤环境中的农药可通过挥发、扩散而迁移入大气，引起大气污染；或随水迁移、扩散和淋溶而进入水体，引起水体污染；也可通过作物的吸收，导致对农作物的污染，再通过食物链浓缩，进而导致对动物和人体的危害。25.土壤环境化学农药污染的防治：
☆加强管理☆大力开发高效、低毒、安全性农药☆采用综合防治措施防治病虫害
☆改进农药制剂的剂型及喷洒技术☆其他治理方法
(1)增加土壤中有机、无机胶体的含量，以增加土壤的环境容量；或施入吸附剂以增加土壤对农药的吸附，减轻农药对作物的危害。
(2)调节土壤水分、pH值、Eh值，以增加农药的降解速度。
(3)某些金属离子或其与某些螯合剂相螯合时，具有催化作用,可采取施加该类催化剂的方法，以提高土壤的催化化学降解作用。
(4)选育活性较高的能够分解某种农药的土壤微生物或土壤动物，以增加土壤的生物降解作用。
第四章：化学肥料对土壤环境的污染 1.目前我国化肥施用中存在如下问题：
①肥料利用率低：尿素N利用率为20%-40%，碳铵利用率仅15%-30%，普钙中磷利用率也仅为15%-30%；②肥料养分比例不平衡：我国N、P、K施用比例严重失衡，P、K普遍短缺，N相对过剩；③肥料分布和施用流向不合理：存在东南高西北低趋势。
2.化肥施用对土壤环境的影响：
（1）肥料中有毒有害物质对土壤环境的污染
①化肥中的重金属元素污染；②肥料中的放射性元素污染； ③肥料中的氟污染；④化肥的有机副成分污染（2）施用化肥对土壤性质的影响：
①导致土壤板结，肥力下降；②促进土壤酸化；③土壤中营养成分比例失调； ④降低土壤微生物活性；⑤造成土壤硝酸盐污染；
3.水体富营养化：是指湖泊、河流、水库等水体中氮磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
4.化肥污染的控制措施和防治对策：
加强对化肥的监督管理，从化肥的质量上扼制污染；经济合理施肥，严防过量施肥； 氮、磷、钾肥配合施用；化肥与有机肥配合施用；推行施肥新技术，提高肥料利用率； 优化肥料品种结构，研制新型无污染化肥；加强水肥管理，实施控水灌溉； 保护生态环境，防止水土流失。
5.论土壤污染与生命的关系。（论述题）
第五章污染土壤修复技术及原理
1.土壤污染修复：指通过无聊、化学、生物、生态学原理、并采用人工调控措施，使土壤污染物浓（活）度降低，实现污染无害化和稳定化，以达到人们期望的解毒效果的技术措施。
2.土壤污染修复需要坚持的原则： ①确保土壤的生物活性不受损坏
②确保土壤正常组分、结构和性状的稳定性
③对于土壤重金属污染的修复必须采取非食源性生物修复 3.原位修复和异位修复比较
4.原位修复和异位修复分类：
原位：污染土壤气体提取法(；井中汽提法；生物通气；空气搅动法；原位冲洗、淋洗； 加热方法；处理墙方法；原位稳定—固化方法；电动力学方法；原位微生物修复方法； 植物－微生物联合修复方法
异位：气提法；泥浆反应器修复；土壤耕作法；土壤堆腐；焚烧法；客土法；预制床；
淋洗/萃取；淋洗－生物反应器联合修复。5按照技术类别分类（1）物理化学修复
加热方法；稳定固化法；淋洗；萃取；电动力学等。（2）生物修复
微生物修复：生物通气、泥浆反应器、预制床等。植物修复；湿地修复；菌根修复等。
植物－微生物联合修复；菌根菌剂联合修复等。（3）物理化学－生物联合修复 淋洗－反应器联合修复等。6电动力学修复的优点：
☆适用于任何地点；☆可在不挖掘条件下处理土壤； ☆最适合黏质土；☆对饱和和不饱和土壤都潜在有效；
☆可处理有机无机污染物；☆可从非均质的介质中除去污染物； ☆费用效益比较好
缺点：☆污染物的溶解度高度依赖于土壤pH值； ☆要添加增强溶液；
