刘 凯 张 健 杨万勤 吴福忠 刘 洋
(四川农业大学林学院,四川雅安 625014)
摘 要：讨论了污染土壤生态修复的理论内涵、修复方法的优化组合及其应用案例。将污染土壤生态修复的目标拓展为:目标污染物降低到可接受程度、土壤生态毒理性降低到可接受程度、部分恢复或全部恢复土壤的生态服务功能。归纳出污染土壤生态修复的5个特点、5个原则。初步提出污染土壤生态修复方法优化组合的原则。污染土壤生态修复方法优化组合表现出以植物、微生物为中心,具有同步组合和阶段组合两种组合方式的特点。污染土壤生态修复的实际案例中,修复表现出以下流程:本底调查→改善基础环境→生物修复→效果评价。目前,虽然各方法或措施间的优化组合是污染土壤生态修复研究的重点,但对于优化组合方式中各要素间的作用机理等内容的研究还应进一步加强。此外,促进研究向实际应用的转化也是污染土壤生态修复必然要面临的问题。进一步充实、完善污染生态修复的理论内涵,建立起污染生态修复的理论框架,应是目前的首要任务。
关键词：生态修复；污染土壤；理论内涵；优化组合
土壤是环境中各种污染物的最终容纳体之一,土壤污染的机理及其修复是近20年来环境科学研究的热点之一。目前国内外相关研究主要集中在重金属、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、农药和石油烃等污染土壤的修复上,提出的理论和技术上可行的修复方法有物理修复、化学修复和生物修复等。生物修复是通过利用生命系统的活动,实现受限制和管理的环境中需要的物理和化学的变化,使土壤中的有害污染物得以去除,土壤质量得以提高或改善的过程,包括微生物修复、植物修复和动物修复等(Cacciatore&McNei,1995；李法云等,2003)。生物修复相对物理和化学修复,具有低成本、低耗能、安全可靠、有害次生污染物少,且可用于修复工业固液体废物、城市废弃物、含重金属的矿物废料、化学泄露物、有毒害废物等多种污染物的优点(Sen& Chakrabart,2009),引起广泛的关注。然而生物修复针对的多是某一种或一类污染物,而土壤污染通常是多种污染物共同作用的结果,单一的采用某种修复方法难以解决土壤复合污染修复的问题,因此需要用多种方法联合修复污染土壤(Semer&Reddy,1996；李培军等,2006,2006)。近年来,基于生物修复的理论和技术,研究者提出了生态修复的观点和方法。
污染生态修复(ecological remediation)是指在生态学原理的指导下,以生物修复为基础,结合各种物理、化学、工程技术等措施,通过优化组合,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法(周启星等,2006,2007)。目前,国外主要是对生物修复概念表述内容的研究,类似生态修复概念表述的文章甚少。国内对污染生态修复的研究内容包括：生态修复与生物修复、生态恢复等概念的辨析(李培等,2006；周启星等,2007)；生态修复的理论依据、原则、特点的讨论(李培军等,2006；周启星等,2007)；生态修复过程所涉及的修复目标、过程监控、结果评价等方法的探讨(殷培杰和李培军,2007)；生态修复中生物、物理、化学等修复方法优化组合的探索等(Luepromchaiet al.,2002；Goietal.,2006；Shinetal.,2006；Zaidietal.,2006；殷培杰和李培军,2007；周启星等,2007)。其中,各修复方法的优化组合是目前生态修复研究的热点和难点。总体而言,污染生态修复的研究尚处于基础阶段,其理论框架、优化组合方式和修复过程等内容的研究还在探索中。污染生态修复包括土壤修复、水体修复和大气修复等。本文仅针对土壤系统,从系统观的角度,讨论了污染土壤生态修复的理论内涵、各修复方法的优化组合及其在实际案例中的应用。
1 污染土壤生态修复的理论内涵
