土壤修复技术分述——原位及异位修复
污染沉积物原位和异位修复方法概述
污染沉积物原位和异位修复方法概述引言随着工业化和城市化的迅猛发展，环境污染问题日益凸显，其中污染沉积物的治理成为当前亟待解决的重要环境挑战之一。
污染沉积物包括水体、土壤和底泥中富集的各类污染物质，其修复涉及原位和异位两大主要方法。
本文将对这两种方法进行概述，旨在为环境科研人员、决策者和从业者提供参考。
一、污染沉积物的成因和影响污染沉积物主要来源于工业排放、城市污水、农业活动等，其中富集的有机物、重金属、化学物质等对生态系统和人类健康构成潜在威胁。
这些污染物在沉积物中长期富集，形成“污染库”，难以自然降解，对水生生态系统和土壤质量造成长期危害。
二、原位修复方法原位修复方法是指在污染沉积物原位（即未移动）进行治理的一类技术手段。
常见的原位修复方法包括生物修复、化学修复和物理修复。
生物修复生物修复是通过引入或激活具有降解污染物能力的微生物来实现沉积物的修复。
生物修复技术包括微生物降解、植物修复等。
微生物降解利用微生物代谢作用将有机物降解为无害产物，而植物修复则通过植物的吸收、蓄积、转移等过程来修复土壤和水体。
化学修复化学修复主要利用化学物质改变沉积物中有害物质的化学性质，使其转变为稳定或难溶的形态。
固化剂的添加可以固化重金属，降低其溶解性，从而减缓污染物的扩散。
物理修复物理修复通过物理手段改变沉积物的结构或性质，以减轻或消除污染。
常见的物理修复手段包括超声波、电动修复等。
超声波可以改变污染物的分布，促使其向水体中释放，电动修复则通过电场促使污染物向阳极或阴极迁移，从而实现修复效果。
三、异位修复方法异位修复是指将污染沉积物从原位搬迁到其他地点进行治理的方法。
这种方法常用于污染物太过复杂或难以在原位进行修复的情况，需要在其他地方进行处理。
挖掘和填埋挖掘和填埋是异位修复的一种常见方法，通过将污染沉积物挖掘出来，然后运输到指定的场地进行填埋。
这种方法适用于有机物和重金属等对环境危害较大的污染物。
热解和气相萃取热解和气相萃取是通过高温处理沉积物，使污染物挥发或转化为气态，然后通过气相萃取的方式进行处理。
污染沉积物原位和异位修复方法概述
污染沉积物原位和异位修复方法概述沉积物是指在水体、土壤等自然介质中沉淀、富集、固定和保存的各种物质。
其中，由于人类活动带来的污染物对沉积物的污染现象十分普遍，如重金属、有机物、农药、工业废物等，对环境和生物造成了巨大的影响。
本文将介绍污染沉积物的原位和异位修复方法。
1. 原位修复方法原位修复方法是将修复措施直接在污染现场进行，不改变沉积物的位置及特性。
原位修复方法的主要目标是降低沉积物中污染物的浓度，为生态环境恢复提供净化基础条件。
原位修复方法包括生物修复、化学修复和物理修复三种。
1.1 生物修复生物修复是利用微生物等生物体对污染物进行降解和转化的技术，其优点是具有安全、经济、环境友好和没有副作用等特点。
生物修复技术包括微生物降解技术、植物吸收技术、土壤生物修复技术等几种。
1.1.1 微生物降解技术微生物降解技术是利用微生物的代谢作用，将污染物分解为无毒物质的技术。
常用的微生物降解技术有泥炭土填充法、生物堆肥法、微生物培养法等。
植物吸收技术是通过植物的吸收和积累作用，将污染物从土壤和水中去除的技术，常用的植物吸收技术有污染悬浮物累积植物技术、人工湿地技术等。
土壤生物修复技术依靠土壤微生物、植物、昆虫等生物的共同作用，将有机污染物分解为无毒化合物的修复技术。
常用的土壤生物修复技术有面源污染修复技术、南京加速氧化沟技术等。
