论我国土壤环境监测及修复技术现状

摘要：土壤环境的监测和修复是当今环境保护工作中一项重要内容。对土壤环境的保护是从土壤的监测采样、分析、修复、再利用的一个循环过程。本文简单介绍我国当前的土壤监测状况和当前土壤监测过程中存在的问题，然后针对几种相对成熟较为常用的典型土壤修复技术进行了探讨。

关键词：土壤污染;监测;土壤修复;技术

中图分类号：X833 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）05-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.041

Abstract：Soil environmental monitoring and remediation is an important part of environmental protection.The protection of soil environment is a cyclic process of soil monitoring， sampling， analysis， restoration and reuse.This paper briefly introduces the current status of soil monitoring in China and the existing problems in the current soil monitoring process， then discusses several relatively mature and commonly used typical soil remediation technologies.

Key word：Soil pollution;Monitoring ;Soil repair; Technology

土壤是人类赖以生存的物质基础，是人们触手可及的常见物质。近年来，环境问题变得越来越严重，其中，土壤污染问题尤为突出，严重威胁着我国农业的可持续发展，因此，研究和治理土壤污染问题变得十分重要。为了营造绿色、健康的生态环境，国家相继出台保护土壤环境的政策，对土壤环境进行综合监测，掌握土壤成分、污染元素及污染程度等，以便下一步对污染的土壤进行有效保护和修复，从而达到保护土壤、维护生态平衡、提升全民生活质量的目的。

1 土壤环境监测现状

目前，由于一些污染物的不合理处置，使得大面积的土壤和水体受到污染。其中，土壤重金属污染尤为严重，特別是镉和铅等重金属元素污染。当土壤尤其是农田土壤中重金属含量超出土壤的自净能力时，在短期内很难去除，而土壤中过量的重金属不但会使土壤肥力下降，影响作物生长发育，还会使得作物的重金属含量较高，并可通过食物链进入人体，进而危害到人体的健康。此外，重金属元素可通过降雨等过程渗入地下水，对整个地下水生态造成污染。专业的土壤环境监测工作在我国起步较晚，近些年来，中国在发展土壤环境监测工作的同时，学习国外先进的土壤监测技术和工作经验，如：无线传感器网络技术、遥感技术等，都在我国有很广泛的应用。

1.1 无线传感器网络技术

无线传感器的监控技术主要用于土壤参数稳定性低且位置差异大的监测。我国通过吸收国外关于无线传感器网络先进技术，并结合我国实际情况进行融合，自主研发，取得了一定的成效。目前无线传感器网络技术在农田土壤信息收集上得到了很好的应用。近几年我国研发了微型无线传感器网络节点监测技术。这项技术对于农田土壤的监测，具有很强的抗干扰性，同时还具有耗电低等特点，其最大优越性在于可以长周期性连续工作。无线传感器网络技术已被应用于农田科学施肥管理、偏远地区或恶劣环境的土壤监测，得到了行业内的广泛认可。

1.2 高光谱遥感技术

20世纪80年代，成像光谱技术开始被应用于土壤监测，通过多年来不断深入和扩展，该技术被迅速的认可和完善并得到广泛应用。高光谱遥感技术主要用于分析土壤成分、特性和运动过程等方面。在精确施肥、土地资源勘查、土壤质量评价、土壤环境监测以及土壤学研究方面都起到至关重要的作用。例如：自2003年起，中国科学院利用遥感技术对青藏高原的表层土壤水分进行分析和推算，为生态区保护和土壤环境监测提供了有力的数据基础。高光谱感光技术利用精细的光谱分析法反映出土壤光谱中极细微的差别和特征，以辨别土壤性质和成分。目前看，我国土壤监测行业虽然很热衷于高光谱遥感技术的应用，但还存在很大的难点，这需要广大技术研发人员的不断努力，研发出准确度更高的科学监测设备。

2 土壤环境监测存在的问题

2.1 起步晚、成型慢、无体系

我国的污染监测工作起步晚，至近些年才开始高度重视土壤监测工作，技术相对落后。近几十年绝大多数的土壤监测基本停留在原始土壤元素化学分析或依靠国外进口设备进行分析的阶段，没有形成完整的监测和分析治理体系。