1.1 污染土壤生态修复的概念
污染生态修复、生物修复和生态恢复等概念在认识上容易混淆,其辨析可参考文献李培军等(2006)、周启星等(2007)。一般来说,生物修复着重于研究如何高效利用植物、动物、微生物等生命体,消减或清除环境中的污染物质,其着眼于具体的修复过程,属于具体的修复方法研究。污染生态修复则是以生物修复为基础,研究如何将生物修复、物理修复、化学修复、工程技术及环境因子(如土壤水分、养分、pH值、氧化还原状况、气温、湿度等)有效结合或最优化组合,最大限度激活生态系统的自净功能,实现对污染物所处环境的系统修复。污染生态修复的观点实质是一种系统的方法论观点,是对污染生态系统进行修复的系统工程方法(殷培杰和李培军,2007)。
污染土壤生态修复是针对被污染的土壤生态系统,以生物修复技术为基础,结合物理、化学、工程技术等理论和方法,最大限度的激活土壤生态系统的自净功能,实现转移或转化、清除或消减土壤中的有毒有害物质,提高土壤的生态安全性、恢复或部分恢复土壤服务功能的方法。污染土壤生态修复的创新性不在于各种修复方法和技术,而在于因地制宜对各种修复方法的优化组合、各修复环节的最优化衔接,以及重视生物和环境影响因子的调控作用。
1.2 污染土壤生态修复的目标
污染土壤生态修复的首要目标是目标污染物的消减或清除。但目标污染物的消减或清除不能作为污染土壤生态修复的唯一目标。原因如下：1)土壤生境类型多样,不同类型中土壤元素的环境背景值、污染物的种类、性质、分布、迁移、降解、人类活动干扰的时间和强度等均存在差异,因而不能以单一固定的标准衡量复杂多样的土壤生境污染情况。2)目标污染物的消减或清除,并不能表明土壤生态毒理性的降低和生态安全性的提高。研究证明,有机污染土壤修复过程中可能产生毒性更强的次生污染物(孙铁珩等,1999；Knokeet al.,1999；Romantschuketal.,2000；宋玉芳等, 2004)3)污染土壤生态修复是一项系统工程,涉及技术成本、项目运行成本、土地再利用等,因此对修复后土壤的生态及生产效益、栖息功能提出要求。土壤服务功能的恢复也成为污染土壤生态修复的延伸目标。
因此,将污染土壤生态修复的目标拓展为3方面：1)目标污染物降低到可接受程度。根据研究区域土壤背景值、相关法律法规标准、土壤生态安全、目标实现的可能性、经济可承受能力等情况制定具体的目标污染物修复值。2)土壤生态毒理性降低到可接受程度。3)恢复或全部恢复土壤的生态服务功能(李培军等,2006a,2006b)。
1.3 污染土壤生态修复的特点和原则
相关文献对污染土壤生态修复的特点、原则的内容在认识上各有不同。周启星等(2006,2007)、崔爽和周启星(2008)、Zhou和Hua(2004)等将其特点总结为3点：1)遵循循环再生、和谐共存、整体优化、区域分异等生态学原理；2)影响因素多而复杂；3)多学科交叉和融合。李培军等(2006)提出了3个原理(生物方法与物理和化学方法优化组合原理、土壤生态系统自净功能的激活原理、生态因子调控原理)与3条原则(整体优化、循环再生、区域分异)。殷培杰和李培军(2007)认为POPs(persistentorganic pollutants)污染土壤生态修复原则应为4点：1)污染土壤生态系统的自净功能是生态修复的基础；2)生物代谢过程、理化技术和环境因素的耦合是生态修复得以发挥作用的关键；3)修复过程和结果必须是生态安全的；4)以恢复污染土壤生态系统的原有服务功能为宗旨。污染土壤生态修复的实质是对污染土壤生态系统进行修复的系统的生态工程方法,而生态工程设计原则主要有：生态学原则、因地制宜原则、系统功能需求的独立性原则、能流和信息流的高效率原则、设计的价值和目标的体现,以及能量标签原则、系统自组织原则、预适应性原则等(Bergenetal.,2001；Kangas,2004)。
