土壤生态修复技术工程建设论文

摘要：当前，我国极为重视环境保护，积极地进行环境治理，以期有效提升生态环境质量，营造良好的生态环境。中国的污染土壤修复技术起步，在“十五”期间才得到重视，2018年《中华人民共和国土壤污染防治法》第5条规定，地方各级人民政府应当对本行政区域土壤污染防治和安全利用负责。下面是小编为大家整理的《土壤生态修复技术工程建设论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

土壤生态修复技术工程建设论文 篇1：

内蒙古污染土地修复模式与对策研究

摘要

对国内外污染土壤修復技术方法进行了探讨，并且就内蒙古土壤修复现状进行了简单分析，为内蒙古土壤修复产业的发展方向提出几点建议。通过查阅文献、数据汇总、对比分析、归纳总结，发现近年来内蒙古在土壤修复方面做出一定的成效，但是技术层面和政策层面还很不完善，未达到国内平均水平。所以，应制定完善土壤修复的地方法律、法规和技术标准；加大土壤修复领域的科研投入，引进新技术，鼓励自主创新；将土壤修复与相关行业的项目结合，配套实施，避免重复建设；加大宣传力度，提高民众的土壤污染防控意识。

关键词 土地污染；修复模式；对策；内蒙古

Repair Mode and Countermeasures for Pollution Land in Inner Mongolia

YAO Xijun1，2， ZHANG Yanyu3， WANG Zhiyong4 et al

（1. Inner Mongolia Land Surveying and Planning Institute， Hohhot， Inner Mongolia 010010； 2. School of Ecology and Environmental Science， Inner Mongolia Agricultural University， Hohhot， Inner Mongolia 010010； 3. Key Laboratory of Land Use of Ministry of Land， China Land Suryeying and Planning Institute， Beijing 100035； 4. Baotou City Soil and Fertilizer Station， Baotou， Inner Mongolia 014000）

Key words Land pollution； Repair mode； Countermeasure； Inner Mongolia

近年来，内蒙古自治区凭借能矿资源产业优势，区域经济高速发展。高强度资源开发导致排入土壤的污染物逐年增加，土壤质量日趋恶化。同时，随着城市化建设和产业空间重构，众多污染企业迁移，遗留大量污染土地。原有农用地在经过多年粗放经营后，土壤中也残留了大量有机污染物。因此，污染土地的修复和再利用已成为内蒙古亟待解决的问题。该研究立足于区域生态文明建设和土地资源综合管护，对内蒙古土地资源质量状况及土壤修复的研究进展进行分析，旨在将土壤修复这一新兴产业、措施纳入内蒙古土地资源质量保护的重要组成部分中。

国内外污染土地修复研究取得重要进展。国外研究主要以欧美为代表，大体分为3个阶段：①起步于20世纪70年代后期，形成了以挖掘填埋、固化、气提为主的物理、化学修复模式；②20世纪80年代初，发展到隔离、淋洗、氧化还原、热脱附模式；③20世纪末本世纪初形成了以自然转移为主的生物、植物修复模式^[1]。我国的污染土地修复主要包括有机污染修复、重金属污染修复^[2-6]，也经历类似的3个阶段：①20世纪80年代前，修复模式主要为物理修复，通过填埋、刮土、翻耕等措施，改善土壤微环境；②20世纪90年代，物理、化学和生物方法综合处理修复模式开始出现并逐步运用；③新世纪以来，联合修复成为主要修复模式。修复技术包括植物、微生物、动物、固化、土壤气提、化学氧化还原、热脱附、淋洗、化学萃取等，其中植物修复是研究热点。

长期对资源的掠夺式开采、GDP的盲目崇拜忽略了對土壤修复的重视，主要体现在2个方面：一方面，监管不够，监管措施没有具体的法律法规作为支撑，分工、分责不明确；另一方面，土壤修复标准和修复效果评价方法尚未出台。缺乏修复标准，很难鉴定土壤恢复到什么程度才是健康的。在世界范围内，土壤修复技术是一个新兴的研究领域。通过对美国科学情报研究所数据库的统计，发现1995年以前土壤修复技术在各国的研究开展得相对较少。在1996～2005年，土壤修复技术的研究处于过渡期，此期间对土壤修复的研究报道不断增加。2006～2010年间查阅到的相关文献数量是2005年前文献数量的2倍，说明对于土壤修复技术的研究已进入一个黄金时期^[7-8]。一些发达国家从国家或区域水平上逐步确立或建立污染土壤修复标准^[9-10]。

1 内蒙古土地污染类型与现状

内蒙古常见土地污染类型主要包括有机物污染、重金属污染、固废污染3种。作为农牧业大省，长期以来土壤污染以有机污染物为主，农药、化肥的污染最为突出。

1.1 有机污染

20世纪80年代后期，种植业结构发生转变，粮食作物种植面积缩小，经济作物种植规模不断扩大，全区化肥用量由1981年的48万标吨上升到2000年的290万标吨，增加了近6倍，在农产品产量增加的同时导致病虫害的频发和土壤的有机污染^[11]。另外，根据对内蒙古土壤肥料工作站2004年发布的7个土壤监测点的数据分析，该区土壤养分的变化趋势为：土壤有机质、全氮和碱解氮含量总的趋势呈下降态势，有效磷含量呈上升趋势，有效钾含量呈下降趋势，微量元素总体呈下降趋势。由此可知，近年来，由于全区农业生产中偏重氮、磷化肥的投入，忽视有机肥、钾肥以及微肥的投入，土壤中钾含量有余而不施或很少施用，造成土壤质量下降^[12]。土壤施用氮肥不当使得硝酸盐在土壤中不断富集，导致蔬菜、瓜果等农作物硝酸盐含量超标。相关资料表明，1990年呼和浩特市59%蔬菜硝酸盐含量超过标准。

