求一些關(guān)于土壤修復(fù)的論文資料

【專家解說】：土 壤 (Soils), 2005, 37 (3): 230~235 土壤修復(fù)—新興的土壤科學(xué)分支學(xué)科 駱永明 滕 應(yīng) 過 園 （1中國科學(xué)院南京土壤研究所土壤與環(huán)境生物修復(fù)中心南京 210008； 2土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國科學(xué)院南京土壤研究所）南京 210008）摘 要本文在回顧國內(nèi)外土壤修復(fù)研究與發(fā)展概況的基礎(chǔ)上，首次提出土壤修復(fù)是一門新興的土壤科學(xué) 分支學(xué)科，全面系統(tǒng)地論述了我國土壤修復(fù)學(xué)科的研究任務(wù)和戰(zhàn)略定位，并針對(duì)新形勢(shì)下所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，探討了近期土壤修復(fù)學(xué)科研究的重要方向與科學(xué)問題。關(guān)鍵詞 土壤修復(fù)；分支學(xué)科；發(fā)展戰(zhàn)略中圖分類號(hào) S15土壤修復(fù)是由土壤化學(xué)、土壤生物、植物營養(yǎng)、 化學(xué)地理、農(nóng)業(yè)化學(xué)、生物化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境 工程、環(huán)境信息等多分支學(xué)科交叉、綜合、集成發(fā) 展而來的。土壤修復(fù)涉及物理學(xué)、化學(xué)、微生物學(xué)、 植物學(xué)、水文學(xué)、農(nóng)學(xué)、礦物學(xué)、工程學(xué)、信息學(xué)、 計(jì)算機(jī)及管理學(xué)等科學(xué)。它的形成和發(fā)展與全球范 圍土壤污染的普遍性、嚴(yán)峻性和復(fù)雜性不無關(guān)系。 土壤是地球上各種人為的和自然的污染物的“匯”， 世界上大部分的污染物最終滯留在土壤中，同時(shí)也 是污染物擴(kuò)散進(jìn)入相鄰水、氣、生環(huán)境介質(zhì)的 “源”， 可使地表水、地下水、空氣和生物體污染，進(jìn)而導(dǎo) 致人類疾病。近 10年來，土壤修復(fù)在傳統(tǒng)土壤化學(xué) 等分支學(xué)科體系的基礎(chǔ)上，借鑒汲取了大量相關(guān)學(xué) 科的基本理論、方法和技術(shù)，逐步發(fā)展成為以污染 場地/土壤特征、污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)測、污染土壤控 制與修復(fù)原理及技術(shù)研發(fā)應(yīng)用、土壤修復(fù)效率及功 能指示與標(biāo)準(zhǔn)、修復(fù)后土壤保育、綜合管理和生物 資源處理處置等為核心研究內(nèi)容，并且具有鮮明學(xué) 科交叉特點(diǎn)的土壤學(xué)分支學(xué)科。 2001年 3月在由國家基金委地學(xué)部組織在南京 召開的“十五”全國土壤科學(xué)前沿發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì) 上，第一作者就以土壤修復(fù)（學(xué)）命題，作了學(xué)術(shù) 報(bào)告。在過去的 4年多時(shí)間內(nèi)，中國科學(xué)院、國家 自然科學(xué)基金委和國家科學(xué)技術(shù)部等多部委支持， 開展了重金屬、石油及持久性有機(jī)污染物等污染土 壤的生物和化學(xué)修復(fù)研究工作，在這期間駱永明等 曾多次作為大會(huì)主席組織召開了國內(nèi)外以污染土壤修復(fù)為主題的學(xué)術(shù)會(huì)議，例如 SOILREM 2000[1]、 SOILREM 2004[2]和 2004年在海口召開的中國污染 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和修復(fù)戰(zhàn)略研討會(huì)。