考虑到“特点”、“原则”两词的本意内涵,污染土壤生态修复的特点应指污染土壤生态修复方法同其他方法相比所具有的不同或独到之处。原则应指污染土壤生态修复方法所依据的相关理论等。据此归纳出污染土壤生态修复的特点和原则。
(1)污染土壤生态修复的特点。
①污染物的复合性。土壤污染常表现为多种污染物的复合污染。污染土壤生态修复概念提出的目的之一,在于实现对复合污染土壤中各种污染物的综合修复。
②修复方法的多样性和综合性。污染土壤生态修复方法是物理、化学、生物修复等方法的优化组合。物理修复方法有物理分离技术、蒸汽浸提技术、固化/稳定化技术等；化学修复方法有化学淋洗技术、溶剂浸提技术、化学氧化技术等；生物修复方法包括植物修复、动物修复、微生物修复等(Arthuretal.,2005；周启星等,2006；Lestanet al. 2008)。在污染土壤的生态修复中又要借助工程技术措施,对各种修复方法采用工艺优化方法进行优化组合等。
③影响因子的多样性和复杂性。污染土壤生态修复主要通过植物、动物、微生物等生物体的生命活动完成,而生物体的生命活动依赖于各种环境因子(如土壤水分、养分、pH、氧化还原状况、气温、湿度等)。因此,污染物的种类和性质,修复生物体的种类和性质,修复生物体对污染物的吸收、降解等能力,土壤性质、气温、湿度等环境因子都会对污染土壤生态修复过程产生影响。
④修复对象的区域分异性(李培军等,2006；周启星等,2006)。不同地理区域,母质、生物、气候、地形、时间等成土因素的作用不同,导致土壤生态类型的多样性。同时由于不同的修复区域,人为干扰的时间和强度不同,污染物质的种类、性质、污染程度、空间分布等不同,污染物的迁移、转化途径等不同,使得污染土壤生态修复的对象表现出明显的区域分异性。
⑤修复过程的系统性。污染土壤生态修复是系统观的方法,其修复过程包括调查、方案设计、工程实施、监测、效果评价等环节,各环节环环相扣、前后相连,形成一个完整的系统过程。在修复中保证其修复环节的最优化衔接和修复过程的系统性,从而保证修复工程的成功、提高工程效率。
(2)污染土壤生态修复的原则。
①生态学原则。包括物质和能量循环再生原理、生物之间及生物与环境间的和谐共存原理、生态系统的自我净化功能等。污染土壤生态修复方法的选择、方法的优化组合、影响因子的调控等措施必须遵循生态学的基本原理和方法,才能维持生态修复过程中物质流、能量流、信息流的良性循环和动态平衡,才能最大限度激活土壤的自净功能,达到修复目的。
②可行性原则。包括技术可行性、经济可行性。技术可行性是指修复工程设计方案中的技术应满足先进性、实用性、可操作性、可实施性等要求。经济可行性是指修复工程的技术成本、项目运行成本低,可被接受,工程具有投入成本低、效益佳的特点。
③工艺优化原则,也称为整体优化。现代生态学中,整体优化具有协调性、高效性与稳定性三重意义(李培军等,2006)。在污染土壤生态修复中,优化原则不仅包括以土壤生态系统的自净能力为核心,对修复工程中各种修复方法、影响因子等进行最优化组合和调控,更包括将修复对象的系统内在自净能力和外源增加的净化功能有机结合,寻求投入的最小化和效果的最大化之间的优化(Allenet al.，2003；Odum&Odum,2003)。
④因地制宜原则。自然生态系统的复杂性和多样性导致了地理空间上的高度多样性(Bergenetal.,2001)。而生态修复作为一个客观存在的生态工程工艺实体,与所处地域的自然环境和污染特征密切联系，因而污染土壤生态修复必须根据时空变化和不同的环境条件产生不同的生态修复工艺,表现出不同的工艺组合、工艺参数与调控方法(李培军等,2006)。
⑤安全性原则。工程实施中采用的修复生物及辅助措施不对人体健康造成威胁,不向土壤引入病原微生物或有毒害物质；修复过程和结果中土壤本身的生态安全性；修复工程环境效应的安全性,即修复工程的措施应实现对地上植物、地下水、空气等无有毒害二次污染物的产生。
