常用的土壤修復技術精選(九篇)
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第1篇：常用的土壤修復技術范文
關鍵詞：土壤 重金屬污染 修復 研究進展
中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0121-02
隨著世界人口不斷增加，工業化進程不斷推進，能源開發和城鎮建設飛速發展。人類改造自然的活動不斷擴大，愈來愈多潛在性有毒物質排放到生物圈，其中大部分進入土壤圈，對土壤環境和人的健康構成威脅，其中包括重金屬。在化學中，重金屬一般指密度在4.5 g/cm3以上的金屬，而在環境污染研究中所說的重金屬實際上主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬，其次是指有一定毒性的一般重金屬，如鋅、銅、鎳、鈷、錫等。目前最引起人們關注的是汞、鎘、鉛、鉻、砷，被合稱為重金屬污染中的“五毒”。通過食物鏈，排放到土壤中的重金屬直接對生長于被污染土壤上的植物造成傷害以及通過食物鏈直接或間接地對人體健康造成傷害。重金屬污染土壤的修復技術按學科分主要分為三大類：生物修復、化學修復和物理修復，按修復場地分為兩種：就地修復和離地修復。本文主要是以第一種分類方法進行有關論述。
1 重金屬在土壤中的存在形態
重金屬的生物毒性不僅取決于其總量，更多的是受存在形態的影響。重金屬在土壤中的存在形態決定了重金屬的遷移和生物利用，從而影響其生物活性與毒性重金屬在土壤中主要以以下幾種形態存在（1）水溶態；（2）可交換態；（3）碳酸鹽結合態；（4）鐵錳氧化物結合態；（5）有機結合態；（6）殘留態。隨環境條件的改變，各形態之間可以發生相互轉化，從而改變重金屬在土壤中的生物有效性和毒性。水溶態、離子交換態的重金屬在土壤環境中最為活躍，活性大，毒性也最強，易被植物吸收，也容易被吸附、淋失或發生反應轉為其它形態。殘留態的重金屬與土壤結合最牢固，用普通的方法不能從土壤中提取出來，它的活性也最小，幾乎不能被植物吸收，毒性也最小。
2 重金屬的危害
大多數重金屬元素都是生物代謝非必須元素，當其在環境中的存在量和在生物體中的量超過一定標準時便會對環境和生物體造成傷害。
2.1 對環境的傷害
土壤被重金屬污染，很難清除，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下會進入到大氣和水體中，導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態系統退化等其它次生生態環境問題。
2.2 對植物的傷害
通常情況下，植物體內的重金屬含量隨著其著生土壤重金屬含量的增加而增加，當到達一定量后，就會影響植物的生長發育，抑制植物的光合作用過程、抑制植物的呼吸作用過程、抑制新陳代謝，導致植物生物量、產量和品質下降。
2.3 對動物及人體的傷害
重金屬通過空氣、水、食物等渠道進入動物和體內，產生遺傳毒性、生殖毒性等，極大地影響了人群的健康和可持續發展。土壤重金屬污染在植物中積累后，并通過食物鏈富集到動物和人體中，危害人畜健康，達到一定量后便引發癌癥和其它疾病等。某些重金屬如銅、釩、可引起人和的生殖障礙；銅、汞可影響影響胚胎的正常發育；銅可對兒童中樞神經系統造成影響，可導致其行為功能改變如學習困難、空間綜合能力下降、運動失調、多動、易沖動、注意力下降、侵襲性增加、智商下降等；鎘可影響兒童的正常發育等；錳會引起肺炎和其它疾病。
3 重金屬污染土壤修復技術
3.1 重金屬污染土壤生物修復技術
3.1.1 植物修復技術
植物修復（Phytoremediation）指將某種特定植物種植在重金屬污染的土壤上，而該種植物對土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，將植物收獲并進行妥善處理后即可將該種重金屬移出土體，達到污染治理與生態修復的目的。植物修復通常包括：植物提取作用、植物揮發作用、根際濾除作用。植物修復技術因其廉價、就地、綠色、生態、經濟的優點而廣受關注和期待，但目前植物修復技術也具有自身的局限性，主要表現是：多數超積累植物，只能積累一種或者兩種重金屬元素，而實際情況大多為幾種重金屬的復合污染；其次是超富集植物個體矮小，生長緩慢，生長周期長，修復重金屬污染土地效率低，經濟上并不一定合理。因此，能否找到超積累植物是植物修復技術是否能夠推廣和業化的關鍵。到目前為止，在美國、澳大利亞、新西蘭等國已發現能富集重金屬的超積累植物 500多種，其中有360多種是富集Ni的植物。我國開展這方面的工作較晚，到目前為止，已陸續發現了錳超積累植物商陸（Phytolaccaceae），As超富集植物蜈蚣草（Pteris vittata），大葉井口邊草（P.cretica），Cd超富集植物寶山堇菜（Viola baoshanensis）和龍葵，Zn超富集植物東南景天（Sedumalf redii）以及Cu超富集植物海州香薷（Ellsholtziasplendens）和鴨跖草（Commelina communis）。
3.1.2 重金屬污染土壤微生物修復技術
重金屬污染土壤微生物修復是利用微生物的生物活性對重金屬的親和吸附或轉化為低毒產物，從而降低重金屬的污染程度，或通過微生物來促進植物對重金屬的吸收等其他修復過程。重金屬污染的微生物修復包含兩個方面的技術，即生物吸附和生物氧化、還原。前者是重金屬被活的或死的生物體所吸附的過程；后者則是利用微生物改變重金屬離子的氧化、還原狀態來降低環境和水體中的重金屬水平。
3.1.3 重金屬污染土壤低等動物修復技術
低等動物修復是利用土壤中的某些低等動物的活動改變重金屬在土壤中的存在形態、或者直接吸收土壤中的重金屬，以達到修復效果。如張冬明等通過用中國熱帶農業科學院植物與環境保護研究所提供的赤子愛勝蚓（Eisenia foetida）和海南省典型的磚紅壤為研究材料對磚紅壤中Pb的形態研究表明蚯蚓活動降低了殘渣態Pb含量，顯著提高了土壤交換態、無定形氧化鐵結合態含量，蚯蚓活動可以顯著提高Pb污染土壤的修復效率[13]。由此表明蚯蚓能夠改變土壤中Pb的形態分配和能直接吸收Zn和Cd，對重金屬污染土壤修復有開發前景。
3.1.4 重金屬污染土壤物理修復技術
物理修復技術通過物理手段用清潔土壤更換被污染土壤或部分更換被污染土壤，使污染物濃度降低到臨界危害濃度以下或阻礙污染物與植物根系接觸，從而阻礙重金屬在食物鏈中的傳遞。物理修復過程中常用的方法是客土法。日本神通川地區的鎘污染土壤，截至1997年共有646 hm2土地用物理修復方法進行了修復?？屯练ㄐ迯椭亟饘傥廴就寥佬Ч?、直接、完全徹底，但也存在實施費用高、客土來源和污染土壤去向難以解決等困難，經濟不發達地區難以承受，難以大面積開展修復。
3.1.5 重金屬污染土壤化學修復技術
化學修復方法通過向土壤中添加一定的化學修復劑或用電化學的方法改變重金屬元素在土壤中的存在形態、分布特征及遷移性。一方面通過向土壤中加入一些表面活性劑或螯合劑，增加重金屬的生物有效性，結合植物修復技術或直接清除的方式達到對土壤的清潔作用；另外可以向土壤中加入化學固定劑和穩定劑，減少其向植物體累運輸，直接阻斷重金屬在食物鏈中的傳遞，從而減輕其給人類帶來的傷害；再次利用電化學原理和方法，通過電流作用誘導重金屬粒子向電極一端聚集，再將其清除。與其它修復方法相比，化學修復方法具有操手段多，效率高，見效快，方便大規模開展修復等優點而在很多污染土壤修復工程中應用。常用的化學修復方法有：淋洗一提取法、固定穩定法、電動法。各種具體修復方法都有其具體的實施條件和過程，下面分別給予介紹。
3.2 淋洗-提取法
土壤淋洗技術是通過離子交換、吸附與螯合作用將土壤固相中的重金屬轉移到土壤液相中，然后處理其廢水，回收重金屬和提取劑，或者結合植物修復技術將重金屬從土壤中分離出來。淋洗法具有方法簡便、處理量大、見效快等優點，適用于大面積、重度污染的治理。特別適用于輕質土和砂質土，但對滲透系數很低的土壤效果不好。但是有些提取劑在使用過程中也存在負面因素：無機酸沖洗污染土壤時，會破壞土壤的理化性質，大量土壤養分淋失，破壞土壤微團聚體結構；人工螯合劑又比較昂貴，修復成本高，（如EDTA）含有重金屬螯合劑的回收上也還存在很多未解決的問題，易對土壤造成二次污染。沖洗劑最好選擇自然來源的，如酒石酸、檸檬酸等，天然有機酸除對重金屬有一定的清除能力外，其生物降解性也好，對環境無污染。
3.3 固定穩定法
固定穩定法是向土壤中添加一些化學固定穩定劑，改變重金屬的形態， 降低土壤污染物的水溶性、擴散性和生物有效性，從而降低它們進入植物體、微生物體和水體的能力，減輕對生態系統的危害。常用的固定穩定劑有磷酸鹽類化合物、石灰、高爐渣、礦渣、粉煤灰、腐殖酸類肥料、有機肥料、氧化劑、還原劑等。受重金屬污染的酸性土壤，施用石灰、高爐渣、礦渣、粉煤灰等堿性物質，或配施鈣鎂磷肥、硅肥等堿性肥料，能降低重金屬的溶解度，從而可有效地減少重金屬對土壤的不良影響，降低植物體的重金屬濃度。同時也可以向土壤中施用腐殖酸類肥料、有機肥料、氧化劑、還原劑等，都可以降低污染物的毒性。固定穩定修復法修復過程中土壤結構不受擾動，大部分添加劑便宜易得、種類多可適當選擇，適于大面積地區操作。
3.4 電動修復法
電動修復法主要是根據電化學原理及電解池原理，具有類似性質的重金屬離子通過電遷移、電滲流或電泳的途徑向電極的一端集聚。并通過進一步的處理從而實現污染土壤樣品的減污或清潔。這種修復方法具有處理成本低、修復效率高、后處理方便等一系列優點，有非常好的應用前景。但電動修復技術在重金屬污染土壤修復的研究起步晚，有關這方面的報道少。同時該方法必須在酸性土壤條件下進行，在調節土壤酸性時會同時帶來對土壤理化性質的破壞。
4 結語
