污染土壤修复技术与应用

 《污染土壤修复技术与应用》在介绍土壤污染的特点和修复原理、土壤污染政策法规标准的基础上，依次介绍了土壤污染调查与风险评价、污染物在土壤中的迁移和转化、污染土壤物理化学修复技术、污染土壤生物修复、污染场地土壤修复工程实施与管理等内容，编写中注意理论与实际相结合，以使本书内容具有更强的指导性。后一章介绍了我国污染土壤修复面临的问题和发展趋势，对土壤修复科研工作者具有一定参考价值。
本书可供环境类专业本科生、研究生、科研工作者和相关从业者使用、参考。

崔龙哲，中南民族大学化学与材料科学学院，教研室主任，教授，承担环境工程学、大气污染控制工程、环境影响评价、土壤及地下水污染修复等课程，研究方向为高级氧化和生物吸附技术处理污染物，承担了国家环保公益性科研专项、国家自然科学基金、*出国回国人员启动基金、国家环境保护部中韩共同研究项目、湖北省科技厅研究开发类项目、中南民族大学重点基金以及二十余项横向项目。在Journal of hazardous materials、Environmental Technology、环境科学学报、化工学报等国内外重要学术期刊发表论文40余篇。

第1章概论1
1.1土壤及其组成、性质和功能1
1.1.1土壤1
1.1.2土壤的组成1
1.1.3土壤的性质4
1.1.4土壤环境质量及其功能8
1.2土壤污染9
1.2.1土壤污染的定义与特点9
1.2.2土壤污染物10
1.2.3土壤污染物的来源13
1.2.4土壤污染典型事件16
1.2.5我国土壤污染概况19
1.3土壤污染修复技术23
1.3.1土壤污染修复概述23
1.3.2土壤污染修复技术24
1.3.3土壤污染修复技术的研究及应用26
1.3.4土壤污染修复技术的发展趋势32
参考文献33

第2章土壤污染政策法规标准35
2.1政策概况35
2.2土壤污染法律法规37
2.2.1土壤污染防治法律制度的概念37
2.2.2国外土壤污染防治法律37
2.2.3我国现行土壤污染防治法律制度40
2.3土壤质量相关标准45
2.3.1国外土壤环境质量标准概况46
2.3.2我国土壤环境质量标准概况50
2.3.3我国土壤环境质量标准存在的问题55
2.4我国土壤污染的导则与指南57
2.4.1污染场地术语57
2.4.2工业企业场地环境调查评估与修复工作指南65
2.4.3地下水环境状况调查评价工作指南66
参考文献67

第3章土壤污染调查与风险评价68
3.1土壤污染调查68
3.1.1土壤调查概述68
3.1.2土壤环境监测71
3.1.3土壤污染生态毒理诊断77
3.1.4土壤调查的国内外研究进展79
3.2土壤污染风险评价与管理79
3.2.1风险评价概述79
3.2.2土壤污染的生态风险评价及管理82
3.2.3土壤污染的健康风险评价93
3.2.4国内外污染土壤风险评估进展102
3.3重金属污染土壤的风险评价104
3.3.1风险评价基本框架104
3.3.2土壤重金属污染途径与暴露分析104
3.3.3生态风险评价107
3.3.4人体健康风险评价108
3.3.5土壤重金属风险评估研究现状109
3.4有机物污染土壤的风险评价——以农药为例109
3.4.1风险评价基本框架109
3.4.2土壤农药污染途径与暴露分析111
3.4.3生态风险评价113
3.4.4人体健康风险评价118
3.5污染土壤防范及国内外土壤管理119
3.5.1减少危害的防范措施119
3.5.2应急措施预案121
3.5.3国外污染土壤管理121
3.5.4对中国污染土壤管理的启示128
参考文献128

第4章污染物在土壤中的迁移和转化131
4.1污染物在土壤中的形态131
4.1.1土壤中重金属的形态131
4.1.2土壤中有机污染物的形态133
4.1.3典型重金属在土壤中的形态与分布134
4.1.4典型有机污染物在土壤中的形态与分布137
4.2污染物在土壤中的迁移141
4.2.1机械迁移141
4.2.2物理-化学迁移141
4.2.3生物迁移141
4.3污染物在土壤中的转化141
4.3.1物理转化141
4.3.2化学转化142
4.3.3生物转化142
4.4影响污染物在土壤中转化的因素143
4.4.1影响重金属在土壤中转化的因素143
4.4.2影响有机污染物在土壤中转化的因素144
4.5典型重金属在土壤中的迁移与转化146
4.5.1汞在土壤环境中的迁移转化146
4.5.2砷在土壤环境中的迁移转化147
4.5.3铅在土壤环境中的迁移转化148
4.5.4镉在土壤环境中的迁移转化149
4.5.5铬在土壤环境中的迁移转化151
4.6典型有机污染物在土壤中的迁移转化152
4.6.1有机氯农药152
4.6.2有机磷农药154
4.6.3多环芳烃156
4.6.4石油烃158
4.6.5多氯联苯158
参考文献161