2 污染土壤生态修复方法的优化组合
污染土壤生态修复中,如何实现物理、化学、生物方法的优化组合,是目前污染土壤生态修复研究的热点和难点。邹德勋等(2007)针对PAHs污染土壤,认为“多种修复措施相结合的联合生物修复工程技术”就是综合运用各种物理、化学、生物手段,直接或间接提高污染土壤中PAHs的微生物降解效率和植物吸收代谢效率,形成一个具有生物活性、自我调节功能完整的修复系统,通过利用该系统及其辅助管理措施,实施对PAHs污染土壤场地修复的工程技术。殷培杰和李培军(2007)认为,各种修复方法之间的优化组合应是一种“耦合(couple)”。耦合在生态学中常用来表示各系统之间、各系统的子系统之间以及系统组分和环境要素之间相互依赖、相互协调、相互促进的动态关联机制。
可见,污染土壤生态修复方法的优化组合就是通过各修复方法与其他辅助性措施之间的组合或联合,克服各修复方法单独作用的缺陷,提高修复效率,形成一个符合生态学原理,生物之间、生物与物理、化学等因素之间和谐共存、相互促进,物质流、能量流、信息流良性循环和动态平衡的污染修复系统,达到激活土壤生态系统自净功能的目的,实现对污染土壤的低成本、高效率修复。
然而,并非物理、化学、植物、动物、微生物等各修复方法之间的任意组合都能实现对污染土壤的有效修复。修复方法的组合应依据一定的原则,采用正确的组合方式,选择合适的组合位点等,才能有效实现对污染土壤的修复。污染土壤生态修复方法优化组合的原则应为：1)符合生态学原理,各组合要素之间存在协同作用,互相促进,组合作用的效果优于各要素单独作用的效果；2)外源因素净化功能和土壤生态系统自净功能的有机结合；3)安全性。
目前,相关研究中修复方法组合的位点主要有同步组合和阶段组合2种方式,殷培杰和李培军(2007)称之为同时耦合和阶段耦合。
同步组合的研究,Marques等(2008)研究了有机改良剂(manure and compost)对接种丛枝菌根真菌(Glomus claroideumandGlomus intraradices)的龙葵(Solanum nigrum )对Pb积累作用的影响。与对照相比,改良剂的同步使用提高了植物的生物量,植物体内积累的污染物降低到未使用改良剂时的80%和40%,同时土壤中Pb清除率达到70%—80%。Jacques等(2008)发现筛选自PAHs污染土壤中的细菌和真菌组成的微生物联合体(five bacteria:Mycobacterium fortuitum,Bacillus cereus,Microbac-teriumsp.,Gordonia polyisoprenivorans,Microbacteriaceae bacterium, naphthalene-utilizing bacterium, and a fungus identified asFusarium oxysporum)同步作用70d后,土壤中蒽(anthracene)、菲(phenanthrene)、芘(pyrene)的降解率达到99%、99%和96%。微生物联合体对3种PAHs污染物平均矿化率在70 d内达到78%,微生物联合体的作用效果远大于各个微生物菌落的单独作用。
阶段组合的研究,如Derudi等(2007)从实验室尺度研究了土壤泥浆反应器(soil slurry phase se-quencing batch reactor, SS-SBR)和化学臭氧化措施的组合,对PAHs和苯酚(phenols)污染土壤的修复效果。先期采用SS-SBR处理6—9周后,能有效清除土壤中除5环PAHs外的PAHs和苯酚混合物高达95%以上,并促进能适应于反应器环境的降解微生物的生长及活性的提高。后期投加化学臭氧化物,实现了包括5环PAHs在内的几乎全部污染物的降解。