重金屬土壤污染的普遍性決定了土壤重金屬污染修復的緊迫性和必要性，隱蔽性、滯后性、累積性、地域性、不可逆轉性和治理難而且周期長等特性又決定修復工作面臨重大挑戰。上文中介紹的各種修復手段都有自身的優缺點，如能將各種修復方法很好地實現整合，特別是植物修復、微生物修復和化學修復方法的整合必然能更有效更經濟地對污染土壤進行修復。同時尋找和培育大生物量超積累植物，尋找和培育比傳統修復微生物修復效果好的微生物，開發新型廉價化學修復劑，為重金屬污染土壤修復工程提供更多物質和技術保障，人類修復重金屬污染土壤必將成為一件容易的事。
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第2篇：常用的土壤修復技術范文
關鍵詞 鎘污染；土壤修復；生物修復；研究進展
中圖分類號 X53 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2014）09-0251-03
鎘是環境中毒性最強的重金屬元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》重點監控與污染物排放量控制的5種重金屬之一；具有生物遷移性強、極易被植物吸收和積累的特點，對動植物和人體均可產生毒害作用[1]，嚴重時甚至會造成骨痛病、高血壓、腎功能紊亂、肝損害、肺水腫等疾病[2]；據統計，我國每年生產的鎘含量超標農產品和動物造成累積性毒害品達146萬t[3]，鎘污染的農田面積已超過28萬hm2，年產鎘超標農產品達150萬t[4]，我國市場上常見的市售大米約10%存在鎘超標[5]，對環境經濟和人類的身體健康造成了極大的隱患。近年來湖南瀏陽、云南曲靖以及廣西河池地區先后發生的鎘污染事件[6]造成了極大的影響，因此控制鎘污染，加大對鎘污染土壤修復力度已經勢在必行，筆者對目前最新鎘污染土壤修復的方法予以全面概述，著重于鎘污染土壤的生物修復，旨在為后續的研究提供參考。
1 農業生態修復
農業生態修復措施是指因地制宜選擇耕作管理制度來減輕重金屬危害，主要包括農藝修復措施和生態修復措施。農藝修復措施一般是通過耕作制度的改變，輔以多種植物組合間作、輪作以及套作或者通過向鎘污染土壤中加入能結合游離態的鎘形成有機絡合物的有機肥，從而達到有效減少土壤中鎘的含量、降低植物對鎘的吸收的目的，實現土壤中鎘的遷移、吸收和降解[7-8]。我國在生態修復措施方面研究較多，一般通過調節包括土壤水分等在內的生態因子來實現對污染物所處環境介質的調控[9]。農業生態修復措施既能保持土壤的肥力，又能促進自然生態循環和系統協調的運作，但存在著修復時間長、見效慢等不利因素。
2 物理修復
鎘污染土壤修復常用的物理方法有客土法、換土法、翻土法、電動力修復法等；客土法、換土法、翻土法是常用的物理修復措施，通過對污染地土壤采取加入凈土、移除舊土和深埋污土等方式來減少土壤中鎘污染。汪雅各等[10]進行客土深度改良試驗，使青菜體內鎘等濃度平均下降50%～80%；目前英、美、荷、日等國家先后實現了此法的應用，但由于其投資成本大、易發生二次污染和降低土壤肥力而難以廣泛推廣[11]。電動力修復主要是通過在污染土壤兩側施加直流電壓，使土壤中的污染物質在電場作用下富集到電極兩端，從而去除污染土壤中的重金屬，目前該技術己應用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金屬污染土壤的修復。Karim et al[12]采用電動和水動相結合的方法對重金屬污染土壤修復100 h后，土壤中約97%污染物被成功去除。物理法修復鎘污染土壤簡單、快速，但并沒有真正將鎘污染從土壤中去除，具有潛在的危害性，加上此法需要大量的財力、人力和物力，不適宜于大面積的鎘污染土壤治理。
3 化學修復
化學修復是指通過向污染土壤中投入化學改良劑，對重金屬進行固定轉換、溶解抽提和提取分離，從而減少污染土壤中的重金屬含量，改變土壤環境條件；化學固定、淋洗和提取是鎘污染土壤化學修復較常見的方法。周國華研究發現土壤中活動態鎘與穩定態鎘可以相互轉化[13]。堿性改良劑[14-15]（石灰、鈣鎂磷肥等）、黏土礦物[16]（沸石、海泡石等）、拮抗物質[17-18]（硫酸鋅、稀土鑭等）和有機質[19-20]（泥炭、有機堆肥等）是較為常用的鎘污染修復化學材料；除此之外，一些金屬螯合劑和表面活性清洗劑目前也逐漸應用于鎘污染土壤修復[21]?；瘜W修復是在污染土壤基礎上進行的，簡單易行。但它只是改變了鎘在土壤中存在的形態，并沒有真正意義上去除鎘污染，存在再度活化危害的可能性，不是一種永久性的修復措施。
4 生物修復
生物修復是指利用生物的某些習性來適應、抑制和改良重金屬污染。鎘污染土壤修復一般有動物修復、植物修復和微生物修復。
4.1 動物修復
土壤中的某些低等動物如蚯蚓、鼠類能吸收土壤中的重金屬，從而在一定程度上降低土壤中重金屬含量[22]；目前該技術對重金屬鎘污染修復的研究仍局限在實驗室階段[23]，敬 佩等[24]通過在重金屬污染土壤中接種蚯蚓發現：蚯蚓對鎘具有較強的富集能力，富集量隨著蚯蚓培養時間的延長而逐漸增加。但受低等動物生長環境等因素制約，其修復效率一般，并不是一種理想的修復技術。
4.2 微生物修復
土壤中的某些微生物對重金屬有吸收、沉淀、氧化還原作用，可以減輕土壤中重金屬的毒性；主要是通過改變土壤中重金屬離子的活性，微生物細胞吸附富集重金屬以及促進超富集植物對重金屬的吸收來實現污染土壤的修復；江春玉等[25]從土壤樣品中篩選出一株對鎘鉛有極強抗性的拮抗細菌WS34，可極大提高印度芥菜和油菜富集鎘鉛能力，并對其生理生化特性進行了相關研究；有報道稱AM真菌可以增加植物對鎘的耐性，促進鎘等重金屬由植株地下部分轉移至地上部分[26]；目前用于鎘污染土壤修復的微生物涵蓋了細菌（檸檬酸桿菌、芽孢桿菌、假單胞菌等）、真菌（根霉菌、青霉菌、木霉菌等）和某些小型藻類（小球藻、馬尾藻等）[27-28]。微生物鎘污染土壤修復法作為一種綠色環保的修復技術，引起國內外相關研究機構的極大重視，具有廣闊的應用前景，但修復見效速度慢、修復效果不穩定使得大部分微生物修復技術還局限在科研和實驗室水平，實例研究少。
4.3 植物修復
植物修復是指利用植物吸收、吸取、分解、轉化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物的技術的總稱[29]，包括了植物提取、植物揮發、植物降解、植物根濾和根際微生物降解，其中植物提取修復即利用超積累植物的特性來修復重金屬污染土壤應用最為廣泛。超積累植物的概念由Brooks et al[30]在1977年首先提出，目前文獻報道的超積累植物近20科、500種，其中十字花科較多，主要集中于蕓苔屬、庭芥屬及遏藍菜屬，對鎘污染土壤修復效果較好的的超積累植物包括了十字花科、禾本科在內的10余科植物（表1）[27，31-36]；除此之外，一些觀賞性植物[37]、農田雜草[37-38]、木本植物[39-41]也是鎘污染土壤修復超積累植物來源。
近年來超積累植物的發現及研究工作取得了巨大進展，但限于此類植物大都矮小、根系短、生物量較低，修復周期長而難以廣泛應用；單一依靠超積累植物修復鎘污染土壤已經不能滿足現實需求，因此開發經濟高效的鎘污染土壤聯合植物修復技術，保證農產品質量安全逐漸成為研究熱點。目前，國內外已開展了通過向土壤環境中引入有益微生物、施用化學物質和肥料、合理耕作等生物、化學和農藝強化措施來改善土壤環境，促進超積累植物對養分的吸收，從而提高超積累植物修復鎘污染土壤的效率的一系列研究。有研究表明玉米與東南景天套種，同時施加混合添加劑；玉米與羽扇豆和鷹嘴豆在不同分隔/間作方式下都能大大提高對污染土壤中鎘的吸收效率[42-43]；鄧金川等[44]研制了包括味精廢液在內多種有機試劑混合而成的添加劑，提高了植物對鋅、鎘的吸收效率，明顯降低地下水的中金屬污染。
5 問題與展望
鎘污染土壤修復的復雜性和高難度使得目前尚無一種真正穩定高效的修復技術能滿足現實生產的需求；物理修復和化學修復能較快實現土壤中鎘含量的降低，但其僅改變了土壤中鎘的存在形式而沒有將其徹底清除，往往還存在成本昂貴、工程量巨大、二次環境污染的問題；動物修復和微生物修復作為一種綠色修復技術相比于其他修復方式具有經濟、方便、不改變土壤固有理化性質的特點，但其修復速度慢、見效時間長、對土壤環境要求高的問題限制了其大面積的推廣應用。利用植物修復被鎘污染的環境，不僅成本低廉，而且有良好的綜合生態效益，尤其適合大面積推廣。尋求更多的鎘污染超積累植物資源，研究鎘超積累植物與根際微生物共存體系，利用分子生物學和基因工程克服鎘污染超積累植物自身的生物學缺陷，從而徹底實現鎘污染土壤修復的高效、穩定、綠色是研究的主要方向。
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第3篇：常用的土壤修復技術范文
關鍵詞：危害 重金屬污染 土壤修復
土壤是地球表面的疏松表層，它是人類賴以生存的重要自然資源，并且在生態環境中占有重要地位。而近年來，隨著工業的快速發展和鄉鎮城市化，土壤重金屬污染日益嚴重，由此會破壞人類生態環境，從而影響人們的健康，因此，土壤重金屬污染的修復技術已成為一個研究熱點。
一、土壤重金屬污染的危害
隨著工農業的快速發展，多種工業如采礦、冶煉、電鍍、廢電池處理、金屬加工等的排放以及農業中各種農藥，化肥的施用均是土壤重金屬污染的來源。據報道，全世界平均每年排放Hg約1.5萬噸，Cu 340萬噸，Mn 1500萬噸，Pb 500萬噸，Ni 100萬噸[1]。土壤重金屬污染具有污染面積達、積累時間長、不易被微生物降解、有明顯的生物富集作用等特點，被重金屬污染的土壤會嚴重影響到農作物的生長和發育，從而導致農作物的減產并污染農作物。安志裝等人[2]研究發現鎘與巰基氨基酸和蛋白質的結合會引起氨基酸蛋白質的失活，甚至使植物死亡。另外，土壤中的重金屬會被農作物吸收并在農作物體內富集，通過食物鏈進入人體，從而嚴重危害人體健康。
