土壤重金属修复物理化学生物学与联合修复技术汇总
土壤重金属污染治理与修复方法
土壤重金属污染治理与修复方法1. 引言1.1 土壤重金属污染现状土壤重金属污染是指土壤中重金属元素超过自然界背景值，对环境和人体健康造成危害的现象。
在工业化和城市化进程中，大量的工业废水、废气和固体废物中含有重金属元素，进入土壤后会长期积累，导致土壤重金属污染日益严重。
我国土壤重金属污染主要集中在工业园区、矿区、农田和城市居住区等地。
工业园区和矿区因为生产活动和矿藏开采过程中大量排放废物和废水，土壤中重金属含量普遍超标。
农田中，农药、化肥和畜禽粪便中的重金属也是污染源之一。
而城市居住区由于车辆尾气、工厂排放和垃圾填埋等活动，使得土壤重金属污染问题日益严重。
土壤重金属污染不仅影响作物生长和土壤生态系统，还可能通过食物链传递给人体，危害人体健康。
加强土壤重金属污染防治意识，采取有效措施治理土壤重金属污染显得尤为重要。
1.2 土壤重金属污染的危害土壤重金属污染对环境和人类健康造成了严重的危害。
土壤重金属污染会影响农作物的生长和质量。
重金属在土壤中积累会导致作物吸收过多的重金属，进而影响作物的生长发育和品质。
在受重金属污染的土壤中种植蔬菜和水果，可能会导致这些作物富集大量的重金属，对人体健康造成潜在威胁。
土壤重金属污染还会影响土壤生态系统的稳定性。
重金属对土壤微生物、土壤动物和植物的生长和繁殖都有一定程度的危害，影响土壤的生态平衡。
这将导致土壤贫瘠化、生态系统失衡，进而影响地球生态环境的健康。
土壤重金属污染还会通过食物链传递给人类，对人体健康产生潜在威胁。
长期食用受重金属污染的农产品，会导致人体内重金属超标，引发多种健康问题，如免疫系统紊乱、神经系统疾病等。
土壤重金属污染的危害不可忽视，必须采取有效的治理和修复措施，保护环境和人类健康。
1.3 土壤重金属污染治理的重要性土壤重金属污染是当今环境领域的重要问题之一，这种污染对环境和人类健康都构成了严重威胁。
治理土壤重金属污染具有极其重要的意义。
治理土壤重金属污染可以保护生态环境。
土壤污染修复技术与策略
土壤污染修复技术与策略随着工业化进程和城市化的不断推进，土壤污染问题日益严重。
土壤污染对人类健康和生态环境造成了严重的威胁。
因此，寻找高效可行的土壤污染修复技术和实施相应的策略显得尤为重要。
本文将重点介绍一些常见的土壤污染修复技术和策略。
一、物理修复技术物理修复技术是通过物理手段去除土壤中的污染物，包括热解、蒸馏、过滤等。
其中，热解是通过高温处理使污染物挥发或分解，来达到修复土壤的目的。
蒸馏则是利用污染物的沸点差异进行分离和去除。
过滤技术通过过滤材料对污染物进行吸附和分离，使土壤得到修复。
二、化学修复技术化学修复技术是通过添加化学物质改变土壤环境，使污染物转化为无毒或低毒的物质。
化学还原、化学氧化和配位等技术多用于重金属和有机物的修复。
化学还原通过添加还原剂将有毒的重金属离子还原为无毒的金属或金属离子，从而减少毒性。
化学氧化则是通过添加氧化剂将有机物氧化为无毒物质，如将苯系化合物氧化为二氧化碳和水。
配位技术则是通过添加配位剂与重金属形成稳定的络合物，减少其毒性和溶解性。
三、生物修复技术生物修复技术是利用植物、微生物等生物体去除或转化土壤中的污染物。
植物修复技术是通过植物的吸附、转运和转化作用来修复土壤污染。
植物的根系可以吸附土壤中的污染物，并通过植物的代谢作用将污染物转化为无毒物质。
此外，一些微生物如细菌、真菌等也可以分解或转化土壤中的有机物污染。
四、策略1. 污染源控制：在修复土壤污染之前，首先需要管控好污染源，采取措施减少或停止污染物的排放，以避免污染扩散和进一步恶化土壤情况。
2. 风险评估与监测：对污染土壤进行全面的风险评估和定量分析，明确修复的优先顺序和方式，同时进行持续监测，及时掌握修复效果。
3. 基于风险的修复：根据土壤污染情况和风险评估结果，制定相应的修复方案，平衡修复效果、时间和成本等因素，做到科学、可行、高效的修复。
