土壤修复

1. 土壤修复

什么是土壤修复
土壤修复即土壤改良、土壤修正：是添加土壤元素、有机质等等在土壤之中。如天然肥料（有机肥堆肥），泥炭土，或化肥等，这些土壤修正物以提高其支持植物生命的能力。
化肥也是添加土壤营养物质来改善土壤，但化肥元素的单一性会使土壤环境更加恶化。泥炭藓和有机肥等土壤改良物通过其质地或给排水更好地改善植物健康，从而改善土壤环境。但是泥炭土不会增加土壤中的营养。在种植过程中，有机肥堆肥也能通过添加营养物质，提高土壤质地和给排水。堆肥，泥炭藓和地膜覆盖都能帮助土壤更好地保持水分。土壤修正也可以改变土壤的pH值。比如，泥炭藓是酸性的，它适合在爱好酸性植物周围使用。
如何修复土壤
这是土壤修复的一种，但是是最有效的。
用堆肥和其他形式的有机物质对土壤进行修正，可以被看作是解决土壤问题，也是您常规景观维护的一部分。
无论您拥有什么类型的土壤，添加土壤修正物都可以改善您的土壤。它可以解决：例如不能保留足够水分的过度沙质土壤，或者相反，保留过多水分的过度粘质土壤的问题。
但是，即使在没有已知问题的情况下，作为园艺预防性护理方案的一部分，您也应该修正土壤。施肥良好的植物更有可能抵御植物病害并抵御害虫入侵。 

2. 土壤修复的修复现状

 我国土壤修复技术研究起步较晚，加之区域发展不均衡性，土壤类型多样性，污染场地特征变异性，污染类型复杂性，技术需求多样性等因素，主要以植物修复为主，已建立许多示范基地、示范区和试验区，并取得许多植物修复技术成果[1]，以及修复植物资源化利用技术成果[1]。物理/化学修复技术中研究运用较多的是[1]：（1）固化-稳定化；（2）淋洗；（3）化学氧化-还原；（4）土壤电动力学修复。目标是污染场地土壤的原位修复技术。联合修复技术中研究运用较多的是[1]：（1）微生物/动物-植物联合修复技术；（2）化学/物化-生物联合修复技术；（3）物理-化学联合修复技术。目标是混合污染场地土壤修复技术。

3. 怎样进行土壤修复

土壤修复技术是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。污染物进人生态循环系统，如果超过土壤的自净作用的负荷，即形成土壤污染。土壤因吸附能力、氧化还原作用及土壤微生物分解作用，可缓冲污染物所造成的危害，以上统称为土壤自净能力。土壤自净作用的机理，既是土壤环境容量的理论依据，又是选择针对土壤环境污染调控与污染修复措施的理论基础。尽管土壤环境具有多种净化作用，而且也可通过多种措施来提高土壤环境的净化能力，但其净化能力毕竟是有限的，预防土壤污染是保护土壤环境的根本措施。
    污染场地修复技术分类：污染场地的修复技术可按暴露情景和处置地点分类。
 　 按暴露情景分类：可以按“污染源-暴露途径-受体”对修复技术分类。对污染源进行处理的技术有生物修复、植物修复、生物通风、自然降解、生物堆、化学氧化、土壤淋洗、电动分离、气提技术、热处理、挖掘等；对暴露途径进行阻断的方法有稳定/固化、帽封、垂直/水平阻控系统等；降低受体风险的制度控制措施有增加室内通风强度、引入清洁空气、减少室内外扬尘、减少人体与粉尘的接触、对裸土进行覆盖、减少人体与土壤的接触、改变土地或建筑物的使用类型、设立物障、减少污染食品的摄入、工作人员及其他受体转移等。 　　
    按处置地点分类：可分为原位修复技术和异位修复技术。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。原位处理：在污染区原地钻一组注水井，用泵注入微生物、水和营养物，通入空气。另外钻一组抽水井，用抽水泵抽取地下水，使地下水呈流动状态，促使微生物和营养物均匀分布。此工艺简单，费用低，但处理速度慢。原位处理也可用于污染河流底泥的生物修复。

