土壤生态修复技术篇1
关键词:土壤污染、生物修复、研究进展
前言
土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性，长期滞留性和不可分解性的特点，对土壤生态环境造成了极大破坏，同时食物通过食物链最终进入人体，严重危害人体健康，已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高，生态环境保护日趋受到重视，国家对污染土壤治理和修复的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修复问题，已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术，同传统处理技术相比具有明显优势，例如其处理成本低，只为焚烧法的1/2-1/3，处理效果好，生化处理后污染物残留量可达到很低水平;对环境影响小，无二次污染，最终产物Co2、H2o和脂肪酸对人体无害，可以就地处理，避免了集输过程的二次污染，节省了处理费用，因而该技术成为最有发展潜力和市场前景的修复技术。
1.污染土壤生物修复的基本原理和特点
土壤生物修复的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株，甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质，使土壤恢复其天然功能。由于自然的生物修复过程一般较慢，难于实际应用，因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复，利用微生物的降解作用，去除土壤中石油烃类及各种有毒有害的有机污染物，降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成，也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修复技术的种类
目前，微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。
2.1原位修复技术：
原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等，主要用于被有机污染物污染的土壤修复。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌，同时投加微生物生长所需的营养物质，通过微生物对污染物的降解和代谢达到去除污染物的目的。生物培养法是定期向土壤中投加过氧化氢和营养物，过氧化氢则在代谢过程中作为电子受体，以满足土壤微生物代谢，将污染物彻底分解为Co2和H2o。生物通气法是一种加压氧化的生物降解方法，它是在污染的土壤上打上几眼深井，安装鼓风机和抽真空机，将空气强行排入土壤中，然后抽出，土壤中的挥发性有机物也随之去除。在通入空气时，加入一定量的氨气，可为土壤中的降解菌提供所需要的氮源，提高微生物的活性，增加去除效率。
2.2异位修复技术：
异位修复处理污染土壤时，需要对污染的土壤进行大范围的扰动，主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。预制床技术是在平台上铺上砂子和石子，再铺上15-30cm厚的污染土壤，加入营养液和水，必要时加入表面活性剂，定期翻动充氧，以满足土壤微生物对氧的需要，处理过程中流出的渗滤液，即时回灌于土层，以彻底清除污染物。生物反应器技术是把污染的土壤移到生物反应器，加水混合成泥浆，调节适宣的pH值，同时加入一定量的营养物质和表面活性剂，底部鼓入空气充氧，满足微生物所需氧气的同时，使微生物与污染物充分接触，加速污染物的降解，降解完成后，过滤脱水这种方法处理效果好、速度快，但仅仅适宜于小范围的污染治理。厌氧处理技术适于高浓度有机污染的土壤处理，但处理条件难于控制。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合，向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥，加入石灰调节pH值，人工充氧，依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化，是一种有机物高温降解的固相过程。上述方法要想获得高的污染去除效率，关键是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此，寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。
3.影响污染土壤生物修复的主要因子
3.1污染物的性质：
重金属污染物在土壤中常以多种形态贮存，不同的化学形态对植物的有效性不同。某种生物可能对某种单一重金属具有较强的修复作用。此外，重金属污染的方式(单一污染或复合污染)，污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素。有机污染物的结构不同，其在土壤中的降解差异也较大。
3.2环境因子：
了解和掌握土壤的水分、营养等供给状况，拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案，补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗，可提高生物修复的效率。一般来说土壤盐度、酸碱度和氧化还原条件与重金属化学形态、生物可利用性及生物活性有密切关系，也是影响生物对重金属污染土壤修复效率的重要环境条件。
3.3生物体本身：
微生物的种类和活性直接影响修复的效果。由于微生物的生物体很小，吸收的金属量较少，难以后续处理，限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用，
植物体由于生物量大且易于后续处理，利用植物对金属污染位点进行修复成为解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的选择。但由于超积累重金属植物一般生长缓慢，且对重金属存在选择作用，不适于多种重金属复合污染土壤的修复。因此，在选择修复技术时，应根据污染物性质、土壤条件、污染程度、预期修复目标、时间限制、成本及修复技术的适用范围等因素加以综合考虑。
4.发展中存在的问题：
生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术，虽取得很大进步和成功，但处于实验室或模拟实验阶段的研究结果较多，商业性应用还待开发。此外，由于生物修复效果受到如共存的有毒物质(Co-toxicants)(如重金属)对生物降解作用的抑制；电子受体(营养物)释放的物理性障碍;物理因子(如低温)引起的低反应速率;污染物的生物不可利用性;污染物被转化成有毒的代谢产物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化学能力的微生物等因素制约。因此，目前经生物修复处理的污染土壤，其污染物含量还不能完全达到指标的浓度要求。
5.应用前景及建议：
随着生物技术和基因工程技术的发展，土壤生物修复技术研究与应用将不断深入并走向成熟，特别是微生物修复技术、植物生物修复技术和菌根技术的综合运用将为有毒、难降解、有机物污染土壤的修复带来希望。为此，建议今后在生物修复技术的研究和开发方面加强做好以下几项工作:
(1)进一步深入研究植物超积累重金属的机理，超积累效率与土壤中重金属元素的价态、形态及环境因素的关系。
(2)加强微生物分解污染物的代谢过程、植物-微生物共存体系的研究以及植物-微生物联合修复对污染物的修复作用与植物种类具有密切关系。
(3)应用现代分子生物学与基因工程技术，使超积累植物的生物学性状(个体大小、生物量、生长速率、生长周期等)进一步改善与提高，培养筛选专一或广谱性的微生物种群(类)，并构建高效降解污染物的微生物基因工程菌，提高植物与微生物对污染土壤生物修复的效率。
(4)创造良好的土壤环境，协调土著微生物和外来微生物的关系，使微生物的修复效果达到最佳，并充分发挥生物修复与其他修复技术(如化学修复)的联合修复作用。
(5)尽快建立生物修复过程中污染物的生态化学过程量化数学模型、生态风险及安全评价、监测和管理指标体系。
结论
综上所述，我们不难发现由于土壤重金属来源复杂，土壤中重金属不同形态、不同重金属之间及与其它污染物的相互作用产生各种复合污染物的复杂性增加了对土壤重金属治理和修复难度，且重金属对动植物和人体的危害具有长期性、潜在性和不可逆性，同时进一步恶化了土壤条件，严重制约了我国农业生产的加速发展，所以要更好的防治土壤重金属污染还需要广大科研工作者不懈的努力，研发出更好的效率更高的修复治理技术，同时我们还不应该忘记必须加强企业自身的环保意识，提高企业自我约束能力，始终将防治污染积极治理作为企业工作的头等大事来抓，把企业对环境的污染程度降到最低限度，形成全社会都来重视土壤污染问题的良好环保氛围，逐步改善我们的土壤生态环境。
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土壤生态修复技术篇2
[关键字]：污染土壤；修复技术；研究现状；发展趋势
土壤污染指由于人类活动产生的有害、有毒物质进入土壤，积累到一定程度，超过土壤本身的自净能力，导致土壤形状和质量变化，构成对农作物和人体的影响和危害的现象。
近年来，随着我国经济的迅猛发展，国民生活水平得到普遍提高，但同时也给环境带来了巨大的灾难。工业废水、废渣的随意排放，企业长期生产和运输等过程中不可避免的会发生跑、冒、滴、漏等现象以及农业活动中化肥和农药的过量或不合理施用、污水灌溉等过程，都可能给场地带来严重的污染。