2.2 研发力量不足，高端研发人才匮乏

国内对于土壤监测行业，专门、专业的研发团队几乎没有，多数依靠高等院校和相关科研院所的研发力量，主要是学生加导师这样的组合，缺乏一定的实践经验，无有效的行业内交流，可以说是相对纯学术角度的研究。而且单纯以研究课题为中心，缺乏土壤环境监测的连贯性和延续性。

2.3 缺乏先进设备的配套

专业的土壤监测是需要先进的科学设备支撑的，而在我国能够进行土壤监测的部门基本上是中国科学院或一些高等院校的相关课题研究组，很难全部都配套先进的土壤监测设备。只有中科院和一些有专门土壤学科的有实力的院校才能有此资源。这就导致土壤监测技术在我国发展相对较慢。

3 土壤修复技术研究

土壤的监测是为了更好地掌握土壤资源受到污染的最新状态，提供对于已经被污染或未被土壤的数据和信息。同时还应对被污染的土壤进行修复治理，还原或优化其土壤结构，使其变废为宝。近些年，我国已经在土壤修复技术上取得了一定成果，如今土壤修复已发展成为环境保护科学的一个新的领域、新的方向和新的学科。经过多年的研究和应用，我国在生物修复、物理修复、化学修复等多方面积累了一定的经验。主要由以下几种方式：

3.1 微生物修复技术

微生物修复技术是利用自然环境中现有的微生物或经人为培养、并具有特殊功效的微生物的生命代谢活动，通过转化或降解土壤中的重金属来降低其毒性，达到良好的修复效果。微生物修复在生物修复中起着主导作用，是利用其新陈代谢活动来对物质进行各种转化作用，利用微生物在土壤中大量降解有机污染物的功能来达到消除土壤中有机污染物的目的。其中微生物修复技术经常被应用于农药或石油污染的土壤中。在农田土壤中掺入具有降解作用的有机肥，分解污染物，提高土壤活性从而达到修复土壤的目的。微生物修复技术具有针对性强、见效快、施用快捷、成本低、设备简单的特点。

3.2 植物修复技术

植物修复技术是直接利用绿色植物及与其共存的微生物系统来吸收、富集环境污染物的一项新技术。重金属对植物的毒害作用表现在影响植物的萌芽、生长发育、光合作用、生理代谢和植物体内化学物质含量的改变等方面。近年来的研究表明，植物修复是一种更经济更易于操作的污染修复技术，用超富集植物修复重金属污染土壤的类型主要有植物吸收、植物挥发和植物稳定三种。植物吸收指利用超富集植物的根系从污染土壤中吸收重金属，然后再将其转移到植物地上部，最终达到去除重金属的目的;植物挥发是指植物将自身吸收与积累的重金属元素转化成可挥发的形态，从植物体挥发出来，达到去除重金属的目的;植物稳定是指利用植物来降低重金属的活性，减少其生物有效性，或促进其转化为低毒形态，降低其危害性。

3.3 动物修复

土壤污染的动物修复技术，即利用土壤中自身存在的动物及其肠道中现有的微生物，在自然条件或人为优化下，在其生长、繁殖、穿插等代谢活动过程中，对污染物进行去除、分解、消解和富集作用，以减少或消除污染物的一种生物修复技术。

3.4 固化、稳定化技术

固化稳定化技术是化学修复技术中的一种常见的土壤修复技术，主要应用于土壤重金属快速控制修复。比如：我国处理冶炼企业堆放重金属的污染土、铬金属污染土等。这种修复技术投入成本很小，见效快。常用石灰、沥青和硅酸盐水泥来做稳定固化剂，尤其是对同时处理受到多种重金属元素的复合污染土壤有明显的效果。目前，欧美发达国家大多采用固化、稳定化技术来处理非有机物污染，并为此专门设立奖励基金。

4 结语

土壤的有效监测是为了更好对土壤进行优化和改良，解决土壤环境污染的问题，从具体的修复技术来讲，不同的土壤类型、土壤受污染程度、污染物类型等都需要选择有针对性的修复技术来进行有效治理。土壤污染问题是世界性难题，解决土壤重金属等污染问题要有长期的思想准备和科学技术方案，避免造成对土壤的二次污染。近年来我国不断发生因土壤污染而导致的农产品食品安全事件，食物链安全也正面临威胁，因此，解决土壤污染问题已刻不容缓。

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收稿日期：2019-03-26

作者简介：冯杰，男，硕士研究生，环境监测工程师。