4. 土壤修复的修复技术

在政府财政支持下　我国开展了多个类型场地的修复技术设备研发。尽管可以罗列的土壤及地下水污染的修复技术很多　但实际上　经济实用的修复技术很少。 土壤修复技术归纳起来　常用的有以下几种：1、热力学修复技术，利用热传导，热毯、热井或热墙等，或热辐射，无线电波加热等实现对污染土壤的修复。2、热解吸修复技术，以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上　使吸附土壤中的有机物挥发成气态后再分离处理。热解吸附技术是目前世界上最先进的污染废弃物处理技术之一，主要处理对象为农药污染土壤、油田含油废弃物、罐底油泥等。其作业原理为利用污染废弃物中有机物的热不稳定性，通过非焚烧的间接加热方式实现实现污染物与土壤的分离，并可将废弃物中的固相、油相、水相、气相绝大部分回收利用，从根本上实现无害化处理，因此该技术被广泛应用于全球的油田废弃物处理作业。 3、焚烧法，将污染土壤在焚烧炉中焚烧，使高分子量的有害物质?挥发性和半挥发性，分解成低分子的烟气　经过除尘、冷却和净化处理　使烟气达到排放标准。4、土地填埋法，将废物作为一种泥浆　将污泥施入土壤　通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和pH值　保持污染物在土壤上层的好氧降解。对于可以用土壤酸度计检测土壤ph值与湿度，用土壤EC计检测土壤EC值，查看土壤改良效果。5、化学淋洗，借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂　在重力作用下或通过水头压力推动淋洗液注入到被污染的土层中，然后再把含有污染物的溶液从土壤中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。6、堆肥法，利用传统的堆肥方法，堆积污染土壤，将污染物与有机物，稻草、麦秸、碎木片和树皮等、粪便等混合起来，依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中难降解的有机污染物。7、植物修复，运用农业技术改善土壤对植物生长不利的化学和物理方面的限制条件，使之适于种植，并通过种植优选的植物及其根际微生物直接或间接吸收、挥发、分离、降解污染物，恢复重建自然生态环境和植被景观。8、渗透反应墙，是一种原位处理技术，在浅层土壤与地下水，构筑一个具有渗透性、含有反应材料的墙体，污染水体经过墙体时其中的污染物与墙内反应材料发生物理、化学反应而被净化除去。9、生物修复，利用生物，特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。 其中微生物修复技术是利用微生物，土著菌、外来菌、基因工程菌，对污染物的代谢作用而转化、降解污染物，主要用于土壤中有机污染物的降解。通过改变各种环境条件如，营养、氧化还原电位、共代谢基质，强化微生物降解作用以达到治理目的。各种修复技术的特点及适用的污染类型：  类型  修复技术  优 点  缺 点  适用类型  生物修复  植物修复  成本低、不改变土壤性质、没有二次污染  耗时长、污染程度不能超过修复植物的正常生长范围  重金属、有机物污染等  原位生物修复  快速、安全、费用低  条件严格、不宜用于治理重金属污染  有机物污染  异位生物修复  快速、安全、费用低  条件严格、不宜用于治理重金属污染  有机物污染  化学修复  原位化学淋洗  长效性、易操作、费用合理  治理深度受限，可能会造成二次污染  重金属、苯系物、石油、卤代烃、多氯联苯等  异位化学淋洗  长效性、易操作、深度不受限  费用较高、淋洗液处理问题，二次污染  重金属、苯系物、石油、卤代烃、多氯联苯等  溶剂浸提技术  效果好、长效性、易操作、治理深度不受限  费用高、需解决溶剂污染问题  多氯联苯等  原位化学氧化  效果好、易操作、治理深度不受限  使用范围较窄、费用较高、可能存在氧化剂污染  多氯联苯等  原位化学还原与还原脱氯  效果好、易操作、治理深度不受限  使用范围较窄、费用较高、可能存在氧化剂污染  有机物  土壤性能改良  成本低、效果好  使用范围窄、稳定性差  重金属  物理修复  蒸汽浸提技术  效率较高  成本高、时间长  VOC  固化修复技术  效果较好、时间短  成本高、处理后不能再农用  重金属等  物理分离修复  设备简单、费用低、可持续处理  筛子可能被堵、扬尘污染、突然颗粒组成被破坏  重金属等  玻璃化修复  效率较好  成本高，处理后不能再农用  有机物、重金属等  热力学修复  效率较好  成本高，处理后不能再农用  有机物、重金属等  热解吸修复  效率较好  成本高  有机物、重金属等  电动力学修复  效率较好  成本高  有机物、重金属等，低渗透性土壤  换土法  效率较好  成本高、污染土还需处理  有机物、重金属等  虽然土壤的修复技术很多，但没有一种修复技术可以针对所有污染土壤。相似的污染状况不同的土壤性质、不同的修复需求，也会限制一些修复技术的使用。另外，大多数修复技术对土壤或多或少带来一些副作用。