随着城市化进程的加速，许多原来位于城区的污染企业从城市中心迁出，许多原本属于农用地的土地需要再开发利用，大量的污染场地需要进行修复。这就要求我们要积极寻找切实、有效的土壤污染修复方法，提高土壤污染修复技术水平。
2016年5月国务院出台的《土壤污染防治行动计划》也将土壤修妥魑一项大事件，保护好土壤环境，加强污染防治，推动生态文明建设，这对于人类的健康和社会的可持续发展具有重要意义。
1、土壤中的主要污染物
1.1重金属
有些工业企业随意的排放未经处理的废水、废渣，使其中含有的不易在土壤中降解的重金属如铅、汞、镉、锡等在土壤中沉降、扩散，严重破坏了土壤的环境。再加上农民对农作物喷洒的超浓度的农药和使用的化肥，使我国土壤遭受了严重的迫害。
1.2有机化合物
在农作物的种植过程中，农民经常喷洒农药来杀死啃食农作物的害虫，但是超浓度的农药含有对土壤危害的有机化合物，造成土壤有机化合物污染，我国在早期曾广泛使用过的滴滴涕、六氯苯、氯丹等，这些农药均含有高残留的不易降解的有机化合物。除此之外，一些工厂如化工厂、涂料厂等的日常运行产生的废水废渣中由于含有很多有害的有机污染物无法自动降解也会污染土地，破坏土层结构。
有机化合物具有难溶解、毒性大的特点，它一旦进入土壤之后，就逐渐在土壤中积累、沉降下来，长期污染土壤和地下水，对农作物及人体造成严重危害。
2、污染土壤修复技术研究现状分析
环境保护部和国土资源部联合《全国土壤污染状况调查公报》，调查结果显示，全国土壤总的点位超标率为16.1%，土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重。南方土壤污染重于北方，长三角、珠三角、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出。
由于受地形及产业分布的影响，我国各地土壤污染的程度、污染源也不完全相同。有些工业集聚区，土壤污染较为严重，且污染地块密集，多为重金属污染或者有机物污染，也有些无机有机复合污染；有些农用地受污染情况较轻，但污染地块面积较大，多为重金属、有机氯农药、有机磷农药污染，也有重金属和有机物的复合污染。因此，这就要求我们要对具体地区的土壤污染现状进行具体分析，选择较为合适的修复方法以便更好地改善土壤质量。
在现阶段，常用的污染土壤修复技术如下：
2.1物理-化学修复技术。
这种修复技术包括热处理技术、土壤淋洗技术、土壤氧化-还原技术、电动力学法技术等。
2.1.1热处理技术。
这种技术操作比较简单，主要是通过热交换，对污染物质和介质一同加热，根据混合组分的熔点不同，通过挥发作用达到分离有机污染物的目的。这种技术包括两种，一种是低温操作，一种是高温操作。这种技术是一种简单的修复技术，目前，在工厂附近的土壤污染修复中被广泛使用。这种热处理技术对于土壤中那些易挥发组分和残留的农业以及半挥发的污染成分效果较好，但是对于土壤中一些重金属的污染则不适用。
2.1.2土壤淋洗技术。
土壤淋洗技术能够有效地促进土壤中污染物的溶解，它的原理是利用水压将清洗液有效地注入到被污染的土壤中，并根据自身特性，提取土壤中含有的污染液体，对其进行分离处理，从而达到修复的目的。这种技术主要采用一些化学剂如络合剂、氧化剂等为淋洗剂，由于不同淋洗剂的性质不同，对土壤中污染成分的作用也不同，因此，选择合适的淋洗剂对土壤的修复至关重要。在进行淋洗剂的选择时，不仅要考虑淋洗剂和污染物的作用，还要充分考虑到淋洗剂对土壤结构的作用，避免对土壤结构造成破坏，以免引起二次污染。
2.1.3土壤氧化-还原技术。
顾名思义，这种技术需要氧化剂或者还原剂，并将其投入到所要修复的土壤中，将其与土壤中的污染成分发生氧化还原作用，从而分解其中的污染物，达到净化的目的，这种方法还有稳定和改良土壤的作用。常见的氧化剂包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧。常见的还原剂包括硫化氢、连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、多硫化钙、二价铁、零价铁等。现阶段，对于这种氧化还原修复主要是针对对氧化或者还原比较敏感的污染物。
2.1.4电动力学法技术。
这种技术主要利用的是电化学原理，在待修复的土壤中插入电极，通过电极导入低强度的直流电，从而将土壤中的污染物清除。在通电后，处在阳极附近的酸物质会在毛细孔里移动，将土壤中的污染物释放在毛细孔中的液体里，毛细孔中的水会通过电渗透的方式移动到土壤表层进而被吸收，从而被消除。这种方法能够打破土壤中金属和土壤之间的化学键，通电时间越长，去除效果越好。但是对于导电性不好的土壤不宜采用此法进行土壤修复。
2.2生物修复技术。
生物修复技术是一种新兴技术，主要是采用现代的先进生物技术将土壤中的污染物进行去除分解，从而净化土壤的技术。这种技术根据主体的不同，主要包括三方面：微生物修复技术、植物修复技术和动物修复技术。其中动物修复技术在国外已经研究多年，国内研究还处于起步阶段。生物修复技术具有高效、快速、费用低的特点，但是由于生物技术的研究还处于起步阶段，目前主要用于衍生物及烃类的有机分解和去除。
2.2.1微生物修复技术。
微生物修复技术是采用微生物为主体，利用微生物的代谢活动将其中的污染物分解为水、二氧化碳以及其他无害的小分子物质。目前，这种修复技术主要用于石油泄漏以及其他有机污染物的污染处理中。但是由于微生物代谢活动有限，并不能很好地将所有污染物都分解掉，因而还需要进一步的研究完善。
2.2.2植物修复技术。
植物修复技术主要是利用植物的吸收和转化功能，在污染土地上繁殖非食用的种子、种植经济作物，实现对残留农药或者重金属等的吸收处理，从而净化土壤。土壤植物修复技术成本低，在修复污染土壤的同r还能净化周围空气，但是土壤植物修复过程相比其他方法过程缓慢、周期长，土壤植物修复技术对土壤肥力、气候、水分、盐度等自然条件有一定的要求。该技术理论体系、修复机理和修复工艺还需要在不断的实践中完善、优化。
3、污染土壤修复技术未来发展趋势
由于土壤污染问题日益得到重视，对土壤修复技术的需求也越来越大，目前我国土壤污染修复技术正在多元化稳步发展并取得多项研究成果。然而有的方法虽然在土壤污染修复方面大有成效，却不宜大范围推广实施。比如物理化学修复技术，它的推广实施不仅会消耗巨大的资金，还可能会导致土壤结构破坏、土壤肥力流失甚至产生土壤二次污染。相较于物理化学修复技术，微生物修复技术和植物修复技术更符合经济效益，且适合大范围污染地块使用。微生物几乎可以降解所有的有机物，且对土壤无害，是一项具有前景发展的土壤污染修复技术。植物修复技术不仅绿色廉价，且新型高效。该技术的推广，在修复有机物污染方面将发挥重要作用，《土壤污染防治行动计划》中也对农田修复，提出“对于轻度及中度污染耕地，采用农艺调控、替代种植等措施，降低农产品超标风险；对于重度污染耕地，采用退耕还林还草或种植结构调整”。未来，在污染土壤修复技术方面的发展趋势如下：
3.1发展综合型的土壤修复技术。在上文中，我们提及到很多土壤修复技术，但是每种技术都是双面性，有其自身的局限性，在推广的过程中受到限制。在修复技术研究过程中，我们可以将单一的修复方法综合使用，采取每一方法的可用之处，相互之间取长补短，将会收到不一样的效果。
3.2充分考虑经济效益与生态效益。现在我们提倡经济又好又快发展，走科学发展之路。但是，在大力发展经济的同时，我们还要兼顾生态环境的发展，经济的发展不应以牺牲生态文明为代价。因此，在研究土壤修复技术过程中，我们要多考虑危害较小的微生物修复技术和植物修复技术，加快生物修复技术的研究与实践，现实经济效益与生态效益双赢。
3.3借鉴、改进其他行业先进技术。目前水、大气治理技术日趋成熟，土壤修复技术可以借鉴其他行业的修复技术，在此基础上，实现自我创新。现在基因工程发展趋于优势，我们可以有效地利用基因重组技术寻找、驯化更多的抗逆性强、降解能力强的重金属富集植物，来修复土壤中的重金属的污染。
3.4异位修复向原位修复转型。异位修复分为异位原地与异位异地修复，无论哪种方式均可能在挖掘、转运、堆放、净化过程中带来二次污染。异位修复不仅处理成本高，而且许多无法开挖的地块很难推广异位修复方法。因而，发展多种原位修复技术以满足不同污染场地修复的需求是未来场地修复的发展方向。
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，实践是检验真理的途径。土壤污染修复技术的方法多样，具体哪一样适合推广，哪一样符合实际，需要我们深入实践中去检验。只有采用绿色的、科学的、有效的修复技术，才能提高经济效益，促进生态环境的健康发展。
[参考文献]：
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土壤生态修复技术篇3
>>土壤重金属污染及修复的研究现状重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望土壤重金属污染现状及修复技术研究进展土壤重金属铬污染分析及修复技术土壤重金属污染及修复技术农田土壤重金属污染及修复技术分析论重金属污染土壤修复技术的研究重金属污染土壤植物修复技术研究土壤重金属的污染现状及生物修复技术浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术解析土壤重金属污染的现状与危害及修复技术土壤重金属污染特点及修复技术研究论土壤重金属污染现状与修复浅谈金属矿山土壤重金属污染现状及修复治理措施浅谈土壤重金属污染与修复技术重金属污染土壤修复技术应用浅析土壤重金属污染与修复技术重金属污染土壤修复技术探讨浅析土壤重金属污染及修复措施土壤重金属污染修复研究进展常见问题解答当前所在位置：l,2013-07-12.