4. 联合修复技术：根据具体情况，可以采取多种修复技术的联合应用，提高修复效率和降低修复成本。
土壤修复工程程序及修复技术概述
国内现阶段常见修复技术主要包括工程修复技术、物理-化学修复技术、生物修复技术和联合修复技术等。
1、土壤的工程修复技术主要包括排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施。
2、物理-化学修复技术主要包括：热处理技术、土壤固化 - 稳定化技术、淋洗技术、氧化还原技术、电动力学修复技术和土壤性能改良技术等。
3、生物修复技术包括植物修复、微生物修复、生物联合修复等技术。
4、联合修复技术主要包括微生物/动物-植物联合修复技术、化学/物化-生物联合修复技术、物理-化学联合修复技术等。
污染场地修复的工作内容包括污染土壤评估、修复技术选择及方案制定、施工管理及运行、后续监测及修复效果评价四个部分。
1、污染土地评估主要包括污染场地资料采集及调查、现场踏勘、布点及采样、样品检测及分析和风险评估；2、修复技术选择及方案制定3、施工管理及运行主要包括详细修复方案制定、修复工程设计及施工、修复工程运行及维护和污染土壤清理；4、后续监测及修复效果评价土壤修复工程流程及修复方法概述............................1.1 污染场地资料采集及调查 (2)1.2 现场踏勘 (3)1.3 布点及采样 (5)1.4 样品检测及分析 (8)1.5 风险评估 (8)...........................2.1 修复技术选择原则 (11)2.2 修复技术筛选步骤 (11)2.3 国内现阶段常见修复技术 (12)2.3.1 工程修复技术 (12)2.3.2 物理-化学修复技术 (13)2.3.3 生物修复技术 (16)2.3.4 联合修复技术 (18)2.3.5 小结 (19).........................3.1 详细修复方案制定 (19)3.2 修复工程设计及施工 (20)3.3 修复工程运行及维护 (21)3.4 污染土壤清理 (21).........................4.1 监测原则 (22)4.2 监测工作程序 (22)4.3 修复效果评价 (24)污染场地修复的工作按照下图规定的程序进行，内容包括污染土壤评估、修复技术选择及方案制定、施工管理及运行、后 资料采集续监测及修复效果评价四个部份。
重金属污染土壤的植物微生物联合修复
重金属污染土壤的植物微生物联合修复作者：杨晓琼来源：《山西农经》 2017年第5期土壤重金属污染（Heavy metal pollution of thesoil）是指由于人类活动，致使微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，并由其或其化合物造成的污染。
本文主要介绍了微生物———植物联合修复重金属污染土壤的技术。
1 植物修复、微生物修复以及植物———微生物联合修复技术植物修复是指直接利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害的过程。
具有成本低、原位修复不破坏生态环境、符合可持续发展治理污染的模式等优点，引起人们关注。
土壤微生物修复是指利用自然存在的土著微生物或人工驯化的功能微生物，在适宜环境条件下，通过自身代谢降低土壤中有害污染物或将其降解成无害物质的生物修复技术。
因其具有高效、低成本、不产生二次污染等优势，受到人们关注，已成为治理土壤污染修复的重要组成部分。
但是单纯植物修复及单纯微生物修复又有一定限制，如：目前发现的能用于植物修复的具有超富集能力的植物种类少，其生物量较小积累重金属量有限，积累速率有限等；微生物修复中大多数自然存在的微生物的重金属还原能力有限，微生物对生存环境有一定要求，且大多数微生物只能通过将强毒性的重金属元素转化为弱毒性的重金属元素来降低重金属污染程度，并非完全去除土壤中重金属。
