求一些关于土壤修复的论文资料

【专家解说】：土 壤 (Soils), 2005, 37 (3): 230~235 土壤修复—新兴的土壤科学分支学科 骆永明 滕 应 过 园 （1中国科学院南京土壤研究所土壤与环境生物修复中心南京 210008； 2土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中国科学院南京土壤研究所）南京 210008）摘 要本文在回顾国内外土壤修复研究与发展概况的基础上，首次提出土壤修复是一门新兴的土壤科学 分支学科，全面系统地论述了我国土壤修复学科的研究任务和战略定位，并针对新形势下所面临的挑战与机遇，探讨了近期土壤修复学科研究的重要方向与科学问题。关键词 土壤修复；分支学科；发展战略中图分类号 S15土壤修复是由土壤化学、土壤生物、植物营养、 化学地理、农业化学、生物化学、环境化学、环境 工程、环境信息等多分支学科交叉、综合、集成发 展而来的。土壤修复涉及物理学、化学、微生物学、 植物学、水文学、农学、矿物学、工程学、信息学、 计算机及管理学等科学。它的形成和发展与全球范 围土壤污染的普遍性、严峻性和复杂性不无关系。 土壤是地球上各种人为的和自然的污染物的“汇”， 世界上大部分的污染物最终滞留在土壤中，同时也 是污染物扩散进入相邻水、气、生环境介质的 “源”， 可使地表水、地下水、空气和生物体污染，进而导 致人类疾病。近 10年来，土壤修复在传统土壤化学 等分支学科体系的基础上，借鉴汲取了大量相关学 科的基本理论、方法和技术，逐步发展成为以污染 场地/土壤特征、污染风险评估与预测、污染土壤控 制与修复原理及技术研发应用、土壤修复效率及功 能指示与标准、修复后土壤保育、综合管理和生物 资源处理处置等为核心研究内容，并且具有鲜明学 科交叉特点的土壤学分支学科。 2001年 3月在由国家基金委地学部组织在南京 召开的“十五”全国土壤科学前沿发展战略研讨会 上，第一作者就以土壤修复（学）命题，作了学术 报告。在过去的 4年多时间内，中国科学院、国家 自然科学基金委和国家科学技术部等多部委支持， 开展了重金属、石油及持久性有机污染物等污染土 壤的生物和化学修复研究工作，在这期间骆永明等 曾多次作为大会主席组织召开了国内外以污染土壤修复为主题的学术会议，例如 SOILREM 2000[1]、 SOILREM 2004[2]和 2004年在海口召开的中国污染 环境风险评估和修复战略研讨会。基于与国内外同 行的学术交流和自身的科学研究进展，特别是 2002 年中国科学院南京土壤研究所正式成立土壤与环境 生物修复研究中心以来，我们对土壤修复有了新的 认识，籍我国酝酿“十一五 ”科技发展战略之际，我 们提出土壤修复是一门正在崛起的土壤科学新分支 学科，并阐述其发展战略和前沿科技问题，通过同 行们共同努力，推动我国乃至国际土壤科学的发展。 由于国内外还没有从学科角度系统介绍和阐述过土 壤修复，本文内容也只是作者的现阶段的认识和观 点，期望此文能起到抛砖引玉的作用，使土壤修复 学在科学道路上发展壮大和完善。 1 土壤修复研究与发展概况 1.1 简要回顾 以消除污染毒害并恢复土壤功能为宗旨的土壤 修复，起步于 20世纪 70年代后期，其理论依据是 在欧美国家发展起来的土壤污染化学与控制。为了 寻找解决日趋严重的土壤污染与风险问题的方案， 欧美等一些发达国家开始研究污染土壤的修复理 论、方法及技术，其中 20世纪 80年代至 90年代初 在重金属污染的超积累植物修复和石油污染的微生 物修复等基础理论与应用方面取得了显著进展，进 一步推动了土壤污染修复领域的研究与发展。具有 划时代意义的是 1994年在墨西哥召开第 15届世界①国家自然科学杰出青年科学基金（40125005）、基金重点项目(40432005)和国家重点基础研究发展规划项目(2002CB410810)资助。 