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土壤生态修复技术篇4
【关键词】土壤修复；风险评估；设计原则
一、辽宁省实施生态修复的意义
辽宁省已正式被列为全国生态省建设试点，为了建设生态省，辽宁省已制定了《辽宁生态省建设规划纲要》，将辽宁省生态省建设规划期限定为20年，分为起步、整体推进、完善提高3个阶段。《纲要》提出，到2025年，辽宁省将基本建设成为经济发达、生活富裕、环境优美、文化繁荣、社会和谐的生态省。其根本目的是要以保护环境优化经济社会发展，着力建设资源节约型和环境友好型社会，推动区域走上生产发展、生活富裕、生态良好之路，为子孙后代留下良好的生存和发展空间。
辽宁土地生态环境问题主要体现：农田土壤因多种污染源受到污染，工业企业搬迁及固体废弃物堆放造成遗留污染废弃地；矿山及基础工程建设造成土地生态破坏；因自然、经济及人为因素形成生态脆弱区。煤矿和铁矿，采矿、地表剥离、矿渣、煤矸石等占用大量土地。
二、生态修复技术及管理现状
1.土地生态修复技术现状
生态修复目前还是一个比较年轻的研究领域，它既包括污染环境的生态修复，也包括非污染环境的生态系统的修复，即通过生态系统自组织和自调节能力，修复遭到破坏的生态环境。生态修复具有多学科交叉的特点，需要生态学、物理学、化学、植物学、微生物学、分子生物学栽培学和环境工程学等多学科的参与。生态修复技术还运用遥感影像数据（卫星影像，航片），结合区域绿地、土壤、气象资料，以及规划区域的建设历史和未来发展规划进行详细调查，注重社会、经济、文化、景观等全方位的生态化。针对于污染土地的修复，又主要包括两个方面的内容，即对污染农田土壤的修复和针对工业企业搬迁及固体废弃物堆放造成遗留污染废弃地的修复。对于非污染环境的生态修复，则包括对矿区、重要基础工程建设等造成的生态破坏区和处于农牧交错带的生态脆弱区进行的生态修复。对于污染土地、生态破坏区和生态脆弱区的生态修复，各国对修复和管理具有特定的规范、方法与程序，虽然在规范的具体内容上有各自的特点，但均涵盖土地的评价与分析、修复方案与措施及修复实施与管理维护三大部分。
修复区土地评价与分析包括修复区调查、风险评价和修复目标的确定，污染土地调查涉及土地物理条件、污染特性、暴露途径、受体调查；生态破坏区和生脆弱区调查包括结合区域生态环境状况、水土流失状况、土壤保水能力、矿区塌陷、植被情况、土地利用等，风险评价是判断污染土地风险水平的重要手段和修复目标制定的重要基础，生态修复的目标有两种：一是认为将污染或生态破坏环境恢复到接近于它受干扰前的自然状态的管理和操作过程，即回复到生态先前或历史上的状态；另一张是污染或是生态破坏环境的修复要在于消除对任何生物有害的污染，重建适宜人与动物，植物等生存的生态环境，所以无需回到先前的历史状态，而是重新建立新的生态环境。
修复技术的选择是土地修复的核心内容，根据实施的位置分为“原位修复”和“异位修复”。生态修复是在生态学原理的指导下，以生物修复为基础，利用特异生物对污染物的代谢过程，借助物理修复、化学修复和工程技术措施，通过优化组合，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合污染环境修复技术。生物修复技术包括：植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。物理修复技术包括：物理分离修复技术、土壤蒸气浸提修复技术、固化/稳定化土壤修复技术、玻璃化修复技术、热力学修复技术、热解吸修复技术和低温冰冻修复技术等。化学修复技术包括：淋洗技术、溶剂浸提技术、化学氧化修复技术、化学还原于还原脱氯修复技术、原位化学反应处理墙修复技术以及电化学修复技术等。在修复技术选择的基础上，针对整个污染土地进行技术集成，形成总体修复技术体系，制定修复方案。对于矿区及基础工程建设造成的生态破坏区，可采用的生态修复技术包括土地整治、安全防护、生态功能重新设计、植被修复等。矿区生态修复技术主要有：露天采场的工业旅游场地开发、固体废物处置场、恢复为水面等二次开发用地形式的生态修复；露采场边坡的生态修复，主要包括两方面内容：一方面是边坡的排险，消除崩塌和落石隐患，这是治理的基础，另一方面是植被恢复，充分发挥植被的固土、滞尘、涵水、同化和改善气候的生态功能；废石场、尾矿库的全面整地覆土、穴状整地、穴内客土、建立植被的生态修复；塌陷区的安全防护措施建设的生态修复；将矿山废弃的机械、建筑、道路、矿床以及矿产品堆放场等建设成为矿山公园，将矿山废弃的水域建成矿山人工湿地，将矿山废弃的平地建设成为居住用地和工业用地，将矿山废弃的洼地、盆地建设成为养鱼场、垂钓园，将矿山废弃的坡地建设成为林业和畜牧业基地。公路、铁路、风电、水利工程等基建项目的生态修复技术包括边坡锚索加固工程、生态护坡工程、植生层修复、植被层修复、水土保持生态修复，具体体现为大型植物坡面建植技术，坡面植被景观造型技术，厚层基质锚网喷附技术，棉网状植生带技术和连续纤维加固喷附技术、还包括了对退化河流、退化绿洲、退化水库和退化矿区等生态系统的生态修复。修复方案是指导修复工程实施的依据，方案的合理性、系统性直接决定了修复工程能否顺利进行和达到预期的修复目标。尽管现在已经有较多完整的生态修复技术，但目前还不能从整体层面上提出适合于解决辽宁省生态环境问题的技术，因此有必要对这些生态修复技术进行集成，以利于辽宁省对生态修复进行规范化管理。