农牧交错区是生态脆弱性和变异性表现较突出的地区。内蒙古农牧交错区总面积32.81万km2，涉及全区的68个旗县市。随着现代化农业的发展，农业生产资料的投入越来越多。农药、化肥、地膜等农用物质的不合理和过度使用以及畜禽粪便等农牧业废弃物的任意排放造成农牧交错区土壤有机污染不断加重。在某种程度上，农牧交错区土壤有机污染物已成为目前区域水质恶化的一大威胁^[13]。

1.2 重金属污染

随着近年来内蒙古自治区产业结构的调整，工业化城镇化进入“双加速”时期。能源基地、新型化工基地、有色金属生产加工基地建设步伐的加快，加剧了土壤的重金属污染、固废污染。如部分地区重工业比例较高，企业布局不规范，治污能力弱，一些土壤污染的历史遗留问题尚未解决，重金属污染综合防治基础工作依旧薄弱，环境监管力度不大等。同时，随着该区有色生产加工基地战略的深入实施，重金属污染物总量减排和风险防范压力较大，任务艰巨。环保部门2007～2011年监测结果显示，该区重金属污染主要以砷、汞、铅、镉、铬和类金属砷为主，2011年砷、铬、铅、镉、汞排放量分别为5 152.90、205.12、12 802.08、2 188.05、83.18 kg，较2007有所减少。区内重点污染市县为巴彦淖尔市乌拉特后旗、赤峰市巴林左旗和克什克腾旗以及锡林郭勒盟、乌兰察布市、呼伦贝尔市、兴安盟等地。

1.3 其他污染

内蒙古自治区是全国唯一同时享有西部大开发和振兴东北老工业基地双向政策扶持的省区。借助区域能源优势，大量金属、工业矿物、建筑材料和能源材料被开采，给陆地生态环境带来相当大的损害。由于早期监管不严，小规模手工采矿业大量涌现，但随着能源开发的合理合法化，大多数私人煤窑关闭，导致大量开采地荒废，加剧了周边地表植被和水文条件的破坏和对大气、水体、土壤的污染。据报道，20个世纪末中国每年因采矿造成的废弃地面积达3.3万hm2。

随着经济增长与城镇化发展的加快，农区、牧区以及外来务工人员大量涌入城市，城市生存空间狭窄，城市人口的增加所产生的生活垃圾越来越多。据悉，呼和浩特市近郊土壤受到工业废弃物和生活垃圾的影响，铬和汞等金属的污染在部分地区的土壤和蔬菜中已发生^[14]。

2 内蒙古土地污染修复模式

污染场地修复成功与否主要由土壤修复技术高低决定，所以土壤修复技术的选择不仅受土壤污染特征的影响，而且受到政治、经济、社会等多重因素的影响。常见的土壤修复技术有生物修复、物理修复、化学修复、联合修复。表1是几种常见的土壤修复技术^[15-18]。

内蒙古污染土地修复研究发展较晚。目前，生产科研活动中主要采用客土修复、测土配方植树种草以及多种方法相结合的修复模式。这是生物型土壤修复。此外，还可以通过物理修复、化学修复、综合修复，使得受污染的土壤重拾生命。

2.1 客土修复模式

客土法是内蒙古土壤修复领域采取的主要模式之一。该模式对设备操作要求低，修复方法简单且速率快，因此该方法多见诸于一些矿山地质环境治理项目以及近年来自治区大力推广的农村土地整治项目。修复以剥离表土、客土、翻耕等工程措施为主。

2.2 测土配方修复模式

内蒙古存在约9 611 km2盐碱地。如此之大的未利用土地已引起农业部门的高度关注。近年来，在国家、地方两级政府科研基金的支持下，相关专业的高校、科研院所已经开始了盐碱地土壤改良的试点研究工作，采取的主要改良模式就是测土配方。根据不同的测试结果，有针对性地施以土壤改良肥料。目前，这方面的工作在河套平原和鄂尔多斯地区大力开展，已取得一定成效。

2.3 植树种草修复模式

植物修复模式是指利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、 地下水中有毒有害污染物技术的总称^[19-20]。植物修复模式多见于工矿废弃地的复垦项目。由于矿区多分布于土壤肥力较差的地区，再加上采矿造成的重金属污染、塌陷、压占等破坏，土地多半无法复垦为耕地，因此本着宜林则林、宜牧则牧的原则，植树种草是内蒙古自治区区最常见的修复模式。

2.4 综合修复

任何修复措施都不是孤立存在的。内蒙古自治区目前各部门各行业开展的大量的以提高土地质量为目的的惠民项目都兼顾了几种修复措施。其中，最主要的是将物理修复中的客土法、化学修复中的测土配方和生物修复中的植物措施相结合。最典型的是内蒙古自治区开展较普遍的盐碱地改良项目。它很好地将这3种修复方法结合起来，也形成了目前内蒙古最先进的土壤修复模式。

3 污染土地修复相关政策、法规

3.1 土地修复政策法规现状

当前，内蒙古自治区甚至全国尚未有一部完善、可行的土壤修复法律法规。一些行业条文之中仅出现少量的相关的法律法规。表2是我国土壤修复相关法律、法规。其法律体系缺乏系统性和一致性。国家与地方未出台一个有针对性的法律法规^[21-22]。

有关制定我国污染土壤修复的法律法规普遍认为划分成3个阶段。第一阶段是1979～1995年，这一阶段属于起始阶段。这一阶段有关污染场地治理法律法规还没有开始制定，现存的是有关土壤保护方面的原则性规定。我国相关部门在1979 年颁布了《环境保护法（试行）》；在1982 年《宪法》中，也对“合理地利用土地”做出规定；在1986 年出台的《土地管理法》中进一步指出我国的基本国策就是要合理利用土地以及保护好耕地；在1995年出台了《土壤环境质量标准》（GB15618-1995），该标准存在很多不足，针对性强，主要指农业土壤，而且指标不多，对污染土壤的修复与评价方面参考意义不大。