基于與國內(nèi)外同 行的學(xué)術(shù)交流和自身的科學(xué)研究進(jìn)展，特別是 2002 年中國科學(xué)院南京土壤研究所正式成立土壤與環(huán)境 生物修復(fù)研究中心以來，我們對(duì)土壤修復(fù)有了新的 認(rèn)識(shí)，籍我國醞釀“十一五 ”科技發(fā)展戰(zhàn)略之際，我 們提出土壤修復(fù)是一門正在崛起的土壤科學(xué)新分支 學(xué)科，并闡述其發(fā)展戰(zhàn)略和前沿科技問題，通過同 行們共同努力，推動(dòng)我國乃至國際土壤科學(xué)的發(fā)展。 由于國內(nèi)外還沒有從學(xué)科角度系統(tǒng)介紹和闡述過土 壤修復(fù)，本文內(nèi)容也只是作者的現(xiàn)階段的認(rèn)識(shí)和觀 點(diǎn)，期望此文能起到拋磚引玉的作用，使土壤修復(fù) 學(xué)在科學(xué)道路上發(fā)展壯大和完善。 1 土壤修復(fù)研究與發(fā)展概況 1.1 簡要回顧 以消除污染毒害并恢復(fù)土壤功能為宗旨的土壤 修復(fù)，起步于 20世紀(jì) 70年代后期，其理論依據(jù)是 在歐美國家發(fā)展起來的土壤污染化學(xué)與控制。為了 尋找解決日趨嚴(yán)重的土壤污染與風(fēng)險(xiǎn)問題的方案， 歐美等一些發(fā)達(dá)國家開始研究污染土壤的修復(fù)理 論、方法及技術(shù)，其中 20世紀(jì) 80年代至 90年代初 在重金屬污染的超積累植物修復(fù)和石油污染的微生 物修復(fù)等基礎(chǔ)理論與應(yīng)用方面取得了顯著進(jìn)展，進(jìn) 一步推動(dòng)了土壤污染修復(fù)領(lǐng)域的研究與發(fā)展。具有 劃時(shí)代意義的是 1994年在墨西哥召開第 15屆世界①國家自然科學(xué)杰出青年科學(xué)基金（40125005）、基金重點(diǎn)項(xiàng)目(40432005)和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目(2002CB410810)資助。 第 3期駱永明等：土壤修復(fù)—新興的土壤科學(xué)分支學(xué)科土壤科學(xué)大會(huì)期間提出組建國際土壤修復(fù)專業(yè)委員 會(huì)的倡議，以及 1998年在巴黎召開第 16屆世界土 壤科學(xué)大會(huì)上國際土壤修復(fù)專業(yè)委員會(huì)的正式成立 [3]。土壤修復(fù)（ Soil Remediation）一詞便應(yīng)運(yùn)而生， 在全球廣泛應(yīng)用。近 10年來，區(qū)域性或國際性土壤 修復(fù)國際會(huì)議、專題研討會(huì)和技術(shù)交流會(huì)不斷舉行， 學(xué)術(shù)性和技術(shù)性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)蓬勃發(fā)展，論文集、編著、 專著層出不窮，土壤修復(fù)理論與技術(shù)得到了長足進(jìn) 步[1, 2]，推動(dòng)了土壤科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展及專業(yè)人 才的培養(yǎng)。 進(jìn)入 20世紀(jì)末和 21世紀(jì)初，在我國工業(yè)化、 城市化和農(nóng)業(yè)集約化的快速發(fā)展中，大量人為排放 的污染物對(duì)土壤環(huán)境造成的負(fù)面影響日益加劇，土 壤環(huán)境與健康安全的壓力與日俱增，土壤污染控制 與修復(fù)的社會(huì)需求迫在眉睫。隨著對(duì)生物修復(fù)（包 括植物修復(fù)）基本理論與方法認(rèn)識(shí)的深化，在國家 自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院和國家科學(xué)技術(shù)部等 部門的計(jì)劃和資助下，我國土壤修復(fù)的科學(xué)技術(shù)研 究進(jìn)入了一個(gè)新階段。