修复工程的实施、管理与维护则是土地生态修复的具体实施阶段，主要包括修复工程实施运行、维护和监测、修复效果评价等三方面的内容。修复工程的设计与实施应根据土地条件，按照修复技术方案，明确修复具体过程；修复工程运行、维护与监测贯穿整个修复过程，以确保修复有效性和修复目标的实现；土地生态修复效果评价则是考察修复目标的达到程度与修复工程成败的重要参数。
2.土地生态修复评价
不同的受污染地，不同矿山不同开发阶段，不同的占地类型，生态修复的制约因素、修复目标和重点是不同的。对于污染土地的生态修复，修复后目标污染物应该达到规定指标限值。评价范围应该与制度的修复方案确定的范围一致，根据生态修复报告中定桩资料和地理坐标勘察确定修复范围和深度，核实修复范围是否符合修复方案的要求。制订采样方案应包括采样介质、采样区域、采样点位、采样深度、采样数量、检测指标。应根据目标污染物与目标修复值进行分区采样，对于异位修复应在原址边缘和内部进行采样，对于原位修复主要在修复区内进行采样。根据生态修复的面积进行污染物目标值比较，小型修复项目可采用逐一比较法，大型生态修复项目可采用t检验法评价修复效果。在对污染土地进行物理、化学以及生物修复后，土地再利用前需要根据再利用目的对可能残留的污染物或修复剂是否会产生生态安全和人类健康问题进行风险评价，可以采用原位观察法，实验室模拟观察法，微宇宙法和现场经验与推导方面分析如何对修复土地再用进行生态风险评价。
矿山生态修复考核指标也应根据矿山不同开发阶段，不同的占地类型，不同的受污染地，分别设立，分别考核。矿山施工期结束后即为生产期，对于整个工程是以投产为标志。对于单个工程以单个工程投产为标志，服务期以单个工程服务期满为标志，如有的矿山设有二个以上废石场，在生产初期用一个废石场，待第一个废石场服务期满后再启用第二个废石场，以此类推。矿山塌陷地、受污染地也是一定得范围为标志，所以矿山生态修复应以单个工程和场地为单位考核较为合理。露天采场、废石场、尾矿库、塌陷地具有明显的时空变化特征，在生产期，只有永久边坡、平台可以进行生态修复，因此这类场地在生产运行期只能对这部分进行考核，在服务期满后应对整个场地进行考核。塌陷地是随时间推移逐步塌陷、逐步稳定的过程，对塌陷地只能对稳定区进行生态修复，在时间上有滞后效应，对于塌陷地一般是对相对稳定区进行生态修复，进行生态修复考核。工业场地、办公生活区主要是建构筑物，生产期用绿化率来考核，一般按15%计，在服务期满后，则要看工业场地是否作其他工业用地，如用作其它工业用地，则仍用绿化率考核，如拆除，则用生态修复率考核。道路管线区达到国家关于道路管线绿化要求即可。临时占地在施工结束后应立即进行生态修复，生态修复率应达到90%以上。
三、污染土壤生态修复工程原则
1.“以人为本”的原则
农田污染土壤修复可以削弱和降低污染土壤中污染物进入食物链的风险，从而保障食品品质，降低对人体健康的潜在风险。
2.农业生产最小化原则
农田是农村农民生活保证的根本，因此，污染土壤修复工程应建立在对农业生产影响最小化的基础上，最优选择是不影响农业生产活动的同时，实现土壤中污染物的有效去除。
3.成本最低原则
大面积农田的修复需要考虑农田所有制和修复技术特点。对于承包责任制大面积农田，修复过程涉及不同富裕程度家庭，修复周期会影响政府扶助资金数量，因此修复技术所需材料和工程的成本应保持最低化，从而保障农民的积极配合和政府资金投入。
4.土地利用决定原则
污染物修复限值由土地利用形式决定，总体上可以将污染土壤分为自然用地、农业用地、商业/居住用地和工业用地，不同土地利用方式土壤修复限值不同。
5.修复技术无害化原则
农产品直接进入食物链，影响生态系统和人群健康。因此，修复过程尽量减少污染物中间代谢产物的二次污染和修复技术本身带来的污染或对土壤生态系统的破坏问题。
四、污染场地土壤污染现状分析与评价
采用科学的布点方式对修复场地的污染状况进行详细调查和科学评价，掌握场地内土壤污染物的种类与含量及空间分布特征，同时，了解污染场地的地址、水文、气候和土地用途等情况。
五、污染物健康风险评估
在了解场地污染状况的基础上，针对土地农业利用方向，根据暴露途径和暴露人群特征，结合大气悬浮颗粒物中污染物状况，进行健康风险分析，并结合污染物迁移特征进行风险预测。
六、示范区建设和运行、监测及效果评价
根据场地评价与污染土壤修复技术适宜性评价结果，选择有代表性的土壤污染场地，进行征地及试验示范区的规划和建设。
对示范修复的运行效果进行连续综合监测、生态毒理评价，确定修复运行的最佳参数，并进行运行效果评价。
参考文献
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土壤生态修复技术篇5
关键词：土壤；重金属；污染；现状；修复技术
中图分类号X833文献标识码a文章编号1007-7731（2017）07-0103-03
abstract：thispaperdescribesthepresentsituationofsoilheavymetalpollutioninourcountry，analyzesthesourcesofsoilheavymetalsfromsewageirrigation，atmosphericdeposition，industrialproductionandagriculturalactivities，andanalyzestheheavymetalcontaminatedsoilremediationtechnologybriefly.