第二阶段是1995～2011年，这一阶段属于发展阶段。我国污染场地立法在这一阶段逐步有了污染场地治理制度。由于不存在专门立法，有关污染土壤的修复法律规范只是在各种法律文件中体现。在2004年出台的《国家环境保护总局办公厅关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》及《固体废物污染防治法》第 38、61、75条是从国家层面上立法。地方政府立法层面的相比国家立法显得很活跃，其中最典型的立法是在2006年出台的《浙江省固体废物污染环境防治条例》第17、52条，在2009 年 9 月出台的《江苏省固体废物污染环境防治条例》第15条。在这个阶段，各地地方政府也相继出台了相关办法和意见，如哈尔滨市于2006 年 8 月出台的《哈尔滨市危险废物污染环境防治办法》。上述属于法律文件。此外，各级地方政府部门对污染场地治理问题出台了一些规范性法律文件，如《山东省人民政府关于贯彻国发〔2005〕39 号文件进一步落实科学发展观加强环境保护的实施意见》第 11 条等。

第三个阶段是2011 年 3 月至今。这一阶段属于鼎盛黄金阶段。我国污染场地走入专业立法阶段的重要标志是在2011 年 3 月环境保护部经审议原则性通过《污染场地土壤环境管理暂行办法》。其合理治理污染场关键环节就是对土壤的治理和修复，因此对污染场地治理和土壤污染防治法立法两者进程是相统一的。目前，我国也在积极地探索土壤污染防治法。污染场地治理已成为土壤污染防治法的重要研究方向。

继北京“宋家庄事件”出现之后，原国家环保总局于2004年发出《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》（环办（2004）47号），明确指出凡是制造产生危险废物的企业、研究室等都应该在对原有的土地使用性质改变前对原址土壤和地下水进行合理、有效的污染监测分析和评价，以此作为制定土壤功能修复实施方案的依据。关于重金属污染物企业正确处理重金属污染等问题，国家分别于2008、2009年出臺了《国家环保部关于加强土壤污染防治工作的意见》和《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》（国办[2009]61号）。环境保护部也相继制定完成了《污染场地修复技术导则》、《场地环境调查技术规范》、《污染场地土壤环境管理暂行办法》、《场地环境监测技术规范》、《污染场地风险评估技术导则》和《场地环境调查技术规范》。环境保护部办公厅文件《2011年全国污染防治工作要点》（环办[2011]46号）指出，“水、空气和土壤三大环境要素是十二五期间防治工作的重点，与此同时也要注意三类污染物——重金属、化学品和危险废物的处理。”内蒙古自治区也相应出台了《内蒙古自治区重金属污染综合防治“十二五”规划》。这在一定程度上反映从国家到地方对土壤修复的重视程度越来越高。

3.2 法律法规的缺陷

3.2.1

法律法规缺失。在治理土壤污染这一问题上，我国已制定了一些法律、法规和规章，内容涵盖了农业环境保护、防治土地污染等方面。这些法律政策对改善我国土壤污染状况发挥了一定作用。但是，应看到《环境保护法》、《农业法》、《土地管理法》等现行法律法规提供的只是有关土壤污染防治的零散规定，我国目前在土壤污染防治方面并没有制定专门性的单行法律。因此，可以说我国在土壤污染防治上的法律是缺乏系统性与可操作性的，甚至可以说这方面的立法基本上是一片空白。没有相关的政策要求，导致有些地方政府对于应该修复的采取放任状态。除了政策层面的规划不足，国内土壤修复也缺乏明确的标准。对于具体的项目，修复后要达到的效果没有量化，导致修复费用和时间千差万别。

3.2.2

监管主体不清楚。治理土壤污染需要多个部门（如环保、国土、财政、规划、水利等部门）分工管理和协调工作，才能在土壤修复方面取得一定的效果。但是，当前，在这个方面政府相关部门还存在很多问题。所以，第一步应搞清管理部门，成立垂直管理的土壤污染专业管理部门。由于场地污染关联到产业链上下游且涉及环保、国土、规划、工商等多个部门，所以第2步应逐步探索实现各部门分工协作与统一行动的模式，逐渐形成对修复污染场地有利的环境，

3.2.3

修复资金的落实。这是土壤修复的核心问题。修复资金的来源是左右土壤修复行业发展的核心问题。污染土壤的修复治理需要全面考虑受污染土壤及地下水的治理，资金需求巨大。发达国家经验表明，设置专项资金，并且指出土壤修复资金落实的主要举措就是污染责任。当前，我国修复治理污染土壤没有很好的有效保障制度，修复治理工作难以开展，资金问题成为很多污染地块再开发的主要障碍。

由于很多污染土壤难以追责，“谁污染谁治理”的体系推广阻力较大。目前国内已进行修复的土壤多为具备高开发价值的地块，资金主要来自房地产开发商；对于农业用地或纯生态修复土地，资金来源成为极大的问题。目前国内除了个别政府主导项目（如湘江流域重金属修复）的资金来源明确，其他基本都是房地产开发驱动的修复需求。