5. 土壤修复的现状

 随着工业化进程的不断加快，矿产资源的不合理开采及其冶炼排放、长期对土壤进行污水灌溉和污泥施用、人为活动引起的大气沉降、化肥和农药的施用等原因，造成了土壤污染严重。2006年7月，国家环保总局局长周生贤在全国土壤污染状况调查及污染防治专项工作视频会议中表示，全国土壤污染的总体形势相当严峻。据不完全调查，全国受污染的耕地约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占耕地总面积的1/10以上，其中多数集中在经济较发达的地区。严重的土壤污染造成巨大危害。据估算，全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。对于目前国内土壤污染的具体情况，并没有明确的官方数据。分析认为，目前我国的土壤污染尤其是土壤重金属污染有进一步加重的趋势，不管是从污染程度还是从污染范围来看均是如此。据此估计，目前我国已有六分之一的农地受到重金属污染，而我国作为人口密度非常高的国家，土壤中的污染对人的健康影响非常大，土壤污染问题也已逐步受到重视。 2012年3月份出台的《“十二五”规划纲要》将节能环保列为七大战略性新兴产业之首。其中，土壤修复是在环保产业的重点发展之列并明确提出要强化土壤污染防治监督管理。在环境产业发达的国家，土壤修复产业占整个环保产业的市场份额高达30%至50%。国内的一些科研机构包括清华大学以及中科院等纷纷开始研究土壤修复项目。事实上，国内土壤修复市场正被国内外看好。国外的一些土壤修复咨询机构，如荷兰DHV集团等也纷纷进入国内，带动了国内修复产业的意识、技术和市场的发展。在北京、上海、南京等经济相对发达且污染场地较多的区域，也迅速涌现了一批土壤修复工程类企业。尽管2011年我国货币信贷政策持续趋紧，但银行等金融机构对环保产业的信贷力度明显增大，2010-2011年以农银租赁、国泰租赁为代表的融资租赁公司竞相拓展节能环保市场;私募基金投资者也已经将视野移向以土壤修复为代表的环保领域。应该说环保产业的融资环境良好。从行业发展来看，自2009年以来，环保产业成长速度明显加快。受此影响，国内土壤修复的产业链也逐步进入有序化和细分化阶段，形成从土壤污染项目的检测到风险评估、再到修复工程的实施、进而还有相应修复设备商的上中下游产业价值链。