而植物———微生物联合修复技术能在很大程度上弥补单纯植物和单纯微生物修复重金属污染的缺憾。
植物———微生物联合修复技术是利用土壤———植物———微生物复合体系，植物修复技术和微生物修复技术联合使用相互促进，共同降低土壤污染物、缓解环境污染的一种新兴生物修复技术。
2 植物———微生物修复技术的研究罗巧玉等介绍了丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhizae,AM）真菌与宿主植物互惠共生体在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展，如能增强植物对Zn、Pb、Cu、As 和Cd 等重金属的胁迫耐受及吸收量。
重金属污染土壤生态修复技术
重金属污染土壤生态修复技术随着工商业的发展和城市化进程的加快，土壤污染问题越来越为人们所关注。
其中，重金属污染是土壤污染的主要类型之一，重金属污染严重影响着土壤生态环境与人类健康。
在这种背景下，生态修复技术成为了浓墨重彩的一笔。
本文将围绕此引发的话题展开，讨论重金属污染的各个方面以及土壤生态修复技术与行业现状、展望。
一、城市化与土壤污染城市化作为现代化进程中的一部分，为经济发展带来了巨大的机遇，但它也给土地资源带来了很大的压力。
随着城市化的不断推进，工业化、城市化等过程的发展，土壤污染情况也越发严重，重金属污染是其中的主要类型。
二、重金属污染的危害重金属污染长期的存在与累积是对人体和自然环境非常不利的。
重金属的进入食物链，不仅危害人体健康，而且还会对生物产生尤其严重的生态风险。
污染土壤导致的固体废物有害气体则随气流扩散，其中的有毒有害物质还将进一步污染大气并致人疾病。
三、重金属污染的生态修复技术生态修复技术涉及的很多方面，其核心理念是通过生物学、化学等手段来还原或修复受到破坏的环境。
重金属污染的生态修复技术，主要包括自然生态修复、物理化学修复和生物修复等。
自然生态修复：自然生态修复主要通过土壤通风、土壤替代和自然演替等手段，让受到污染的土壤自然恢复，不过需要的时间相对较长。
物理化学修复：物理化学修复主要包括重金属的在土壤中的迁移、转化、吸附与解吸、沉积、流失以及其他环境因素等。
其中，补土材料是一个重要的手段，可以通过注入氧气，使污染物向氧化状态转化，消除寄生菌。
生物修复：生物修复主要通过日本禾草、根瘤菌甚至喜马拉雅山泥鳅等长有吸附含量大的地球生物来去除有害物质。
四、土壤生态修复行业现状与前景虽然生态修复技术不断发展，但重金属污染仍然居高不下，让人感到忧心。
然而，中美贸易战的爆发致使当前土壤修复技术市场的不稳定成为了一个重要教训。
根据土壤修复技术发展的阶段分类,我国土壤污染修复领域处于改进岗前期阶段，主要采用物理化学修复技术。
土壤常规原位修复技术简介
土壤常规原位修复技术简介1、物理-化学修复技术物理-化学修复是利用污染物或污染介质的物理化学特性，以破坏（如改变化学性质）、分离或固化污染物为主要方式，具有实施周期短、可用于处理各种污染物等优点。
主要包括：原位加热抽提技术处理技术、原位土壤固化-稳定化技术、原位淋洗技术、原位氧化还原技术、原位电动力学修复技术和土壤性能改良技术等。
①原位加热抽提技术该技术通过抽气井产生真空，使形成一个压力或浓度梯度，并使气相中的挥发性有机物由抽气井抽出，从而使土壤中的挥发性或半挥发性污染物质得到去除。
工程实施时，往往需要在地表面覆盖地形膜，以防止发生短路，并可增加抽气井的作用范围。
该技术主要用于挥发性有机污染物(通常为亨利系数，大于0.01或者蒸汽压大于66.66Pa的有机物)的处理，但要求土壤的质地均一、渗透性好、孔隙率大、湿度小且地下水位较低。
有时，该技术也用于去除土壤中的油类、有机金属、多环芳烃(PAHs)或二噁英等污染物。
另外，由于原位蒸汽抽提技术在实施时向土壤中连续引入空气流，促进了土壤中一些低挥发性有机物的生物好氧降解过程。