二、土壤重金污染修復技術
1.物理化學修復技術
1.1化學固化
化學固化法指的是通過在土壤中加入土壤固化劑來改變土壤的有機質含量、礦物組成、pH值和Eh值等理化性質，再經重金屬的吸附或共沉淀作用來調節其在土壤中的移動性，從而降低其共生物有效性。固化劑將污染土壤中的重金屬固定后，不僅可以減少重金屬通過徑流和淋洗作用對地表水和地下水的污染，而且被污染的土壤還有可能重建植被[3]。雖然化學固化法可以固化土壤中的重金屬，但固化劑只是改變重金屬在土壤中的存在形態，重金屬仍留在土壤中，因而該方法還有待進一步的研究探討。
1.2電動修復
電動修復是近年來快速發展的技術，其作用機理是將電極對插入被污染的土壤中，在通入微弱電流形成電場，使土壤中的重金屬在電場形成的各種電動力學效應下定向移動，在電極區附近富集，從而將重金屬處理或分離。
對于低滲透的粘土和淤泥土的修復，電動修復是常用的技術。鄭喜坤等人[4]研究了電動修復技術對沙土中Pb2+、Cu3+等重金屬離子的去除效果，結果表明，重金屬離子的去除率達99%以上。電動修復技術是一種原位修復技術，它可以有效的去除土壤中的重金屬離子，并且經濟效益好，是一種可行的修復技術。
1.3土壤淋洗
土壤淋洗是一種適用于治理大面積重廢污染土壤的方法。所謂淋洗，是指利用提取劑（包括有機或無機酸、堿、鹽、表面活性劑和聚合劑等）將土壤中的固相重金屬轉化為液相，土壤在經水淋洗處理后可歸回原位利用，而對于富含重金屬的廢水也可進行回收處理，從而達到修復土壤的目的[5]。吳華龍等人[6]研究了被銅污染土壤修復的有機調控機理，研究結果表明，外加EDTA對降低紅壤對銅的吸收率與加入的EDTA量的對數量顯著負相關。土壤淋洗法雖然處理量大，處理效率高，但會造成二次污染，因此，尋找一種既能提取各種形態重金屬又不破壞土壤結構的提取劑將成為土壤淋洗法的研究熱點。
2.植物修復
植物修復是指在被重金屬污染的土壤中，種植某種特定的植物，利用該植物對重金屬的耐性和超富集作用將重金屬移出土壤，使土壤中的重金屬降低到可接受的濃度，達到重金屬污染修復的目的。
根據其修復過程和作用機理可將植物修復技術分為4種：①植物萃取技術，即利用超富集植物將重金屬從土壤提取出來，并將其轉移，貯存到地上部分，然后通過植物收割來對重金屬進行集中處理的過程[7]。韋朝陽等人[8]研究發現了一種大葉井口草，它對As的富集有明顯的效果，其地上部分最大含量可達694mg/Kg。②植物固化技術，即利用耐金屬植物及其根系微生物的一些生物化學作用降低重金屬的活性，使其固化，從而減少對土壤的危害。該方法主要適用于有機質含量的礦區污染土壤的修復。③根圈生物技術，即利用植物根際分泌物和根際脫落物刺激細菌和真菌的生長，通過細菌和真菌對重金屬的吸附固定作用，是重金屬礦化的過程。④植物揮發技術，即利用植物根系的吸收、積累和揮發作用減少土壤中一些揮發性污染物，及植物將污染物吸收到體內后將其轉化為氣態物質釋放到大氣中[9]。
3.工程措施
工程措施是比較經典和傳統的修復土壤重金屬污染的方法，主要包括客土、換土及深耕翻土等方法。通過客土、換土或者將深耕翻土與污土混合，使土壤中重金屬的含量降低，減少重金屬對土壤植物的毒害，從而使農產品達到食品衛生標準[10]。
客土法是將干凈的土壤覆蓋在已受污染的土壤上混勻，從而降低土壤中污染物的濃度；換土法是用干凈的土壤代替受污染的的土壤，對于換出的土壤應進行處理，防止二次污染的發生；深耕翻土是將表層已受到污染的土壤翻至深層，從而使土壤中污染物的濃度降低。
三、結語
目前運用于修復土壤重金屬污染的技術有很多，但每種修復技術對于土壤重金屬污染修復均有一定的弊端，并且對于不同類型的土壤受重金屬的污染的程度的不同，單一的使用某種技術并不能達到理想的效果，因此，在實際應用中，應綜合多種修復技術的優點，互取優勢，研究出新型的具有高效，低耗的修復技術。
參考文獻
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第4篇：常用的土壤修復技術范文
生物修復主要依靠微生物、植物和土壤動物吸收、代謝、降解污染物,最終使其無害化,具有對環境擾動小、不產生二次污染、運行成本低等特點.該技術主要分為兩類,即植物修復和微生物修復.由于PCBs疏水性強、生物可利用性低,因此會阻礙植物對它的吸收與轉化,從而影響植物修復效果.而優良的PCBs耐受或降解植物的缺乏也在一定程度上限制了該技術的推廣應用.微生物修復常采用2種方式[21]:一是生物激勵,通過向土壤中添加有機物如葡萄糖或者其他營養元素如N、P等,以促進土著微生物生長,達到降解污染物的目的;二是生物強化,即向土壤中添加外源的高效降解菌(或含有高效降解菌的載體),以促進土壤中污染物的降解.在實際應用過程中,通常都是將這兩種技術相結合,以期達到最佳的修復效果.PCBs是人工合成的難降解化合物,其所污染的環境必須經歷一個相當漫長的時期才能自然馴化出一些具有降解PCBs能力的微生物,進而轉化分解PCBs,其效率較為低下.因此,通過人工篩選獲得高效的PCBs降解菌,將其擴大培養后投入污染土壤中加速PCBs的降解,是一種十分可行的技術手段.目前研究工作者已經從環境中分離出了許多能夠降解PCBs的微生物,主要分布在假單胞菌屬(Pseudomonas)、紅球菌屬(Rhodococcus)、產堿桿菌屬(Alcaligenes)、伯克霍爾德氏菌屬(Burkholderia)及鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)等多個屬,代表種有真養產堿桿菌(AlcaligeneseutrophusH850)、伯克霍爾德氏菌(Burkholderiasp.LB400)和假單胞菌(Pseudomonassp.KF707)[22-24].在實驗室條件下,微生物降解PCBs的效果往往比較理想,但在實際應用中,由于抗毒害能力差、被原生動物吞噬、與土著微生物競爭處于劣勢等原因[25],導致外源投加微生物的生物量及代謝活性迅速降低,污染物降解能力也隨之下降.因此,如何使外源微生物定殖于原位環境中并穩定發揮其功能,一直是國內外學者關注的焦點,而固定化微生物技術的興起則為解決這一問題提供了新思路.
2固定化微生物技術及其在土壤修復方面的研究現狀
2.1固定化微生物技術固定化微生物技術是指通過物理或化學的方法將游離的微生物與特定的載體相結合,使其固定在某一空間區域內,以提高微生物細胞的濃度、保持較高的生物活性并能反復利用的方法[26].微生物被固定后,載體為微生物提供了一個相對穩定的生存環境[14];載體作為一種屏障,能在一定程度上減輕土著微生物帶來的競爭壓力、削弱原生動物的吞噬作用[15];成型的固定化顆粒中微生物細胞密度大、代謝活性較強.這些特點使得固定化微生物具備了更好的環境適應能力和應用價值.載體的種類和固定化方式是決定固定化微生物性能的關鍵因素.良好的載體需具備機械強度高、理化性質穩定、物理性狀優良、壽命長、無毒、不溶于水、價格低廉及易制備等特點[27].目前研究與應用中常見的微生物固定化載體材料主要分為4類:無機載體、天然高分子載體、人工合成高分子載體及復合載體[28-29].這4類載體各有優缺點,其中無機載體如蛭石、硅藻土以及天然高分子載體海藻酸鈉、瓊脂糖等均來源于自然環境,價格低廉且不易造成二次污染,是制備固定化微生物的首選載體,將其應用于環境修復方面的研究報道也較為豐富[17,30-31].此外,固定化方法也會對微生物的生長和活性造成不同程度的影響.因此,必須根據固定化微生物的用途及其應用的環境選擇合適的固定方法.吸附法、包埋法、共價結合法和交聯法為4種最主要的微生物固定化方法,其各自的特點見表1[26,28].交聯法和共價結合法制備的固定化微生物細胞活性相對較低,而且傳質阻力大、制備成本高,目前仍然處于實驗室研究階段.吸附法與包埋法對細胞活性影響小,而且制備過程比較簡單,所以是目前應用較為廣泛的微生物固定化方法[32].2.2固定化微生物技術在有機污染土壤修復方面的研究現狀固定化微生物技術興起于20世紀80年代,運用該技術處理含酚廢水、含油廢水和味精廠廢水[33-37]等高濃度有機廢水時均取得了良好的效果.但是到目前為止,固定化微生物技術在土壤修復方面的研究仍然處于起步階段.其中,利用固定化微生物技術降解土壤中的殘留農藥及多環芳烴方面的研究報道相對較多.Su等[15]以蛭石為載體,吸附固定毛霉(Mucorsp.SF06)及芽孢桿菌(Bacillussp.SB02),用于降解土壤中的苯并[a]芘.42d內,苯并[a]芘的降解率高達95.3%,而游離菌組的降解率僅為79.6%.Balfanz等[38]將用粘土吸附固定的產堿桿菌(Alcaligenessp.A7-2)投入反應器中,提高了土壤中對氯苯酚的降解速率.吸附固定的過程比較簡單,但其缺點在于微生物與載體結合不夠緊密,在使用過程中微生物易從載體上流失.而包埋法則能有效克服這一缺點,所以包埋法以及包埋法與吸附法相結合的微生物固定化技術也受到了廣泛關注.Lin等[14]把粉末活性炭加入到海藻酸鈉凝膠包埋體系中固定黃孢原毛平革菌(PhanerochaetechrysosporiumBKM-F-1767),制得的固定化顆粒對五氯酚的降解能力優于游離菌,而且還具備了污染物吸附性能.范玉超等[17]采用竹炭吸附蒼白桿菌(Ochrobactrumsp.AHAT-3),并輔以海藻酸鈉包埋,所得到的固定化顆粒在28d內對砂姜黑土和紅壤中阿特拉津的降解率分別為51.9%和52.8%,均比添加游離菌的試驗組高出約10%.Wang等[19]的研究結果表明,在采用海藻酸鈉和聚乙烯醇包埋微生物時,添加活性炭粉末有助于固定化顆粒形成良好的孔隙結構、利于物質傳輸和微生物生長.固定化微生物技術在降解有機污染物方面的優越性已經引起了越來越多的關注,而開發多樣化的固定化技術則會成為研究的重點.2.3固定化微生物技術在PCBs污染物修復方面的研究現狀國內外有關應用固定化微生物技術修復PCBs污染土壤的研究報道十分少見.