化学修复是指通过添加一些化学物质对污染物进行氧化还原、化学反应等扩散作用，来还原和去除污染物的技术。
化学修复技术包括还原法、氧化法、络合物去除法等几种。
1.2.1 还原法还原法是指通过还原剂加速还原污染物为无毒或减少毒性的技术。
常用的还原法有铁还原法、硫代硫酸盐还原法等。
氧化法是指通过氧化剂加速氧化或者分解有毒化合物为无毒物质的技术。
常用的氧化法有电化学氧化法、促进过氧化物降解法等。
1.2.3络合物去除法络合物去除法是指通过添加一定络合剂以提高污染物的可溶解性，使其被分解为无毒物质的技术。
污染沉积物原位和异位修复方法概述
污染沉积物原位和异位修复方法概述污染沉积物是指水体、土壤和底泥中富集的有害化学物质或重金属等污染物。
这些污染物对环境和生物体造成了严重的危害，因此有必要对污染沉积物进行修复。
污染沉积物的修复方法可以分为原位修复和异位修复。
原位修复是指在沉积物原地进行修复的方法。
原位修复方法有机械搅拌、生物修复和化学修复等。
机械搅拌是一种常用的原位修复方法，它通过搅拌沉积物来增加氧气传递、提高水分通透性和混合营养物质等，促进污染物的分解和降解。
机械搅拌可以使用不同的设备，如搅拌器、振动器和水射流等。
生物修复是利用生物体来降解和转化污染物的修复方法。
常见的生物修复方法包括植物修复和微生物修复。
植物修复利用植物的根系吸收和吸附污染物，通过植物的生理代谢过程将污染物转化为无害物质。
微生物修复利用微生物的降解能力来降解沉积物中的污染物。
微生物可以通过自然降解、刺激和人工加入等方式进行修复。
化学修复是利用化学物质改变沉积物中污染物的性质和形态，从而减少其毒性和迁移性的修复方法。
常见的化学修复方法包括添加还原剂、氧化剂和吸附剂等。
还原剂可以将重金属氧化态转化为还原态，从而减少其毒性。
氧化剂则可以将有机物氧化为无害的水和二氧化碳。
吸附剂可以吸附和固定住污染物，阻止其向周围环境的迁移。
剥离是将沉积物从原地挖掘出来，然后转移到其他地点进行处理的方法。
剥离可以使用不同的设备，如挖掘机和运输车等。
堆肥是将污染沉积物和其他有机废物混合在一起，通过微生物的降解作用，将污染物转化为有机肥料的修复方法。
污染沉积物的修复方法可以分为原位修复和异位修复。
原位修复方法包括机械搅拌、生物修复和化学修复等，而异位修复方法包括剥离和堆肥等。
选择适合的修复方法需要考虑修复效果、成本和可行性等因素。
土壤修复技术包括哪些主要类型
土壤修复技术包括哪些主要类型污染土壤修复技术的研究起步于20世纪70年代后期。
在过去的30年期间，欧、美、日、澳等国家纷纷制定了土壤修复计划，巨额投资研究了土壤修复技术与设备，积累了丰富的现场修复技术与工程应用经验，成立了许多土壤修复公司和网络组织，使土壤修复技术得到了快速的发展。
中国的污染土壤修复技术研究起步较晚，在“十五”期间才得到重视，列入了高技术研究规划发展计划[1]，其研发水平和应用经验都与美、英、德、荷等发达国家存在相当大的差距。
近年来，顺应土壤环境保护的现实需求和土壤环境科学技术的发展需求，科学技术部、国家自然科学基金委、中国科学院、环境保护部等部门有计划地部署了一些土壤修复研究项目和专题，有力地促进和带动了全国范围的土壤污染控制与修复科学技术的研究与发展工作。
期间，以土壤修复为主题的国内一系列学术性活动也为中国污染土壤修复技术的研究和发展起到了很好的引领性和推动性作用。
土壤修复理论与技术已成为土壤科学、环境科学以及地表过程研究的新内容。
土壤修复学已经成为一门新兴的环境科学分支学科，修复土壤学也将发展成为一门新兴的土壤科学分支学科。