Goi等(2006)研究发现,化学措施(Fenton-like andOzonation)和土著微生物的生物修复措施的组合作用,比各自单独作用的修复效果更为明显。采用Fenton-like技术先期处理,再采用土著微生物后期处理,是页岩石油污染土壤最为有效的修复技术。Ehlers和Rose(2006)研究了厌氧和好氧菌联合的生物过程对氯酚(chlorinated phenol)污染土壤及地下水的修复效果,发现厌氧阶段2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-trichlorophenol)被转换为低分子代谢产物;好氧阶段,通过白腐真菌的固定作用,好养菌(Phanerochaete chrysosporiBKMF-1767,Trametes versicolor,Lentinula edodes)实现了对2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol), 4-氯酚苯酚(4-chlorophenol)的生物降解,厌氧和好氧生物过程的阶段组合方式可使99%以上的化合物被清除。
目前报道的污染土壤修复方法的组合方式多种多样,但表现出以植物和微生物为中心,辅助其他措施组合的特点。已有文献对修复方法的组合方式做了探讨,如周启星等(2007)认为生态修复的联合方式有两种,一是以植物为主体的植物-物理或化学修复、植物-物理-化学修复、植物-微生物修复、植物-微生物-物理或化学修复;二是以微生物为主体的微生物-物理或化学修复、微生物-物理-化学修复。庄绪亮(2007)讨论了物理与化学联合,物理、化学与生物(微生物)联合、植物与微生物联合的3种组合方式。邹德勋等(2007)将PAHs污染土壤修复的组合方式总结为物理化学强化措施、多类型的PAHs降解微生物组合、植物-微生物组合、接种其他功能微生物几种方式。这些探讨主要集中在植物、微生物、物理和化学措施组合的讨论上,未对包括动物修复措施在内的组合修复方法进行讨论。
目前国内外所报道的包括动物措施的污染土壤生态修复方法的组合方式有：1)动物-物理和/或化学组合。Hickman和Reid(2008)发现与单独作用相比,蚯蚓(Dendrobaena veneta)和混合肥联合作用84d后,土壤土著微生物代谢活性最高,土壤中EPH(extractable petroleum hydrocarbons)和∑PAHs消失量显著提高。2)植物-动物组合。王丹丹等(2008)研究发现接种环毛蚯蚓(Pheretimasp.)后,印度芥菜(Brassica juncea)和黑麦草(L.multiflo-rum)中Zn的总累积量较无蚯蚓对照分别提高了57.8%—131.6%、51.4%—150.5%。3)植物-动物-物理和/或化学组合。王丹丹等(2007)研究发现,与不加蚯蚓和秸秆的对照组相比,接种威廉腔环蚯蚓(Metaphire guillelmi)、表施秸秆,同时加入蚯蚓和秸秆,分别使黑麦草(L.multiflorum )地上部Cu富集系数提高了31.22%—121.07%、2.12%—61.28%、25.56%—132.64%。4)动物-微生物组合。如Luepromchai等(2002)对蚯蚓(Pheretima ha-wayana)和细菌(Ralstonia eutrophusandRhodococcussp.ACS)组合对PCBs的降解效率的研究发现，9周后二者联合作用下土壤表层9 cm厚土壤中PCBs清除率达到50%,而二者单独作用下仅对3 cm土壤表层产生作用。5)植物-动物-微生物组合。成杰民等(2005)发现,在灰化土(Aquods)上接种蚯蚓(Pheretimasp.)、菌根(Inoculum Endorize-Mix2),种植黑麦草(L. multiflorum)的组合方式,可以提高菌根的浸染率,促进黑麦草对Cd的吸收和Cd从植物的根部向地上部分转移的效率,从而提高Cd污染土壤的修复效率。