☆当高压电使用到土壤时，由于温度的升高，过程的效率降低； ☆如果土壤含碳酸盐、岩石、石砾时。去除效率会显著下降。
7.土壤淋洗技术：是在淋洗剂（水或酸或碱溶液、螯合剂、还原剂、络合剂以及表面活性剂溶液）的作用下，将土壤污染物从土壤颗粒去除的一种修复技术。 8.农业改良措施
(1).中性化技术:利用中性化材料（如石灰、钙镁磷肥）提高酸性土壤pH以降低重金属的移动性和有效性的技术。
(2)有机改良物料:有机物料可通过与重金属的配合作用而改变土壤中重金属的形态，也可通过改变土壤的其他化学条件（pH、Eh、微生物活性等）而改变土壤重金属形态和生物有效性。
(3)无机改良物料:降低土壤重金属有效性，抑制作物对土壤重金属的吸收。常用的无机改良剂有沸石、海泡石、赤泥磷肥、膨润土
(4)氧化还原技术:土壤环境氧化还原状态的控制，一般可以通过水分管理来实现，如镉污染土壤可以采用淹水栽种水稻的方式抑制其有效性
9.植物修复技术:指利用植物及其根际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修复技术。
10.超富集植物:是指能超量积累1种或同时积累几种重金属元素的植物。 11.污染土壤修复技术选择的原则: 1.耕地资源保护原则;2.可行性原则
修复技术的可行性主要体现在两个方面： 一是经济方面的可行性，即成本不能太高.二是效用方面的可行性，即修复后能达到预期的目的，见效快.3.因地制宜原则
第十章
1.植物修复技术：植物提取修复技术；植物稳定修复技术；植物挥发修复技术 根际过滤修复技术
2.植物提取修复的机制：
（1）超积累植物对根际土壤重金属的活化
植物对根际土壤重金属的活化方式包括：金属-螯合分子分泌进入根际，螯合、溶解金属。
（2）重金属由根部向地上部的转移 超积累植物根对重金属吸收、转移和积累在地上部的过程包括许多环节和调控位点：跨根细胞质膜运输；根皮层细胞中横向运输；从根系的中柱薄壁细胞转载到木质部导管；木质部长途运输；从木质部卸载到叶细胞（跨叶细胞膜运输）；跨叶细胞的液泡膜运输等。
（3）地上部对重金属的积累
植物地上部分对重金属的累积与金属络合物和液泡的隔离作用有关。
3.植物-微生物联合修复法：利用超累积植物及其根际周围土壤微生物的联合作用，共同对土壤重金属元素进行转化、吸收和累积，达到修复的目的。
4.农业工程改土修复技术：包括换土法、覆土法、深耕翻土和稀释法等。
换土法是利用清洁的土壤置换重金属污染的土壤，并将污染土壤进行异位修复或异地处理的方法。
覆土法或客土法是将清洁的土壤覆盖在污染的土壤之上，使植物的根层生长在清洁的土壤中，减少重金属污染物向植物中的迁移和转化。
深耕翻土是将深层污染程度较轻或无污染的土壤通过深翻成为表层土壤，而受到重金属污染的表层土壤进入下层，使植物根系不能达到污染区域而减少对重金属的吸收，降低污染物对植物的危害的目的。
稀释法是将清洁的土壤与污染的土壤充分混合，降低土壤重金属元素的浓度，从而减少植物对重金属元素的吸收的目的。
第3篇：土壤污染控制与修复——学习心得
土壤污染控制与修复
——学习心得
专业
学号
o幽谷蓝月o 1 前言
土壤是地球表面具有肥力、能生长植物的疏松表面，是人类赖以生存的物质基础，是人类不可缺少、不可再生的自然资源。随着世界人口的快速增长，土壤这一人类赖以生存的必需资源正承受着越来越大的压力。近年来，世界各国都非常重视污染土壤修复技术的研究。各发达国家纷纷制定了土壤恢复计划，荷兰、德国、日本、美国等国家都先后投入了大量资金用于土壤污染的恢复研究和应用。在中国，由于工业生产规模和乡镇城市化的快速发展，土壤受到工业三废和农用化学品的污染日趋严重，污染土壤修复工作的开展迫在眉睫。