第5章污染土壤物理化学修复技术163
5.1土壤气相抽提技术163
5.1.1基本原理163
5.1.2系统构成164
5.1.3影响因素165
5.1.4适用性168
5.1.5费用170
5.1.6应用概况与理论研究进展170
5.1.7气相抽提增强技术170
5.2土壤淋洗技术175
5.2.1基本原理175
5.2.2技术分类175
5.2.3影响因素178
5.2.4适用性181
5.3电动修复技术181
5.3.1基本原理181
5.3.2系统构成182
5.3.3影响因素184
5.3.4适用性187
5.3.5改进技术工艺187
5.4化学氧化技术190
5.4.1技术概要190
5.4.2系统构成和主要设备191
5.4.3影响因素192
5.4.4常用氧化剂193
5.4.5适用性195
5.5溶剂萃取技术195
5.5.1基本原理195
5.5.2系统构成197
5.5.3影响因素197
5.5.4适用性197
5.5.5工艺举例199
5.6固化/稳定化技术199
5.6.1基本原理200
5.6.2常用系统202
5.6.3影响因素204
5.6.4固化/稳定化工艺205
5.6.5技术应用206
5.6.6固化/稳定化优缺点209
5.7热脱附技术209
5.7.1基本原理210
5.7.2系统构成和主要设备212
5.7.3影响因素213
5.7.4适用性214
5.7.5热脱附技术的工程应用214
5.8水泥窑协同处置技术214
5.8.1基本原理214
5.8.2系统构成和主要设备215
5.8.3影响因素215
5.8.4水泥窑协同处置技术工艺216
5.8.5技术应用217
5.9其他物理化学修复技术217
5.9.1物理分离技术217
5.9.2阻隔填埋技术219
5.9.3可渗透反应墙技术220
参考文献221

第6章污染土壤生物修复223
6.1 生物修复简介223
6.2 微生物修复225
6.2.1 重金属污染土壤的微生物修复226
6.2.2有机污染土壤的微生物修复231
6.3植物修复241
6.3.1重金属污染土壤的植物修复242
6.3.2有机污染土壤的植物修复250
参考文献256

第7章污染场地土壤修复工程实施与管理259
7.1污染场地土壤修复工程实施的特点与影响因素259
7.1.1修复工程实施的特点259
7.1.2修复工程实施的影响因素260
7.2修复工程实施流程与工作内容261
7.2.1实施流程261
7.2.2工作内容263
7.3土壤修复工程技术筛选及方案制订278
7.3.1目的及意义278
7.3.2基本原则278
7.3.3工作程序和内容279
7.3.4确定修复策略及修复模式280
7.3.5修复技术筛选与评估282
7.3.6形成修复技术备选方案与方案比选296
7.3.7制订环境管理计划309
7.3.8编制修复方案310
7.4土壤修复工程实施过程中的仪器设备311
7.4.1现场检测仪器设备311
7.4.2实验室仪器设备314
7.4.3工程修复设备322
7.5土壤修复工程实施过程中的药剂334
7.5.1稳定固化药剂334
7.5.2化学淋洗药剂335
7.5.3化学氧化还原药剂336
7.5.4生物修复药剂336
7.6土壤修复工程项目管理338
7.6.1项目组织结构338
7.6.2施工组织及过程管理338
7.6.3安全保障342
7.6.4二次污染控制342
7.6.5监理342
7.7典型案例——广州某工业退役地块固体废物污染治理项目典型案例343
7.7.1项目基本情况343
7.7.2场地状况344
7.7.3治理修复346
7.7.4修复环境监理355
7.7.5修复验收358
7.7.6案例特色360
7.7.7案例总结362
参考文献362