原位固化稳定化土壤修复技术原位修复技术又可分为原位处理技术和原位控制技术，常用的原位处理技术包括物理、化学和生物方法等。
异位修复技术可分为挖掘和异位处理处置技术。
原位微生物修复技术：不需要将土壤挖走，直接向污染土壤中投加氮、磷等营养物质和供氧，这种方法不仅操作简单成本低，而且不破坏植物生长所需要的土壤环境，污染物氧化安全、无二次污染，处理效果好，是一种高效、经济和生态可承受的清洁技术。
异位微生物修复技术：在土壤污染严重的情况下，把污染土壤挖出进行集中生物降解，通过向土壤中投入一些填充剂，如木片、树皮等，它们可以改善土壤结构，使之疏松通气又可保持一定的温度，有利于降解污染物的的微生物繁殖，处理后的土壤要运回原处。
污染沉积物原位和异位修复方法概述
污染沉积物原位和异位修复方法概述污染沉积物是指在水体、土壤或底泥中堆积的富集了污染物的沉积物。
这些污染物可能来自于工业废水、农药、重金属以及其他有害物质的排放，对环境和生态系统造成严重的危害。
对污染沉积物的修复非常重要。
污染沉积物的修复方法主要分为原位修复和异位修复两种。
原位修复是指在原污染沉积物所在的环境中进行修复，通过改变环境条件或添加修复剂来减少或去除污染物。
异位修复是指将污染沉积物从原位转移到其他地点进行修复。
原位修复方法包括生物修复、物理修复和化学修复。
生物修复是利用生物体或其代谢产物来减少或去除污染物的修复方法，常用的生物修复方法包括植物修复、微生物修复和生物转化修复。
植物修复是利用植物的吸收、吸附和降解能力来修复污染沉积物，常用的植物包括银杏、杂草和沼泽植物等。
微生物修复是利用特定微生物的代谢能力来降解或转化污染物，常用的微生物包括放线菌、硫酸盐还原菌和硝化菌等。
生物转化修复是利用微生物、植物或其他生物体的代谢能力将可溶性污染物转化为不可溶性的沉淀物，从而减少其对环境的威胁。
物理修复是通过物理手段来修复污染沉积物，常用的物理修复方法包括沉降、筛分和脱水等。
化学修复是利用化学物质来减少或去除污染物，常用的化学修复方法包括添加氧化剂、还原剂和有机酸等。
异位修复方法主要包括挖掘封存、渗流控制和物理/化学处理等。
挖掘封存是将受污染的沉积物挖掘出来，然后用覆盖材料或围堰等封存起来，以防止污染物进一步扩散。
渗流控制是通过改变水体的流动方式、降低水位或修建渗流隔离墙等手段来减少污染物对周围环境的影响。
物理/化学处理是将污染沉积物运送到特定的处理设施进行物理或化学处理，如热解、溶解和沉淀等。
土壤修复主要技术
土壤污染修复技术分析目前理论上可行的修复技术有物理修复技术、化学修复技术、微生物修复技术、植物修复技术和综合修复技术等几大类，部分修复技术已进入现场应用阶段，并取得了较好的效果。
对污染土壤实施修复，阻断污染物进入食物链，防止对人体健康造成的危害，促进土地资源保护和可持续发展具有重要意义。
目前，有关土壤修复技术的研究发展主要集中于可降解有机物污染和重金属污染土壤的修复两个方面。
1 土壤污染修复技术分类从不同角度，可以对土壤污染修复技术进行不同分类。
（1）按修复位置分土壤污染修复技术可分为原位修复技术和异位修复技术。
原位修复技术指对未挖掘的土壤进行治理的过程，对土壤没有太大扰动。
优点是比较经济有效，就地对污染物进行降解和减毒，无须建设昂贵的地面环境工程基础设施和远程运输，操作维护较简单。
此外，原位修复技术可以对深层次土壤污染进行修复；缺点是较难控制处理过程中产生的“三废”。
异位修复技术是指对挖掘后的土壤进行修复的过程。
异位修复又分为原地处理和异地处理两种，原地处理指发生在原地的对挖掘出的土壤进行处理的过程；异地处理指将挖掘出的土壤运至另一地点进行处理的过程。