污染土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。以阻断污染物进入食物链，防止对人体健康造成危害，促进土地资源的保护与可持续发展。
通过一学期的学习，我对于全球目前的土壤污染及其防治和修复有了一定的认识和了解。针对本学期的课程，关于土壤修复的部分我更加感兴趣，尤其是生物修复，于是我总结了一些内容并且查找了一些相关信息。2 土壤修复技术分类
土壤修复技术按照修复场地分为原位修复和异位修复，即对污染土壤就地处置或进行异地处理。按照技术类别可以将污染土壤修复方法分为物理修复、化学修复、生物修复等。具体分类如下：
按修复场地：⑴原位修复：①蒸汽浸提；②生物通风；③原位化学淋洗；④热力学修复；⑤化学还原处理墙；⑥固化/稳定化；⑦电动力学修复；⑧原位微生物修复。
⑵异位修复：①蒸汽浸提；②泥浆反应器；③土壤耕作法；④土壤堆腐；⑤焚烧法；⑥预制床；⑦化学淋洗。
按技术类别：⑴物理修复：①物理分离；②蒸汽浸提；③玻璃化；④热力学；⑤固化/稳定化；⑥冰冻；⑦电动力学。
⑵化学修复：①化学淋洗；②溶剂浸提；③化学氧化；④化学还原；⑤土壤性能改良。
⑶微生物修复：①生物通风；②泥浆反应器；③预制床。
⑷生态工程修复（植物修复）：①植物提取；②植物挥发；③植物固化；④植物降解；⑤植物根际圈生物降解；⑥生态覆盖系统；⑦垂直控制系统；⑧水平控制系统。
⑸联合修复：①物理化学-生物：淋洗-生物反应器联合修复；②植物-微生物联合修复：菌根菌剂联合修复。3 生物修复技术
生物修复技术是利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物的浓度或使
其完全无害化，从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全地恢复到原初状态的过程。广义的生物修复包括微生物修复、植物修复。3.1 微生物修复
微生物修复是常用的污染土壤生物修复技术，它主要是指利用微生物的作用对进入土壤环境中的难降解物质如大分子有机污染物、重金属等进行治理。通常把这种狭义的微生物修复技术称为土壤的生物修复。3.1.1 生物通风法
生物通风工艺是一种强化污染物生物降解的修复工艺。一般是在受污染的土壤中至少打两口井或三口井，安装鼓风机和真空泵，将新鲜空气强行排入土壤中，然后再抽出，土壤中的挥发性毒物也随之去除。在同空气时，有时加入一定量的NH3或营养液，为土壤中的降解菌提供氮素营养，从而达到强化污染物降解的目的。
生物通风法常用于处理在对受地下储罐泄漏造成的土壤污染进行生物恢复处理时产生的少量土壤。3.1.2 泵出生物法
泵出生物法是将污染场地的地下水抽出经地表处理后与营养液按一定比例配比后注入土壤，促进微生物最大限度地降解。
该法适用于处理污染时间较长、状况已基本稳定的地区或受污染面积较大的地区。3.1.3 生物堆
利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全地恢复到初始状态的过程。在进行生物堆时，把污泥堆成数个独立堤，然后把空气输入泥土，加速石油碳氢化合物的生物降解过程，泥土內的微生物会把污染物分解为H2O及CO2等无害物质。3.1.4 土地填埋
土地填埋是将废物作为一种泥浆，将污泥施入土壤，通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和pH值，保持污染物在土壤上层好氧降解。
该法已广泛用于油料工业的油泥处理。3.1.5 土壤耕作
在非透性垫层和砂层上，将污染土壤以10~30cm的厚度平铺其上，并淋洒营养物、水及降解菌株接种物，定期翻动充氧，以满足微生物生长的需要，彻底清除污染物。处理过程产生的渗滤液再回淋于土壤，以彻底清除污染物。
