浅析土壤修复技术在土地工程中的应用

摘 要：污损土地修复是土地工程的一项重点工作，由于后备资源数量急剧减少，未利用资源开发难度不断加大，基于污损土地的生态友好型土地整治领域相关研究已成为当前研究的热点问题。因此，本文探讨了物理化学修复、生物修复及联合修复等土壤修复技术在土地工程领域内的应用，以期为土地工程中土壤修复技术的推广提供一些借鉴。

关键词：土地工程;土壤修复;修复技术;应用

中图分类号：S156

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201115016

收稿日期：2020-10-04

基金项目：陕西省土地整治重点实验开放基金（项目编号：2018-JC15）;陕西省土地工程建设集团内部科研项目“基于GIS和RS技术的地形因子与丘陵沟壑区土体侵蚀的相关性研究”（项目编号：DJNY2019-19）

作者简介：杜宜春（1986-），男，博士，高级工程师。研究方向：土壤物理环境及过程、土地工程。

引言

我国是世界人口大国，但人均土地资源占有量和人均耕地占有量均不到世界平均水平，且随着人口数量继续增长和工业化程度的不断完善，对土地资源的需求量也迅速增长[1-3]。由于生态环境持续恶化，水土流失、风沙侵蚀、洪涝旱灾以及土壤污染现象不断加剧，对现有耕地数量和质量也产生了一定影响[4-7]。土地工程是针对我国土地利用已面临严峻考验的大背景下提出的以未利用土地开发、对已利用土地的综合治理以及对污损土地修复等为目标的系统工程，部分废弃矿复垦和整治也被纳入土地工程范畴[8-10]。通过土地工程实施，可大幅提高我国土地利用效率和土地产出效率，提升优质耕地数量以及扩大建设用地储备用地规模，对我国土地集约化利用具有显著促进作用[11，12]。随着后备资源数量急剧减少，未利用资源开发难度的不断加大，众多学者和研究人员将土地工程的工作重点暂时聚焦在污损土地综合整治方面，由此开展了生态友好型土地整治领域的研究[13-16]。而良好的土地工程土壤修复技术寻求和开发，已成为当前土地工程领域的热点研究问题。在土地工程中普遍使用的土壤修  复技术主要包括物理修复、化学修复、生物修复及联合修复技术，而各类土壤修复技术在土地工程中的应用也有所不同。因此，本文基于土壤修復技术在土地工程领域内的应用，以期为土地工程中土壤修复技术的推广提供一些借鉴。

1 物理化学修复技术在土地工程中的应用

在土地工程领域内，会面临种类繁多的土壤污染现象。在我国现有耕地范围内，由于外界环境影响，各类废水废物排入、田间管理不到位和施肥措施不合理等原因，存在大量污染土地，根据《国家土壤环境质量二级标准》和《农田土壤环境质量监测技术规范》，开展污染土地评价工作对污损土地修复工作具有显著指导作用。众多物理化学方面的措施被应用于土地工程土壤修复工作，如通过土体有机重构技术[17-20]将原有被污染土壤以工程措施适合的填充材料置换，使新构成土壤具有适宜的土壤pH值、土壤结构和土壤养分，达到土地有效利用的效果，或在土壤中施加添加剂[21-23]以进一步缓解或改变原有污损土壤理化性质，以提高土壤利用效率。在农用地整治和矿区复垦治理时，严重的土壤重金属污染会给土壤修复工作带来重大阻碍，不仅对土壤造成了严重的环境问题，且由于其隐蔽性较强和难以迁移等特点，会对作物健康生长和产量提高产生不利影响，还会通过食物链进入人体，严重影响人体健康。众多学者对此进行了广泛研究，提出了针对重金属污染的土壤修复方法。陈绩等[24]利用黄腐酸钾进行土壤重金属修复研究，结果表明，黄腐酸钾施加能促进东南景天对Zn和Gr吸收，相较于对照，对Zn和Gr吸收效率分别提高280.37%和265.44%;沈乾杰等[25]进行了废弃铅锌矿重金属污染土地修复工作，结果表明，蒟蒻对土壤中Cd、Zn、Pb、Hg等重金属元素的吸附固定作用显著。