异位修复技术优点是对处理过程的条件控制较好，与污染物接触较好，容易控制处理过程中产生的“三废”排放；缺点是在处理之前需要挖土和运输，会影响处理过的土壤再使用，且费用通常较高。
（2）按操作原理分物理修复技术和化学修复技术是利用污染物或污染介质的物理或化学特性，以破坏（如改变化学性质）、分离或固化污染物，具有实时周期短、可用于处理各种污染物等优点，但均存在处理成本高，处理工程偏大的缺点。
微生物修复技术指利用微生物的代谢过程将土壤中的污染物转化为二氧化碳、水、脂肪酸和生物体等无毒物质的修复过程。
植物修复技术是利用植物自身对污染物的吸收、固定、转化和积累功能，以及通过为根注：1. 成熟性：F.规模应用；P.中试规模。
2. 污染物类型：a.挥发性；b.半挥发性；c.重碳水化合物；d.杀虫剂；e.无机物；f.重金属。
土壤修复复习题剖析
一、名词解释环境：环境是对某一中心事物而言，广义指围绕着人群的空间及其可影响人类生产、生活和发展的各种自然因素和社会因素的总和。
土壤污染：对人类及动、植物有害的化学物质经人类活动进入土壤，其积累数量和速度超过土壤净化速度的现象。
超富集植物：能够超量吸收和积累重金属的植物。
土壤背景值：未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。
水体富营养化：湖泊、水库和海湾等封闭或半封闭的水体中氮磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
农药残留期：土壤中农药因降解等原因含量减少75%-100%所需要的时间。
土壤圈：覆盖于地球和浅水域底部的土壤所构成的一种连续体或覆盖层，它是地圈系统的重要组成部分。
土壤污染修复技术：采用化学、物理学和生物学的技术和方法从降低土壤中污染物的浓度，固定土壤污染物，将土壤污染物转化成为低毒或无毒的物质，阻断土壤污染物在生态系统中的转移途径的总称。
原位修复技术：对未挖掘的土壤进行治理的过程，对土壤没有太大的扰动。
土壤生物污染：指一个或几个有害的生物种群从外界环境侵入土壤，大量繁衍，破坏原来的动态平衡，对人类健康和土壤生态系统造成不良影响。
土壤环境容量：一定土壤环境单元、在一定时限内、遵循环境质量标准，既维持土壤生态系统的正常结构与功能，保证农产品的生物学产量与质量，也不使环境系统污染时，土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量。
土壤污染物：输入土壤环境中的足以影响土壤环境正常功能，降低作物产量和生物学质量，有害于人体健康的那些物质。
包括无机污染物、有机污染物、土壤生物污染、固体废弃物和放射性污染。
固体废物：在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
土壤：在地球表面生物，气候，母质，地形和时间等因素综合作用下所形成的能够生长植物，具有生态环境调控功能，处于永恒变化中的矿物质与有机质的疏松混合物。
第十章 污染土壤的修复技术
(四)植物稳定化作用
三 、 植 物 修 复 技 术
通过根系的吸收和富集、根系表面的吸附或植物根圈的 沉淀作用而产生的稳定化作用；或利用植物或植物根系 保护污染物，使其不因风、侵蚀、淋溶以及土壤分散而 迁移的稳定化作用。 根际微生物活动、根际化学反应和/或土壤性质或污染物 的化学变化
适用于重金属的稳定：
(五)电动力学修复技术
一 、 物 理 修 复 技 术
原理：直流电场，电 解、电迁移、扩散、 电渗透、电泳等作用， 离子向电极附近富集 被去除