该技术已成功用于处理受五氯酚、杂酚油、石油加工废水污泥、焦油或农药等污染的土壤。3.1.6 预备床
将土壤运输到一个经过各种工程准备的预备床上进行生物处理，处理过程中通过施 肥、灌溉、控制pH值等方式保持对污染物的最佳降解状态。
此方法适用于挥发/半挥发性、含卤和非卤有机污染物、多环芳径及爆炸性污染物；不适于二噁英/呋喃、杀虫剂/除草剂和PCB，不适于无机污染物和腐蚀性污染物，不适
于黏土和泥炭土。3.1.7 泥浆生物反应器
污染土壤和水混合成泥浆在带有机械搅拌装置的反应器内通过人为调控温度、pH值、营养物和供氧等促进专性微生物最大限度地降解污染物。
此方法适用于杀虫剂/除草剂，挥发/半挥发性、含卤和非卤有机污染物、PAH、二噁英/呋喃等有机污染物；不适于PCB，不适于无机污染物和爆炸性污染物，不适于泥炭土。3.1.8 投菌法
直接向污染土壤接入外源的污染降解菌，同时提供这些细菌生长所需营养。不同的菌种可处理不同的污染物质。3.1.9 生物搅拌
向土壤饱和部分注入空气，从土壤不饱和部分吸出空气，加大气体流动性为微生物供氧，促进其最大限度地降解。
适用于挥发/半挥发性、含卤和非卤和PAH等有机污染物，不适于二噁英/呋喃和PCB、杀虫剂/除草剂等，不适于无机污染物、腐蚀性和爆炸性污染物，不适于黏土和泥炭土；可同时处理饱和土壤、不饱和土壤和地下水污染。3.1.10 工程螺钻和慢速渗滤
用工程螺钻系统使表层污染土壤混合，并注入含有营养和氧气的溶液，促进微生物最大限度地降解。慢速渗滤，通过污染土壤区内布设垂直。
两种方法均适用于有机污染物(包括杀虫剂/除草剂，挥发/半挥发性、含卤和非卤有机污染物，PAH、二噁英/呋喃、PCB等有机污染物)；均不适于无机污染物(包括重金属、非金属、石棉、腐蚀性和爆炸性污染物)，但均适于氧化物。均适于沙土、壤土和沉积物等土壤类型；均不适于黏土和泥炭土。3.2 植物修复
植物修复是指将某种特定的植物种植在污染的土壤上，而该种植物对土壤中污染元素具有特殊吸收富集能力，将植物收获后并妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的。植物修复为从根本上解决土壤污染提供了一条重要的修复和治理途径，因而植物修复在土壤污染治理中具有独特的作用和意义。
植物修复技术主要类型有: 3.2.1 植物提取
即利用污染物富集能力较强的植物通过吸收和运转的过程，将污染物转移并储存在地上部分，最终通过收获地上部分集中处理来达到减少土壤污染物含量的目的。
适用于重金属污染的土壤。3.2.2 植物稳定
指利用植物吸收和植物根际作用使土壤中污染物转化为相对无害物质。在这一过程中，土壤中污染物的含量并不减少，但由于降低了在土壤中的有效态，从而达到减轻污染的效果。
主要用于采矿和废弃矿区、冶炼厂污染的土壤、清淤污泥和污水厂污泥等重金属污染现场进行复垦。3.2.3 植物挥发
指植物通过植物的吸收促进某些重金属转为可挥发态并将之挥发出土壤和植物表面。
主要用于挥发性重金属污染的土壤，如汞和硒。3.2.4 根际过滤
指利用植物庞大的根系和巨大的表面积过滤吸收、富集水体中重金属元素。应用范围广泛，可处理杀虫剂、除草剂、PAH、PCB、矿物油等有机污染物。4 几种超富集植物
植物修复是治理土壤重金属污染的最有效的途径，它是一种绿色环保技术。在植物修复上，植物吸收技术表现最佳，治理效果是永久性的。
经过查找，发现几种典型的超积累植物（表一）：
表一
几种典型超积累植物
Tab.1 Typical hyper accumulator plan 元素 Cd Co Cu Mn Ni Cr As Mn Zn P 植物种名 天蓝遏蓝菜