3 污染土壤生态修复方法的应用
由于污染土壤生态修复影响因素较多,在实际的应用中并不容易。实际的修复案例中,通常先采用物理、化学、工程等措施,改良基础环境条件,再进行以植物、微生物为中心的生物修复。
美国Edenspace Systems公司是一家从事污染土壤和水体修复工作的公司。1998年该公司对位于美国康涅狄格州(Connecticut)的锡姆斯伯里地区(Simsbury),一块面积约0.95hm2的Pb污染土壤进行了植物修复(USEPA，2000)。该地的Pb污染是Ensign-Bickford公司的空场燃烧和爆炸导致。调查发现平均总Pb浓度635mg·kg-1,个别地点Pb浓度高达1000—4000 mg·kg-1。该地土壤为粉沙壤土, pH6.5—7.5。每年4—10月生长季节,土壤含水量饱和。Edenspace Systems公司采取的措施主要是: 1)增施氮、磷、钾肥提高土壤肥力,采用白云石石灰调节土壤pH；2)石灰和肥料施加深度为15—20cm,建立喷灌灌溉系统使土壤保持湿润；3)种植印度芥菜(Brassica juncea)和朝阳花(Helianthusanuus)；4)通过喷灌系统增施叶肥。6个月后发现,土壤中总Pb浓度下降到478mg·kg-1。在芥菜和朝阳花干重中Pb的平均积累量达到1000mg·kg-1。
Edenspace Systems公司选取的修复方法是以植物提取为中心,以施肥、施加石灰以及建立喷灌系统等措施为辅助。整个方法实现了植物、物理、工程等措施的有机结合。从修复过程而言,首先是调查了解土壤基本性质和污染情况;其次是通过施肥、施加石灰以及建立喷灌系统等农艺、物理、工程等措施改善基础环境;再次是采用芥菜和朝阳花进行植物提取修复,并在修复过程中通过灌溉系统喷施叶肥,为植物生长提供营养物质,增加植物生物量的同时也促进了植物的修复效率。最终实现了对Pb污染土壤的成功修复,提高了土壤的服务功能。
2004—2008年,佛罗里达环保部门(Florida Departmentof Environmental Protection,FDEP)对佛罗里达杰克逊维尔(Jacksonville, Florida)地区海滨土壤和地下水进行了修复(USEPA,2010)。1950—1990年,该区开办的洗衣厂的生产活动,导致该区土壤和地下水被VOCs(volatile organic compounds)严重污染。调查发现,主要的污染物质为PCE(tet-rachlorethene)、TCE ( trichloroethene)、cis-1, 2-DCE(cis-1,2-dichloroethene)和Vinyl Chloride。该区域曾进行单一的化学氧化修复的初步试验,但未取得成功。2004年,基于初步试验的经验, FDEP将修复方法调整为物理、化学、原位微生物联合的修复方式(土壤蒸汽浸提、添加营养物质和土著微生物联合)。修复效果的评价标准以佛罗里达州立标准为基准。修复过程为,2004年10月完成土壤挖掘(soil excavation),2007年2月—2009年3月进行土壤蒸汽浸提(soil vapor extraction,SVE), 2008年1—7月添加营养物质(potassium lactate and denaturedethanol)。监测发现,从2007年2—9月SVE措施共清除VOCs污染物约为2.1kg。2008年7—9月在SVE系统出入口未检测到VOCs后关掉系统。添加营养物质后, PCE和PCE的降解产物受到明显影响。2008年7月测量发现PCE和TCE浓度虽然没有达到佛罗里达相关标准要求,但其浓度显著降低。