根据要求的修复程度、修复土壤的体积、污染物浓度及分布、现场条件(如土壤渗透性、各向异质性等)、工艺设施的工作能力等情况的不同，该技术所需的实施时间为，6~12个月，所需费用约为26~78美元/m3 。
A=空气C=污染E=抽取（引风机）图1原位加热抽提技术示意图②土壤淋洗技术土壤淋洗技术指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头推动清洗液，将其注入被污染土层中，然后再将包含污染物的液体从土层中抽提出，在地面处理后再排放或回灌的一种方法。
由于淋洗液的注入，可改变地下水/土壤与污染物的吸/脱附特性、氧化还原状态、界面张力、酸碱状态及分配、溶解、沉淀状态等，达到增加污染物溶解度，造成污染物与溶液形成乳液（emulsion）或产生化学反应，促使原本吸附在土壤中或以液体型式存在的污染物容易随地下水移动，从而去除污染物。
重金属污染土壤修复原理与技术
加强跨学科合作，推动环保、化学、生物、地质等领域的协同创新，为重金 属污染土壤修复提供更强大的科技支撑。
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在实践应用中，往往采取多种技术相结合的方式，以达到最佳修复效果。例 如，在轻度污染的地区，可采用生物修复法；在重度污染地区，物理法和化学法 结合使用可能更有效。
五、未来展望
随着科学技术的发展，土壤重金属污染修复技术的未来发展将更加多元化和 创新性。首先，新型技术的研发将进一步改善现有方法的效率和环保性，如基因 工程技术在微生物修复中的应用有望提高重金属的去除效率。其次，综合使用多 种技术手段将成
重金属污染土壤修复技术
重金属污染土壤修复技术主要包括物理法、化学法和生物法等。
物理法主要通过改变土壤中重金属的物理性质，如吸附、解吸、溶解等，以 达到修复污染土壤的目的。物理法的优点在于效果稳定、处理速度快，但设备成 本较高，且操作复杂。
化学法主要通过改变土壤中的化学环境，使重金属离子转化为不易被植物吸 收的形态，从而降低土壤污染程度。化学法的优点在于操作简单、适用范围广， 但处理成本较高，且容易产生二次污染。
经过修复处理后，土壤中的重金属含量明显降低，取得了良好的修复效果。
案例二：某市电子废弃物处理厂附近的土壤受到重金属污染，采用生物-化 学联合修复法进行治理。首先，通过植物提取和微生物吸附的方法，将土壤中的 重金属富集到植物和微生物体内；然后，采用化学还原剂将重金属离子还原为低 毒或无毒形态。
同时，为加快修复速度，还采用了添加有机质的方法，提高土壤微生物的活 性。经过一段时间的修复处理后，土壤中的重金属含量明显降低，且修复效果稳 定。
重金属是指密度大于5g/cm3的金属元素，如铜、铅、锌、汞等。这些金属在 工业、农业和日常生活中被广泛使用，但一旦进入土壤，便会对生态环境和人类 健康造成严重危害。因此，重金属污染土壤修复研究具有重要意义。
土壤环境中重金属-有机物复合污染联合修复技术研究进展
土壤环境中重金属-有机物复合污染联合修复技术研究进展摘要：复合污染一般是指在同一环境介质中，两种或两种以上种类不同、性质不同的污染物共同存在且互相作用或反应，从而引发的污染。
重金属-有机物复合污染是一种较为常见的复合污染物组合，在土壤环境中较为普遍存在。
重金属离子与有机物之间的相互作用往往会影响其自身的理化特性、迁移转化规律，甚至影响生物毒性，这使得采用原有的化学、物理、生物、电化学等单一的修复技术都很难达到理想的效果。
目前，各国学者对重金属-有机物复合污染的研究大多集中在环境生态和环境毒理方面，而对重金属-有机物复合污染土壤的联合修复技术研究相对较少。
为更加深入了解土壤环境中重金属-有机物复合污染特点，并为优化其协同处理过程提供理论参考和技术支撑，本文综述了此类复合污染类型和主要来源、交互作用及联合处理技术的研究进展。