現有研究主要集中于分離PCBs降解微生物、研究微生物對PCBs代謝譜和代謝產物以及分析相關功能基因和酶的結構[39-43].直接投加微生物修復PCBs污染土壤的研究也處于探索階段[44-46].20世紀末美國通用電子公司嘗試通過投加微生物并結合翻耕等技術實地修復PCBs污染土壤,最終發現土壤的溫度、濕度及有機質含量是影響微生物降解PCBs的重要因素[47-49].2011年,Tu等[50]報道了一株具備PCBs降解能力的苜蓿中華根瘤菌(Sinorhizobiummeliloti).室內模擬試驗結果表明,該菌不僅能提高土壤中PCBs的降解率,而且能促進土著細菌與真菌生長,預示著該菌株具備較高的應用價值.近十年來開始有研究者關注固定化微生物對PCBs的降解(表2).Mukerjee-Dhar等[12]首次采用海藻酸鈣包埋的混濁紅球菌(RhodococcusopacusTSP203)降解水體中的PCBs,發現固定化的菌株具備更持久的PCBs降解能力:半連續降解試驗表明,在第一個降解周期結束后,游離菌的PCBs降解活性基本喪失,而固定化菌株的PCBs降解活性可維持至第三個降解周期.聚氨酯泡沫也是一種常用的載體,Na等[51]用其包埋假單胞菌(Pseudomonassp.SY5)并獲得了高活性的固定化顆粒,其對Aroclor1242中不同PCBs同系物的降解率要比游離菌高5%~40%.隨后有學者嘗試運用吸附型載體固定PCBs降解微生物、構建生物膜反應器,用于降解水體中的PCBs.Borja等[53]以水泥顆粒為載體設計的簡易生物膜反應器運行5d后,Aroclor1260的降解率高達95%左右.Diana等[54]以聚氨酯泡沫和磨砂玻璃珠為填料,通過添加多種微生物所構建的生物膜反應器能有效的降解多種PCBs和氯代苯甲酸(chlorobenziocacids,CBAs).該研究結果表明,生物膜結構能有效抵御環境沖擊對微生物造成的不利影響,從而保證微生物穩定的發揮其功能。目前,僅有少量研究涉及固定化真菌修復PCBs污染土壤.Fernández-Sánchez等[55]以甘蔗渣為主要基質培養黃孢原毛平革菌(PhanerochaetechrysosporiumH-298),并用其修復PCBs污染土壤.結果表明附著在甘蔗渣上的真菌能定殖在土壤中并加速土壤中PCBs的降解.而且外源真菌和土著微生物間能建立協同關系,使得土壤中的異養生物活性提高,并促進土壤中PCBs的降解.Federici等[56]用玉米秸稈顆粒培養虎皮香菇(LentinustigrinusCBS577.79),使該菌在生長過程中逐漸與秸稈顆粒緊密結合.土壤修復試驗結果顯示,這種真菌能顯著提高Aroclor1260的降解率,并能促進土壤微生物多樣性的恢復.生物質材料不僅能作為真菌附著生長的載體,而且還能為真菌的生長提供營養,這兩種效用確保了真菌穩定地定殖在土壤中,持久發揮其功能.故在探索真菌固定化方法的過程中,擴大生物質載體材料的篩選范圍是非常有必要的.而以PCBs降解菌為對象、選擇適當的載體材料、結合不同的物化技術制備出高性能的固定化微生物,并應用其修復PCBs污染土壤是值得深入探究的.雖然迄今為止已經發現了大量具備PCBs降解功能的細菌,但尚未出現與固定化細菌降解土壤中PCBs相關的研究報道.本課題組從長期受PCBs污染的土壤中獲得了1種微生物混培物和1株飛魚鞘氨醇菌(SphingobiumfuliginisHC3,GenBank登錄號為KC747727).它們均能降解氯取代數小于4的PCBs同系物.研究還發現當微生物吸附在以水稻秸稈為材料制備的生物炭上后,其細胞能維持較高的代謝活性.因此我們嘗試以生物炭為主要載體固定PCBs降解菌,以期獲得能適用于PCBs污染土壤修復的固定化微生物.
3應用固定化微生物技術修復PCBs污染土壤的可行性
雖然目前有關采用固定化微生物技術修復PCBs污染土壤的研究報道仍然較少,但應用該技術修復多環芳烴、石油及農藥等有機物污染土壤方面的研究已經取得了一定的進展.這些有機物和PCBs具有類似的性質,如具有生物毒性、疏水性強、生物可利用性較低.Su等[15,57]以蛭石和玉米芯顆粒為載體、Chen等[58]以生物炭為載體,制備固定化微生物降解土壤中的多環芳烴;Xu等[59]以花生殼粉為載體、Liang等[60]以活性炭和沸石為載體,制備固定化微生物修復石油污染土壤;Lin[14]等采用凝膠包埋法(輔助活性炭)制備固定化微生物降解土壤中的五氯酚;范玉超等[17]用包埋法制備固定化微生物降解土壤中的阿特拉津.這些研究都表明在土壤中添加固定化微生物降解有機污染物的效果優于直接添加游離微生物.其主要原因為微生物被固定后,載體形成的屏障能在一定程度上屏蔽土著微生物帶來的競爭壓力、抵御環境因素變化對微生物的沖擊,而且適當的固定化方法還能改善微生物的代謝活性[12-16].因此,運用固定化微生物技術修復PCBs污染土壤具有一定的可行性.而且在土壤原位修復過程中,固定化微生物技術的實施工藝簡單、對土壤生態環境的擾動小,使這項技術具備了較高的推廣價值.此外,目前研究工作者已經篩選出了許多能降解PCBs的微生物,其中能有效降解PCBs并且降解途徑已經被闡明的代表種有紅球菌(Rhodococcussp.RHA1和Rhodococcussp.R04)、伯克霍爾德氏菌LB400、和彎曲無色細菌(AchromobactergeorgiopolitanumKKS102)[61-64].這些寶貴的微生物資源將為制備固定化微生物提供物質基礎.能用于固定微生物的載體材料十分豐富,如天然載體硅藻土、蛭石、瓊脂糖、海藻酸鈉、農作物秸稈以及人工合成載體聚乙烯醇、硅膠和聚酯酰胺泡沫等都比較容易獲取或制備,為研究與開發不同性能的固定化微生物提供了充足的資源.其中,蛭石和農作物秸稈常被用作吸附載體固定微生物[15,55-56],而海藻酸鈉和聚乙烯醇則可作為交聯劑包埋微生物[12,14,19].
4今后研究的重點
第5篇：常用的土壤修復技術范文
關鍵詞：土壤；鎘；污染；修復技術
1 引言
土地是人類生存和發展的主要資本和物質基礎，為人類生存和發展提供了重要的物質和數量基礎。隨著工農業的迅速發展，人類把帶有大量有毒有害的物質排入到環境中。這在相當多的領域造成了大量的土壤污染，土壤環境污染的問題越來越嚴重。
2 國內外土壤鎘污染狀況
鎘是生物生長和發育過程中的非必需元素，它也是自然界中最有害的重金屬之一，它在土壤中與Hg、As、Cr和Pb一起稱為“五毒元素”[1，2]。Cd在自然環境中分布極廣，地殼中的平均含量為0.2 mg/kg，廣泛存在于巖石、沉積物及土壤中[3]。近年來，由于在環境中Cd的含量增加，在許多國家中已經廣泛關注，由于這些國家對食品中重金屬的安全性的普遍了解，已經為農田土壤作物制定了一套嚴格的標準見表1[4]。
在我國土壤重金屬污染事件頻繁發生，土壤Cd污染狀況也一直較為嚴重。例如2013 年5月“鎘大米”事件、2014年廣西大新縣重金屬污染事件等[5]。土壤重金屬污染問題威脅到人民群眾“舌尖上的安全”，成為全社關注的焦點。據不完全統計，我國農田重金屬鎘污染面積已達2萬hm2，年產量鎘含量超標的農產品達14.6億kg，且有日益加重的趨勢[6]。2014年4月17日環境保護部和國土資源部聯合的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，全國土壤重金屬的超標率為16.1%的重金屬，西南、中南地區土壤重金屬鎘、汞、砷、鉛4種無機污染含量的范圍從西北到東南，從東北到西南方增加。在所有污染物中，鎘的超標率最高，占7.0%，是我國耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一[7]。依據《土壤環境質量標準》（GB15618-1995）中規定A適用于一般農田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等土壤中Cd的質量標準應在0.3～0.6 mg/kg范圍內，但是我國有些地區土壤中的Cd含量超標，Cd污染土壤狀況比較嚴峻[8]。我國部分地區污染農田土壤和農作物鎘含量見表2[9]。
3 土壤中鎘的來源
土壤中的Cd主要有天然來源和人為來源兩種[10]。天然來源主要是指含Cd的礦物或巖石通過長期風化釋放到土壤中，這構成了土壤中Cd的背景值。土壤中鎘在不同地區的背景值差異很大，世界范圍內土壤中鎘的背景值含量為0.01～2.0 mg/kg，平均水平約為0.35 mg/kg[7]。我國土壤中Cd的背景值低于世界平均值，約為0.097 mg/kg[11]。
人為來源較為廣泛，包括采礦、選礦、有色金屬冶煉、電鍍、合金制造、含鎘蓄電池生產等行業的生產，以及污水、污泥、大氣沉降、農藥化肥固體廢棄物等，預計排放的鎘（Cd）約有82%～94%進入到了土壤[12，13]。眾多研究關注了土壤鎘污染的人為來源[14]，陳懷滿，鄭春榮等學者研究表明我國因污灌受到污染的耕地約占總污灌面積的45%，其中以Cd和Hg的污染尤為嚴重；王初，邵莉等研究發現受交通尾氣和污染物排放影響，公路沿線農田土壤重金屬污染呈現距離公路越近的地方污染越嚴重的規律，交通對土壤環境的影響距離從幾十米到數百米不等[15～17]；顏世紅等通過對礦區土壤中重金屬鎘來源的研究發現礦區附近土壤主要受礦石挖掘與加工產生大量的粉塵、污水、廢氣、固體廢棄物排放鎘污染影響[13，14，18]。
4 土壤中鎘的危害
對于植物，其會抑制植物的光合作用以及植物的酶活性等。植物的光合作用降低使得植物對養分和水分的吸收受到阻礙，導致植物的營養代謝失調，使得植物生長和產量降低。