Keywords：Soil；Heavymetal；pollution；presentsituation；Remediationtechnology
土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。
1我国土壤重金属污染现状
随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中pb、Cd、as等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤其是pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显[5]。我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染[6]。
2土壤重金属来源
土壤中重金属来源主要有内部来源和外部来源两种。在内部来源中，由于成土母质、地形地貌、水文气象及植被和土地利用类型等的不同，对土壤重金属含量的影响有很大差异[7]，致使部分地区土壤背景值较高。外部原因主要是人为活动的影响，是土壤重金属污染的主要来源，主要包括以下几个方面：
2.1随大气沉降进入土壤中的重金属大气沉降是造成土壤重金属污染的一个重要途径[6]。工业生产、汽车尾气排放及轮胎摩擦可产生含有重金属的有毒气体和粉尘，经自然沉降和雨雪沉降进入土壤中，污染元素主要为pb、Cu、Zn等。矿山开采和冶炼所带来的大气沉降也是土壤重金属的重要来源[5]。有毒气体和粉尘容易迁移和扩散，在工矿烟囱、废物堆和公路附近的土壤中，土壤重金属含量较高，向四周和两侧扩散减弱。研究人员对某铅锌冶炼厂的土壤重金属空间分布特征的研究发现，Zn、pb、as的主要污染来源是废气的大气沉降，风力和风向是其空间分布的主要影响因子[7]。
2.2随污水灌溉进入土壤中的重金属污水灌溉一般是指利用经过一定处理的城市污水灌溉农田[6]，利用污水灌溉是农业灌溉用水的重要组成部分。但由于污水中含有大量的重金属，随污水进入到土壤中，使得土壤中重金属含量不断富集。我国自20世纪60年代至今，污灌面积迅速扩大，以北方旱做地区污染最为普遍，约占全国污灌面积的90%以上，污灌导致农田重金属Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、pb等含量的增加[7]。
2.3工矿企业生产带入土壤中的重金属工业生产中广泛使用重金属元素，工矿企业将未经严格处理的废水直接排放，导致废水中的重金属渗入到土壤中，使得土壤中有毒重金属含量增加[11]。矿业和工业固体废弃物露天堆放或处理过程中，经日晒、雨淋、水洗等作用，使重金属以射状、漏斗状向周围土壤扩散。南京某合金厂周围土壤中的Cr大大超过土壤背景值，Cr污染以工厂烟囱为中心，范围达到1.5km2[12]。电子废弃物在堆放和拆解过程中，会造成pb、Cr等重金属进入农田土壤[13-14]。
2.4农事活动带入土壤中的重金属随着人们对农业产出物不断增长的需求，农药、化肥、地膜等使用量不断增加，导致土壤中的重金属不断富集，造成土壤重金属污染。农药中含有Hg、as、Zn等重金属，长期使用就会导致土壤中重金属的累积。磷肥天然伴有Cd，随着磷肥及复合肥的大量施用，土壤中有效Cd的含量不断增加，作物吸收Cd量也在增加[15]。地膜在生产过程中加入了含Cd、pb等重金属的热稳定剂，也会造成土壤重金属含量的增加。当前有机肥肥源大多来源于集约化的养殖场，大多使用饲料添加剂，其中大多含有Cu和Zn[16]，使得有机肥料中的Cu和Zn含量也明显增加，并随着施肥带入到土壤中。
3土壤重金属污染修复技术
3.1物理修复一是客土、换土和深耕翻土等措施。通过这一措施，可以降低表层土壤重金属含量，减少土壤重金属对植物的毒害。深耕翻土适用于轻度污染的土壤，客土和换土适用于重度污染的土壤。工程措施具有稳定、彻底的有点，效果较好，但是需要大量的人力、物力，投资较大，并会破坏土体结构，降低土壤肥力。二是电动修复、电热修复、土壤淋洗等。物理修复效果好，但是成本高，还存在着造成二次污染的风险。
3.2化学修复化学修复是主要是采用化学的方法改变土壤中重金属的化学性质，来降低土壤中重金属的迁移性和生物可利用率，减少甚至去除土壤中的重金属，达到的土壤治理和修复的效果[17]。该技术的关键在于经济有效改良剂的选择，常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙等无机改良剂和堆肥、绿肥、泥炭等有机改良剂，不同的改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复是在土壤原位上进行，不会破坏土地结构，简单易行。但是化学修复只是改变了重金属在土壤中的存在形态，并没有去除，在一定条件下容易活化，再度造成污染。
3.3生物修复生修复是利用微生物或植物的生命代谢活动，改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性。该方法效果好，易于操作，是目前重金属污染的研究重点。目前生物修复技术主要集中在植物和微生物2个方面[18-19]，对植物修复方面研究的较多[20-23]。生物修复不会引起二次污染，成本低，易于推广，在技术和经济上都优于物理修复和化学修复，已经得到了广泛的研究和应用，是目前土壤重金属污染治理的研究热点。
3.4农业生态修复不同作物对重金属有不同的吸附作用，可以通过采取不同的耕作制度、作物品种和种植结构的调整、肥料种类的选取等措施，增加作物对土壤重金属的吸收，降低土壤中的重金属含量。研究表明，调节土壤水分、pH值以及土壤水分、养分等状况，实现对污染物所处环境介质的调控[24-25]，可以改善土壤的理化性质，促使土壤中重金属被作物有效地吸收。
4展望
土壤是人来赖以生存的重要自然资源之一，是人类生态环境的重要组成部分。土壤重金属污染问题已经成为当今社会的主要环境问题之一。2016年出台的《土壤污染防治行动计划》，无疑是我国土壤环境管理历史上里程碑式的文件，明确了我国土壤污染防治路线图和时间表。
土壤是一个复杂的生态系统，一旦受到污染，要将进入到土壤中的污染物清除，达到安全生产的目的是十分困难的。重金属对土壤的污染以现有的技术而言是不可逆的。因此，土壤污染预防要比土壤污染治理重要的多。要坚持源头预防和过程治理，以源头控制为主，杜绝污染物进入水体、土体，有效降低污染物的排放。在土壤重金属污染修复技术研究中，要把物理方法、化学方法、生物技术和农业生态修复措施综合起来处理污染题，研究出更加经济高效的治理措施，应该加大生物修复技术研究，减少物理和化学方法的使用，以免造成二次污染。
参考文献
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土壤生态修复技术篇6
2016年5月28日，国务院印发了《土壤污染防治行动计划》，简称“土十条”。这一计划的可以说是这个土壤修复事业的里程碑事件。土壤是经济社会可持续发展的物质基础，关系人民群众身体健康，关系美丽中国建设，保护好土壤环境是推进生态文明建设和维护国家生态安全的重要内容。当前，我国土壤环境总体状况堪忧，部分地区污染较为严重，已成为全面建成小康社会的突出短板之一。
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划，因此也形成了一个新兴的土壤修复行业。本期大讲堂聚焦土壤修复技术及产业应用，重点讨论土壤修复技术在服务领域及工业领域的应用场景；土壤修复技术与信息、网络、材料、感知、仿生技术如何融合突破；土壤修复技术产业化对服务和劳动成本的影响；国内外土壤修复技术及应用的差距。
本期大讲堂，中国科学院地理研究所研究员廖晓勇作专题报告，中节能六合天融环保科技有限公司副总经理王昕f、意谷（北京）投资管理有限公司总经理刘媛媛、中国环境修复产业联盟秘书长高胜达、北京生态修复学会理事长刘俊国等业内专家共同围绕土壤修复技术产品化、产业化、市场化路径等进行全方位探讨。