6. 农业土壤修复

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，大致可分为物理、化学和生物三种方法。具体表现为以下方法：1、热力学修复技术，利用热传导，热毯、热井或热墙等，或热辐射，无线电波加热等实现对污染土壤的修复。2、热解吸修复技术，以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上　使吸附土壤中的有机物挥发成气态后再分离处理。3、焚烧法，将污染土壤在焚烧炉中焚烧，使高分子量的有害物质?挥发性和半挥发性，分解成低分子的烟气　经过除尘、冷却和净化处理　使烟气达到排放标准。4、土地填埋法，将废物作为一种泥浆　将污泥施入土壤　通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和pH值　保持污染物在土壤上层的好氧降解。对于可以用土壤酸度计检测土壤ph值与湿度，用土壤EC计检测土壤EC值，查看土壤改良效果。5、化学淋洗，借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂　在重力作用下或通过水头压力推动淋洗液注入到被污染的土层中，然后再把含有污染物的溶液从土壤中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。6、堆肥法，利用传统的堆肥方法，堆积污染土壤，【摘要】
农业土壤修复【提问】
好的。我主要想问一下，如果我们用植物修复技术修复受重金属污染的土壤，土壤多久之后才可以种植农作物？【提问】
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，大致可分为物理、化学和生物三种方法。具体表现为以下方法：1、热力学修复技术，利用热传导，热毯、热井或热墙等，或热辐射，无线电波加热等实现对污染土壤的修复。2、热解吸修复技术，以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上　使吸附土壤中的有机物挥发成气态后再分离处理。3、焚烧法，将污染土壤在焚烧炉中焚烧，使高分子量的有害物质?挥发性和半挥发性，分解成低分子的烟气　经过除尘、冷却和净化处理　使烟气达到排放标准。4、土地填埋法，将废物作为一种泥浆　将污泥施入土壤　通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和pH值　保持污染物在土壤上层的好氧降解。对于可以用土壤酸度计检测土壤ph值与湿度，用土壤EC计检测土壤EC值，查看土壤改良效果。5、化学淋洗，借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂　在重力作用下或通过水头压力推动淋洗液注入到被污染的土层中，然后再把含有污染物的溶液从土壤中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。6、堆肥法，利用传统的堆肥方法，堆积污染土壤，【回答】
具体要看是被什么重金属污染，【回答】
不同的金属队土地破坏程度不同【回答】

7. 什么是土壤修复？

什么是土壤修复
土壤修复即土壤改良、土壤修正：是添加土壤元素、有机质等等在土壤之中。如天然肥料（有机肥堆肥），泥炭土，或化肥等，这些土壤修正物以提高其支持植物生命的能力。
化肥也是添加土壤营养物质来改善土壤，但化肥元素的单一性会使土壤环境更加恶化。泥炭藓和有机肥等土壤改良物通过其质地或给排水更好地改善植物健康，从而改善土壤环境。但是泥炭土不会增加土壤中的营养。在种植过程中，有机肥堆肥也能通过添加营养物质，提高土壤质地和给排水。堆肥，泥炭藓和地膜覆盖都能帮助土壤更好地保持水分。土壤修正也可以改变土壤的pH值。比如，泥炭藓是酸性的，它适合在爱好酸性植物周围使用。
如何修复土壤
这是土壤修复的一种，但是是最有效的。
用堆肥和其他形式的有机物质对土壤进行修正，可以被看作是解决土壤问题，也是您常规景观维护的一部分。
无论您拥有什么类型的土壤，添加土壤修正物都可以改善您的土壤。它可以解决：例如不能保留足够水分的过度沙质土壤，或者相反，保留过多水分的过度粘质土壤的问题。
但是，即使在没有已知问题的情况下，作为园艺预防性护理方案的一部分，您也应该修正土壤。施肥良好的植物更有可能抵御植物病害并抵御害虫入侵。 