4 内蒙古污染土地修复政策建议

据2000年相关数据，内蒙古自治区化肥施用总量为59.94万t，低于全国平均水平429 kg/hm2，但是化肥施用仍为土壤污染的主要途径。不容忽视的是，一直以来该区工业三废相对较少，但近年来有日益加剧的趋势。根据《内蒙古自治区土地整治规划（2010年-2015年）》目标数据，到2015年全区耕地整治总规模150万hm2，其中，新增耕地3.854万hm2，平均每年补充耕地0.76万hm2；建设高标准基本农田75.8万hm2。整治后耕地质量提高一个等级。土壤污染修复在全国来说是一个新兴的产业，在内蒙古则是一个新的事物，人们的认识程度还不夠。这一领域仅是作为高校的理论研究课题去研究，没有真正发展为一个产业。被老百姓所熟知的土地整理和复垦项目也仅仅是对土地进行了简单的翻耕、客土、植树种草等措施。这些措施在土地修复领域中属最简单也是技术含量最低的几种修复措施，达不到很好的修复效果。但，也正是这些大大小小的土地整治项目支撑着该区保证耕地资源质量有所提高的重要举措。因此，在内蒙古自治区推进土壤修复产业化进程刻不容缓。结合2000、2004、2008和2012年4届国际会议有关土壤污染与修复相关情况，内蒙古自治区在土壤修复发展方面主要工作是：在技术方面，应从单一的的修复技术走向多技术的联合修复技术，采用生物修复、植物修复和基于监测的自然修复取代原先的物理修复、化学修复和物理化学修复；在污染土壤修复决策方面，应注重污染风险评估而逐渐地降低污染物总量控制的修复目标；未来应更加注重农田耕地污染土壤的原位肥力维持性绿色修复技术而逐渐减少适用于工业企业场地污染土壤的离位肥力破坏性物化修复技术，并且从工业场地走向农田耕地。内蒙古土壤修复产业的发展与壮大要结合该区土壤污染特点与土壤修复产业发展趋势，在解决土壤污染问题的同时，兼顾国家社会经济发展和土壤修复技术的研究进展，紧密结合相关行业、领域的项目、课题，避免重复投资，达到各项资源的合理、高效利用。土壤修复产业在该区还处于萌芽期，应从以下方面去完善和提高。①在不违背大法的基础上，制定土壤修复的地方法律、法规和技术标准。根据自治区相关环境保护的法律、法规以及《内蒙古自治区重金属污染综合防治“十二五”规划》的要求，细化并制定有关土壤修复的技术标准和政策法规，用以指导土壤修复工作在该区的开展。②加大土壤修复领域的科研投入，在引进新技术的同时，鼓励自主创新。该区污染土壤的修复技术和相关仪器设备的研发处于起步阶段，且大多引进国外技术，没有针对该区土壤类型多样、污染场地复杂、污染特征各异等现状特点的技术装备，现阶段开发适合的修复设备应是该区污染场地土壤修复领域的工作重心之一。自治区财政应出台政策，鼓励区内各高校、科研院所进行土壤修复的理论性研究。在借鉴国内外成熟技术、设备的基础上，逐渐形成具有内蒙古自治区特色的土壤修复技术，以便更好地将理论研究与实践相结合，推动土壤修复技术的产业化和市场化发展。③对于增量污染土地，在“谁污染、谁治理”这一通行原则无法在土壤修复领域贯彻的情况下，必须明确责任主体，遵循“谁污染，谁治理”的原则，建立全区联网的土地污染档案，为今后土壤污染治理落实资金来源。④将土壤修复与相关行业的项目相结合，配套实施，避免重复建设。近年来，全区各地开展了大规模的土地整治活动，有农业的综合开发项目，水利部门的节水灌溉项目，土地部门的土地整理、高标准基本农田建设、工矿废弃地复垦、补充耕地、城乡建设用地增减挂钩项目等。虽然项目层出不群，但都未对土壤修复这一重要指标作出硬性要求，采用的土壤改良技术也多是简单的土壤翻耕、客土、植物工程等，并未对破坏土壤进行有针对性、实质性的修复，原因还是在于没有标准可依。今后，在这些项目的实施过程中应单独加入土壤修复这一考核指标。土壤修复措施的实施和相关的验收工作都应有专业的公司和机构完成，真正做到项目实施后土壤质量提高一个等级的要求。⑤加大宣传力度，提高民众的土壤污染防控意识。土壤污染修复是一项耗费人力、物力、财力的大工程，光靠政府和相关职能部门的能力远远不够。这就要求人们增强土壤污染常识。提高防控意识，有关环境监测部门应及时跟踪、监测、发布各地土壤污染信息，在加强人们对土壤污染认识的同时也为土壤修复提供理论、数据支持。

5 结语

内蒙古幅员辽阔，土地资源数量丰富但质量较差，土壤污染更加剧了资源短缺的严重程度。“万物土中生”，土壤质量决定万物质量。对已污染的土地资源开展有效修复，是解决土地资源短缺这一问题的切实可行的办法之一，也是区域生态文明建设和土地资源数量、质量、生态管护的必然要求。土壤修复这一新兴环保产业必将成为内蒙古今后经济社会发展中不可或缺的领域。

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作者：姚喜军 张衍毓 王志勇 隋莹莹

土壤生态修复技术工程建设论文 篇2：

污染土壤修复后合理化利用现状与对策

摘要：当前，我国极为重视环境保护，积极地进行环境治理，以期有效提升生态环境质量，营造良好的生态环境。中国的污染土壤修复技术起步，在“十五”期间才得到重视，2018年《中华人民共和国土壤污染防治法》第5条规定，地方各级人民政府应当对本行政区域土壤污染防治和安全利用负责。国家实行土壤污染防治目标责任制和考核评价制度，将土壤污染防治目标完成情况作为考核评价地方各级人民政府及其负责人、县级以上人民政府负有土壤污染防治监督管理职责的部门及其负责人的内容。所以污染土壤修复及合理化利用是最为重要的一环，修复后的污染土壤与普通土壤存在一定差异，但是仍可以有效地进行再利用。要想保证污染土壤修复后得到有效利用，人们必须明确污染土壤修复后的再利用现状，然后制定具体对策。

关键词：污染土壤修复;合理化利用;现状;对策

1污染土壤修复技术

1.1植物修复技术

对于污染场地土壤修复工作而言，可充分借助各类植物促使场地在一定时间内恢复原样。举例而言，对于工业污染场地而言，相关工作人员可通过灵活选用与种植植物，解决原有土壤中存在的污染物问题，确保场地可以在短时间内恢复原样。结合当前技术应用情况来看，为加强对土壤改良工作的贯彻落实力度，相关工作人员主张利用植物修复技术实现对污染场地土壤修复工作的有效处理。如果土壤中存在大量重金属或者有机物污染问题，通过利用植物种植方式，可以将这部分土壤污染物质进入到植物体内，达到污染物转移目的。除此之外，植物修复技术可针对重金属以及有机物进行沉淀处理，确保其可以形成固定物质，避免下渗到地下水当中。