第 3期骆永明等：土壤修复—新兴的土壤科学分支学科土壤科学大会期间提出组建国际土壤修复专业委员 会的倡议，以及 1998年在巴黎召开第 16届世界土 壤科学大会上国际土壤修复专业委员会的正式成立 [3]。土壤修复（ Soil Remediation）一词便应运而生， 在全球广泛应用。近 10年来，区域性或国际性土壤 修复国际会议、专题研讨会和技术交流会不断举行， 学术性和技术性网络系统蓬勃发展，论文集、编著、 专著层出不穷，土壤修复理论与技术得到了长足进 步[1, 2]，推动了土壤科学和环境科学的发展及专业人 才的培养。 进入 20世纪末和 21世纪初，在我国工业化、 城市化和农业集约化的快速发展中，大量人为排放 的污染物对土壤环境造成的负面影响日益加剧，土 壤环境与健康安全的压力与日俱增，土壤污染控制 与修复的社会需求迫在眉睫。随着对生物修复（包 括植物修复）基本理论与方法认识的深化，在国家 自然科学基金委、中国科学院和国家科学技术部等 部门的计划和资助下，我国土壤修复的科学技术研 究进入了一个新阶段。特别是 1998年全球土壤修复 网络－亚洲中心在南京土壤研究所挂牌，2000年第 一届土壤修复国际会议（杭州）、2002年东亚地区 环境污染及其修复技术国际专题研讨会（南京）、 2004年更大规模的第二届土壤污染与修复国际会议 （南京）和 2004年中国污染环境风险评估和修复战 略研讨会（海口）等一系列学术会议的召开，不仅 加强了土壤修复领域的国际间交流和合作，提升了 我国在相关领域的学术影响和国际形象，而且大大 促进了土壤修复学科的研究与发展。我国的相关研 究从常规的无机污染元素和有机化合物向微量污染 元素和痕量持久性毒害有机污染物快速转移，从单 一污染向复合污染和混合污染延伸，从化学修复向 植物修复、微生物修复、生态修复和综合工程修复 拓展，逐渐形成了土壤修复的学科雏形。随着更多相关学科的参与，研究手段的不断改 进，以污染物为纽带的相关学科相互交叉和渗透， 土壤修复势将在理论与实践研究过程中得到更快发 展，形成更趋完善的学科框架。 1.2 土壤修复分支学科的发展趋势 随着影响生态安全和健康的土壤污染问题的凸 现，毒害持久性物质（重金属、农药、持久性有机 污染物和有机金属化合物）污染土壤的风险评估和 修复已成为当今国内外土壤学界的一个前沿热点研 究课题[4]。发展适合土壤污染与修复的风险评估理论与方法和发展适合大规模应用的低成本的污染土 壤环境生物修复技术仍是当今国际性土壤修复研究 和发展的趋势。从科学原理上，生物学修复和物理 化学修复将持续为两大主流的土壤修复；在污染土 壤的类型和优先修复的目标污染物上，无机（重金 属、放射性核素等）污染土壤修复和有机（持久性 有机污染物、农药和石油等）污染土壤修复仍是研 究重点。其中，植物修复、微生物修复、物理化学 （惰性化和强化）修复、土壤自然缓解修复以及生 态修复等科学与技术问题是当前和未来全球性的焦 点研究内容，特别是基于生物能的原位绿色超积累 植物或积累性植物修复，及其与微生物学等联合强 化修复研究将继续得到加强；以防止污染土壤侵蚀 和恢复污染场地地表景观为出发点的植物稳定修复 将会备受青睐；催化强化修复和生态工程修复也将 越来越受到重视；复合污染和混合污染土壤的综合 修复将成为刻不容缓的研究课题。污染土壤的修复 将不仅研究污染物的去除或遏制过程和机理，而且 还将研究基于污染风险评估的修复始点与终点指导 值或标准、修复决策支持系统和土壤功能恢复的指 示和评价。 1.3 我国土壤修复分支学科研究进展 我国农学家、土壤学家和生态学家在利用化学 和栽培原理遏制土壤重金属等污染方面的研究基本 与国际上同步。我国利用植物恢复污染土壤生态景 观和生产力的理念早在 20世纪 70年代就进行过田 间试验[5]。在 20世纪 80年代，开始运用化学平衡 理论研究了 As、Cr、Cu、Zn等重金属吸附、固定 和沉淀的化学稳定与惰性化修复[6]。