从污染土壤生态修复的角度来看,由于污染较为严重,FDEP部门重点采用物理化学措施,先期改良土壤基础环境,清除大量土壤污染物后,再提供营养物质以增加土著微生物的降解效果。各措施间组合的方式属于阶段组合。在实际的修复过程中,基于土壤污染调查、当地部门标准以及初步试验的经验,调整修复方式,由单一修复改为联合修复,最终显著性降低了土壤中污染物含量。该方法偏重于物理、化学方法,成本较高。据统计,该方法总成本高达815120美元。
张坤等(2008)在2006—2007年开展了面积7000m2的陈旧型油盐污染土壤生物修复场地试验。该场地污染主要是石油管线泄漏、废弃井、井台落地油等导致。调查发现,污染土壤中石油烃含量为0.5%—1.0%,土壤全盐含量平均为4.4g·kg-1,为正常耕地的4—6倍。他们采用了微生物和物理化学措施组合的修复方法。具体措施为：1)通过机械翻耕措施在浅层和深层土壤间构建疏松麦秸层,施加硫酸钙GaSO4后用地下水和自然降水冲洗浅层盐离子进行洗盐。2)向土壤中增施氮肥和磷肥。3)接种真菌C·echinulata和细菌E·cloacae,定期机械翻耕土壤增加土壤的通透性。4)种植小麦。监测发现,洗盐措施能有效清除土壤中的盐离子,接种外源微生物后土壤中总石油烃去除率达到67%。土壤各项理化指标达到或接近正常耕地的水平,小麦产量和品质也显著性恢复。
该案例针对场地土壤中存在较严重的油盐复合污染的情况,以外源微生物为中心,以增施麦秆、GaSO4、冲洗盐离子、翻耕、施肥等物理和农业措施为辅助,取得了非常好的修复效果。从修复过程来看,先通过施加麦秆、GaSO4和洗盐等措施,达到改善土壤基础环境的目的。增施肥料即改善了土壤性质,也为外源微生物提高了营养物质。然后以外源微生物降解为主来实现对土壤中总石油烃的生物降解,最终达到修复的目的。该方法各措施之间有机结合、互相促进,如麦秸转化产物既能吸附重金属离子还能为外源石油烃降解微生物提供碳源等。对小麦产量和品质的分析证明,该方法成功的恢复了土壤的服务功能,实现了污染土壤的再利用。
总之,从以上修复案例可以看出,污染土壤修复中表现出的流程为本底调查→改善基础环境→生物修复→效果评价。
4 结论和展望
污染土壤生态修复的观点实质是一种系统的方法论观点,是对污染土壤生态系统进行修复的系统工程方法。其着眼点不是具体的修复方法,而是现有的各种污染土壤修复方法及环境因子间的优化组合,以达到最大限度激活土壤生态系统自净功能的目的。这也是目前污染土壤生态修复研究的关键点。污染土壤生态修复的优化组合方式表现出以植物和微生物为中心,其他措施为辅助的特点。组合可分为同步组合和阶段组合两种方式。根据相关研究,本文初步提出优化组合应依据的3个原则。通过对污染土壤生态修复实际应用案例的讨论发现,污染土壤的修复常先采用各种物理、化学和工程措施等,改善基础环境后,才进行生物修复。
纵观目前关于污染土壤生态修复的相关研究可见,虽然各方法或措施间的优化组合是目前污染土壤生态修复研究的重点,但相关研究主要是对各种修复方法组合方式的尝试,而对于优化组合方式中各要素间的作用机理等内容还在摸索中,这方面的研究应进一步加强。此外国内污染土壤生态修复的实际应用案例较国外明显要少。中国土壤污染现象又比较严重,如全国受POPs污染的农田达3.6×107hm2,受重金属污染的农业土地约为2.5×107hm2(李培军等,2006a),因而加强对污染土壤生态修复的研究,促进研究从室内尺度到室外尺度、从科学研究到推广应用的转化等也是污染土壤生态修复必然要面临的问题。
总之,污染土壤生态修复能实现对土壤复合污染的统筹修复,弥补了现有各种污染土壤修复方法的不足,有望成为污染土壤修复研究的发展趋势,因而加强对污染土壤生态修复的相关研究,进一步充实、完善污染生态修复的理论内容,建立起污染生态修复的理论框架,应是目前的首要任务。
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