1.2工程修复技术

工程修复技术土壤的工程修复技术主要包括排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等方法。（1）客土法。这种方法是向污染的土壤内加入大量的优质土壤，有效改良污染土壤质量，最终实现客土的目的。客土法的特点是操作简单，实际操作中将优质土壤和污染土壤混合，或将优质土壤覆盖于污染土壤表面，可以有效避免污染物与外界环境接触。（2）换土法。这种方法是将污染土壤全部清除，换成优质土壤。换土法需要耗费大量时间和精力，且成本支出较大。（3）翻土法。这种方法是将优质土壤与受污土壤翻转交换，实现污染物自行稀释的目的。因此，工作人员要结合各种方法自身的优势进行合理运用，根据不同土质择优选择方式方法。

1.3熱脱附技术

对于工业污染场地所存在的大量污染物问题，工作人员可利用热脱附技术实现对污染场地土壤修复工作的针对性处理。结合实践应用情况来看，热脱附技术主要通过借助热能实现对污染物的挥发处理。确保污染物可以在短时间内脱离原有土壤环境，降低自身对场地土壤污染的影响程度。一般来说，在应用热脱附技术的过程中，工作人员需要重点针对热解吸单元以及废气处理系统进行科学布置。这样做的主要目的在于确保原有污染土壤成分可以得到良好改善，并且可以在实际应用过程中体现出较高的处理效率。

1.4电动力学修复技术

在污染土壤修复技术中，电动力学修复技术是一项新兴的技术手段，是在电化学和电动力学的专业知识和原理下形成的作用。污染物受到电极作用的影响进行富集，由工作人员处理电极附近的污染物。和其他方法不同，电动力学修复技术对重金属类型的污染更加适用。在对电动力学修复技术的创新改革中，目前电动力学修复技术已经取得了理想的应用效果，有效的治理和改善了我国污染土壤问题，是污染土壤修复产业发展中必不可少的技术手段，也预示着我国污染土壤修复产业的发展方向。该方式运行速度快、成本低，对重金属污染土地的修复效果十分显著，但是在有机物污染的治理中，效果并不理想，因此工作人员要经过仔细斟酌后合理使用电动力学修复技术。

2污染土壤修复后合理化利用现状

1 土壤形态的再利用方式单一。目前，国家也在积极倡导改变土壤形态和功能的资源化利用方式，如将土壤当作固体废弃物烧制成建筑材料。在修复工程案例中使用较多的是利用水泥窑协同处置技术将污染土壤转化成可用的终端产品，但根据实际的工程经验，水泥厂协同处置的材料主要是大量的城市固体废弃物，而不是土壤。因此，在产能不变的情况下，能够提供水泥窑协同处置土壤的水泥厂日趋紧缺，多个地市的水泥厂处置负荷基本饱和，加之来自废气排放的环保压力和成本的增加，使得越来越多的水泥厂不再接收污染土壤处置。因此，改变土壤形态资源化利用的方式并不适合产生大量土壤外运需求的修复地块。

2 农用地的土壤再利用受限。农用地的土壤利用管理较建设用地复杂，质量要求更严格。土壤肥力在很大程度上受到污染土壤修复方式的影响，目前大部分的工业污染土壤修复技术都会一定程度上降低土壤肥力，如土壤淋洗、化学氧化等可能改变土壤营养成分或导致土壤碱化，甚至会杀死大量微生物。因此修复后土壤的农用途径受到较大限制。国内目前尚未有对农用地提出土壤再利用的技术指引，但国家已出台了农用地土壤污染风险管控标准，可参考建设用地土壤管理的思路进行土壤合理化利用的延伸。

3污染土壤修复后合理化利用的有效策略

3.1提升修复后污染土壤应用的多样性

多样化应用修复后污染土壤是提升污染土壤再利用合理性的基础保障性措施，人们要重视污染土壤修复后应用方式创新研究。首先，可以将其应用于道路建设中，但不能应用于水源保护区附近的道路建设中，避免残留的污染物对水源造成污染。另外，要对土壤内的管线进行防腐和防渗漏处理，避免污染土壤中的有机物对管线造成不利影响。其次，可以将其应用于农用地表层土摊铺中，提升农用地的表层土壤厚度。污染土壤需要经过生物修复处理，避免化学物质对植被造成不利影响。污染土壤修复要有详细、明确的标准，根据不同类型的修复土壤，制定科学的利用方案。原位利用和异位利用有不同的利用方法，人们要参考实际应用目的，进行合理管理。在很多情况下，修复后污染土壤会被应用在城市绿化、建筑工地回填、道路路基填充等领域，人们要合理选择利用方式。与此同时，要重视污染土壤评估，在污染土壤达到相关标准后进行科学利用，提高污染土壤的利用效果。

3.2转变土壤性质

现如今的土壤修复工作，已经进入到重要的阶段，为了在修复的水平上更好地提升，可尝试对土壤的性质进行转变。一般而言，土壤性质的转变是从酸性、碱性、中性之间来回转换。被污染的土壤，因为自身污染性质的不同，以及污染物质的不同，需要在转换性质的过程中，采取不同方式来优化，一方面要确保转换以后的土壤可以正常应用，另一方面对于转换的效率、质量也要合理的提升。土壤性质的转变要求非常高，而且在投入转换设施、药剂的时候，必须考虑到外部的開放性环境，很多地方的环境并没有预想的那么好，而且实验室环境和自然环境存在较大的差异，这就需要在土壤的性质剖析方面更加准确，坚持在长远的修复体系上不断地完善。

3.3强化修复后污染土壤应用管理

有效的应用管理是保证污染土壤修复后得到合理利用的基础。首先，要组建专业管理团队，引导管理人员参与人才培训，重点宣讲污染土壤再利用原则、污染土壤修复后利用方法、污染土壤修复后利用要点、污染土壤修复后利用途径和管理创新策略等，与时俱进地提升其综合素质，满足污染土壤合理利用的要求。其次，要健全污染土壤再利用管理制度体系，落实连带责任制度、奖惩制度和监督管理制度，明确各个部门的责任和管理权限，设置具体的奖惩标准，并委派专项小组监督污染土壤再利用的全过程，保证在出现问题后快速地找到责任单位和责任人，有效地提升污染土壤修复后应用的合理性。