自 20世纪 90 年代中叶开始在重金属污染土壤的植物修复、农药、 石油和多环芳烃污染土壤的微生物修复等方面进行 了许多理论性和技术性的探索，取得了显著的进展 [7~14]。20世纪 90年代后期在国家自然科学基金委和 中国科学院等部门的资助下，重金属污染土壤的超 积累植物修复研究在全国兴起[7]，同时也资助并带 动了电动修复、化学锁定修复等其他土壤修复方法 的研究。“十五”期间国家科学技术部“863计划”首次 立项研究重金属污染土壤的植物修复技术，研发了 As、Cu、Zn等污染土壤的植物修复技术，建立了 植物修复示范工程，为土壤修复技术的实际应用做 出了样板。最近 15年来的我国土壤修复方面文献的 查询表明，1991 ~ 1997年期间的有关文章仅有 3篇， 1998 ~ 2000年则有 35篇，而 2001 ~ 2004年４年间  232 土壤第 37卷迅猛增至 300多篇。综观研究文献，我国土壤修复 的研究范围已涉及植物、微生物、物理化学、电动 以及多途径联合等修复，特别在重金属污染的植物 修复机理与技术方面进行了较为广泛和深入的研究 [15]，在多环芳烃等有机污染土壤的生物修复机理和 技术研究方面也取得了明显的进展[11，14]，缩短了与 国际前沿的距离，为我国土壤修复学科形成和发展 奠定了良好的基础。 2 土壤修复分支学科的任务和学科战略定位 土壤修复是一门新兴的土壤科学分支学科，它 已经发展出赋予自身特色的研究任务和学科定位。 2.1 土壤修复分支学科的特征及研究任务 作为土壤科学的分支学科，土壤修复继承了土 壤学的基本特征，即强调污染土壤发生发展的自然 属性和人为属性，注重对土壤污染来源、分布、过 程、机制及效应的表征，强调高强度人为活动下土 壤环境健康质量的演变等。基于土壤污染的属性和 过程，从化学污染、物理污染和生物污染风险及其 修复过程来探索土壤修复理论、方法和技术体系已 成为本学科研究与发展的基本思路。土壤修复作为土壤科学的新学科，具有不同于 土壤化学等学科的任务。土壤修复是一门重点研究 土壤污染的控制、缓解、消除、净化并恢复土壤功 能的集理论、方法、技术、工程和管理于一体的基 础性与应用性科学。一方面，土壤修复的主要研究 对象具有污染特征，其核心研究内容具有遏制和消 除污染的理论性与技术性相结合的特征；另一方面， 土壤修复赋予了与土壤环境质量、农产品安全、生 态与人体健康相关的污染物风险管理、预测预警等 方面的重任。土壤修复是污染土壤资源再生、功能 再现的必要途径，也是土壤与环境质量改善、生态 安全与人体健康保障的必要前提。它将以生态建设、 环境保护和循环经济思想作指导，运用化学、物理、 数学、生物、信息、管理等科学技术原理和方法， 主要研究场地/土壤污染监测与诊断，污染土壤中污 染物时空格局、环境行为及形态效应；研究污染土 壤生态/健康风险和环境质量指标；研究污染物容 纳、遏制、消减、净化方法及其过程和机理；研究 污染土壤修复的安全性、稳定性及标准；研究修复 后土壤保育、管理和生物资源的利用等，旨在揭示 土壤污染规律，提供污染土壤及其修复过程的风险 评估方法和标准，创建土壤污染控制和修复理论、方法和技术及其工程应用与管理规范，为土壤资源 可持续利用、农产品安全、环境保护、生态与人类 健康保障提供理论、方法、技术及工程示范。 2.2 土壤修复分支学科的学科战略地位 土壤修复不仅是土壤科学中的一个新兴分支学 科，同时也是环境科学、生态科学和农业科学中的 重要研究内容。由于土壤污染与环境安全、生态与 人类健康问题的关联性及其复杂性和重要性，从土 壤学、化学、生物学、生态学、地球化学等学科中 派生出诸多以土壤中污染物为研究对象的新兴研究 方向。这些方向各具特色、相互交叉，为全面认识 污染物的土壤环境行为、生物效应及消减途径起到 了不可替代的作用。与环境科学领域各相关分支学 科相比，土壤修复在以其特有的净化方法和技术研 发能力和对土壤环境质量的有效指示及评估方面独 具特色。同时，本学科在土壤污染行为、修复过程 与机理、修复技术发展及生态健康风险评估等方面，