對于動物和人類，鎘元素通過食物鏈進入人和動物體內富集。鎘元素的吸收對人體骨骼、腎、肝、免疫系統和生殖系統具有毒害作用，會引發骨痛、糖尿病、肺氣腫以及高血壓等病癥，嚴重的會引發癌癥等疾病[19]。聯合國環境規劃署（UNEP）也將鎘列為12種具有全球性的危險物質中的首位危險物質[20]（圖1）。
5 土壤鎘污染修復技術研究現狀
土壤中鎘污染危害的嚴重性及解決的迫切性在國內外被廣泛的研究[21]。土壤修復是指使用能讓土壤中的污染物轉移、吸收、降解和轉化的物理，化學和生物等的修復方法，將其濃度降低到可接受水平，或將有毒和有害的污染物轉化為無害的物質[22]。目前，對含重金屬土壤的修復技術主要有物理、化學、電動法、生物和農業生態修復等技術[21]。
5.1 物理修復
土壤物理修復通常用于鎘污染的修復。如客土法、換土法、翻土法等。通過加入凈土，除去舊土和深土，以便減少土壤鎘污染。Wang等進行了土壤深度改良實驗，使白菜鎘的平均濃度降低了50%～80%[23]。目前，這種方法的應用已經在英國、美國、荷蘭和日本實現。但是成本高，易于二次污染和降低土壤肥力，難以廣泛推廣[24]。鎘污染土壤的物理修復方法簡單和快速，但它不能真正從土壤中清除鎘污染。這種方法有潛在的危險，此種方法需要大量的資金，人力和物質資源，不適合大規模鎘污染的土壤治理。
5.2 化學修復
化學修復是指在污染土壤中使用化學改性劑將重金屬進行固定轉換、溶解抽提和提取分離，減少污染土壤中的重金屬，改變土壤環境條件?；瘜W固定、淋洗和提取是對土壤鎘污染進行化學修復最常見的方法[25]。例如，硅肥、鈣鎂磷肥、石灰和骨炭粉可以不同程度地抑制玉米對鎘的吸收[26]。
較為常用的鎘污染修復化學材料有堿性改良劑（石灰、鈣鎂磷肥等）、黏土礦物（沸石、海泡石等）、拮抗物質（硫酸鋅、稀土鑭等）和有機質（泥炭、有機堆肥等）[25，27]；除此之外，一些金屬螯合劑和表面活性清洗劑目前也逐漸應用于鎘污染土壤修復[28]?；瘜W修復的治理效果和費用都適中，且簡單易行，但它沒有起到真正意義上去除鎘污染的作用，只是改變了土壤中鎘存在的形態，可能由于土壤環境的變化，有可能再次活化，造成二次污染危險。此外，化學方法也可能導致化合物造成的微量元素損失和造成土壤的復合污染，而不能作為一種永久的修復措施。
5.3 電動修復
電動修復是一個多學科的研究領域，其原理是將電極插入污染土壤和適當大小的DC，發生土孔隙水和帶電離子遷移，土壤污染物在外電場作用下取向并積聚在電極附近，電極進行常規處理，從而清潔土壤[21，29]。Apostlols G等探討了添加十二烷基硫酸鈉和天然表面活性劑腐殖酸對動電修復污染土壤修復的影響，得出的結果表明，兩種試劑可以促進修復過程中鎘污染的去除[30]。電動修復是通過向污染土壤的兩側施加直流電壓以從污染的土壤中去除重金屬，使得土壤中的污染物在電場的作用下在電極的兩端富集。該技術已應用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金屬污染土壤修復[25]。該技術具有采用的化學試劑少、消耗低，修復完善的優點，是具有良好發展前景綠色修復技術。但是受影響的因素比較多，例如土壤的類型、電流的大小、電極材料和結構等，會在一定程度上影響修復的效率和速度。
5.4 生物修復
生物修復是指利用生物的某些特征，來吸收、降解、轉化、抑制和改善重金屬污染。鎘污染土壤的生物修復一般分為動物修復、植物修復和微生物修復三種類型[31]。
5.4.1 動物修復
動物修復是利用土壤中的一些低等動物，如蚯蚓和嚙齒動物，可以吸收土壤中的重金屬，并在一定程度上減少污染土壤中重金屬的比例。這項技術達到了重金屬污染土壤的游鐨薷吹哪康摹8夢廴拘薷醇際躚芯咳勻瘓窒抻謔笛槭醫錐[32]。敬佩等通過重金屬污染土壤接種蚯蚓發現：蚯蚓具有很強的富集能力，富集量與蚯蚓培養時間成正比[33]。但由于動物生長環境等因素的影響，修復效率一般，并不是理想的修復技術。
5.4.2 微生物修復
微生物修復是指許多微生物與重金屬具有很強的親合性，對重金屬進行吸收、沉淀、氧化還原作用，可以降低土壤中重金屬的毒性[25，34]。許多學者研究發現這項修復技術主要通過改變土壤中重金屬離子的活性，微生物細胞吸附富集和促進超富集植物對重金屬的吸收。微生物修復作為綠色環保的修復技術，引起了國內外相關研究機構的極大關注，具有廣泛的應用前景，但修復見效速度慢、修復效果不穩定等，使得大部分微生物修復技術還局限在科研和實驗室階段，能應用到的實例很少。
5.4.3 植物修復
植物修復是指利用植物吸收、吸取、分解、轉化，或固定土壤、沉積物、污泥、地表、地下水中有毒有害污染物的技術的總稱[35]。植物修復技術是由Chaney R.L在1983年首先提出[25]。植物修復主要包括植物的提取、揮發、降解、根濾和根際微生物降解。植物修復涉及使用超累植物的特性來修復重金屬污染的土壤是最廣泛使用的。超積累植物的概念首先由Brooks等在1977 年首先提出，目前文獻報道的超積累植物有近20科、500種，其中十字花科、禾本科居多，主要集中于庭芥屬、蕓苔屬及遏藍菜屬[36，37]，人們更常見的超積累植物[38～44]見表3。
印度芥菜吸收200 mg/kg的鎘，當黃化現象出現時，鎘富集達52倍；英國的高山屬類，可以吸收高濃度的鎘[45]。生物修復的優點是更簡單的實施，更少的投資和更少的對環境的損害。缺點是治療效果不明顯，治療時間太長，效果太慢。
5.5 農業生態修復
農業生態恢復措施是指根據當地條件選擇農業管理系統，減少重金屬危害，包括農藝修復措施和生態恢復措施。農藝修復措施通常通過改變作物系統，通過植物物種的間作、輪作，或通過向鎘污染的土壤中添加有機肥料以形成游離形式的有機絡合物，從而減少土壤中鎘含量的目的，實現鎘在土壤中的遷移，吸收和降解[46，47]。在我國，有許多關于生態修復措施的研究。一般來說，是通過調整土壤含水量等生態因子來控制污染物的環境介質[48]。農業生態恢復措施不僅能保持土壤肥力，而且能促進自然生態循環和系統協調的運行。它易于操作和低成本，但是存在許多缺點，如修復時間長緩慢的效果。
6 展望
國內外在土壤Cd污染修復技術研究取得了一些進步，但是我國的土壤Cd污染面積仍有增加的趨勢，切實有效的污染修復技術亟待開展。物理修復、化學修復、電動法修復方法投資昂貴，所需設備復雜。生物修復中的植物修復技術因其保護環境，經濟性和有效性而受到高度推崇。但是，植物修復技術仍有一些缺點，如植物在Cd污染脅迫下，經常生長緩慢，生物量低，而且經常受到競爭性雜草的威脅。如果能將現代分子生物學方法相關的富集基因的分離和分子克隆應用到植物修復技術上，產生大量適用于Cd污染土壤的恢復轉基因植物，這對于土壤Cd污染的研究具有深遠的意義。此外，應進一步研究修復過程中的影響因素，尋找土壤Cd污染的來源，從污染源頭、污染特征、污染程度等方面進行治理；在已有的修復方法中，總結經驗，開發新技術；每一個修復技術都有優缺點，在土壤Cd污染中注重多項技術聯合修復土壤鎘污染的研究。
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Present Situation and Prospect of Soil Cadmium Pollution and
Remediation Technology at Home and Abroad
Wang Weiwei1，2，3，Lin Qing1，2，3
（1.Key Laboratory of Environmental Change and Resource Utilization of Ministry of Education，
Guangxi Normal University， Nanning，Guangxi 530001，China；
2.College of Geography Science and Planning， Guangxi Normal University， Nanning，Guangxi 530001，China；
3.Guangxi Key Laboratory of Surface Processes and Intelligent Simulation， Guangxi Normal University，
Nanning，Guangxi 530001， China）
第6篇：常用的土壤修復技術范文
隨著工農業生產的快速發展，土壤的重金屬污染也逐漸成為一個影響居民健康的重大環境問題之一。重金屬元素很難被土壤微生物降解，一旦土壤被污染，將很難進行治理，而且會通過水體和大氣進入食物鏈，最終影響人類的身體健康。因此，對重金屬污染土壤進行修復已成為土壤學和環境科學領域的重要研究內容。
1土壤重金屬的來源
重金屬通過多種渠道進入土壤。主要有含重金屬的礦山開采、金屬冶煉；過量使用含有重金屬的農藥、化肥，尤其是磷肥，比氮肥和鉀肥含有更多的重金屬；使用含鉛及有機汞的農藥，不但會改變土壤的團粒結構，造成土壤營養流失，而且也會使土壤重金屬含量增加；飼養動物的飼料添加劑中，也常含有高含量的銅和鋅，這會使有機肥料中銅和鋅含量也明顯增加，長期使用含有重金屬的畜禽糞便作為有機肥也可能造成土壤重金屬污染；大氣沉降和汽車排放的尾氣也會造成土壤重金屬的含量增加；用含有重金屬的污水進行污灌也會造成土壤重金屬富集，造成污灌區土壤重金屬中汞、鎘、鉛、鉻等重金屬含量逐年增加。
2土壤重金屬污染的危害
土壤受鎘、鉻、汞、砷、鉛等重金屬元素的污染，能造成植物體的生長和發育障礙，而且會影響農產品的質量和產量，導致農產品味道變差、容易腐爛，甚至會出現難聞的氣味。例如鎘與巰基氨基酸和蛋白質的結合會引起植物體蛋白質失活，嚴重的甚至會引起植物體死亡；鎘會參與形成氧自由基，影響植物體抗氧化酶活性，會破壞細胞膜系統、蛋白質、核酸等大分子物質，使水稻葉綠素合成和植株生長受到抑制。植物受錳、汞、鉛等金屬元素的污染，一般不引起生長發育障礙，但金屬元素能在植物體可食用部位蓄積，并能進入食物鏈，人和動物食用受重金屬污染的糧食后，重金屬會富集到人體和動物體中，引發癌癥等多種疾病。例如水俁病、骨痛病等典型例證。土壤重金屬污染還會導致大氣水體生態系統退化等次生生態問題，也會帶來重大經濟損失。