4结束语

土壤污染是一种影响严重且较为常见的环境污染形式，但是受污染的土壤并不是不可修复的，经过特殊处理，很多污染土壤仍然能够得到有效的修复。合理地利用修复后的污染土壤，能够保证土壤资源充分地发挥作用，进而降低土壤污染率。因此，人们必须重视污染土壤修复后的合理化利用研究，结合实际情况，制定合理的利用方案，提升我国环境治理成效和生态环境质量。

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作者：胡胜利

土壤生态修复技术工程建设论文 篇3：

石油烃污染土壤活性碳增强微波热修复及菌剂深度降解试验研究

摘 要：利用活性碳增強微波热效应对某石油化工厂区石油烃污染土壤进行修复研究，在微波处理最佳条件下，考察场地石油烃污染土壤的处理效果，通过三维荧光（3D-EEM）和气相色谱（GC）分析了石油烃污染物的组分和去除特性，并采用菌剂强化法对修复后的土壤进行深度生物降解试验。结果表明：活性碳增强微波热修复技术对石油烃污染土壤具有较好的去除效果，在微波功率700 W、辐照15 min、土壤含水率10%、添加5%活性碳的试验条件下，可将土壤中的石油烃含量由5 700 mg/kg降至2 800 mg/kg，去除率达50.9%;GC分析表明：土壤中污染组分主要为TPH（C6—C9）、TPH（C15—C28）和TPH（C29—C36），经微波热修复后，土壤中TPH（C15—C28）去除率较高，达到70.4%;3D-EEM解析表明：微波热消解对土壤中三环芳烃及其同系物去除效果较好;对微波热修复后的土壤进行工程菌剂深度生物降解14 d后，污染土壤中石油烃含量降至716.8 mg/kg，去除率提升至74.4%，达到《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）中的第一类用地筛选值。

关键词：石油烃;污染土壤;微波热修复;石油降解菌

收稿日期：2020-03-26

基金项目：中国石油化工股份有限公司科技计划（319005-7）;江苏省研究生科研与实践创新计划（SJCX19_0644）

作者简介：陈维墉（1995- ），男，主要从事土壤修复研究，E-mail：546984051@qq.com。

张文艺（通信作者），男，教授，E-mail：zhangwenyi888@sina.com。

Received：2020-03-26

Foundation items：Science and Technology Project of Sinopec （No. 319005-7）; Research and Practice Innovation Program for Postgraduates in Jiangsu Province （No. SJCX19_0644）

Author brief：CHEN Weiyong （1995- ）， main research interest： soil remediation， E-mail： 546984051@qq.com.

ZHANG Wenyi （corresponding author）， professor， E-mail： zhangwenyi888@sina.com.

Study on activated carbon enhanced microwave thermal remediation and deep degradation of microbial agent in petroleum contaminated soil

CHEN Weiyong 1， HU Linchao 1， ZHU Leiming 2， HE Xiaojiang 2， CHEN Jie 1， ZHANG Wenyi 1

（1. School of Environmental and Safety Engineering， Changzhou University， Changzhou 213164， Jiangsu， P. R. China; 2.Sinopec Guangzhou Engineering Co.， Ltd， Guangzhou 510620， P. R. China）

近年来，随着社会经济的迅速发展以及城市工业结构调整、工业企业搬迁、城市空间规划重构等因素形成了各种类型的污染场地[1]，这些场地来源于化工、机械、冶炼、汽车、印染、制药、食品等企业，其中绝大部分污染场地均存在石油烃[2]。中国石油类企业每年产生落地油约700万t[3]，以石化行业加工、加油站企业等的污染最严重，其污染物主要来自于生产活动中的废水渗漏、固体废弃物的堆积、原材料的使用及储存过程中的跑冒滴漏等。这类搬迁场地大部分分布在主城区，具有数量多、分布广、隐蔽性高、危害性大等特点。

针对石油烃污染土壤的修复，现阶段的方法主要有以物理技术为主的电动修复、气相抽提、热解析，以化学技术为主的化学氧化，以生物技术为主的微生物修复和植物修复。其中，电动修复技术对于难溶于水且不易迁移的石油组分往往去除效率较低[4]，气相抽提技术受制于土壤自身的原始性质[5];化学氧化技术包括芬顿试剂氧化、臭氧氧化、高锰酸钾等试剂氧化，该技术往往不确定性大，外源物质的引入对土壤环境有二次污染的隐患[5];微生物、植物修复技术存在耗时长且效率低等问题。微波热修复技术是热解吸的一种新兴技术，具有快捷、高效、适用性广等优点，引起了学者的广泛研究[6-7]。近年多采用各类敏化剂进行微波修复有机污染土壤的试验，Calvert等[8]和Apul等[9]添加涂层石墨棒作为敏化材料分别微波处理六氯苯、石油污染土壤，其中六氯苯去除率比未加涂层石墨棒高125%，TPH含量从11 000 mg/kg降至2 000～6 000 mg/kg;刘爱宝等[10]、Zhao等[11]均采用微波辐照修复氯丹污染土壤，活性碳的添加可使氯丹去除率达90%左右;曹梦华等[12]、王贝贝等[13]研发微波土壤修复设备，对土壤中的HCB、4-NP、DDT等污染物辐照30 min后，4-NP、HCB的去除率均可达90%以上，DDT的去除率可达77.6%。这些研究多以人工配制的模拟污染土壤为研究对象，仅以其中的有机物去除为研究目标，未见对实际污染土壤及其去除机制的研究报道。高效敏化剂活性碳可强化微波消解石油烃，能快速吸收微波并升温，且高温下稳定，对石油烃污染物的去除效果好。如李大伟[14]的研究表明，碳材料辅助微波消解石油污染土壤，具有较高的去除效率。

