污染土壤生态修复理论内涵的初步探讨

污染土壤修复的目的是转移或转化土壤中有毒有害污染物,消除或减弱污染物毒性,恢复或部分恢复土壤的生态服务功能.由于土壤污染大多属于复合污染,通常需要用多种方法联合修复污染土壤.用一种统一的方法涵盖多种修复方法,注重系统内在修复功能同外加修复功能的有机结合,以及土壤生态服务功能的全面恢复是污染土壤修复的发展趋势.本文据此提出了污染土壤生态修复的概念,并指出生态修复应该遵从生态学的3个原理和3个原则.在生态修复中,生物修复的作用十分重要,但不同方法之间的组合服从于工艺优化原则.人为强化、激活土壤系统的净化功能,并实现同外加净化功能的耦合,可使修复效率大大提高.生态因子调控是污染土壤修复的必要前提,是生态修复的基本特征,是强化修复效果的重要手段.生态修复应该具有协调性、高效性与稳定性特征.生态修复的最终目标是土壤生态功能的恢复,生态修复的基准应该根据土壤的生态功能建立.生态修复理论将在指导污染土壤修复的实践方面发挥重要作用.     

生态修复过程中的若干问题——以POPs污染土壤为例

生态修复是在受污染土壤所在的区域环境条件下,以土壤生态系统自净能力为基础耦合其它修复技术,达到修复高效、安全和可靠的目的。以POPs污染土壤为例,总结了污染土壤生态修复的4个原则,分析了生态修复过程,对修复目标确立,修复过程控制,修复结果评估做了探讨。在分析耦合概念和生态修复过程的基础上,认为修复技术的耦合过程是生态修复的关键,总结了生态修复中的耦合原则、耦合策略和耦合方式。展望了生态修复的发展趋势和研究方向。     

辽宁省污染土壤生态修复验收与评价方法研究

本文对污染土壤生态修复验收与评价方法进行研究,提出了适合辽宁省的验收原则和标准,为污染土壤生态修复工程验收和评价提供依据。     

建立污染土壤修复标准的探讨

随着污染土壤修复技术的发展和污染土壤修复环境工程的实施,污染土壤修复标准的建立已成为检验污染土壤修复工程效果的瓶颈.我国现行的土壤环境质量标准已不能适应污染土壤修复效果评判的需要.本文在分析我国土壤环境质量标准不足的基础上,结合一些发达国家土壤修复标准以及我国土壤污染实际情况,提出建立污染土壤修复标准应从污染物的选择、分析检测方法、修复标准的分类、对地下水的保护和生态毒理学评价方面综合考虑.     

污染土壤修复标准建立的方法体系研究

近年来,污染土壤修复技术发展很快,而污染土壤修复标准的建立则相对迟缓．在我国,直至目前甚至还没有开展相应的研究．为了推进我国该领域的工作,对污染土壤修复标准建立的方法体系进行了阐述,并提出了建立污染土壤修复标准应同时考虑技术清洁水平、环境背景水平和法规可调控清洁水平等3个基本变量．而从技术清洁水平这一变量来讲,应该包括2个方面的内涵,一是污染土壤修复技术本身所能达到的清洁目标,二是现有分析技术发展所能确认的污染物最低限量目标,即仪器可检出水平．     

石油污染土壤堆制微生物降解研究

采用异位生物修复技术堆式堆制处理方法 ,对辽河油田原油污染土壤进行了生物修复处理研究 .处理工程设 4个处理料堆单元 ,每个处理单元长 118.5cm ,宽 6 5 .5cm ,高 12 .5cm .研究结果表明 ,当进行处理的石油污染土壤中石油烃总量为 5 .2 2 g·10 0 g-1土时 ,利用黄孢原毛平革菌 (Phanerochaetechrysospori um) ,经过 5 5d的运行 ,石油烃总量去除率达 5 4.2 % .堆制处理中影响污染土壤石油烃总量生物降解的主要变化因子为污染土壤的O2 和CO2 含量、降解石油烃微生物的数量、污染土壤pH的变化 .通过监测这些数据的变化 ,可直接反映该工程的处理石油污染土壤的效果 .本处理工程采用定期通风措施 ,操作简单、运行费用低廉 ,为石油污染土壤生物修复实用化提供了一种简单易行的污染土壤清洁技术 .     