关键词：土壤环境；重金属污染；修复技术引言重金属和有机物是土壤环境中常见的两种污染物，它们都具有对生态系统和人类健康产生潜在危害的特点。
重金属如铅、镉、汞等可以在土壤中积累并进入食物链，引发慢性中毒。
而有机物污染则通常来源于农药、工业废水和城市固体废弃物等，对土壤微生物活性和生态功能产生不良影响。
然而，实际情况中，土壤往往同时存在着重金属和有机物的复合污染现象。
复合污染的修复相比单一污染更加复杂，因为它们之间可能存在相互作用和共同的影响机制。
因此，研究重金属-有机物复合污染联合修复技术成为解决土壤环境问题中一个重要且具有挑战性的课题。
1重金属和有机物的交互作用与单一污染体系相比，复合污染体系更加复杂，污染物与污染物之间、污染物与生物体之间都会发生交互作用，从而产生复合污染效应。
土壤中重金属与有机物的交互作用主要包括以下三类：(1)吸附行为的交互作用。
一般是土壤环境中的重金属与有机物之间存在着对土壤吸附点位的竞争，主要发生在腐殖质部分；(2)化学过程的交互作用。
包括吸附-解吸、络合解离、氧化-还原和酸碱中和反应等，重金属、有机物共存生成的络合物或重金属有机化会改变两者的物化行为，从而影响其水溶性、生物有效性和毒性等；(3)微生物过程的交互作用。
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需要时间较短，1个月到1年
较高
（1）针对挥发性和半挥发性有机化合物比较有效，适用于含氯有机物的处理。适应的污染物浓度水平也比较宽泛（2）热解吸可采用原地修复，节约污染土壤运输费用
需要较准确的控制反应器的温度和土壤的停留时间
挥发性重金属、有机物
化学技术
1
化
学
淋
洗
法
用水或表面活性剂、螯合剂的水溶液来淋洗土壤，将土壤中得污染物淋洗至溶液中。淋洗土壤的溶液需要收集起来进行无害化处理，处理后的水可以回用于淋洗。
技术成熟/国内未见应用
需要时间较短，1星期到10个月
高
适用于小面积的污染重度高的，及其重度复合污染
成本高，技术难度大，同时治理过程中产生的汞、砷蒸汽需妥善处理，土壤结构被严重破坏
放射性元素
7
热
解
吸
将土壤输入旋转的容器中，并保持容器中的真空以及低氧条件，通过火焰、蒸汽、热油等方式将容器加热，使得容器内的土壤保持某一温度，并且持续一定的时间。在此过程中，土壤中的污染物和水分成为气体或呈细粒状进入气相。挥发性气体进入燃烧室焚烧摧毁其中的有机物质。尾气经无害化处理后排放。
技术成熟/国内应用未见报道
需要时间较短，如1-12个月/时间不确定
中等
对于大粒径、低有机碳的土壤例如沙砾、砂、细沙等土质，土壤中的污染物质比较容易淋洗处理
对粘土和粉土中的污染物比较难于清洗出来，后续的泥水分离困难
重金属
2
生物化学还原修复法
通过在土壤中加入还原药剂，在厌氧环境下为土著厌氧微生物创造还原反应条件脱氯，然后在好氧环境下好氧微生物降解脱氯后后的有机物；厌氧-好氧反复循环，最终完全脱氯与彻底降解有机污染物。
技术成熟/国内未见应用
需要时间较短，1星期到11个月
较高
适用于低透行，粘度较大土壤，可控制污染物的迁移方向，二次污染少
对于渗透性高，传导性低的沙质土壤效果不明显
重金属
6
玻璃化技术
重金属污染土壤中插入电极，通入高压电流，利用其产生的高温使得土壤熔解，形成玻璃状物质，限制重金属的移动性，使其固定在土壤中。
技术成熟/国内有相关药剂
根据场地可利用面积，半年到1年
较低
（1）可广泛应用于含氯有机物的处理；（2）处理过程环境风险低；（3）可以在原地异位处置
（1）所需时间较焚烧、热解吸等热处理方法长；（2）高浓度污染土壤需要的处理工期较多
有机物
3
原位化学氧化
通过在地层中建立扩散井，将化学氧化剂注入土壤中，目标是将污染物质氧化成二氧化碳和水，或转化为低毒、稳定的化合物。常用氧化剂有含催化剂的过氧化氢类物质、高锰酸钾、臭氧、过硫酸钠等。要对污染区域进行封闭或对人类活动有限制。要定时对场地进行监测。
NO.