笔者采用“微波热修复+工程菌剂深度生物降解”联合技术修复常州某石油化工厂区石油烃污染土壤，通过添加高效敏化剂活性碳进行微波热修复试验研究，探究场地石油烃污染土壤的修复效果，并利用3D-EEM、GC分析石油烃污染物的组成及去除特性，研究其去除机制，探索工程菌剂深度生物降解的可行性。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

供试土壤采自江苏省常州某石油化工厂区的搬迁遗留场地，总占地面积12万m2（其中重污染厂区面积约5 000 m2），主要从事石化产品及润滑油生产，由于该地块规划用地的变更，2017年厂区停产并完成搬迁。

土壤样品采自深度0～1 m的生产厂区内，表面油泥可见，经采集后风干、去杂、研磨（过2 mm筛）、密封备用。经测定土壤的pH值为7.63、含水率5.3%、有机质含量12.38 g/kg，试验土壤为粘土，污染土壤中总石油烃含量5 700 mg/kg。

1.2 试验仪器与试剂

试验试剂：粉状活性碳、二氯甲烷，试剂均为分析纯;试验仪器：K型热电偶、石英管、恒温培养箱和改造的家用微波炉;试验装置见图1。

1.3 菌株来源

试验使用的石油降解菌种筛选于来自大庆油田某采油井的含油污泥，经测定该菌株为腐败希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens），命名为SY-3，保藏编号：CGMCC No.17505，专利申请号：201910720937.9。所述石油降解菌对含油污泥中石油烃类的降解条件为25～30 ℃，pH值为7.5～8，30 d后含油污泥中石油烴类去除率达到65.894%，降解效果显著。

1.4 试验设计及运行

参考已有研究[14-15]，试验在微波辐照功率700 W条件下称取5.0 g土样于石英管中，控制场地石油烃污染土壤含水率10%，并添加质量分数为5%的活性碳混匀，放入微波装置中单独处理5、10、15、20 min，处理完成后，待土样冷却至室温，准确测定石油烃污染土壤的残留含量，试验过程产生的石油烃气体由气体收集液进行收集和处理。

将微波热修复后的场地石油烃污染土壤置于锥形瓶中，按照土样∶菌液（1∶1）比例，加入5 mL的石油降解菌，并置于25 ℃、150 r/min的恒温培养箱内振荡培养，每隔7 d取样测定污染土壤中石油烃含量，连续测定4个周期。试验均设置3个重复，并采用标准差SD进行误差分析。

2 测试项目与分析方法

2.1 样品前处理

将微波热处理前后的土壤样品于40～45 ℃下烘干12 h，然后准确称取烘干后的待测土壤样品0.1 g于锥形瓶中，并向锥形瓶中加入20 mL的二氯甲烷，恒温培养箱内（25 ℃、150 r/min）振荡提取30 min，最后将提取液过滤后移入25 mL比色管中，二氯甲烷定容至25 mL作为待测液。

2.2 三维荧光的测定

三维荧光分析采用荧光分光光度计（安捷伦，Cary Eclipse，2014年）进行测定，扫描速度1 200 nm/min，扫描范围：激发波长（λEx）为220～400 nm，发射波长（λEm）为250～550 nm。其中，使用超纯水扣除空白。

2.3 GC石油含量组分测定

样品处理后密封，及时送至江苏康达检测技术股份有限公司进行检测，场地污染土壤石油烃的测定标准采用《土壤和沉积物 石油烃（C6—C9）的测定 吹扫捕集/气相色谱法》（HJ 1020—2019）、《土壤和沉积物 石油烃（C10—C40）的测定气相色谱法》（HJ 1021—2019）。

3 結果

3.1 场地石油烃污染土壤微波去除效果

微波热修复对场地石油烃污染土壤加热升温及去除率的影响见图2。由图2可知，与不加活性碳的对照组相比，试验土壤表面温度及石油烃去除率有显著性差异。随着辐照时间的增加，加入5%活性碳组升温速率高，辐照20 min后，土壤表面温度高达510.6 ℃，未加活性碳组温度仅有129.8 ℃，由于活性碳本身具有较大的介电损耗系数，其物质的加入增强了污染土壤体系对微波的吸收和传热能力，使土壤温度迅速升高[6]，故加入5%活性碳试验组升温速率快，反应终了体系温度高;微波热修复的主要机理是依靠反应体系内易挥发和半挥发污染物受热后的分解挥发作用[16]，故随着微波辐照的进行，加入5%活性碳组石油烃污染物的去除率较高，辐照15 min后，反应体系基本达到平衡，此时加入5%活性碳组石油烃污染物的去除率达50.9%，不加活性碳组石油烃去除效果较低，仅为14.3%，活性碳的加入不仅提升了反应体系温度，且作为微波体系的催化剂，降低反应的活化能，使石油烃污染物的去除快速、高效[17]。研究选择辐照15 min为最佳条件，此时处理后的石油烃含量为2 798.7 mg/kg，低于《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）中的第二类工业用地筛选值（4 500 mg/kg），可作为工业建设用地进行开发。

3.2 石油烃污染物去除的三维荧光解析

石油中含有丰富的芳香烃成分，此类物质具有长共轭、刚性和共平面性的分子结构，是一种强荧光物质，而多环芳烃作为这种分子的代表，毒性较大，可用于反映石油污染的种类及程度[18]。因此，对微波热处理15 min前后的场地石油烃污染土壤进行3D-EEM分析，处理前后土壤的三维荧光见图3。由图3可以看出，处理前石油烃污染土壤的荧光区域主要位于发射波长为260～550 nm、激发波长为230～380 nm的区域，处理后的石油烃污染土壤的荧光区域主要位于发射波长为260～530 nm、激发波长为230～360 nm的区域。由图3（a）可知，石油烃污染土壤在Em/Ex=（270～300 nm）/（240～260 nm）与（340～400 nm）/（240～280 nm）范围出现2个峰，根据相关研究[19-21]，前者为单环芳烃及其同系物，后者为三环芳烃及其同系物（340 nm为菲、360 nm为屈、380 nm为蒽）;且单环芳烃及其同系物的激发/发射光谱峰在280 nm左右短波长范围内，随着芳烃环数的增加和结构的复杂，其激发/发射光谱峰向长波长方向移动。因此，试验石油烃污染土壤中的芳香烃类物质主要为单环芳烃、三环芳烃及相应同系物，经过微波热消解后，由于污染土壤中低分子芳烃其热稳性较差、含量高，故其相应三环芳烃及其同系物对应区域的峰值明显降低，去除效果较好。