重金属污染土壤原位化学固定修复研究进展

重金属污染土壤原位化学固定修复是通过添加不同外源物质固定土壤中重金属元素,达到降低重金属迁移性和生物有效性的一种重要方法.由于操作方便和效果快速,使其在污染土壤治理过程中有着不可代替的作用,尤其对于耕作土壤中的面源污染.许多具有俘获土壤中重金属离子能力的自然物质和工业副产品如磷矿石、泥炭土、石灰和有机肥等都可用在实地的固定修复中.采用实验室评价和实地应用评价,一方面可以评估这些固定物质在土壤中对重金属离子的固定效率;另一方面可以评估重金属的溶出、释放和生物毒性等生态风险.本文对原位修复过程中采用的不同固定物质的来源和分类进行了概述,对化学固定过程的机理进行了探讨,同时阐述了重金属污染土壤化学固定修复应用过程中的实验室评价和实地应用评价方法,分析了化学固定修复的局限性并提出了今后的发展方向.     

矿山生态恢复研究进展——基于连续三届的世界生态恢复大会报告

最近连续三届世界生态恢复大会都将矿山生态系统列为大会交流的主题之一。为了解矿山生态修复的最新进展,本文采用文献分析方法和统计分析法,全面对比了这三届大会的论文和报告,包括参会国家、主要机构、热点矿区、修复要素、矿山类型、修复技术等。在此基础上,归纳了新开发的生态修复技术,包括植被恢复、土壤修复和景观恢复等新技术;总结了当前的研究热点,主要有复垦的土壤和修复的植物之间相互作用的机理、矿山生态修复的监测新技术、本土物种保持、污染土壤修复新技术、应对全球气候变化的矿山生态修复新思维和矿山生态系统服务价值等;介绍了会议提出的新观点,如自然恢复和人工恢复选择的新标准、矿山生态恢复力新理论、新型矿山生态系统及其设计等。最后对未来研究趋势进行了预测。     

西北黄土区石油污染土壤原位微生物生态修复试验研究

通过对西北黄土石油开采区石油污染土壤生物强化原位微生物生态修复方法的试验研究,充分利用强化原位微生物菌群辅以物理和化学方法与土壤环境相结合的微生物生态技术,进行了土壤中石油的降解与修复试验研究,试验结果显示,土壤中平均石油含量在2754mg/kg时,经过lld～32d强化原位微生物生态修复技术的修复,土壤中石油含量降解可达40.92%～80.37%,验证了微生物生态修复技术在西北黄土区土壤石油污染修复的有效性,探索了推广应用的可行性.     

土壤氟形态与氟污染土壤修复

我国土壤氟污染问题严峻,给部分地区人体健康和生态安全造成严重威胁,但土壤氟污染与防治问题仍没有受到人们的广泛关注.本文概述了土壤中氟的存在形态以及发生的主要化学反应,综述了近年来国内外有关氟污染土壤修复的研究进展,提出了今后氟污染土壤修复的研究方向,以期为氟污染土壤的修复提供借鉴和参考.土壤中氟主要分为5种形态,其中90%以上以残渣态存在,土壤溶液中的氟主要发生沉淀-溶解、络合-解离和吸附-解吸等反应来维持水-土系统中的氟平衡.目前,氟污染土壤修复技术研究主要集中在化学固定修复技术、化学淋洗技术、电动修复技术以及植物修复技术.今后需要重点研究氟在土壤中的赋存形态及其影响因子,筛选功能微生物和植物,开发联合修复技术以修复氟污染土壤.     

西北黄土区石油污染土壤原位微生物生态修复试验研究

通过对西北黄土石油开采区石油污染土壤生物强化原位微生物生态修复方法的试验研究, 充分利用强化原位微生物菌群辅以物理和化学方法与土壤环境相结合的微生物生态技术, 进行了土壤中石油的降解与修复试验研究, 试验结果显示, 土壤中平均石油含量在2754 mg/kg时, 经过11 d~32 d强化原位微生物生态修复技术的修复, 土壤中石油含量降解可达40.92%~80.37%, 验证了微生物生态修复技术在西北黄土区土壤石油污染修复的有效性, 探索了推广应用的可行性。     

污染场地土壤生态风险评估研究进展

随着我国快速城市化以及产业结构的调整,遗留下了大量的污染场地,发展和实施污染场地土壤生态风险评估是进行大规模污染场地修复行动的必要条件。本文围绕污染场地土壤生态风险评估的科学原理、框架构建及技术方法等方面的关键问题: 1)评估框架的场地实际针对性;2)概念模型的不确定性;3)土壤复合污染毒性机制;4)评估终点筛选;5)评估方法和框架构建等展开讨论,指出土壤复合污染的制毒机制,即污染物生物有效性和联合效应是污染场地土壤生态风险评估的关键科学问题。耦合美国环保局四步法和欧盟层级法的“证据-权重法”评估框架适用于野外复杂环境条件下的土壤污染生态风险评估。建议今后重点开展以下5个方面的工作: 1)污染场地土壤生态风险评估技术框架与风险管控技术框架之间的联合;2)概念模型研究;3)基于过程的场地土壤污染物反应运移模型研究;4)场地土壤复合污染生态毒理学机制研究;5)生态系统高水平生态风险评估终点研究。旨在为形成我国本土污染场地土壤生态风险评估技术指南提供理论基础和构架。     