特別是 1998年全球土壤修復(fù) 網(wǎng)絡(luò)－亞洲中心在南京土壤研究所掛牌，2000年第 一屆土壤修復(fù)國際會(huì)議（杭州）、2002年東亞地區(qū) 環(huán)境污染及其修復(fù)技術(shù)國際專題研討會(huì)（南京）、 2004年更大規(guī)模的第二屆土壤污染與修復(fù)國際會(huì)議 （南京）和 2004年中國污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和修復(fù)戰(zhàn) 略研討會(huì)（?？冢┑纫幌盗袑W(xué)術(shù)會(huì)議的召開，不僅 加強(qiáng)了土壤修復(fù)領(lǐng)域的國際間交流和合作，提升了 我國在相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)影響和國際形象，而且大大 促進(jìn)了土壤修復(fù)學(xué)科的研究與發(fā)展。我國的相關(guān)研 究從常規(guī)的無機(jī)污染元素和有機(jī)化合物向微量污染 元素和痕量持久性毒害有機(jī)污染物快速轉(zhuǎn)移，從單 一污染向復(fù)合污染和混合污染延伸，從化學(xué)修復(fù)向 植物修復(fù)、微生物修復(fù)、生態(tài)修復(fù)和綜合工程修復(fù) 拓展，逐漸形成了土壤修復(fù)的學(xué)科雛形。隨著更多相關(guān)學(xué)科的參與，研究手段的不斷改 進(jìn)，以污染物為紐帶的相關(guān)學(xué)科相互交叉和滲透， 土壤修復(fù)勢(shì)將在理論與實(shí)踐研究過程中得到更快發(fā) 展，形成更趨完善的學(xué)科框架。 1.2 土壤修復(fù)分支學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì) 隨著影響生態(tài)安全和健康的土壤污染問題的凸 現(xiàn)，毒害持久性物質(zhì)（重金屬、農(nóng)藥、持久性有機(jī) 污染物和有機(jī)金屬化合物）污染土壤的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和 修復(fù)已成為當(dāng)今國內(nèi)外土壤學(xué)界的一個(gè)前沿?zé)狳c(diǎn)研 究課題[4]。發(fā)展適合土壤污染與修復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論與方法和發(fā)展適合大規(guī)模應(yīng)用的低成本的污染土 壤環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)仍是當(dāng)今國際性土壤修復(fù)研究 和發(fā)展的趨勢(shì)。從科學(xué)原理上，生物學(xué)修復(fù)和物理 化學(xué)修復(fù)將持續(xù)為兩大主流的土壤修復(fù)；在污染土 壤的類型和優(yōu)先修復(fù)的目標(biāo)污染物上，無機(jī)（重金 屬、放射性核素等）污染土壤修復(fù)和有機(jī)（持久性 有機(jī)污染物、農(nóng)藥和石油等）污染土壤修復(fù)仍是研 究重點(diǎn)。其中，植物修復(fù)、微生物修復(fù)、物理化學(xué) （惰性化和強(qiáng)化）修復(fù)、土壤自然緩解修復(fù)以及生 態(tài)修復(fù)等科學(xué)與技術(shù)問題是當(dāng)前和未來全球性的焦 點(diǎn)研究內(nèi)容，特別是基于生物能的原位綠色超積累 植物或積累性植物修復(fù)，及其與微生物學(xué)等聯(lián)合強(qiáng) 化修復(fù)研究將繼續(xù)得到加強(qiáng)；以防止污染土壤侵蝕 和恢復(fù)污染場地地表景觀為出發(fā)點(diǎn)的植物穩(wěn)定修復(fù) 將會(huì)備受青睞；催化強(qiáng)化修復(fù)和生態(tài)工程修復(fù)也將 越來越受到重視；復(fù)合污染和混合污染土壤的綜合 修復(fù)將成為刻不容緩的研究課題。