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发表时间：2005…10…21 09：58：24 点击：0 次
1 我国的土壤污染与污染土壤修复
1。1 我国土壤污染现状与污染土壤修复的迫切性
我国土壤污染已对土地资源可持续利用与农产品生态安全构成威胁。全国受有机污染物污染的农田已达3600万hm2，污染物类型包括石油类、多环芳烃、农药、有机氯等；因油田开采造成的严重石油污染土地面积达1万hm2，石油炼化业也使大面积土地受到污染；在沈抚石油污水灌区，表层和底层土壤多环芳烃含量均超过600mgkg…1；造成农作物和地下水的严重污染。全国受重金属污染土地达2000万hm2，其中严重污染土地超过70万hm2，其中13万hm2土地因镉含量超标而被迫弃耕。土壤污染目前呈现如下特点：
（1）污染面积增加明显，一些地区的土壤污染由局部趋向连续分布；
（2）污染物种类增加，复合污染的特点日益突出；
（3）污染物含量呈增加趋势，在一些传统农业区，土壤重金属镉超过国家二类土壤标准的面积达359％，超过国家一类土壤标准的面积竟达894％，且部分污染物来源尚未查清；
（4）城市土壤污染严重，我国西南某城市土壤中汞含量已超过国家标准100倍，在东北某城市的工厂废弃地，土壤镉、铅含量也严重超标达数百倍。必须指出的是：目前对于城市土壤仍无适用于不同用途的土壤环境质量标准，而只能借用农田土壤环境质量标准进行评价。
土壤污染已造成严重的后果，主要表现在：
（1）造成直接的经济损失。全国每年因土壤污染而损失的粮食达120亿kg，由此造成的直接经济损失超过100亿元；
（2）导致农产品品质下降，危害人体健康。在沈阳张士镉污染区，糙米镉含量平均055mgkg…1，最高达079mgkg…1，蔬菜镉含量超过对照区的56倍，居民头发、尿、血液中镉含量明显高于对照，癌症发病率高出对照区3…6倍。
（3）导致大气和水体环境污染。
（4）对国家的可持续发展造成严重威胁。土壤是人类社会生产活动的重要物质基础，是不可缺少、难以再生的自然资源。土壤污染具有典型的定时炸弹性质，一旦大面积爆发，将会对国家可持续发展造成难以估量的影响，因此必须对土壤污染的预防和污染土壤修复予以高度重视。
1。2 污染土壤修复的内涵
20世纪80年代以来，鉴于土壤污染的危害，世界上许多国家特别是发达国家均制定与开展了污染土壤治理与修复的计划。仅美国在20世纪90年代用于污染土壤修复方面的投资达近1000亿美元。污染土壤修复的理论与技术已成为当前整个环境科学与技术研究的前沿。我国的污染土壤修复研究，目前正经历着由实验室研究向实用规模研究的过渡阶段，即将进入一个快速发展时期。
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。
从根本上说，污染土壤修复的技术原理可包括为：
（1）改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性；
（2）降低土壤中有害物质的浓度。
1。3 污染土壤修复的技术体系
根据工艺原理划分，污染土壤修复的方法可分为物理、化学和生物三种类型，其中物理方法主要包括物理分离法、溶液淋洗法、固化稳定法、冻融法以及电动力法；化学方法主要包括溶剂萃取法、氧化法、还原法以及土壤改良剂投加技术等。作为污染土壤修复技术主体的生物修复方法，可分为微生物修复、植物修复与动物修复三种，其中又以微生物与植物修复应用最为广泛。同物理化学方法相比，生物修复具有基本保持土壤的理化特性、污染物降解完全、处理成本低与应用广泛诸多特点。关于生物修复的局限性，包括污染物种类的局限性、受环境因素的影响大、修复时间长等等，可通过同物理化学方法的相互结合而予以解决。
2 污染土壤修复研究成果
2。1 我所污染土壤修复研究回顾
中国科学院沈阳应用生态研究所是国内最早开展污染土壤修复的单位之一。长期以来，我所以土壤植物系统污染生态学理论为基础，坚持生物修复为主，生物修复同物理化学修复相结合的技术路线，在有机、无机污染土壤修复方面取得了令人瞩目的成果，成为国内外有影响的污染土壤修复研究群体。2003年，由我所主持召开了“污染土壤修复与生态安全”的香山会议，对我国污染土壤修复研究起到了极大的推动作用。
我所污染土壤修复工作始于20世纪70年代，当时针对沈阳市张士灌区重金属污染和沈抚灌区矿物油污染，先后开展了镉土地区植物富集、污染物固定、污染土壤生态农业高效利用以及沈抚灌区矿物油污染综合治理研究。进入90年代以来，我所先后主持了中国科学院重大项目“污染土壤清洁技术研究”、中国科学院知识创新重要方向项目“典型地区土壤污染评价与生物修复技术研究”、国家重点基金项目“环境中典型污染物的生态化学过程与修复原理”等，取得了污染土壤修复的系列研究成果。同美国、德国、澳大利亚、俄罗斯等国家开展了污染土壤修复国际合作研究，2002年在沈阳主持召开了生态过程与污染土壤修复国际会议。
2。2 污染土壤修复研究成果
20世纪90年代以来，我们综合了生态学、土壤学、微生物学、生态毒理学、环境化学、工程学的理论和方法，以石油、多环芳烃和重金属污染土壤为研究对象，开展生态毒理学、生物修复技术和污染生态工程技术研究，在国内初步建立了污染土壤修复的理论和技术体系，并在如下方面取得突破和进展：
（1）根据土壤污染实际和污染判断需要，采取将急性毒性实验和慢性毒性实验相结合，将陆生生态毒理实验方法和水生生态毒理实验方法相结合，以及将宏观生物学指标和微观生物学指标相结合的方法，定量研究了典型污染物在不同土壤中的剂量…反应关系，确立了污染土壤的生物可利用浓度―― 效应模型；应用生态毒理学指标阐明了多种污染物共存时的毒性效应作用，提出了以土壤为研究对象的生态毒理学实验方法。在深入研究的基础上，初步提出了我国第一个土壤污染生态毒理学诊断指标体系，这对于我国土壤资源环境保护和农产品的安全评价将起到重要作用，也为复合污染条件下土壤环境质量标准的制定提供了理论依据。
（2）建立了以生物泥浆反应器技术和预制床技术为主体的有机污染土壤异位生物修复技术体系：生物泥浆反应器以液相为处理介质，污染物、微生物、溶解氧和营养物的传递速度快，能够提供良好的微生物生存环境，对高浓度的有机污染土壤有良好的修复效果；建立了实用规模的预制床示范工程，证明了应用异位生物修复技术对石油污染土壤修复的可行性。
（3）建立了以固定化微生物技术和菌根技术为主体的原位修复技术体系：主要包括：
①发现两种外生菌根毛边滑镐伞菇（Hebeloma mesopheaum）、劣味乳菇（Laetaria insulsus）对刺槐和柳树在矿物油污染条件下有良好的保护作用，可保证植物在高浓度的石油污染土壤中正常生长，同时对石油污染土壤修复的效果良好。目前发现石油污染土壤中主要存在3种内生菌根菌Glomus mosseae； G geospora； G constrictum； Paraglomus occultum，其数量与土壤受石油污染程度密切相关，在轻度污染土壤中（