淺析土壤修復(fù)技術(shù)在土地工程中的應(yīng)用

摘 要：污損土地修復(fù)是土地工程的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，由于后備資源數(shù)量急劇減少，未利用資源開發(fā)難度不斷加大，基于污損土地的生態(tài)友好型土地整治領(lǐng)域相關(guān)研究已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。因此，本文探討了物理化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)及聯(lián)合修復(fù)等土壤修復(fù)技術(shù)在土地工程領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，以期為土地工程中土壤修復(fù)技術(shù)的推廣提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：土地工程;土壤修復(fù);修復(fù)技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：S156

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201115016

收稿日期：2020-10-04

基金項(xiàng)目：陜西省土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)開放基金（項(xiàng)目編號：2018-JC15）;陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)內(nèi)部科研項(xiàng)目“基于GIS和RS技術(shù)的地形因子與丘陵溝壑區(qū)土體侵蝕的相關(guān)性研究”（項(xiàng)目編號：DJNY2019-19）

作者簡介：杜宜春（1986-），男，博士，高級工程師。研究方向：土壤物理環(huán)境及過程、土地工程。

引言

我國是世界人口大國，但人均土地資源占有量和人均耕地占有量均不到世界平均水平，且隨著人口數(shù)量繼續(xù)增長和工業(yè)化程度的不斷完善，對土地資源的需求量也迅速增長[1-3]。由于生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，水土流失、風(fēng)沙侵蝕、洪澇旱災(zāi)以及土壤污染現(xiàn)象不斷加劇，對現(xiàn)有耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量也產(chǎn)生了一定影響[4-7]。土地工程是針對我國土地利用已面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)的大背景下提出的以未利用土地開發(fā)、對已利用土地的綜合治理以及對污損土地修復(fù)等為目標(biāo)的系統(tǒng)工程，部分廢棄礦復(fù)墾和整治也被納入土地工程范疇[8-10]。通過土地工程實(shí)施，可大幅提高我國土地利用效率和土地產(chǎn)出效率，提升優(yōu)質(zhì)耕地?cái)?shù)量以及擴(kuò)大建設(shè)用地儲備用地規(guī)模，對我國土地集約化利用具有顯著促進(jìn)作用[11，12]。隨著后備資源數(shù)量急劇減少，未利用資源開發(fā)難度的不斷加大，眾多學(xué)者和研究人員將土地工程的工作重點(diǎn)暫時(shí)聚焦在污損土地綜合整治方面，由此開展了生態(tài)友好型土地整治領(lǐng)域的研究[13-16]。而良好的土地工程土壤修復(fù)技術(shù)尋求和開發(fā)，已成為當(dāng)前土地工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問題。在土地工程中普遍使用的土壤修??復(fù)技術(shù)主要包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)及聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，而各類土壤修復(fù)技術(shù)在土地工程中的應(yīng)用也有所不同。因此，本文基于土壤修復(fù)技術(shù)在土地工程領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，以期為土地工程中土壤修復(fù)技術(shù)的推廣提供一些借鑒。

1?物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)在土地工程中的應(yīng)用

在土地工程領(lǐng)域內(nèi)，會面臨種類繁多的土壤污染現(xiàn)象。在我國現(xiàn)有耕地范圍內(nèi)，由于外界環(huán)境影響，各類廢水廢物排入、田間管理不到位和施肥措施不合理等原因，存在大量污染土地，根據(jù)《國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)》和《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，開展污染土地評價(jià)工作對污損土地修復(fù)工作具有顯著指導(dǎo)作用。眾多物理化學(xué)方面的措施被應(yīng)用于土地工程土壤修復(fù)工作，如通過土體有機(jī)重構(gòu)技術(shù)[17-20]將原有被污染土壤以工程措施適合的填充材料置換，使新構(gòu)成土壤具有適宜的土壤pH值、土壤結(jié)構(gòu)和土壤養(yǎng)分，達(dá)到土地有效利用的效果，或在土壤中施加添加劑[21-23]以進(jìn)一步緩解或改變原有污損土壤理化性質(zhì)，以提高土壤利用效率。在農(nóng)用地整治和礦區(qū)復(fù)墾治理時(shí)，嚴(yán)重的土壤重金屬污染會給土壤修復(fù)工作帶來重大阻礙，不僅對土壤造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，且由于其隱蔽性較強(qiáng)和難以遷移等特點(diǎn)，會對作物健康生長和產(chǎn)量提高產(chǎn)生不利影響，還會通過食物鏈進(jìn)入人體，嚴(yán)重影響人體健康。眾多學(xué)者對此進(jìn)行了廣泛研究，提出了針對重金屬污染的土壤修復(fù)方法。陳績等[24]利用黃腐酸鉀進(jìn)行土壤重金屬修復(fù)研究，結(jié)果表明，黃腐酸鉀施加能促進(jìn)東南景天對Zn和Gr吸收，相較于對照，對Zn和Gr吸收效率分別提高280.37%和265.44%;沈乾杰等[25]進(jìn)行了廢棄鉛鋅礦重金屬污染土地修復(fù)工作，結(jié)果表明，蒟蒻對土壤中Cd、Zn、Pb、Hg等重金屬元素的吸附固定作用顯著。