Miscanthus: A fast‐growing crop for environmental remediation and biofuel production

As an herbaceous perennial, Miscanthus has attracted extensive attention in bioenergy refinery and ecological remediation due to its high yield and superior environmental adaptability. This review summarizes current research advances of Miscanthus in several aspects including biological properties, biofuels production, and phytoremediation of contaminated soil. Miscanthus has relatively high biomass yield, calorific value, and cellulose content compared with other lignocellulosic bioenergy crops, which make it one of the most promising feedstocks for the production of second‐generation biofuels. Moreover, Miscanthus can endure soil pollutions caused by various heavy metals and survive in a variety of adverse environmental conditions. Therefore, it also has potential applications in ecological remediation of contaminated soil, and reclamation of polluted soil and water resources. Nevertheless, more endeavors are still needed in the genetic improvement and elite cultivar breeding, large‐scale cultivation on marginal land, and efficient conversion to biofuels, when utilizing Miscanthus as a bioenergy crop. Furthermore, more efforts should also be undertaken to translate Miscanthus into a bioenergy crop with the phytoremediation potential.     

高生物量经济植物修复重金属污染土壤研究进展

植物修复是重金属污染土壤修复的重要方法之一。利用高生物量经济植物修复重金属污染土壤,能够兼顾生态和经济效益,具有很大的应用前景。本文系统分析了植物修复现状及存在的问题,提出利用高生物量经济植物修复重金属污染土壤的优势,总结了近年来利用高生物量经济植物吸收重金属的研究进展,探讨了改善高生物量经济植物修复重金属污染土壤效率的方法,以期为提高植物修复经济效益、促进植物修复广泛应用提供参考。     

Potential for Plant-Based Remediation of Pesticide-Contaminated Soil and Water using Nontarget Plants such as Trees,Shrubs, and Grasses

Appropriate environmental management of pesticides includes their proper application, use of filter strips and riparian buffers to contain pesticides in runoff from fields, prompt cleanup of spills, and treatment processes for wastewater associated with manufacturing and equipment usage. Plants have beneficial effects in the management of pesticide-contaminated soil and water, including direct metabolism of many pesticides, stimulation of microbial activity in the root zone, extraction of contaminated water, and reduction of infiltrating contaminated water. In this work, we review the literature on nontarget plants that can grow in pesticide-contaminated soil and water, and the fate of pesticides in filter strips, riparian buffers, and vegetated remediation environments. Past research indicates that there are significant differences in the tolerance of plants to pesticides present in soil and water, and that some plants are more effective than others in the remediation of pesticide-contaminated soil and water. Thus, there is value in the identification of tolerant plants and favorable plant-based remediation technologies for management of pesticides and contaminated sites.     

某焦化场地土壤中多环芳烃分布的三维空间插值研究

为准确界定污染场地土壤中多环芳烃在3维条件下的污染分布范围和受污染土方量,选择我国某焦化污染场地苯并(a)芘分布为研究对象,对比研究Krig-3D、IDW-Shepard、IDW-(Franke/Nielson)以及Nearest Neighbor 4种3维插值方法对界定污染范围的不确定性影响。结果表明,不同3维插值模型计算结果差异较大,交叉验证结果显示Krig-3D插值模型插值精度最高,插值结果能较真实地反映场地实际污染情况。通过修复目标对比确定进一步表明,基于4种插值模型计算所得的污染土壤土方量分别为8.51×105、5.62×105、7.12×105、1.09×106m3,选择合理的插值模型将对预测污染范围的不确定性产生重要影响。研究结果对分析污染范围和修复治理过程土方量确定提供重要参考。     

我国污染土壤修复研究现状与展望

介绍了我国土壤污染的突出特点及其危害,回顾了污染土壤从清洁技术研究到物理、化学和生物修复研究的历程,总结了污染土壤修复取得的初步成果,提出了污染土壤修复的实质和系统技术方法。根据我国土壤污染的实际和修复需求,本文提出了当前本领域急需开展的研究内容,预测了污染土壤修复研究对环境科学相关学科的推动作用。