污染土壤的修復(fù) 將不僅研究污染物的去除或遏制過程和機(jī)理，而且 還將研究基于污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的修復(fù)始點(diǎn)與終點(diǎn)指導(dǎo) 值或標(biāo)準(zhǔn)、修復(fù)決策支持系統(tǒng)和土壤功能恢復(fù)的指 示和評(píng)價(jià)。 1.3 我國土壤修復(fù)分支學(xué)科研究進(jìn)展 我國農(nóng)學(xué)家、土壤學(xué)家和生態(tài)學(xué)家在利用化學(xué) 和栽培原理遏制土壤重金屬等污染方面的研究基本 與國際上同步。我國利用植物恢復(fù)污染土壤生態(tài)景 觀和生產(chǎn)力的理念早在 20世紀(jì) 70年代就進(jìn)行過田 間試驗(yàn)[5]。在 20世紀(jì) 80年代，開始運(yùn)用化學(xué)平衡 理論研究了 As、Cr、Cu、Zn等重金屬吸附、固定 和沉淀的化學(xué)穩(wěn)定與惰性化修復(fù)[6]。自 20世紀(jì) 90 年代中葉開始在重金屬污染土壤的植物修復(fù)、農(nóng)藥、 石油和多環(huán)芳烴污染土壤的微生物修復(fù)等方面進(jìn)行 了許多理論性和技術(shù)性的探索，取得了顯著的進(jìn)展 [7~14]。20世紀(jì) 90年代后期在國家自然科學(xué)基金委和 中國科學(xué)院等部門的資助下，重金屬污染土壤的超 積累植物修復(fù)研究在全國興起[7]，同時(shí)也資助并帶 動(dòng)了電動(dòng)修復(fù)、化學(xué)鎖定修復(fù)等其他土壤修復(fù)方法 的研究?！笆濉逼陂g國家科學(xué)技術(shù)部“863計(jì)劃”首次 立項(xiàng)研究重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)，研發(fā)了 As、Cu、Zn等污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)，建立了 植物修復(fù)示范工程，為土壤修復(fù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用做 出了樣板。最近 15年來的我國土壤修復(fù)方面文獻(xiàn)的 查詢表明，1991 ~ 1997年期間的有關(guān)文章僅有 3篇， 1998 ~ 2000年則有 35篇，而 2001 ~ 2004年４年間  232 土壤第 37卷迅猛增至 300多篇。綜觀研究文獻(xiàn)，我國土壤修復(fù) 的研究范圍已涉及植物、微生物、物理化學(xué)、電動(dòng) 以及多途徑聯(lián)合等修復(fù)，特別在重金屬污染的植物 修復(fù)機(jī)理與技術(shù)方面進(jìn)行了較為廣泛和深入的研究 [15]，在多環(huán)芳烴等有機(jī)污染土壤的生物修復(fù)機(jī)理和 技術(shù)研究方面也取得了明顯的進(jìn)展[11，14]，縮短了與 國際前沿的距離，為我國土壤修復(fù)學(xué)科形成和發(fā)展 奠定了良好的基礎(chǔ)。 2 土壤修復(fù)分支學(xué)科的任務(wù)和學(xué)科戰(zhàn)略定位 土壤修復(fù)是一門新興的土壤科學(xué)分支學(xué)科，它 已經(jīng)發(fā)展出賦予自身特色的研究任務(wù)和學(xué)科定位。 2.1 土壤修復(fù)分支學(xué)科的特征及研究任務(wù) 作為土壤科學(xué)的分支學(xué)科，土壤修復(fù)繼承了土 壤學(xué)的基本特征，即強(qiáng)調(diào)污染土壤發(fā)生發(fā)展的自然 屬性和人為屬性，注重對(duì)土壤污染來源、分布、過 程、機(jī)制及效應(yīng)的表征，強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)度人為活動(dòng)下土 壤環(huán)境健康質(zhì)量的演變等?；谕寥牢廴镜膶傩院?過程，從化學(xué)污染、物理污染和生物污染風(fēng)險(xiǎn)及其 修復(fù)過程來探索土壤修復(fù)理論、方法和技術(shù)體系已 成為本學(xué)科研究與發(fā)展的基本思路。