2 生物修复技术在土地工程中的应用

土壤是作物生长的物质基础，也是各类生物活动的重要场所，土壤生物是土壤中重要的消费者和分解者，主要包含蚯蚓、线虫、螨类等节肢动物以及大量土壤微生物，能利用光能的地衣类微生物参与岩石的风化，再在其它微生物的参与下，形成腐殖质使土壤性质发生变化，在土壤的形成和发展过程中起着重要的作用。大量研究表明，生物在污损土地修复中作用显著，可以通过自身代谢将污染物转化和降解。李燕[26]总结了生物修复技术的主要分类，综述了生物修复技术对场地污染修复效果;张志玲等[27]利用生物腐植酸研究露天矿排土场土壤改良效果，结果表明，生物腐殖酸施加量对作物生长有显著影响，适当的生物腐殖酸量对露天矿排土场植被恢复效果显著;关红飞等[28]利用粉煤灰进行了土地整治中土壤改良效果研究，结果表明，在新造土地中施加粉煤灰可有效改善土壤理化性质，提高土壤养分和生物活性，并通过改变土壤结构增加土壤生产能力;刘义富等[29]在废弃铅锌矿进行了蓖麻种植试验以验证其对土壤的修复效果，结果表明，种植蓖麻对铅锌尾矿土壤中重金属Zn、Pb以及Cd的吸附效果显著，且对Zn和Cd的吸附量达到超富植物积累量标准;李紫兰等[30]通过在尾矿土壤中进行微生物土壤修复试验，研究发现了部分细菌对Cu元素具有吸收性，可为铜金属污染的土地复垦和土壤修复工程起到一定指导作用。

3 联合修复技术在土地工程中的应用

对多种污染物共存的复合/混合污染土壤实现联合修复，已成为土壤修复技术研发中的新方向，现有的联合修复技术主要包括生物联合修复、物化-生物联合修复和物理-化学联合修复等。陈立荣等[31]利用微生物-土壤联合修复技术对废弃钻井泥渣进行处理，研究发现，联合修复技术使废弃物中的主要指标COD、石油类的降解率超过90%，对实现废弃井场占用土地生态修复和循环再利用有显著成效;于淼等[32]为了确定微生物对复垦土地修复效果，将菌根与根瘤菌联合应用在土地修复中，结果表明，联合修复使复垦土壤根外菌丝密度、根系侵染率和pH值分别提高了90%、52%和1.3%，显著提高了有效磷含量、电导率和酸性磷酸酶活性，对减轻土壤退化程度以及开采沉陷地的生态修复工作效果显著;徐文迪等[33]以电芬顿与生物泥浆法修复土壤芘污染，研究发现，联合修复方法使土壤中芘的去除程度超过90%，且去除率相较于2种材料单独使用提高超过50%;温志豪等[34]将生物炭与过氧化氢联合技术应用于火电厂土地修复工作，结果表明，联合修复技术可有效降低土壤中多环芳烃含量，土壤有机质较修复前提高9.5%～45.6%，土壤养分含量也获得了显著增加。刘帅霞等[35]为了探索Cr污染土地的方法，进行了秸秆-复合菌-污泥联合修复试验，研究发现，1%秸秆加1%复合菌加30%污泥对土壤中Cr还原率可以达到96.6%，经济成本和修复效率均为最佳。

4 结语

由于生态环境持续恶化，水土流失、风沙侵蚀、洪涝旱灾以及土壤污染现象不断加剧，对现有耕地数量和质量也产生了一定影响。随着后备资源数量急剧减少，未利用资源开发难度的不断加大，众多学者和研究人员将土地工程的工作重点暂时聚焦在污损土地综合整治方面，由此开展了生态友好型土地整治领域的研究。而良好的土地工程土壤修复技术的寻求和开发，已成为当前土地工程领域的热点研究问题。在土地工程中普遍使用的土壤修复技术较多，而各类土壤修复技术在土地工程中的应用也有所不同。因此，本文探讨了物理化学修复、生物修复及联合修复等土壤修复技术在土地工程领域内的应用，以期为土地工程中土壤修复技术的推广提供一些借鉴。

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（責任编辑 李媛媛）