土壤生态修复技术篇7
关键词：污染；土壤；生态；修复
前言：在我国，污染土壤的修复工程有着重要意义，是转移和转化土壤中有毒污染物，恢复土壤生态服务功能的重要手段。生态修复技术通过调控生态因子修复污染土壤，作为一种强效修复污染土壤的手段，具有十分可观的协调性、高效性和稳定性等优点。其根本目标是恢复土地的生态功能，提高我国国民生产、生活环境，创建国家土地的可持续发展体系。
一、污染土壤修复的定义
污染土壤的修复通常被定义为，通过转移或转换的方式，消除或减弱污染土壤中污染物的毒性，减少土壤中对生态环境或人体健康产生威胁的有毒有害物质。目前国际上的污染土壤修复方法通常有三种：物理修复法、化学修复法和生物修复法。物理修复法利用污染物与土壤之间的物理性状差异将污染物分离，通常需要外力投入。化学修复法通过化学原理将土壤中的污染物质进行分解、转化、结晶，以实现污染物与土壤间的分离，通常需要使用化学药品、试剂。生物修复法利用自然环境中的天然介质，包括动物、植物以及微生物对土壤中的污染物，进行降解、吸收，让其中的有毒有害物质变成生物循环体系的一部分，从而改善土地环境质量，实现修复目的。
二、污染土壤生物修复法使用优势
污染土壤的生物修复方法拥有物理和化学修复法无法比拟的优势，其中包括：1.应用生物修复法修复污染土壤，基本不会改变当地环境的物理特性和化学特性，对当地动植物生长不产生影响，有助于当地生态环境的保护；2.通过生物修复法修复污染土壤能够在一定程度上实现有机污染物的矿化；3.因为自然环境的生物多样性，所以在应用生物修复法修复污染土壤时，可以根据当地环境情况，选择最合适生物修复途径；4.因为生物修复法在修复污染土壤的过程中通常不借用外力或化学药品，所以成本较低；5.生物修复法能够用在各种生态环境的污染土壤修复工作中。虽然在生物修复法的使用过程中也存在一定的局限性，有时需要与另外两种方法同时操作，但是在学术界依然普遍认为，生物修复法是目前最有助于节省成本和保障环境可持续发展污染土壤修复方法[1]。
三、生态修复的原理与原则
（一）生态修复的原理
1.生物方法与物理、化学方法优化组合原理
在土壤污染的实际情况中，多数都属于复合型污染。这种污染由于污染物结构复杂、多样，单一的生物修复法并不能及时有效的对这种污染物进行处理，这时就需要结合实际情况，有针对性的制定组合式的土壤修复方案。上文已经讲到，在污染土壤的生态修复过程中，生物修复法起到的作用十分重要，但在具体的修复作业当中通过联合式的修复方法能够对土壤污染起到更加显著的修复效果。比如，传统的土壤重金属污染修复过程中，通常会用到生物修复法中的植物修复法，对土壤中的重金属成分进行吸收和富集。但是由于土壤对重金属存在非常强大的吸附性，导致植物修复法作用时间往往非常漫长，所以效率不是很高。但是在植物修复法的使用前通过鳌合剂的释放，降低土壤对重金属污染成分的吸附作用，让重金属具有更高的游离性，能够帮助植物对重金属粒子的快速吸收，提升土壤污染的修复效率[2]。
2.激活土壤生态系统自净化功能原理
土壤与依靠土壤生存的植物与微生物之间通常存在对外力污染物的循环净化作用，它是一种强大又富有活力的过滤器，正常情况下能够保障土壤环境的健康良性发展。生态修复污染土壤的作用就是在这种过滤器因为负载过重而失去净化能力的时候通过一定方法，让土壤生态系统的自净化功能重新运作起来。
（二）生态修复的原则
1.整体优化原则
在现代生态学中，整体优化原则拥有协调性、高效性和稳定性三重意义。通过对不同土壤修复方法的有机结合、合理应用，体现了生态修复法的整体协调性。生态修复的高效性体现在能够实现对资源的高效利用，具有能量消耗低和操作周期短的优点。生态修复法的抗逆性和抗冲击性是其稳定性的一种具体表现，另一种表现在对当地环境的无害性和安全性[3]。
2.循环再生原则
生产力的快速发展，加快了资源的消耗速度，目前社会上普遍使用的煤矿、石油和天然气等资源都属于不可再生资源，如何寻求循环再生可持续利用这些资源的途径将是人类未来生产生活中必须要考虑的问题。因此在污染土壤的生态修复作业中，人们对于土壤的修复目标不应该是单纯的清除或降低污染物的毒性和有害性，而应该更加积极的寻求恢复土壤生态服务功能，实现土壤循环利用的修复方法。
结论：综上所述，生态修复技术对于我国治理污染土地、恢复受污染生态环境以及创建健康可持续的土地发展体系都有着重要的促进作用，是国家提倡科学发展观的根本体现。可以预见，随着我国生态修复技术体系的逐渐成熟，国家土地土壤环境将会因此得到质的提升，真正实现人与自然和谐共存，提升国家公民的生活质量和水平。
参考文献
[1]李华娟.吉林省典型煤矿区废弃地土壤重金属污染评价及豆科植物修复效应研究[D].吉林大学，2014.
土壤生态修复技术篇8
关键词:壤污染;危害;植物修复;修复机理
1土壤污染的含义以及危害
土壤污染是指通过多种途径进入土壤的有毒有害污染物的数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度,造成土壤的物理、化学和生物学性质、组成及性状等发生变化,破坏土壤的自然动态平衡,从而导致土壤自然功能失调、土壤质量恶化、作物的生长发育受到影响、产品的产量和质量下降,产生一定的环境效应,并可通过食物链对生物和人类构成危害。
土壤污染的危害包括隐蔽性和滞后性、累积性和不可逆性、不易治理性和后果严重性。
2植物修复的研究和机理
2.1植物修复的研究植物修复是利用植物修复有毒重金属、有机物、放射性核素污染土壤、沉积物、地表水、地下水的一项绿色技术,它是一项利用太阳能动力的处理系统。石油烃类作为早期有机污染植物修复的研究对象,其修复机理已有较清楚的认识。
2.2植物修复机理植物修复技术是一种绿色的修复技术,引起人们极大兴趣和关注,是污染土壤修复技术中发展最快的领域。土壤污染的植物修复机理包括植物提取作用、根际降解作用、植物挥发等作用。
2.3植物修复技术的局限性植物修复不仅是一条绿色的,生态的净化途径,一种符合公众心理需求的新技术,而且也是一种经济有效的净化的方案。对环境扰动少,可谓是真正意义上的“绿色修复技术”。植物修复技术也具有其局限性,主要表现在。
1)目前发现的超富集植物所能累积的元素大多较单一,而土壤污染通常是多元素的复合污染。2)超富集植物生产缓慢,生物量低,而且生长周期长,因此从土壤中提取的污染物的总量有限。3)目前发现的超富集植物几乎都是野生植物,人们对其农艺性状、病虫害防治、育种潜力以及生理学等方面的了解有限,难以优化栽培和培育。4)超富集植物的根系比较浅,只能吸收浅层土壤中的污染物,对较深层土壤中的污染物则无能为力。5)异地引种对生物多样性的威胁,也是一个不容忽视的问题。6)植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属污染物重返土壤,因此富集重金属的超富集植物需收割并作为废弃物妥善处理。
3植物修复技术发展前景
1)植物修复涉及一系列技术,包括不同的植被类型,其作用对象、修复机理和能力各不相同。2)利用放射性同位素标记技术,加强植物体内各种生理生化代谢途径对污染物胁迫下的适应性反应的研究,如光合反应、呼吸代谢、激素应激对污染物胁迫是如何做出适应性改变的,通过这种改变的机制,研究污染物胁迫下植物次生代谢途径反应以及逆境信号传导途径也是理解植物污染物耐性机理的一个重要方面。3)从分子生物水平加强对植物解毒机理等基础理论的研究。植物吸收污染物首先要经过根系,因此,应重点围绕根系来探索解毒机制和污染物在植物体内的运输机制,了解植物、土壤、微生物整个体系下各物质之间的相互作用。4)植物-微生物联合修复技术可以成为一种很有发展前途的新型生物修复技术,但由于降解微生物的群落组成和变化动态的了解甚少,为降解机理的阐明带来了困难,所以其理论体系、修复机制和修复技术需进一步完善。5)在基础研究方面,除了筛选耐受性高的植物和高效微生物以外,如何通过遗传学、分子生物学、基因工程等手段进一步提高生物的活性和环境适应性,也是今后研究的重点。