2?生物修復(fù)技術(shù)在土地工程中的應(yīng)用

土壤是作物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是各類生物活動的重要場所，土壤生物是土壤中重要的消費(fèi)者和分解者，主要包含蚯蚓、線蟲、螨類等節(jié)肢動物以及大量土壤微生物，能利用光能的地衣類微生物參與巖石的風(fēng)化，再在其它微生物的參與下，形成腐殖質(zhì)使土壤性質(zhì)發(fā)生變化，在土壤的形成和發(fā)展過程中起著重要的作用。大量研究表明，生物在污損土地修復(fù)中作用顯著，可以通過自身代謝將污染物轉(zhuǎn)化和降解。李燕[26]總結(jié)了生物修復(fù)技術(shù)的主要分類，綜述了生物修復(fù)技術(shù)對場地污染修復(fù)效果;張志玲等[27]利用生物腐植酸研究露天礦排土場土壤改良效果，結(jié)果表明，生物腐殖酸施加量對作物生長有顯著影響，適當(dāng)?shù)纳锔乘崃繉β短斓V排土場植被恢復(fù)效果顯著;關(guān)紅飛等[28]利用粉煤灰進(jìn)行了土地整治中土壤改良效果研究，結(jié)果表明，在新造土地中施加粉煤灰可有效改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤養(yǎng)分和生物活性，并通過改變土壤結(jié)構(gòu)增加土壤生產(chǎn)能力;劉義富等[29]在廢棄鉛鋅礦進(jìn)行了蓖麻種植試驗(yàn)以驗(yàn)證其對土壤的修復(fù)效果，結(jié)果表明，種植蓖麻對鉛鋅尾礦土壤中重金屬Zn、Pb以及Cd的吸附效果顯著，且對Zn和Cd的吸附量達(dá)到超富植物積累量標(biāo)準(zhǔn);李紫蘭等[30]通過在尾礦土壤中進(jìn)行微生物土壤修復(fù)試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)了部分細(xì)菌對Cu元素具有吸收性，可為銅金屬污染的土地復(fù)墾和土壤修復(fù)工程起到一定指導(dǎo)作用。

3?聯(lián)合修復(fù)技術(shù)在土地工程中的應(yīng)用

對多種污染物共存的復(fù)合/混合污染土壤實(shí)現(xiàn)聯(lián)合修復(fù)，已成為土壤修復(fù)技術(shù)研發(fā)中的新方向，現(xiàn)有的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)主要包括生物聯(lián)合修復(fù)、物化-生物聯(lián)合修復(fù)和物理-化學(xué)聯(lián)合修復(fù)等。陳立榮等[31]利用微生物-土壤聯(lián)合修復(fù)技術(shù)對廢棄鉆井泥渣進(jìn)行處理，研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合修復(fù)技術(shù)使廢棄物中的主要指標(biāo)COD、石油類的降解率超過90%，對實(shí)現(xiàn)廢棄井場占用土地生態(tài)修復(fù)和循環(huán)再利用有顯著成效;于淼等[32]為了確定微生物對復(fù)墾土地修復(fù)效果，將菌根與根瘤菌聯(lián)合應(yīng)用在土地修復(fù)中，結(jié)果表明，聯(lián)合修復(fù)使復(fù)墾土壤根外菌絲密度、根系侵染率和pH值分別提高了90%、52%和1.3%，顯著提高了有效磷含量、電導(dǎo)率和酸性磷酸酶活性，對減輕土壤退化程度以及開采沉陷地的生態(tài)修復(fù)工作效果顯著;徐文迪等[33]以電芬頓與生物泥漿法修復(fù)土壤芘污染，研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合修復(fù)方法使土壤中芘的去除程度超過90%，且去除率相較于2種材料單獨(dú)使用提高超過50%;溫志豪等[34]將生物炭與過氧化氫聯(lián)合技術(shù)應(yīng)用于火電廠土地修復(fù)工作，結(jié)果表明，聯(lián)合修復(fù)技術(shù)可有效降低土壤中多環(huán)芳烴含量，土壤有機(jī)質(zhì)較修復(fù)前提高9.5%～45.6%，土壤養(yǎng)分含量也獲得了顯著增加。劉帥霞等[35]為了探索Cr污染土地的方法，進(jìn)行了秸稈-復(fù)合菌-污泥聯(lián)合修復(fù)試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，1%秸稈加1%復(fù)合菌加30%污泥對土壤中Cr還原率可以達(dá)到96.6%，經(jīng)濟(jì)成本和修復(fù)效率均為最佳。

4?結(jié)語

由于生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，水土流失、風(fēng)沙侵蝕、洪澇旱災(zāi)以及土壤污染現(xiàn)象不斷加劇，對現(xiàn)有耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量也產(chǎn)生了一定影響。隨著后備資源數(shù)量急劇減少，未利用資源開發(fā)難度的不斷加大，眾多學(xué)者和研究人員將土地工程的工作重點(diǎn)暫時(shí)聚焦在污損土地綜合整治方面，由此開展了生態(tài)友好型土地整治領(lǐng)域的研究。而良好的土地工程土壤修復(fù)技術(shù)的尋求和開發(fā)，已成為當(dāng)前土地工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問題。在土地工程中普遍使用的土壤修復(fù)技術(shù)較多，而各類土壤修復(fù)技術(shù)在土地工程中的應(yīng)用也有所不同。因此，本文探討了物理化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)及聯(lián)合修復(fù)等土壤修復(fù)技術(shù)在土地工程領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，以期為土地工程中土壤修復(fù)技術(shù)的推廣提供一些借鑒。

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（責(zé)任編輯?李媛媛）