3.3 石油烃污染土壤TPH组分去除机制

石油烃污染物中成分复杂，GC分析技术可获取更多的石油烃组成信息，常被用石油污染土壤的检测。对微波热处理15 min前后的场地石油烃污染土壤进行GC分析，并采用标准曲线进行验证，污染土壤中石油烃处理前后各组分变化见表1。

由表1可得，场地土壤中总石油烃含量为5 700 mg/kg，经过微波热修复后去除率可达50.9%，土壤中污染物组分主要为TPH（C6—C9）、TPH（C15—C28）和TPH（C29—C36）。石油中碳链越长，其分子量越大，沸点越高，挥发性越差，将TPH（C6—C9）、TPH（C15—C28）、TPH（C29—C36）3种污染物分别模拟挥发性、半挥发性和难挥发性有机物。挥发性有机物TPH（C6—C9）检测含量仅为105 mg/kg，相关研究表明[22]，土壤中有机污染物含量较低时，污染物吸附性较强，紧密吸附至土壤颗粒中，去除速率低，故挥发性有机物TPH（C6—C9）去除率较低，仅为11.4%;半挥发性有机物TPH（C15—C28）含量高达4 045 mg/kg，且去除率高达70.4%，微波在高速升温过程中，污染物TPH（C15—C28）中部分半挥发性有机物达到沸点，受热发生分解、挥发，随土壤中水分脱离出来;难挥发性有机物TPH（C29—C36）处理前后含量率无明显变化，这是由于TPH（C29—C36）分子量较大，碳链之间紧密结合，沸点高，难以分解、挥发，故去除率较低。

结合三维荧光解析，推测去除机制为[22-23]：石油烃污染土壤在微波场中消解的同时，由于活性碳材料的加入增强了污染土壤体系对微波的吸收，致使体系温度急剧上升，石油烃污染物TPH（C6—C9）、TPH（C15—C28）短链中的挥发性、半挥发性有机污染物通过受热后挥发进行污染物去除，难挥发性有机物TPH（C29—C36）可通过菌剂深度降解进行污染物的去除。

3.4 工程菌剂深度生物降解效能研究

研究表明，石油烃长链碳分子有机物具有吸附紧密、挥发性低、难降解等特点，微波热修复技术手段无法实现石油烃污染物的100%去除，而许多微生物能以烃类作为唯一碳源和能源生长，可实现微波热修复后剩余石油烃长链（C28—C44）污染物的降解，并将其降解为CO2和H2O或无害物质[24-25]。且该技术具有绿色环保、成本较低、适用性广、不产生二次污染等优势[26-28]。试验按照固液比1∶1加入5 mL筛选的石油降解菌SY-3，对微波热修复后的石油烃污染土壤进行工程菌剂深度生物降解试验研究，其石油降解菌对场地石油烃污染土壤的降解率见图4。

由图4可知，降解前第0 d时，微波热修复后场地石油烃污染土壤去除率为50.9%，石油烃含量为2 800 mg/kg，加入石油降解菌SY-3后，随着降解时间的增加，场地石油烃污染土壤中石油烃的去除率逐渐升高，当降解时间达到14 d时，土壤中石油烃去除率提高至74.4%，且石油烃含量降至716.8 mg/kg，并达到《土壤环境质量 建设用地土壤污染風险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）中的第一类用地筛选值（826 mg/kg），随着石油降解菌降解时间的增加，4个周期后（28 d）石油烃去除率最高可达96.1%，由上述GC分析可知，微波热修复后，污染土壤中长碳链的TPH（C15—C28）和TPH（C29—C36）含量较高，经石油降解菌剂深度处理后，组分含量逐渐减小，表明石油降解菌SY-3的加入对微波热修复后石油烃内难挥发组分TPH（C15—C28）和TPH（C29—C36）具有明显的深度生物降解作用。

4 结论

1）在微波功率700 W、土壤含水率10%、微波辐照时间15 min的最佳条件下，添加5%活性碳，场地石油烃污染土壤去除率可达50.9%，土壤表面温度可达500 ℃左右，污染物石油烃的去除主要依靠反应体系内易挥发和半挥发污染物受热后的分解挥发作用。

2）通过对微波处理前后场地石油烃污染土壤的3D-EEM比较分析，石油烃污染土壤中的芳烃类物质主要为单环芳烃、三环芳烃及相应同系物，其中，三环芳烃及其同系物去除率较高;基于对微波热修复前后成分的GC分析，场地污染土壤中污染物主要为TPH（C6—C9）、TPH（C15—C28）和TPH（C29—C36），其中，TPH（C15—C28）去除效率最高，可达70.4%。

3）结合3D-EEM和GC分析，推测石油烃污染土壤去除机制为：石油烃污染土壤在微波场中消解的同时，由于活性碳材料的加入增强了污染土壤体系对微波的吸收，致使体系温度升高，石油烃污染物内TPH（C6—C9）、TPH（C15—C28）短链中的挥发性、半挥发性有机污染物通过受热后挥发，进行污染物去除。

4）对微波热修复后的场地石油烃污染土壤进行工程菌剂深度降解研究，降解时间14 d后，石油烃含量降至716.8 mg/kg，达到《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）中的第一类用地筛选值（826 mg/kg），降解28 d后，石油烃去除率可达96.1%。参考文献：

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（编辑 胡玲）

作者：陈维墉 胡林潮 朱雷鸣 贺晓江 陈婕 张文艺