4结论
综上所述土壤污染的植物修复技术发展前景十分宽广,并且与其他修复技术相比有许多优点,根据我国国情,也是十分适用于中国的一项值得开发的新技术。随着全球经济的快速发展,有毒有害污染物通过各种途径进入土壤,持久性污染物的危害开始显现,土壤污染面积扩大。土壤污染不但影响农产品产量与品质,而且涉及大气和水环境质量,并可通过食物链危害动物和人类的健康,影响环境安全和社会稳定。发展植物修复技术能有效解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题,对我国经济发展和环境保护都有着重大意义。
土壤生态修复技术篇9
关键词香葱；连作障碍；原因；修复技术；江苏兴化
兴化香葱由于其种植的区域主要集中在少数乡镇，连作障碍逐年加重，产量下降，品质降低，种植效益不理想，已成为香葱产业发展的主要障碍。为更好地研究兴化香葱连作障碍产生原因及治理技术，在兴化市垛田镇张庄村开展了兴化香葱连作影响试验研究，以明确导致香葱连作障碍的主要土壤因子，并结合不同药肥处理对香葱连作障碍修复效果的试验，筛选香葱连作障碍土壤的修复技术。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验地点设在兴化市垛田镇芦洲张庄村香葱种植户的责任田。试验田均为垛田红砂土，质地为壤土。土壤类型分别为无连作障碍、轻度连作障碍、严重连作障碍3种。试验于2010年3月10日开始，6月底结束。
1.2供试材料
供试品种为兴化香葱。供试肥料为香葱专用肥（兴化市天地农业科技有限公司）、石灰氮（宁夏大荣化工冶金有限公司）、微生物有机肥（南京农业大学资源与环境科学学院和江苏新天地肥料有限公司）、菌虫一次净（兴化市蔬菜科学研究所）、牛粪有机肥、复混肥（15-15-15）。
1.3试验设计
每块试验田共设6个处理，处理a：施香葱专用肥750 kg/hm2；处理b：施石灰氮750 kg/hm2；处理c：施微生物有机肥750 kg/hm2；处理d：施菌虫一次净150 kg/hm2；处理e：施牛粪有机肥750 kg/hm2；以施复混肥600 kg/hm2作对照（ck）。各处理基施氮、磷、钾养分水平相同，等量施用追肥。试验采用随机区组排列，3次重复，小区面积15 m2（3 m×5 m）。
2结果与分析
2.1不同程度连作障碍土壤理化特性的比较
2.1.1土壤ph值比较。由表1可以看出，长期种植香葱，导致土壤出现不同程度的酸化。长期连续种植香葱，导致严重连作障碍的土壤ph值最低，达到了5.03，分别比无连作障碍和轻度连作障碍的土壤ph值下降了9.5%、14.3%。3种受不同程度连作障碍影响的土壤ph值差异达到极显著水平。
2.1.2土壤有机质和氮含量的比较。由表2可以看出，无连作障碍的土壤有机质含量最高，严重连作障碍的土壤有机质含量最低。与严重连作障碍的土壤相比，无连作障碍和轻度连作障碍土壤所含有机质含量分别高61.8%和30.3%，无连作障碍土壤与轻度、严重连作障碍土壤之间的有机质含量差异达到极显著水平，轻度连作障碍土壤与严重连作障碍土壤中有机质含量差异显著。随着连作障碍程度的加剧，土壤铵态氮和全氮含量减少，而硝态氮含量增加，硝酸盐在连作障碍土壤中累积明显。
2.1.3对土壤微生物碳氮和酶活性的影响。由表3可以看出，无连作障碍土壤和轻度连作障碍土壤的微生物碳、氮含量都显著高于严重障碍土壤。3种类型土壤的过氧化氢酶活性差异均达到极显著水平（p＜1%）。与无连作障碍的土壤相比，轻度连作障碍和严重连作障碍土壤的脲酶活性分别降低25.8%和65.5%。3种不同程度连作障碍土壤的脲酶活性差异达到极显著水平（p＜1%）。可以看出连作大大降低了脲酶的活性，影响尿素的水解，进而导致香葱对施用尿素的利用率下降。
2.2不同修复处理对香葱生长的影响
2.2.1不同修复处理对香葱株高的影响。由于在修复技术上的处理不同，苗体的生长状况也存在差异。图1为严重连作障碍田块不同修复处理下香葱的生长动态，与无连作障碍及轻度连作障碍田块香葱株高的生长动态变化基本一致。从图1可以看出，各处理香葱株高呈同步变化趋势。但自4月29日后，处理b、c呈现快速生长趋势，生长速度明显快于其他处理，处理b的株高达到最高。各处理收获时，香葱株高以处理b、c最高，ck最低。因此，与ck相比，试验所采用的连作障碍修复处理都不同程度促进了香葱生长。
2.2.2不同修复处理对香葱干物质积累的影响。由表4可以看出，从总体上看，不同修复技术对香葱生长都有促进作用，3种不同程度连作障碍田块香葱的鲜重和干重都有不同程度的增加。从不同处理的差异来看，处理b、c具有显著修复效果，处理a、d、e具有一定的修复效果。从不同处理的香葱根、茎和叶干物质分配比例来看，修复处理都不同程度地增加了根部干物质分配比例。由此说明，试验所采用的连作障碍修复技术都有利于根系发育和生长，从而促进其对土壤养分的吸收和利用，提高干物质积累速率，尤其以处理b、c、d效果明显。
2.2.3不同修复处理对香葱产量的影响。与考苗测得的香葱理论产量结果类似。处理b、c具有显著修复效果，施用石灰氮和微生物有机肥，对于轻度、严重连作障碍田块香葱生长具有显著的修复效果。对于处理a而言，无连作障碍和轻度连作障碍田块香葱生长明显优于ck，但对严重连作障碍田块的修复效果不理想。处理d、e对香葱生长有一定的促进作用，但提高幅度不大。因此，菌虫一次净和牛粪有机肥对香葱连作障碍的修复效果弱于石灰氮和微生物有机肥。
3结论与讨论
3.1香葱连作障碍的成因分析
3.1.1香葱连作导致土壤次生盐渍化。移栽前的土壤理化特性测定结果表明，随着连作障碍程度加深，土壤有机质、全氮和铵态等养分含量呈现下降趋势。土壤中的绝大部分氮素为有机结合形态，无机形态氮一般占全氮的1%～5%，土壤氮素的消长主要取决于生物积累和分解作用。全氮量可以用来衡量土壤氮素表现出的基础肥力，而土壤硝态氮量与作物生长关系密切[1-2]。此次试验结果表明，随着连作障碍程度的加剧，土壤有机质、铵态氮和全氮含量下降。
3.1.2过量化学氮肥施用导致土壤酸化。在种植过程中，菜农往往通过重施化肥来促进蔬菜快速生长，且肥料品种单一，尿素等氮肥用量明显过多，造成土壤酸化。因此，过量施用化肥是造成土壤连作障碍的首要因素。该研究收获期土壤ph值的测定结果表明，无连作障碍田块的土壤ph值都在5.0以上，但严重连作障碍田块土壤ph值急剧下降。因此，如何改善土壤酸碱度，使土壤ph值保持在香葱生长所需范围，是解决香葱连作障碍的关键和首要因子[3]。
3.1.3香葱连作导致土壤微生物区系改变。土壤微生物碳、氮量是衡量健康土壤的重要生物学指标。土壤微生物活度是土壤中水解酶活性的总和，体现了土壤有机质的水解速度，反映的是微生物在土壤物质循环中的生化过程。香葱严重连作障碍田块的土壤微生物碳、氮含量有降低趋势，且明显低于无连作障碍田块的土壤。
3.1.4香葱连作导致土壤酶活性下降。土壤酶主要来自微生物细胞，也可以来自动植物残体，土壤酶活性与土壤健康及土壤养分转化等有很大的关系。连作能改变葱田土壤酶活性，随着连作年限的延3.2香葱连作障碍的防治措施
3.2.1轮作换茬。坚持合理地轮作换茬，改变栽培作物的种类，可显著降低土壤中的病原菌数量[4]。轮作方式包括普通蔬菜作物之间的轮作，也包括蔬菜的水旱轮作等栽培方式。
3.2.2科学施肥。重视有机肥和无机肥的配合使用，解决过量施肥和施肥比例不合理造成连作障碍的问题。香葱生长过程中需氮、钾较多，根据目标产量与土壤供肥能力，实行平衡配方施肥。
3.2.3改善土壤环境。采用深耕晒垡、合理休耕、增施碱性药肥和生物菌肥等措施，改善土壤理化性状，营造利于作物生长的良好环境条件[5-7]。
3.3结论
该研究对兴化香葱种植区无连作障碍、轻度连作障碍和严重连作障碍典型田块的土壤理化和微生物学特性进行比较分析，并通过田间试验，开展了不同药肥连作障碍修复处理对香葱生长及土壤特性影响的研究，主要结论如下。
