土壤污染及其修复技术

第二章污染物控制技术

6 土壤污染及其修复技术

土壤污染 (2)

土壤污染的定义 (2)

土壤污染的类型和来源 (3)

土壤污染的特点 (5)

土壤污染的危害 (5)

土壤污染及治理 (6)

我国土壤污染现状 (6)

土壤污染治理 (7)

修复技术 (9)

热力学修复 (9)

热解吸修复技术 (9)

焚烧法 (10)

土地填埋法 (10)

化学淋洗 (10)

堆肥法 (10)

植物修复 (10)

渗透反应墙 (10)

生物修复 (10)

6 土壤污染及其修复技术

土壤污染

土壤是自然环境要素的重要组成之一，它是处在岩石圈最外面的一层疏松的部分，具有支持植物和微

生物生长繁殖的能力，被称为土壤圈。土壤圈处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带，是联

系有机界和无机界的中心环节。土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。土壤固相包括矿物

质和有机质，其中矿物质约占土壤固体总重量的90％以上，而有机质约占固体总重量的1％～10％。土壤液相是指土壤中水分及其水溶物。土壤中有无数孔隙充满空气，即土壤气相。典型土壤约有35％的体积是充满空气的孔隙，因而土壤具有疏松的结构。

土壤具有两个重要的功能，一是土壤作为一项极其宝贵的自然资源，是农业生产的基础，二是土壤对

于外界进入的物质具有同化和代谢能力。由于土壤具有这种功能，所以人们肆意开发土壤资源，同时将土

地看作人类废物的垃圾场，而忽略了对土地资源的保护。由于这种原因，人类面临着土地退化、水土流失

和荒漠化以及土壤污染等诸多问题。其中，土壤污染的形势极为严峻。

土壤污染的定义

土壤背景值

土壤背景值是指未受或少受人类活动特别是人为污染影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。

土壤背景值是各种成土因素综合作用下成土过程的产物，地球上的不同区域，从岩石成分到地理环境和生

物群落都有很大的差异，所以实质上它是各自然成土因素（包括时间因素）的函数。由于成土环境条件仍

在不断地发展和演变，特别是人类社会的不断发展，科学技术和生产水平不断提高，人类对自然环境的影

响也随之不断地增强和扩展，目前已难以找到绝对不受人类活动影响的土壤。因此，现在所获得的土壤背

景值也只能是尽可能不受或少受人类活动影响的数值。

研究土壤背景值具有重要的实践意义。因为污染物进入土壤环境之后的组成、数量、形态和分布变

化，都需要与背景值比较才能加以分析和判断，所以土壤背景值是土壤环境质量评价，特别是土壤污染综

合评价的基本依据，是研究和确定土壤环境容量，制定土壤环境标准的基本数据，也是研究污染元素和化

合物在土壤环境中的化学行为的依据。另外，在土地利用及其规划，研究土壤生态、施肥、污水灌溉、种

植业规划，提高农、林、牧、副业生产水平和产品质量，食品卫生、环境医学等方面，土壤环境背景值也

是重要的参比数据。

我国在20世纪70年代后期开始进行土壤背景值的研究工作，先后开展了北京、南京、广州、重庆以

及华北平原、东北平原、松辽平原、黄淮海平原、西北黄土、西南红黄壤等的土壤和农作物的背景值研究。

土壤环境容量

土壤环境容量是针对土壤中的有害物质而言的。它是指在人类生存和自然生态不致受害的前提下，土

壤环境单元所容许承纳的污染物质的最大数量或负荷量。简言之，土壤环境容量实际上是土壤污染起始值

和最大负荷值之间的差值。若以土壤环境标准作为土壤所能承纳的最大允许限值，则该土壤的环境容量便

是土壤环境标准值减去土壤背景值。在尚未制定土壤环境标准的情况下，还可以通过土壤环境污染的生态

效应试验，加之考虑土壤环境的耋净作用与缓冲性能，来确定土壤环境容量。

土壤环境容量能够在土壤环境质量评价、制订污水灌溉水质标准、污泥施用标准、微量元素累积施用

量等方面发挥作用。土壤环境容量充分体现了区域环境特征，是实现污染物忘量控制的重要基础。在此基

础上人们可以经济、合理地制定污染物总量控制规划，也可以克分利用土壤环境的纳污能力。

6.1.1.3土壤污染的定义

土壤污染是指加入土壤的污染物超过土壤的自净能力，或污染物在土壤中积累量超过土壤基准量，而

给生态系统乃至人类造成危害的现象。

土壤环境中污染物的输入、积累和土壤环境的自净作用是两个相反而又同时进行的对立、统一的过程，在正常情况下，两者处于一定的动态平衡，在这种平衡状态下，土壤环境是不会发生污染的。但是，如果

人类的各种活动产生的污染物质，通过各种途径输入土壤，其数量和速度超过了土壤环境的自净作用的速

度，打破了污染物在土壤环境中的自然动态平衡，使污染物的积累过程占据优势，可导致土壤环境正常功

能的失调和土壤质量的下降；或者土壤生态发生明显变异，导致土壤微生物种类、数量或者活性的变化，

土壤酶活性的减少。同时，由于土壤环境中污染物的迁移转化，从而引起大气、水体和生物的污染，并通

足食物链最终影响到人类的健康，这种现象属于土壤环境污染。

因此，我们说，当土壤环境中所含污染物的数量超过土壤自净能力或当污染物在土壤环境中的积累量

超过土壤环境基准或土壤环境标准时，即为土壤环境污染。从土壤污染概念来看，判断土壤发生污染的指

标：－是土壤自净能力，二是动植物直接、间接吸收而受害的临界浓度。

土壤污染的类型和来源

土壤污染物的分类

（1）化学污染物：包括无机污染物和有机污染物。无机污染物主要包括汞、镉、铅、砷等重金属，

过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物等。有机污染物则包括各种化学农药、石油及其桑解产物

以及其他各类有机合成产物等。化学污染物是土壤污染物中最重要、影响也最强烈和广泛的污染物，目前

人们对于这类污染物的污染效应、治理等相关研究进行得比较多。

（2）物理污染物：指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。

（3）生物污染物：指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施排出的废水、废物以及厩肥等。

（4）放射性污染物：主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区，以锶和铯等在土壤中生存期长的

放射性元素为主。

污染物的来源