3土壤重中金屬污染修復技術
治理方法主要有：換土土和深耕翻土法、隔離法、工程去除、覆蓋法、客土法等。工程學方法適合于受金屬污染嚴重的、面積較小的且集中處理的土壤，往往需要將土壤挖出后異地處理，不但耗資大，而且會破壞土壤結構和傷害土壤微生物，不適合于大規模、中強度的重金屬土壤污染。與此同時還易造成重金屬“二次污染”。最近30年，土壤的生物修復技術已經逐漸發展成為土壤污染修復研究的熱點問題，植物修復技術顯示了其處理土壤重金屬污染的優勢如成本低、對土壤影響小、具有美學特點。植物修復是指利用富集植物將重金屬從土壤中萃取出來，并轉移到植物的可收獲的部分，收獲季節，將植物灰化并且可以回收重金屬，用此種方法可將該種重金屬移出土體，這樣就降低了土壤中重金屬的濃度達到污染土壤的治理和生態修復的目的。本文主要介紹植物萃取、植物穩定、植物揮發和根際過濾四大類植物修復技術。
3.1植物提取
也叫植物萃取和積累，是由Chaney最早提出，它是富集植物的根系將重金屬從土壤中吸收并轉運到植物的地上部分存儲起來，把植物的地上部分收獲后集中處理或回收重金屬，即可消除土壤中重金屬污染。次方法是目前研究最多的，也是最有前景的方法?？梢匀斯ぐl現具有很強吸收重金屬能力的超累積植物，或者采用向土壤中添加螯合劑的方法來誘導植物產生超累積的能力。目前已經發現的超積累植物共有700余種，其中積累鉻、鈷、鎳等的量一般大于0.1%，錳、鋅可大于1%。據報道，華南農大對重金屬污染土壤進行了盆栽淋洗試驗，而后種植東南景天，鎘和鋅的植物提取率分別可達土壤鎘的30%～40%和土壤鋅的6.5%～6.9%；此種方法對于植物的要求是植物體內能積累高濃度的重金屬且能正常生長，不要只能積累單一的，要能同時積累多種的重金屬，植物體生長速度快，生物量要大，抗病力要強。
3.2植物固定
通過植物的一些特性將土壤中的重金屬轉化為相對無毒或低毒的物質，降低土壤中重金屬的流動性，降低生物利用性，減少重金屬污染地下水并進入食物鏈的可能性。例如，植物的枝葉分解物、根系分泌物固定金屬離子，腐殖質螯合固定重金屬離子。此種方法沒有將重金屬從污染的土壤中去除，也沒有徹底解決土壤污染問題，如果環境發生變化，重金屬的有效性還會改變。此種方法對于廢棄礦山處理、垃圾填埋場處理、污水廠污泥效果很好。目前常用的植物有一些野生植物和一些產量高的農作物，例如楊樹、油菜、印度芥菜、苧麻等。該方法處理過的土壤可以種植一些低富集性的的農作物品種，來降低重金屬污染食物鏈的風險。
3.3植物揮發
植物揮發指某些重金屬通過植物根系的吸收轉化為可揮發態，從土壤和植物表面揮發到大氣中，從而減少土壤中的重金屬含量。目前研究最多的是非金屬元素硒、砷和類金屬汞。例如，洋麻可以使土壤的47%的三價硒轉化為甲基硒并從植物體揮發出去；煙草可以把毒性大的二價汞轉化為氣態的汞，揮發出去；海藻能吸收砷，把砷轉化為（CH3）2ASO2后揮發出體外。該方法受植物根系范圍等限制，處理能力不是很強。
3.4根際過濾
根際過濾是指，植物利用龐大的根系和巨大的根系表面積過濾、吸收污水中的重金屬污染物并保存在植物根部。該技術主要適用于水生作物，用于旱生植物的有各種耐鹽的野草如牙買加克拉莎草，向日葵、印度芥菜以及一些水生植物如寬葉香蒲等。
4植物修復技術的優點和缺點
4.1優點
1）修復成本低。無需專門的設備和專業技術人員，易于實施。在美國有實踐數據表明，每年植物修復技術的種植費用及管理費用為200~10000＄／hm2，也就是每年僅為0.02~1.00$/m2，費用要比傳統的處理方法低幾個數量級。2）是原位處理技術，保持土壤結構的同時還會提高肥力、增加有機質含量。有利于固定土壤，防止水土流失。3）對于收獲的植物，進行集中處理，既避免二次污染，又可以從植物體中回收貴重金屬，獲得經濟效益。
4.2缺點
1）目前發現的超積累植物大部分根系短小，生長慢，只能吸收土壤表層20cm內的重金屬。2）超積累植物一般只能富集某種單一的重金屬，不適于多種重金屬復合污染的區域。3）植物生長過程中會受到溫度、濕度、土壤等各種環境條件的限制，引種時應該選擇適合本地氣候特點的植物品種。
第7篇：常用的土壤修復技術范文
關鍵詞：地下水污染；抽取-處理技術；滲透性反應墻技術；土壤氣相抽提技術；空氣注入修復技術；
: the part of the urban and the rural areas in our country, the groundwater is often the only source of water supply, occupying the important status in life process. In recent decades, with the development of the industry and social economy, more and more high to the requirement of groundwater resources, and the water quality of groundwater is suffered serious damage. In this paper, the ground water pollution in our country present situation and the main control technology to do the review.
Key words: groundwater pollution; Extraction - processing technology; The technique of building diaphragm wall by osmotic reaction; Soil vapor phase extraction technology; Air injection technology to repair;
中圖分類號：TU991.11+2文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
1 引言
地下水資源是農業、工業供水的重要水源。全世界超過15億的人口主要依靠地下水作為飲用水，我國水資源總量的1/3和全國總供水量的近20%來自地下水【1】。但隨著人口的增長和社會經濟的快速發展，對水資源的需求量也大幅度增長。近30年來，我國地下水的開采量以每年25億立方米的速度遞增，全國有400個城市開采地下水，40%的耕地部分或全部依靠地下水進行灌溉，地下水的供給量已經占到了全國總供水量的20%【2】。
近幾十年的經濟快速發展和人口劇增,使全球地下水遭受不同程度的污染【3】。根據中國地質環境檢測院公布的信息，目前，我國地下水污染擴展趨勢呈現由點到面、由淺到深、由城市到農村，污染程度也日益嚴重。全國195個城市地下水污染監測結果表明，97%的城市地下水受到不同程度污染，40%的城市地下水污染趨勢加重；北方17個省會城市中16個污染趨勢加重，南方14個省會城市中3個污染趨勢加重【4】。
據估計，目前至少有50個國家約2000萬公頃的耕地使用未處理或部分處理的污水進行灌溉【5】,其中我國污水灌溉面積為361.84 萬km2(以1995年計)，占我國總灌溉面積的7.33%【6】。
由于地下水不接觸陽光和空氣，其自凈能力比地面水弱得多，而且污染物被捕集在地下，揮發性化合物無法蒸發，也可能附在蓄水層的凹處和裂縫中或吸附于巖石表面，使其去除更加困難【7】。因此，通過分析地下水的污染現狀及污染途徑，加強對地下水的污染治理，成為社會發展的迫切需要。
2 地下水污染類型及污染來源
2.1地下水污染的類型
地下水污染的種類按理化性質可分為：物理污染物、化學污染物、生物污染物、綜合污染物；按形態可分為：離子態污染物、分子態污染物、簡單有機污染物、復雜有機污染物、顆粒狀污染物；按污染物對地下水的影響特征可分為：感官污染物、衛生污染物、毒理學污染物、綜合污染物【8】。
2.2地下水污染的來源
按引起地下水污染的自然屬性可劃分為：天然污染源和人為污染源。人為污染源又根據產生各種污染的部門和活動劃分為：工業污染源、農業污染源、生活污染源、礦業污染源。從我國地下水現狀污染情況看，地下水污染主要來自人類活動的影響。
按污染的幾何形狀特征可劃分為：點污染源、線污染源，面污染源，按污染物的運動特性劃分為：固定源、移動源。
2.2.1工業污染源
工業污染源主要指未經處理的工業“三廢”，即廢氣、廢水和廢渣。工業廢氣如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物質會對大氣產生嚴重的一次污染，而這些污染物又會隨降雨落到地面，隨地表徑流下滲對地下水造成二次污染；未經處理的工業廢水如電鍍工業廢水、工業酸洗污水、冶煉工業廢水、石油化工有機廢水等有毒有害廢水直接流入或滲入地下水中，造成地下水污染；工業廢渣如高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、硫鐵渣、電石渣、赤泥、洗煤泥、硅鐵渣、選礦場尾礦及污水處理廠的淤泥等，由于露天堆放或地下填埋隔水處理不合格，經風吹、雨水淋濾，其中的有毒有害物質隨降水直接滲入地下水，或隨地表徑流往下游遷移過程下滲至地下水中，形成地下水污染。
2.2.2 農業污染源
農業污染源主要來源于土壤中的剩余農藥、化肥和廢污水灌溉等。一些常效農藥如DDT、六六六等，由于它們在自然界比較穩定，在一定的時間內，會殘留在土壤、水域及生物體內，并隨著食物鏈逐步在人體內，引起一些不良后果【9】。常用的化肥有氮肥、磷肥、鉀肥等，土壤中這些剩余的肥料將隨下滲水一起淋濾滲入地下水中，引起地下水污染。污水灌溉雖然在一定程度上可以使土壤的含氮量增加，土壤肥力大大增加，但另一方面，因污水含有各種有毒有害物質，長期使用污水灌溉，可能引起對農作物、土壤及地下水的污染，甚至造成農作物的減產。