8. 土壤修复材料？

在重金属污染土壤修复过程中，稳定化材料的用量为表观参数之一。在实验室小试试验和工程应用中，多以“投加比”的概念量化稳定化材料的用量。以固体稳定化材料为例，其投加比为稳定化材料与污染土的质量比，常见数值范围为0.5%~10.0%，在个别极端的稳定化修复情景中，如使用固化剂成分或酸碱调节剂成分时，总体投加比可能会超出10.0%。基于稳定化工艺的实际条件需求，从以下几个方面简略分析稳定化材料投加比的设计思路和实用方法。
一、基于理论反应的材料用量设计思路
材料用量的设计思路，与材料自身的设计密切相关。此部分内容可参考《重金属污染土壤稳定化修复材料——基于理论原理和实践条件的设计思路》。单独针对稳定化材料投加比的设定，也需严谨遵循物质反应的客观过程。基础思路可分为两类，即准确化学计量条件和可预期化学平衡条件。
1）准确化学计量条件下
在水溶液中，物质的物理化学反应过程，是可以通过检测和监测手段完成精确计量的，但需要提前确认该过程所产生的产物化学组成。在原理相对清晰或反应较为简单的情况下，可以基于产物组成，逆向计算转化特定量污染物所需修复材料的用量（前提是，修复材料也具有精确的化学组成分析数据）。
2）可预期化学平衡条件下
在某些过程如溶解/沉淀过程、酸/碱过程、吸附/解吸过程中，体系条件参数是随着反应进行而变化的，仅仅基于化学计量比的简单方式，所得结果误差较大。利用化学平衡方法，引入条件参数的变化影响，可使预期修复材料的用量计算更为精准。
二、基于溶液体系的材料用量设计方法
土壤环境中，基于风险评估方法所设定污染物和稳定化材料的相互作用，本质上为基础物理化学反应为形式的过程。与水相等均相体系的物理化学反应过程相似，土壤体系的稳定化过程更多是通过水溶液体系完成传质以使物质固相表面直接接触反应、或直接在水溶液体系中完成反应历程。从这个角度来看，忽略掉部分环境因素条件，建立与土壤环境体系对应的水相修复体系，对于前者有很直接的数据参考价值。
1）材料遴选
在相似反应机理和条件下，不同反应物也对应不同的实际效果。如反应物向产物的物质转化率、化学反应速率、产物稳定性等，均可能有很大差异。在这些性能中，选择优势性能作为评价标准，更有可能筛选出潜力组分，其所形成的产品也更高效性，在用量上同比具有更大优势。
2）材料组合
当涉及多种组分材料组合或搭配时，其在水相中不同的作用过程可能会相互干扰，甚至，组分间发生反应形成新产物也是有可能的。这些过程均可能消耗原始组分或功能性组分，且消耗量有可能高于实际发挥效果的用量，从而造成实际使用量要远远大于理论设计量。
3）机理验证
不同材料用量在水相中的作用机制类似，但亦有可能产生不同的反应结果。当用量梯度足够大时，更有可能发生“拐点”现象，反而效果适得其反。针对此，验证用量与性能的关联规律，往往可得到最佳用量值。
4）性能评价
随着材料用量变化，可能出现的性能曲线类型包括“突跃”、“拐点”、“平台”等等，可根据实际数据截取最富效果阶段作为参考来完成材料用量的精细控制。
5）经验校正
在很多情况下，如修复材料非高纯度化学品、无法获知具有修复能力的活性元素或活性组分的真实含量，或反应过程对体系条件参数敏感等，往往可基于上述思路进行参数盲设，在得到多批次批量试验数据后，形成稳定的经验性数据供参考。
三、基于土壤体系的材料用量设计策略
土壤系统，因组成涉及三相，更为复杂、多变。稳定化材料在水土气三相中均可能存在或传质。如，粒径或密度较小的粉体材料易受物理扰动形成粉尘扩散、漂浮至空气中，造成少量损失；易溶性材料在水分过量环境中，受空间过大影响，无法全部充分与污染物接触，实则为无效用量。此种现象，在土壤颗粒为主的固相环境中，易有不同形式的体现。