技术
名称
技术简介
应用参考因素
Байду номын сангаас应用的适应性
应用的局限性
目标污染物
成熟性
时间条件
资金水平
物理技术
1
自然衰减
依靠土壤中的原生态微生物、地表植物或土壤中的动物降解污染物；另外，污染物还会通过自然衰减、分解、挥发和光解等途径降低浓度。
技术成熟/国内偶有应用
需要很长时间/时间不确定
很低
如果场地污染程度低，几乎无限期的在长时间内不开发利用，资金短缺、又没用其他修复途径，可以考虑该技术路线。
技术成熟/国内有应用
需要时间长/时间不确定
中等
（1）处理过程中不用引入新的化学物质，对于不含氯的挥发和半挥发性有机物处理效果较好
本项目中的含氯的挥发和半挥发性有机物、持久性有机化合物的降解效果较差，需要时间长、场地大。
有机物
2
生物修复
利用微生物、植物和动物将土壤、地下水中的危险污染物降解、吸收或富集。按处置地点分为原位和异位生物修复。
重金属、有机物
3
固化稳定化法
通过物理或化学的方法固定土壤中的污染物，防止其在环境中进一步迁移、扩散。要对污染区域进行封闭或对人类活动限制。要定时对场地进行监测。
技术成熟/国内有应用
需要时间较短/3到9个月
中等
对于重金属、难挥发物质及放射性污染土壤比较合适。
固化材料老化、失效、水浸泡、冰冻/融化都会影响固化效果，一般不用于含氯有机物和农药污染物的处理。处理后会增大污染土壤的体积，场地存在潜在风险。
技术成熟/国内可能有应用
需要时间较短，1星期到10个月
中等
对于特高浓度、难生物降解的有机污染物比较有效和经济。
（1）氧化剂的氧化能力强，但使用不当会带来安全隐患；（2）渗透率低的土壤如粉粘土，不宜采用，氧化溶液因无法渗透与接触污染物，难以达到目的
有机物
生物技术
1
土壤生物反应器
将受污染土壤放置到带有防渗漏、有沥滤液收集、通风、有覆盖和有分格的地上反应池中，或地下填埋场中。通过控制加入的微生物种类、温度、湿度、pH、含氧量等条件，强化污染物生物降解的过程。通常有厌氧过程、好氧或混合过程
重金属
4
水泥窑焚烧法
和水泥生料一起进入回转窑，控制污染土壤的配比
较成熟/已有改造水泥窑生产线
受水泥品质限制/3到9个月
高
适用于不易挥发的重金属污染土壤的固化，同时在高温下可以将含氯有机物分解
水泥窑距离场地较远，运输费用较高
重金属、有机物
5
原位电动修复技术
在水分饱和的土壤中插入直流电极，利用其电场使得重金属离子向固定电极移动汇集，系统处理后集中收集
技术成熟/国内偶有应用
需要时间较长，5-10年甚至更长
较低
适用于烃类及其衍生物，如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等
不适合处理持久性有机污染物
有机物
场地规划为商业住房用地，随时存在开发可能，且该方法耗时太长
重金属、有机物
2
填埋法
通过将污染场地土壤进行挖掘，然后再直接填埋处理，从而达到治理场地污染目的的一种传统技术方法
技术成熟/应用较多
2到12个月
中等
（1）主要用于处理污染物浓度较低的土壤（2）原场地污染治理彻底。
原场址需要一定量的清洁土壤填充挖空区，填埋场地存在一定的潜在风险