2.2.3 生活污染源
隨著我國城鎮化步伐的加快，生活垃圾與生活污水量激增，由于無害化處理率低，造成對陸地生態環境和水生態環境的嚴重污染。我國每年累計產生垃圾達720億噸，占地約5.4億平方米，并以每年占地約3000萬平方米的速度發展。全國已有200多個城市陷入垃圾重圍之中【10】。由于填埋技術的落后和選址不當，這些廢物在生物降解和雨水淋濾的作用下，產生CL-、SO42-、NH4+、生化需氧量，總有機碳和懸浮固體含量高的淋濾液，并產生CO2 和CH4，這些垃圾的隨意堆放，最終以污水形式補給并污染地下水，特別我國地下水埋深較淺的廣大地區【11】。
2.2.4 采礦活動污染
由于采礦活動破壞了原有地質結構，使氧化環境加強，經過一系列反應，使水呈酸性會形成PH值低于6的酸性礦井水，酸性礦井水會下滲污染下伏含水系統，或者經排水污染地表水水源。同時由于礦坑排水降低了地下水，使原來處于飽和帶的礦體巖轉化為包氣帶，有些難溶礦物可轉變為易溶礦物，經過風化、雨水滲入淋濾，或由于暫時停止抽水，水位回升時的溶解，是礦區地下水中增加某些成分，造成地下水水質惡化。此外礦區大量積存露天堆放的含硫化物等有害成分的煤矸石和廢渣，經同化、淋溶、水蝕作用，形成酸性水流流入河道，滲入地下，使河川徑流和淺層地下水遭受污染【12】。
2.2.5 自然污染
有些地區，由于特殊的自然環境與地質環境，地下水天然背景不良，有毒有害成分超標。我國部分地區分布有高砷水、高氟水、低碘水等。全國約有1億多人在飲用不符合標準的地下水，使這些地區長期以來一直遭受砷中毒(皮膚癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病困擾。
2.2.6 地下水超采引起的污染
地下水超量開采引起地下水位持續下降，形成大面積的降落漏斗，改變了動力條件，引起水質不佳的淺層水越流補給深層水；同時含水層漏斗部分的氧化還原條件增強，促使土體中有機物分解，使二氧化碳分壓增大，加之生活污染物進入土體，污染物中有機物質的分解也使二氧化碳分壓增大的復合作用，促進土體中難溶的方解石、白云石的溶解，鈣、鎂離子轉入地下水中，這是漏斗區總硬度升高的重要原因。
3地下水污染的控制修復技術
鑒于地下水有機污染的嚴重性，在過去的幾十年中，國內外學者研究設計了許多修復地下水污染物的方法。一個污染現場的修復必須要解決兩個主要問題：可溶性羽流性污染及污染源區。
通常所說的“污染控制”是指采用各種防護策略和工程措施控制污染源，使其進入地下水系統的污染物減少到最低限度；或者是把已污染的地下水控制在一定范圍內防止其擴散到未污染區【13】。選擇修復技術時必須綜合考慮污染物的種類，站點的水文地質條件，源區的特征以及表層污染物的位置等方面的因素。
通常用于處理地下水污染問題的修復方案有：1、源區的徹底清除(即挖掘清除)2、源區或羽流的遏制（如設屏障、液壓控制）3、質量縮約法（生物修復法、土壤蒸汽萃取法、自然衰減法）。決定任一修復系統最終成敗的關鍵就是看它直接的處理能力。
3.1污染源控制方案
因為常規的泵吸系統有它的局限性，人們越來越對主要用來孤立源區域限制羽流遷移的物理控制方法感興趣。保護殼的設計原理是用物理方法遏制或水利控制的方法來控制地下水表層污染物的蔓延。保護殼通常局限于池塘、儲水池或垃圾填埋場泄漏的源區域，或者用于與一個已經污染的地下水源緊密連接的源區。水壓或水力控制法常用在通過一系列圍繞在源區的井來進行注射或泵吸的地下水區域或有急速羽流存在的區域。物理控制方法的目的是為了從當時環境中把已經受污染的土壤和地下水分離出來并最大限度的減少污染向下遷移。
3.1.1挖掘去除法
通常挖一條凹渠來去除受污染土壤，或者安裝抽水井來控制羽流，并把挖掘出的污泥運到安全地點進行處理，如垃圾填埋場或地表人工湖。一般來說在大多數領域已不再允許這樣的做法。挖掘和移走污染土壤和地下水的方法具有局限性，當污染物延伸到地表深處，或污染發生在大型建筑或設備下部以及存在非水相流體，不可能整體移走污染物。
3.1.2堤壩攔截地下水涌流法
這種方法是通過修建攔截地下水涌流的物理屏障來容納受污染的地下水或瀝出液，同時可以阻止未受污染的地下水進入污染的區域，主要有：泥墻、帷帳式灌漿、打板樁、緊密襯層或土工膜。泥墻屏障施工時必須挖掘出一條圍繞在污染區域的狹窄渠道，且受地層條件限制較大。帷帳式灌漿屏障施工時注入漿液的速率必須控制好，且只有當土壤中砂粒尺寸過大時化學或微粒灌漿才是最為有效的。打板樁屏障施工時應注意施工時使用的材料，避免使用粗糙致密的原料。襯層法施工時應根據土壤和污染物的性質來選取襯層，并根據條件考慮是否需要與地表水控制和保護殼結合使用。
3.1.3地表水控制
地表水控制主要是通過控制地表水滲透效果來改變污染區域的污染物垂直遷移路徑，通常可以和其他地表保護殼方法來結合使用。
3.2 水力控制和泵吸處理系統
地下水污染的水力控制主要是通過降低地下水位和地表電位，以阻止污染向站點外排放，通過去除污染物來減少遷移的速率，或者用泵吸和注射井聯合的方法將羽流限制到一個低電位。這種方法要求對總井點和水泵的維護比較高，并且要求必須對泵吸到地面的污染水都進行生物處理或物理處理。最后根據污染場地的實際情況，對處理過的地下水進行排放，可以排入地表徑流、回灌到地下或用于當地供水等。
這種技術適用范圍廣，對于污染范圍大、污染暈埋藏深的污染場地也適用。但其自身也存在一些局限性：①當非水相溶液出現時，由于毛細張力而滯留的非水相溶液幾乎不太可能通過泵抽的辦法清除；②該技術開挖處理工程費用昂貴，而且涉及地下水的抽提或回灌，對修復區干擾大；③如果不封閉污染源，當停止抽水時，拖尾和反彈現象嚴重；④需要持續的能量供給，以確保地下水的抽出和水處理系統的運行，同時還要求對系統進行定期的維護與監測。
3.3生物降解
又稱生物修復法，生物修復法是采用諸如提高通氣效率、補充營養(對石油污染而言，主要是補充N、P)，投加優良菌種、改善環境條件等辦法來提高微生物的代謝作用和降解活性水平，以促進對污染物的降解速度，從而達到治理污染環境的目的。
生物類群可把生物修復分為微生物修復、植物修復、動物修復和生態修復，而微生物修復是通常所稱的狹義上的生物修復。
根據污染物所處的治理位置不同，生物修復可分為2類：原位生物修復(in-situ bioremediation)指在污染的原地點采用一定的工程措施進行；異位生物修復(ex-situ bioremediation)指移動污染物到反應器內或鄰近地點采用工程措施進行。異位生物修復中的反應器類型大都采用傳統意義上“生物處理”的反應器形式。
3.4土壤蒸汽萃取法
不飽和區域在決定地表下污染物傳輸和修復的動力學方面起著重要的作用，土壤蒸汽萃取目標在于從不飽和區域中去除不穩定污染物，并使污染物從水蒸汽、NAPL和水流相態中去除。這種方法的優點在于對受污土壤造成盡可能小的擾動，能用標準設備來構造，具有成本效益。它運行能否成功取決于污染物從非水相和水相到氣相的轉換速率。需要考慮的變量有：（1）污染物的特征；（2）站點的性質。
4小結與展望
地下水是水資源的重要組成部分，在經濟發展和社會進步中發揮著重要的作用。受人類生產、生活的影響，地下水污染問題日益突出，嚴重威脅著人類的生存與發展。為保障人類的健康和經濟社會的可持續發展，必須對地下水污染的治理及預防措施展開深入的研究。對于已經污染的地下水，要查明污染源，切斷污染途徑，努力開發研究有效的污染治理技術。對于沒有污染的區域，要未雨綢繆，防范于未然，積極采取預防措施，避免污染的發生。要全面貫徹“預防為主，防治結合”的方針，確保地下水環境的潔凈與安全。
參考文獻
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第8篇：常用的土壤修復技術范文
關鍵字：埋地燃氣管道；防腐層；完整性檢測；修復
1 引言
在我國的某些技術規程中有強制性條文規定：“防腐層回填后必須對防腐層完整性進行檢測”。防腐層的檢測一般都是在回填后進行操作的，采用合適的設備對防腐層進行綜合性的檢測，從而確定防腐層損壞的位置，并對其損壞的程度進行科學的分類統計[1][2]。根據防腐層的情況進行科學有效的修復工作，以確保防腐層的完整性。
2 檢測的主要方法
常見的埋地燃氣管道的防腐層檢測方法主要有兩種，即電壓法和電流法[3]。
電壓法的基本原理：因為燃氣管道是金屬制作具有導電性，在管道上施加一個電流，防腐層損壞的部位就會泄露電流，在周圍的土壤中存在電位。因此，在土壤和防腐層損壞的地方就行成了電位差，上面的土壤就會接受到較強的輻射信號。檢測人員利用儀器可以檢測到到這種強信號，準確地判斷防腐層損壞的位置。這種電壓法還包括多種方法，例如直流電壓梯度法、電位差法、密間隔管電位法等。
電流法的基本原理：在管道上施加一種頻率的電流信號，管道的傳輸電流的過程中會在管道的周圍形成一定強度的磁場。在管道完整性較好的位置磁場強度較穩定，并且電流的流損失較少；另一方面，在管道防腐層有損壞的地方，就會出現電流流失，從而導致磁場強度大幅度下降。檢測人員在地面利用儀器可以檢測到磁場的強度，發現有大幅度變化的地方就可以判斷出現了防腐層損壞。根據檢測的數據還可以得到管道的深度及其它數據。電流法也包括多種方法，例如，C掃描、管中電流法等。
3 工程實踐
3.1 案例一
北京的某個天然氣工程，設計的管道壓力是4.0MPa，關管內直徑是DN1000。它的防腐層所用的材料是聚乙烯，采用三層防腐和陽極聯合保護結構。防腐層完整性檢測的方法是，在回填之后利用電流法和變頻-選頻法。
3.1.1 檢測的過程
在進行檢測前，應該查看管道施工設計圖和管道防腐層的設計圖，了解相鄰管線以及地下構筑等。還要現場勘查，定位管道，確定檢測使用的方法以及儀器[4]。