1）土壤颗粒封闭性
在很多修复场景中，黏土质土壤经常存在，其遇水形成厘米级团块或更大泥块，具有一定的黏性和封闭性，无法快速风干、破碎或混拌，外加材料往往附于块体表面，形成“元宵体”，且在大方量堆存时多滚落于底部位置。再者，除了黏性较高土壤外，具有一定硬度的土壤或固废、危废，也存在着表面可触、内部封闭的问题，如埋深较大的胶质土，高硬度的渣类物质，均属于“自闭型”修复对象。即便通过遴选或试验，寻找到了合适的稳定化材料，但从物理工艺上，是无法支撑稳定化材料充分发挥效果的，甚至过量施用亦无济于事，故，有计划的安排时间、人力、设备，提前将污染土等做好晾干、破碎等预处理，反而更有利于控制稳定化材料的用量和提升其修复效果。
2）其他污染物竞争消耗
一般来讲，材料的设计是针对项目所设计的目标污染物的。但客观来看，污染土壤中不只存有目标污染物，还有可能存在其他的无机重金属物质或有机类物质，甚至大量的微生物群落。这些客观存在的、计划外的物质，是有可能与外源性稳定化材料进行一定接触且消耗的。当此类物理、化学、生物过程占比过大时，可以将外源性稳定化材料消耗殆尽，而于施用者而言，主观上仅仅得到修复无效的表观结论。如此，竞争消耗反而带来了思路误导，影响了材料的选用和用量的控制。此种前提，需在初始调查摸排阶段尽量了解真实的复杂情况，以便做好非目标污染物干扰的排出，必要时，加大设定用量或引入其他特异性屏蔽物质。
3）非污染物类物质消耗（包括土壤颗粒本身）
除了所关注的目标污染物和其他存在潜在竞争消耗的非目标污染物，行业内亦常常忽视土壤本体作为一种固相介质所具有的消纳能力。当土壤颗粒足够细小时，其表现出来的活跃性亦符合常规材料类的尺寸效应规律。其固相界面可大量吸附结合甚至反应掉离子态、固态的外源性物质，当这种形式的作用足够强烈时，外源性稳定化材料对于目标污染物已是减量的、低活性物质，效果自然不济。一般来讲，这种背景消耗是无法避免，也是需要设计材料用量时必须考虑到的一部分必要消耗。
图1 几种稳定化修复材料用量在污染土壤修复实践中的相关性
四、基于土修工程的材料用量设计策略
鉴于上述提到的几个角度，材料的用量设计和经验校正，需要参考的前提条件是比较多的。而在规模化施工过程中，这些前提条件则会更加直白的展露于从业人员面前。
1）土壤粒径更大
在实际工程项目中，由于场地特殊性质，土壤团块的直观尺寸往往令人伤神。笔者曾经历过方级或半方级大小的土壤团块。此种情景中，所谓稳定化效果的保障，更多还是依靠施工计划的前瞻性准备和大量的工程操作。如此，才算是“有药可用，且药有可用”。
2）污染不均质
当场地污染面积或涉及方量较大时，如万方级别，或十万方级别，土壤中重金属污染的空间差异性较为显著，一般来讲，若能实行精细化施工，则可形成细化方案，设置含不同用量在内的材料工法参数，而不能实行精细化施工时，则需从重修复，以避免局部出现缺量修复。
3）混拌限度
目前，行业常用的药土混合设备多为一体式或单体式的搅拌装置，其在1 ~ 2次重复操作后，基本上可完成工程要求，但其混拌精细程度多停留在公斤级，在当前技术和经济双重条件要求下，无法更进一步细混。
鉴于此，对于土壤稳定化材料用量的设计，一般需要从以下几个点来出发：一是基于理论原理和基础性试验确定精准的理论用量，即“理论畴”；二是基于土壤特性和工程条件确定稳妥的保险用量，即“实践畴”；三是结合材料设计经验和临场施工经验，确认介于“理论畴”和“实践畴”之间的中间值，在能“包”住风险、保障修复效果的同时，也能将尽量提升材料的经济效率，即“容错畴”。