适用范围：金属污染物。
适用土壤：低渗透性的、黏质的土壤。水力传导率 较低、污染物水溶性较高、水中的离子化物质浓度 相对较低。
(五)电动力学修复技术
一 、 物 理 修 复 技 术
(四)热处理技术－－热解吸
一 、 物 理 修 复 技 术
原理： 150～540℃之间，污染物通过挥发作用从土 壤转移到蒸气中；以浓缩污染物或高温破坏污染物的 方式处理第一阶段产生的废气中的污染物。 适用范围：挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤 化有机污染物、多环芳烃、重金属、氰化物、炸药 等，不适合于多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和 农药、石棉、非金属、腐蚀性物质。热解吸技术在 泥炭土上不适用。
原理：异位，卤化有机污染物还原
适用：挥发和半挥发有机污染物、卤化有机污染物、多 氯联苯、二恶英、呋喃等，不适合于非金属卤化有机污 染物和重金属、多环芳烃、除草剂和农药、炸药、石棉、 氰化物、腐蚀性物质、非卤化有机污染物等。
(四)溶剂提取技术
二 、 化 学 修 复 技 术
原理：异位，污染物转移进入有机溶剂或超临界液体， 分离以进一步处理或弃置。
二、化学修复技术
目录
三、植物修复技术 四、生物修复技术
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土壤修复技术分述——原位及异位修复
修复原理：污染土壤修复的重点在于降低土壤中污染物的含量，固定土壤污染物。
将土壤污染物转化为毒性较低或无毒的物质，或阻断土壤污染在生态系统中的转移途径，从而减小土壤污染物对环境、人体或其他生物体的危害。
我国土壤修复技术“发展史”
我国经历了从简单的挖走发展为填埋、化学治理，到现在的生物治理，用植物吸收有毒重金属、用微生物降解土壤中的农药、石油及其他有机污染物：基本上和国际同步。
简单挖除
但在技术研究的广泛性和深度方面与发达国家还有一定的差距，特别在工程修复方面的差距还比较大。
污染土壤修复技术可以分为原位修复和异位修复两种。
原位修复：可以深层次污染的土壤进行修复。
特点：经济有效，对污染物就地处置，使之得以降解和减毒，不需要建设昂贵的地面环境工程基础设施和远程运输，操作维护起来比较简单。
异位修复技术：环境风险较低，系统处理的预测性高于原位修复。
实例对比介绍
原位修复越来越显示出旺盛的生命力。
在美国超基金支持的修复计划中，原位修复技术所占的比例呈现上升的趋势(图1)，其平均百分比从1985～1988年的28%上升到1995～1999年的51%。
原因与环境工程技术人员和当地政府对这些新兴技术信赖度的提高关系密切。
较大面积的污染土壤，异位修复必须大量挖掘土壤并进行处理，工程造价太高，此时更适合采用原位土壤修复技术。
美国超基金修复计划17年中所选择的各种原位和异位土壤修复技术的总览如下图所示。
土壤原位蒸气浸提、原位固化/稳定化技术和原位生物修复是最常用到的原位土壤修复技术，应用频数较高的异位土壤修复技术是异位固化稳定化技术、异位热解吸技术以及异位生物修复技术。
土壤异位修复
土壤修复技术特性对照表
美国超基金源头控制技术中原位修复工程各年变化
污染土壤修复新方法的研究与现有技术的改进，需要诸如生物学、植物学、化学、物理、土壤学和地质学等基础学科的知识，并融会贯通。
由此，也促进了这些学科的进一步交叉，有利于新的学科生长点的形成，从而在一定程度上能够推进我国环境科学与工程技术研究进入到一个新的水平和新的发展阶段。