土壤修復(fù)作為土壤科學(xué)的新學(xué)科，具有不同于 土壤化學(xué)等學(xué)科的任務(wù)。土壤修復(fù)是一門重點(diǎn)研究 土壤污染的控制、緩解、消除、凈化并恢復(fù)土壤功 能的集理論、方法、技術(shù)、工程和管理于一體的基 礎(chǔ)性與應(yīng)用性科學(xué)。一方面，土壤修復(fù)的主要研究 對(duì)象具有污染特征，其核心研究內(nèi)容具有遏制和消 除污染的理論性與技術(shù)性相結(jié)合的特征；另一方面， 土壤修復(fù)賦予了與土壤環(huán)境質(zhì)量、農(nóng)產(chǎn)品安全、生 態(tài)與人體健康相關(guān)的污染物風(fēng)險(xiǎn)管理、預(yù)測預(yù)警等 方面的重任。土壤修復(fù)是污染土壤資源再生、功能 再現(xiàn)的必要途徑，也是土壤與環(huán)境質(zhì)量改善、生態(tài) 安全與人體健康保障的必要前提。它將以生態(tài)建設(shè)、 環(huán)境保護(hù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想作指導(dǎo)，運(yùn)用化學(xué)、物理、 數(shù)學(xué)、生物、信息、管理等科學(xué)技術(shù)原理和方法， 主要研究場地/土壤污染監(jiān)測與診斷，污染土壤中污 染物時(shí)空格局、環(huán)境行為及形態(tài)效應(yīng)；研究污染土 壤生態(tài)/健康風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)；研究污染物容 納、遏制、消減、凈化方法及其過程和機(jī)理；研究 污染土壤修復(fù)的安全性、穩(wěn)定性及標(biāo)準(zhǔn)；研究修復(fù) 后土壤保育、管理和生物資源的利用等，旨在揭示 土壤污染規(guī)律，提供污染土壤及其修復(fù)過程的風(fēng)險(xiǎn) 評(píng)估方法和標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建土壤污染控制和修復(fù)理論、方法和技術(shù)及其工程應(yīng)用與管理規(guī)范，為土壤資源 可持續(xù)利用、農(nóng)產(chǎn)品安全、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)與人類 健康保障提供理論、方法、技術(shù)及工程示范。 2.2 土壤修復(fù)分支學(xué)科的學(xué)科戰(zhàn)略地位 土壤修復(fù)不僅是土壤科學(xué)中的一個(gè)新興分支學(xué) 科，同時(shí)也是環(huán)境科學(xué)、生態(tài)科學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)中的 重要研究內(nèi)容。由于土壤污染與環(huán)境安全、生態(tài)與 人類健康問題的關(guān)聯(lián)性及其復(fù)雜性和重要性，從土 壤學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、地球化學(xué)等學(xué)科中 派生出諸多以土壤中污染物為研究對(duì)象的新興研究 方向。這些方向各具特色、相互交叉，為全面認(rèn)識(shí) 污染物的土壤環(huán)境行為、生物效應(yīng)及消減途徑起到 了不可替代的作用。與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域各相關(guān)分支學(xué) 科相比，土壤修復(fù)在以其特有的凈化方法和技術(shù)研 發(fā)能力和對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的有效指示及評(píng)估方面獨(dú) 具特色。同時(shí)，本學(xué)科在土壤污染行為、修復(fù)過程 與機(jī)理、修復(fù)技術(shù)發(fā)展及生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面，