Haumaniastrum robertii 高山甘薯 粗脉叶澳洲坚果 九节木属 Sutera fodina wild 蜈蚣草 商陆 东南景天 圆叶遏蓝菜
地上部元素含量/(mg·kg~1)
1800 10200 12300 51800 47500 2400 5100 19299 4515(叶)8200
发现地点 宾夕法尼亚 扎伊尔 扎伊尔 新喀里多尼亚 新喀里多尼亚 津巴布韦 中国 中国湘潭 中国
奥地利/意大利
植物体内平均含量/(mg·kg~1)
0.21 0.036 3.49 25.65 0.49 2.52 每种重金属都有多种植物可以富集，但超积累的种类并不多。我对在我国发现的几种超积累植物更感兴趣，以蜈蚣草、商陆和东南景天为代表重点介绍。4.1 蜈蚣草（Pteris vittata）
凤尾蕨科、凤尾蕨属中型陆生蕨，为优良观赏蕨类。多年生草本，高1.3~2m。根状茎短，被线状披针形、黄棕色鳞片，具网状中柱。叶丛生，叶柄长10~30cm，直立，干后棕色，叶柄、叶轴及羽轴均被线形鳞片；叶矩圆形至披针形，长10~100cm，宽5~30cm，1次羽状复叶；羽片无柄，线形，长4~20cm，宽0.5~1cm，中部羽片最长，先端渐尖，先端边缘有锐锯齿，基部截形，心形，有时稍呈耳状，下部各羽片渐缩短；叶亚革质，两面无毛，脉单1或1次叉分。孢子囊群线形，囊群盖狭线形，膜质，黄
褐色。生于海拔2000~3100m的空旷钙质土或石灰岩石上。分布于中南、西南及陕西、甘肃、浙江、江西、福建、台湾等地。
蜈蚣草是中科院地理科学与资源所发现的世界上第一种砷的超富集植物，对重金属具有超常规吸收与富集能力。将蜈蚣草植于污染土壤，吸收重金属加以回收，可达到“清污与回收”双重目的。研究表明，蜈蚣草对土壤中铅、铜、锌与砷均有不同程度的抗性和修复能力。在自然条件下，蜈蚣草可生长在砷含量40～50mg/Kg土壤中，甚至能在砷含量高达23400mg/Kg的矿渣中正常生长；在野外其叶片砷含量超过1000mg/Kg，室内栽培的叶片砷含量高达5070mg/Kg。美国佛罗里达的研究表明，生长在未污染地区的蜈蚣草植株砷含量只有11.8～64.0mg/L，而在受污染地区植株砷含量却高达1442～7526mg/L，远高于生长在正常土壤中植株的平均值（低于3.6mg/L）。
蜈蚣草可在铅浓度高达3368～3550mg/Kg的铅锌矿尾砂库及其周围环境成片生长；可在铜含量896～12802mg/Kg的矿区土壤中正常生长，且其体内铜浓度高达918mg/Kg；可在锌浓度高达22616mg/Kg的矿渣上正常生长，其羽叶锌含量最高可达737mg/Kg。
目前，利用蜈蚣草等植物富集与修复砷、铜和锌等重金属污染的技术已推广应用，对受砷污染土壤进行低成本改良具有极大优势。如湖南郴州建立了第一个砷污染土壤植物修复基地，在田间种植条件下，蜈蚣草叶片砷含量高达0.8%，证明蜈蚣草对砷污染土壤治理具有极大的应用潜力。广西、云南等地运用蜈蚣草修复砷污染土壤技术，初步解决了污染土壤治理及农产品重金属污染超标问题。4.2商陆（Phytolacca acinosa）
商陆，又名：苋陆(《易经》)，马尾(《尔雅》)，常蓼(《广雅》)，藰、章陆、章柳(《玉篇》)，大苋菜、湿苋菜、山包谷、金七娘、红苋菜、金鸡姆、猪姆耳、苋菜蓝、肥猪菜。
多年生草本，高70～100cm，全株无毛，根粗壮，肉质，圆锥形，外皮淡黄色。茎直立，多分枝，绿色或紫红色，具纵沟。叶互生，椭圆形或卵状椭圆形，长12～25cm，宽5～10cm，先端急尖，基部楔形而下延，全缘，侧脉羽状，主脉粗壮；叶柄长1.5～3cm，上面具槽，下面半圆形。总状花序顶生或侧生，长10～15cm；花两性，径约8mm，具小梗，小梗基部有苞片1及小苞片2；萼通常5片，偶为4片，卵形或长方状椭圆形，初白色，后变淡红色：无花瓣：雄蕊8，花药淡粉红色（少数成淡紫色）；心皮8～10，离生。浆果扁球形，径约7mm，通常由8个分果组成，熟时紫黑色。种子肾圆形，扁平，黑色。花期6～8月。果期8～10月。多生于疏林下、林缘、路旁、山沟等湿润的地方。我国大部分地区有分布，主产河南，湖北，安徽等省；垂序商陆主产于山东，浙江，江西等省。