大部分的工程檢測都是在整個管道施工完成后進行的。結合本工程的特點及工程期的要求，在回填管道一段時間后就進行檢測，這樣做可以及時發現問題并解決。具體操作是：在工作人員拉警示帶之前，管道回填到管頂0.5米的時候，開始進行防腐層完整性的檢測工作。
檢測結束后，將檢測的數據整理好，經分析后做成報告。如果發現問題，要立刻解決。如果未發現問題，繼續進行回填工作。
3.1.2 優點
本工程的檢測方法是逐段的進行回填并且檢測。這種方法和一次性的回填后檢測相比可以及時發現問題并且修復，可以減少大量的土方。如果出現防腐層損壞，不但減少了大量的工程花銷，還不耽誤管道的施工進度。
3.1.3 缺點
這種檢測方法也是有局限性。當管道的長度較長時，這種方法就會增加檢測的次數，從而也增加了檢測所需要的費用。
先回填的管道一般都是直線的，操作簡單，不易出現問題。而彎管道的地方不易檢測而且出現問題的可能性較高。所以管道位置會影響檢測的難度可能造成檢測錯誤情況的發生。
3.2 案例二
北京一運行30年之久的某管線，設計壓力是0.4MPa，管道直徑是DN400。防腐層材料是石油瀝青，大部分鋪設在瀝青路面下面，沒有陰極保護措施。這項工程采用的完整性檢測方法是C掃面技術。
3.2.1 檢測的過程
在檢測前，要對管線的資料進行了解，掌握管線施工及竣工的設計，相鄰關管線和地下構筑。檢測人員要根據實際情況來制定檢測計劃和檢測方法以及儀器。
對現場的管線周圍的情況進行測量，包括土壤電阻率、含水量、管線周圍微生物的侵蝕程度以及土壤酸堿度等。根據檢測結果判斷該土壤是強腐蝕地域。利用C掃描技術可以檢測管線的受腐蝕情況。根據以上測量的數據，分析結果得出報告。
3.2.2 檢測結果
根據測量數據得到的結果，經過開挖驗證后，部分管道已經受到輕微的侵蝕，結果如下：
（1）防腐層的損壞處較多，其完整性較差，以及防腐層絕緣電阻率極差。要盡快對以上缺陷進行修復。根據結果證明，類似本工程的管道采用外防腐層和陰極聯合的方法起到的保護作用較佳。
（2）由于年限較久，部分防腐層已經出現老化的現象。加上周圍土壤腐蝕性較強會加速其腐蝕的速度，最終會形成局部防腐層缺陷，存在安全隱患，要盡快進行有效的修復。
根據以上的兩項工程案例，埋地燃氣管道使用外防腐層和陰極保護措施聯合的技術，可以起到較好的防腐效果。
4 注意問題
在埋地燃氣管道的防腐層檢測中，存在一定的局限性影響檢測結果。
4.1 在特殊地段的檢測
地下交叉管道，由于其情況復雜在進行檢測的時候可能是因為和其他金屬管道碰撞而影響電流，從而影響檢測結果。這種情況下對儀器造成的干擾會直接影響結果。
4.2 檢測報告影響修復
管道的修復工作是依據檢測報告的數據采取相應的措施[5]。如果防腐層的實際狀況與檢測報告中的情況不吻合，而修復工作完全是按照檢測報告中的數據而制定的方案，這樣會嚴重影響管道的修復質量，并且檢測結果直接影響修復計劃的費用。所以，檢測結果的準確性十分重要，工作人員在檢測過程中一定要嚴格、謹慎。
5 結語
隨著科學技術的不斷發展，埋地燃氣管道的防腐層檢測手段也在不斷的更新。無論采用何種技術都要保證用戶的正常用氣，利用科學合理的方案來提高埋地燃氣管道的安全性。
參考文獻：
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[3] 本社. 埋地鋼質管道聚乙烯防腐層[M]. 南京: 鳳凰出版社, 2009: 6.
第9篇：常用的土壤修復技術范文
海島生態修復的模式研究
根據國內外海島修復研究情況可將海島生態修復分為三種模式。
(1)重新設計模式。海島生態系統已經遭到嚴重破壞、退化或完全改變而無法挽回，無法進行生態完整性恢復，因為最初的物種可能已經完全消失或大量消失，無法再恢復到最初的狀態。目前這類海島最典型的是位于南太平洋的復活節島，該島曾經覆蓋茂密的森林，但現在土壤貧瘠，大部分覆蓋的是稀疏的草原。曾經覆蓋原始地方性灌木和樹林的地方，植物已經消失。同樣，所有本土的脊椎動物也已經消失。除此之外有學者研究認為外來生物入侵和其他威脅的組合造成的影響，甚至可能導致島嶼生態系統崩潰?，F在不能確定本土原有的棕櫚樹和無脊椎動物以及其他滅絕物種的數據，但是無論滅絕和入侵的數量如何，這個海島已經不可能恢復，這里存在一個新的生態演替過程。這種類型的海島原生生態已經丟失，原生物種大多已經滅絕，很難也幾乎不能找到合適的原生物種對海島實施恢復，但是可以根據現在海島的具體情況采取措施對海島進行重新的綠化、修復和美化生態工程。這里的重新綠化是用植被更多地考慮到美學和工程應用價值，而不是特別注重恢復生態完整性。
(2)恢復模式。海島生態系統的原始性維持在較高水平，原生物種保持較好，只有很少部分的滅絕，海島生態系統的完整性可以修復到較高的水平。此類海島較典型的包括位于塞舍爾群島的科西涅島，該島的大部分仍然保持原始的曠野，雖然它不是位于遠離城市的荒地或是完全未受污染的海域，但還是比較偏遠，大多數的物種、生態過程和動物行為維持在人類干擾前的狀態。島上可能只有1～3個巨型海龜物種滅絕，但這是無法確定的?，F在為了恢復原來的生態活動，已經引進亞達伯拉的15種巨型海龜等。除此之外還有一些海島也特別適合恢復，并且已經取得了一些顯著的成果，尤其是在新西蘭。該類型海島由于保持較好的生態完整性，幾乎沒有過多的破壞，可以實現以生物為中心的較高水平的修復，但是也無法恢復到最原始的水平，因為可能有些入侵物種長期存在后，融入原來生態系統中使之成為不能缺少的物種，如果進行移除反而會影響生態系統的正常運行。。
(3)自我修復模式。海島雖然受到各種因素的影響，現在表現出輕微破壞狀態，但是沒有超過海島生態系統本身的承受范圍，具有較好的生態完整性，能過通過生態系統的自我更新修復作用可以得到恢復，無須采取措施協助其恢復。目前存在較多此類海島，它較少受到人類活動及自然災害的影響或處于較偏遠的海域，生態狀況處于較良好的狀態，即使有輕微破壞也不會對其生態系統造成影響。
海島生態修復的技術研究
雖然國內外海島生態修復采取各種不同的技術，但目前為止沒有形成一套完整的技術體系，根據國內外專家的研究情況，目前海島生態修復技術主要以生物技術與工程技術為主，也有學者開始注意到工程與生物相結合的景觀修復技術。其中主要包括物種引入與恢復技術、種群動態調控技術、群落演替控制與恢復技術、物種選育與繁殖技術、土壤肥力恢復技術、水土流失控制與恢復技術、水體污染控制技術、節水與保水技術、生態評價與規劃技術、生態系統組裝與集成技術等。在生物技術方面國內外的研究已經達到一定水平，其中物種引入與恢復技術運用較多，除此之外還綜合運用到種群動態調控、群落演替控制與恢復、物種選育與繁殖、土壤肥力恢復等技術。
海島陸域生態系統的修復中最重要的問題是恢復和維持退化海島的水分循環與平衡過程，其中最常用的手段是恢復海島植被。雖然海島單位面積的植物群落種類明顯少于大陸，但海島植被的恢復仍可參考其群落演替過程。我國學者主要研究了廣東的南澳島和廈門的猴嶼等。通過研究南澳島植物群落演替過程，指出該海島的修復主要運用植被恢復、群落演替控制與恢復等技術。對廈門猴嶼進行修復時采用植被恢復技術。此外澳門離島的生態環境破壞非常嚴重，也采用了植被恢復、物種選育與繁殖等技術，使得海島得到很好的修復。
國外對生物技術研究較早，廣泛采取多種技術方法以物種引入與恢復技術為主，如在對夏威夷群島進行修復時，通過引入原生的鄉土物種使得海島生物得到一定的恢復;科西涅島通過引入原始物種生態得到了很好的修復;新西蘭的SantaCatalina島通過引入山羊以控制雜草;用猶大山羊技術控制野生山羊以恢復科西涅島的生態系統;研究引入的野牛對圣卡塔利娜島原生植物恢復的影響，指出要控制恢復過程中的非本土動植物需采取的措施。工程技術方面主要采用水土流失控制與恢復、水體污染控制、節水與保水、生態評價與規劃、生態系統組裝與集成等技術。國內研究相對較少，以廈門猴嶼和澳門離島等為主。廈門猴嶼碼頭北面受破壞嚴重，采取漿砌石擋墻的水土流失控制與恢復技術，防治水土流失。
澳門離島植被生態恢復過程中采取挖掘溝槽蓄水的節水與保水技術措施，以解決季節性缺水對修復進程的影響。國外學者在工程技術研究方面相對較深入，如科拉馬拉島的修復工程，采用黃麻土工布固定岸坡的水土流失控制與恢復技術，以防治表土侵蝕和種子沖刷。
魯濱遜克魯索島通過試驗建立圍欄防止放牧牛對森林的破壞，采取了生態評價與規劃等技術?？莆髂鶏u生態修復不同階段采用了相應的工程技術，主要有生態評價與規劃、生態系統組裝與集成等，如第二階段建立園藝區隔離非原生的家養植物，第三階段對外來建設的工廠實施搬遷等。此外，部分海島還采取了工程與生態相結合的技術以及景觀修復技術，如廈門猴嶼由于處在景觀節點，在研究恢復植被生態系統的同時，采取將綠化恢復與景觀建設相結合的景觀設計技術方式。國外學者還對GIS、遙感等技術在海島生態修復方面的應用進行了研究，如在嚴重侵蝕的科拉馬拉島(孟加拉灣)，利用GIS技術結合衛星遙感圖像分析沖淤過程，并運用生物工程技術相結合采取措施修復海島，提出了具體的修復措施。
海島生態修復研究趨勢
海島生態修復研究雖然已取得一定進展，但目前仍處于基礎性研究階段，尚未總結出適合海島修復的一般性理論，對海島生態修復模式研究不夠深入，修復的技術方法以及實踐應用尚不成熟。海島生態修復研究的趨勢主要體現在以下幾個方面:
(1)海島生態修復研究仍以理論研究為基礎，通過借鑒先進成功的生態修復經驗及理論，總結適合海島生態修復的一般性理論，為海島生態修復研究及實踐提供理論指導。
(2)海島生態修復研究的重點之一在于對海島生態修復模式的深入研究，系統分析海島生態修復模式，以便更精確指導不同地域、不同類型海島的生態修復過程。
(3)研究高效的海島生態修復技術，總結指導生態修復的技術方法用以指導修復物種的選擇及合理搭配等，以生物修復技術為核心結合工程修復、景觀修復等技術，為海島生態修復提供強有力的技術支撐，將是海島生態修復研究的另一個重點。