（1）香葱连作导致土壤理化特性改变，土壤酸化加剧，表层土壤硝酸盐积累严重，发生次生盐渍化。随着香葱连作障碍的加剧，土壤ph值下降，低于5.0，未采用障碍修复处理田块土壤ph值甚至低于4.0，呈现强酸性。土壤表层硝酸盐含量随着连作障碍加剧呈增加趋势，其主要原因可能有以下2个方面：一是由于长期过量施用化学氮肥，特别是尿素的施用导致土壤酸化；二是由于长期单一连作，土壤耕层变浅，土壤板结，通透性变差，导致硝酸盐在土壤表层积聚，发生次生盐渍化。
（2）香葱连作导致土壤微生物量下降，土壤酶活性降低，土壤病害加剧，根系对土壤养分的吸收和利用能力下降。随着连作障碍的加剧，土壤微生物碳、氮量均下降，土壤微生物碳基质和活性受到显著影响，土壤酶功能下降，一些酶的解毒功能及活化功能受到限制，引起香葱根系病害加重，根系对土壤养分的吸收和利用能力下降。
（3）试验所采用的连作障碍修复技术都不同程度地增加了香葱株高和干物质积累，促进香葱生长，但修复机理及修复效果存在差异。在所采用的连作障碍修复处理中，以石灰氮和微生物有机肥修复效果最好，其次为香葱专用肥，再者为菌虫一次净，牛粪有机肥的修复效果最差，与对照处理的差异不明显。
4参考文献
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土壤生态修复技术篇10
关键词：土壤重金属污染；植物修复；理化方法；综合技术
中图分类号：X53文献标识码：a文章编号：1005-569X(2009)05-0034-02
1引言
土壤是农业生产的基础,是人类最基本的生产资料和劳动对象。由于工业生产、矿山开采、农田污灌等原因，人类赖以生存的土壤受到不同程度的重金属污染。世界各国都面临不同程度的土壤重金属污染问题。据统计，我国约有1/5耕地受到重金属污染，每年被重金属污染的粮食多达1.2×107t。土壤重金属污染已成为全世界需要解决的环境问题。
目前土壤重金属污染治理的方法主要有客土法、石灰改良法、萃取法、化学淋溶法等。常规理化方法在污染土壤的改良和治理方面虽然具有一定的理论意义，但在实际应用上往往都存在一定的局限性。如加入土壤改良剂可降低土壤溶液中重金属离子的溶解度，但同时也导致某些营养元素沉淀而失效；客土法虽效果较好，但费用昂贵。而近年来迅速发展的植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为研究和开发的热点。
2植物修复的概念及类型
植物修复又称绿色修复，是以植物忍耐、分解或超量积累某种或某些化学元素的生理功能为基础，利用植物及其共存微生物体系来吸收、降解、挥发和富集环境中污染物的一项环境污染治理技术。
重金属的植物修复主要分为下面几种类型：
2.1植物吸收
植物吸收即利用重金属超积累植物从土壤中吸取金属污染物,随后收割地上部并进行集中处理,连续种植该植物,达到降低或去除土壤重金属污染的目的。目前已发现有700多种超积累重金属植物,积累Cr、Co、ni等的量一般在0.1%以上，mn、Zn可达到1%以上，如天蓝遏蓝菜地上部Zn含量为13000～21000mg/kg，连续种植该植物14茬，污染土壤中Zn含量可从440mg/kg降低到300mg/kg[1]。
2.2植物挥发
即利用某些植物根系吸收金属，促使重金属转变为可挥发形态，然后从土壤和植物表面逸出，以降低土壤污染。研究较多的是类金属元素Hg和非金属元素Se。湿地上的某些植物可清除土壤中的Se，其中单质占75%，挥发态占20～25%。
2.3植物稳定
植物稳定指利用某些植物降低重金属的活性，从而减少重金属被淋洗到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。其机理主要是通过金属在根部的积累、沉淀或根表吸收来加强土壤中重金属的固化[2]。但植物稳定不是一种永久性的去除土壤中污染元素的方法。它只
能暂时地降低污染元素的生物有效性，并没有彻底解决土壤的重金属污染问题。
3植物修复技术的优缺点
3.1优点
植物修复技术的显著优点是其在工程中可以原位实施，减小对土壤性质的破坏和对周围生态环境的影响，可称是真正意义上的“绿色修复技术”。这种方法无需专门设备和专业操作人员，工程上易于推广和实施。其最大优势是其运行成本大大低于传统方法。据美国的实践，种植及管理约为200～10000＄／hm2，即污染土壤的处理费用仅为0.02～1.0＄／a•m2，比物理、化学处理的费用低几个数量级。当超富集植物地上部可富集10000mg／kg的重金属、产量达到25t／hm2时，其每年可使表层土壤中重金属浓度下降125mg／kg。
植物修复技术的优势在于其符合人类可持续发展的最终目标。在目前地球环境污染越来越重，缺乏安全、廉价而有效的治理措施的情况下，植物修复技术以其潜在的巨大优势得到了社会的广泛关注和期待。
3.2缺点
植物修复技术也具有一些自身的不足。主要表现在：
(1)超富集植物生长缓慢，修复重金属污染土地需时较长。例如英国洛桑试验站的植物修复工程，利用富锌的天蓝遏蓝菜修复444mgZn／kg土壤使之达到330mg／kg仍需13.4年[1]。
(2)植物修复土壤一般局限在植物根系所能延伸的范围内，一般不超过20cm土层厚度。
(3)大多数超积累植物只能积累某种重金属，而土壤污染大多是重金属的复合污染。
(4)富集了重金属的超富集植物需收割并作为废弃物妥善处置。
(5)异地引种对生物多样性存在一定的威胁。
4提高植物修复效率的方法
鉴于超富集植物生物量普遍较低，生长缓慢，植物修复效率有限，研究提高修复效率的措施成为当前一项十分迫切的任务。可通过以下几种方式来强化植物修复：
4.1螯合诱导植物修复
螯合诱导植物修复是通过向土壤施加螯合剂来提高植物对金属的吸收量。由于螯合诱导植物修复能大幅度提高植物对金属的累积，已成为目前研究热点之一。常用螯合剂有eDta、nta、eDDS、小分子量有机酸等。
4.2转基因技术
转基因植物修复技术主要包括两方面：一是通过基因筛选试验选择生物量大且金属富集能力强的超富集植物；二是将超富集植物的基因克隆移植到生物量大的耐性植物体内。Song等[3]将ycf1基因克隆到植物上，转基因植物pb、Cd含量分别提高了2倍和118倍。转基因植物在修复金属污染土壤方面有良好的应用前景，能有效的提高植物对金属的耐性以及富集能力。
4.3其他方法
施加营养剂（磷肥、氮肥等），可以促进植物生长发育，提高植物的生物量，同时还可以释放被吸附的金属，从而提高植物修复效率[4]。
植物―微生物联合修复是植物修复研究的新领域。根际微生物不仅能促进植物生长，提高生物量，还能产生某些分泌物，活化重金属；同时刺激植物的离子转运系统，增强向上转运的能力[5]。但目前研究多处于盆栽实验阶段，距实际应用尚有一定距离。
表面活性剂因其对土壤中重金属具有增溶和增流作用，使重金属解吸，并能增加植物细胞膜的透性，促进植物对重金属的吸收，所以在植物修复方面也有一定的应用。另外，调节土壤pH、氧化还原电位等也能在一定程度上提高植物修复的效率。
5结语
植物修复技术是一项处于迅速发展中，具有广阔应用前景的新技术。该技术适用于中低强度污染的治理，成本较低，具有良好的综合效益。重金属污染土壤的修复是一个系统工程,单一的修复技术很难达到预期效果。综合技术的应用可以弥补单一技术的缺陷，修复技术的综合运用很可能为土壤重金属复合污染的有效治理找到突破口。因此,生物修复综合技术将是今后重金属污染土壤修复技术的主要研究方向。
参考文献：
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[2]崔德杰等土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报,2004,35(3).
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