商陆为镉的超富集植物，对土壤中的镉有很强的吸收、富集能力，且富集浓度与土壤镉浓度成正相关。在镉污染水平大于50mg/Kg条件下，商陆茎及叶镉含量均超过100mg/Kg，达到镉超积累植物临界含量标准，其地上部分镉含量大于根部，且镉富集系数大于1。
商陆是国际上报道的第一例多年生、草本型锰超积累植物，有助修复受锰污染的土壤。商陆对土壤中高含量的锰具有很强的耐受、吸收与积累能力。叶片锰含
量5160～8000mg/Kg，平均为6490mg/Kg。商陆在锰含量11.4％的尾矿废弃地上生长良好，叶锰含量最高达1.93％；温室生长45天的商陆地上部分锰积累量为258.2mg/株，叶锰含量高达3.64％，植物吸取的锰有87％～95％被转移到地上部分。
来自污染区和非污染区的商陆种群在自然条件的锰积累量存在显着差异，但是在人工控制条件下却表现出相似的耐锰性和积累本事，叶锰含量高达3.4％，商陆的锰耐性和超积累本事可能是其固有特性。
国内外学者在超积累植物筛选方面做了大量的研究，迄今报道锰超积累植物仅11种，鉴于木本植物生长周期长、不宜温室试验等缺点，锰超积累机理研究依然停顿在田野植物样品的简略阐发水平。4.3 东南景天(Sedum alfredii)
多年生草本；茎基部横卧，着地生根；花茎高10~20cm，有分枝；叶互生，下部叶常脱落，条状楔形、匙形至匙状倒卵形，长1.2~3cm，顶端钝，有时微缺，基部狭楔形，有距；蝎尾状聚伞花序花多，苞片似叶而小；花无梗，直径1cm；萼片条状匙形，不等长，基部有距；花瓣黄山；鳞片5，匙状正方形，长1~2mm，顶端钝截形；心皮5，卵状披针形，直立，基部合生；骨突果斜叉开。
东南景天是近年在浙江衢州、湖南郴州古老的铅锌矿区发现的一种锌、镉、铅超积累植物，能将镉、锌、铅等较多地吸收到植株的地上部，有效减轻土壤重金属污染。
一般认为，植物地上部分锌含量达到3000mg/Kg，是锌超富集植物的临界标准。浙江大学杨肖娥等研究表明，东南景天的地上部锌含量高达5000mg/Kg，富集系数为1.25～1.94，大于1；而营养液培养试验发现，东南景天地上部锌含量高达19674mg/Kg。可见，东南景天具有超富集锌的特性和功能。
东南景天对镉污染修复效率较大，能对镉超积累。华南农业大学龙新宪等研究发现，当土壤中镉含量为12.5～50mg/Kg时，矿山生态型东南景天的地上部在一年内(两茬)的积累量可达2～4mg/盆，其对土壤镉清除率达16%～33%。但随着土壤中镉含量增加，其清除效率降低。因此，矿山生态型东南景天特别适合修复低、中度镉污染土壤。
通过采取有效的辅助栽培措施，改良土壤环境，可提高东南景天的生物产量以及地上部的重金属积累量，提高修复重金属效率。如玉米和东南景天套种，能显著降低污染土壤锌、镉的淋溶与含量；适当的氮与磷营养能提高东南景天根系发育，特别是使用硫酸铵，能提高植株对锌、镉污染的修复能力。
总之，东南景天不仅对土壤过量的锌、镉、铅具有强忍耐能力和超积累特性，并具有多年生、无性繁殖、生物量较大及适于刈割的特点。同时，它适应性强，耐瘠薄、干旱及强光等恶劣生境，观赏性强，是实施植物修复与生态绿化的优良植物。5 小结
污染土壤的修复工作已引起人们的广泛关注，技术与方法在不断进步与革新，相比较而言尽管各种方法利弊不同，但植物修复可能拥有更广阔的前景。