第8章展望364
8.1我国土壤修复行业面临的主要问题364
8.1.1土壤污染详细情况有待进一步摸清364
8.1.2土壤污染防治政策、法规、标准亟须完善364
8.1.3土壤污染防治与修复技术研究基础薄弱364
8.1.4土壤污染修复设备化、工程化、产业化研究滞后365
8.1.5土壤污染防治与修复资金不明确365
8.1.6土壤环境保护管理体制不完善365
8.1.7土壤环境保护产业化链条尚未形成365
8.2我国污染土壤修复的技术局限性365
8.3我国污染土壤修复的技术发展趋势367
8.3.1向绿色与环境友好的土壤生物修复技术发展367
8.3.2从单项向协同、联合的土壤综合修复技术发展367
8.3.3从异位向原位的土壤修复技术发展367
8.3.4基于环境功能修复材料的土壤修复技术发展368
8.3.5基于设备化的快速场地污染土壤修复技术发展368
8.3.6从土壤修复向土壤水体联合修复368
8.3.7从点源污染场地修复向流域生态修复发展368
8.3.8土壤修复决策支持系统及后评估技术发展369
8.4我国污染土壤修复商业模式建议369
8.4.1第三方治理和PPP模式369
8.4.2几种土壤修复商业模式建议369
8.5我国土壤修复行业代表性单位介绍371
8.5.1中国科学院沈阳应用生态研究所372
8.5.2中国科学院南京土壤研究所372
8.5.3中国环境科学研究院土壤污染与控制研究室372
8.5.4上海市环境科学研究院固体废物与土壤环境研究所373
8.5.5武汉都市环保工程技术股份有限公司373
8.5.6北京建工环境修复有限责任公司374
8.5.7中节能大地环境修复有限公司374
8.5.8上田环境修复股份有限公司374
8.6我国土壤修复工作展望375

参考文献376

土壤资源是人类生活和生产基本、广泛、重要的自然资源之一，是地球上陆地生态系统的重要组成部分。土壤环境是由植物和土壤生物及其生存环境要素，包括土壤矿物质、有机质、土壤空气和土壤水构成的一个有机统一整体，是90%污染物的终受体，比如大气污染造成的污染物沉降、污水的灌溉和下渗、固体废弃物的填埋，“受害者”都是土壤。土壤污染源复杂，污染物种类繁多。近30年来，随着我国工业化、城市化、农业高度集约化的快速发展，土壤环境污染日益加剧，并呈现出多样化的特点。我国土壤污染点位在增加，污染范围在扩大，污染物种类在增多，出现了复合型、混合型的高风险区域，呈现出城郊向农村延伸、局部向流域及区域蔓延的趋势，形成了点源与面源污染共存，工矿企业排放、肥药污染、种植养殖业污染与生活污染叠加，多种污染物相互复合、混合的态势。土壤环境污染已对粮食及食品安全、饮用水安全、区域生态安全、人居环境健康、全球气候变化以及经济社会可持续发展构成了严重威胁。近年来，我国一些地方的土壤污染危害事件暴露出我国土壤污染问题不容忽视。国内在污染土壤修复技术方面的研究从20世纪70年代就已经开始，当时以农业修复措施的研究为主。随着时间的推移，其他修复技术的研究(如化学修复和物理修复技术等)也逐渐展开。到了20世纪末，污染土壤的生物修复技术研究在我国也迅速开展起来。总体而言，虽然我国在土壤修复技术研究方面取得了可喜的进展，但在修复技术研究的广度和深度方面与发达国家尚有一定差距，特别是工程修复方面差距较大。
本书在编撰、审阅和出版过程中，得到了武汉都市环保工程技术股份有限公司领导的关怀和支持。同时，韩国全北大学校丁泰燮教授，湖北省环境科学研究院蔡俊雄教授、余江研究员，韩国西海环境科学研究院申哲昊博士，韩国LG环境安洪逸博士等众多朋友和家人也给予了鼎力相助。编者在进行土壤污染修复的研究实践活动中，得到了国家火炬计划项目“污染土壤修复技术及产业化”（2013GH061656）、湖北省普通高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划、湖北省2015年科技创新战略团队项目（鄂组办［2016］20号）、中国中冶“三五”重大科技专项（0012012010）、武汉市青年科技晨光计划项目（2015070404010208）等的大力支持，在此一并深致谢忱。我们编撰本书的初衷是将研究成果，工程实践经验及有关资料等通过综合归纳供同行朋友参考，希望对大家的工作有所帮助。
本书在编写过程中，除了编写团队的研究成果之外，还参考了很多国外专家学者的研究成果和专业资料，在此一并表示感谢。由于时间仓促，本书中难免有疏漏和不妥之处，请读者朋友们不吝指正。

中南民族大学  崔龙哲
武汉都市环保工程技术股份有限公司  李社锋
 2016年6月