土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人們觸手可及的常見(jiàn)物質(zhì)，也是構(gòu)成世界的重要自然要素之一。隨社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類對(duì)土壤的開(kāi)發(fā)和利用達(dá)到了空前的高度，同時(shí)對(duì)土壤的破壞、對(duì)環(huán)境的污染也日趨嚴(yán)重。 國(guó)家發(fā)改委日前著手啟動(dòng)實(shí)施環(huán)保領(lǐng)域創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)。針對(duì)我國(guó)農(nóng)田土壤污染日趨嚴(yán)重、威脅農(nóng)產(chǎn)品安全的問(wèn)題，組建農(nóng)田土壤污染防控與修復(fù)技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室;針對(duì)我國(guó)石油、化工、冶煉、礦山等污染場(chǎng)地對(duì)人居環(huán)境和生態(tài)安全影響日益突出的問(wèn)題，組建污染場(chǎng)地安全修復(fù)技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室。

下面就和大家嘮嘮那些土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)與修復(fù)技術(shù)。

土壤污染

1、土壤污染及其特性

土壤污染物包括：1無(wú)機(jī)物(重金屬、酸、鹽、堿等);2有機(jī)農(nóng)藥(殺蟲(chóng)劑、除莠劑等);3有機(jī)廢棄物(生物可以降解和生物難以降解的有機(jī)廢物);4化學(xué)肥料;5污泥、礦渣和粉煤灰;6放射性物質(zhì);7寄生蟲(chóng)、病原菌和病毒。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的農(nóng)藥、化肥，城市周邊、工礦區(qū)、交通線附近的As、Cd、Pb、Hg等重金屬污染，已使土地不堪重負(fù)。

土壤污染的特點(diǎn)是：隱蔽性和滯后性，土壤污染比空氣污染、水體污染更加隱蔽;區(qū)域性，比較集中在某一范圍;不可逆性、累積性和難恢復(fù)性，通常情況下，不具備和水體相同的自凈能力，某些污染在不斷積累，重金屬、POPs等一旦進(jìn)入土壤，會(huì)長(zhǎng)期存在，不斷積累。如六六六和滴滴涕在我國(guó)已經(jīng)禁用20多年，至今在土壤和農(nóng)作物中仍有很高的檢出率和檢出濃度。

2、土壤污染的危害

(1)加劇土地資源的短缺。中國(guó)人均耕地面積0.10hm2，僅相當(dāng)于世界水平的1/4，一些地區(qū)甚至低于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織提出的人均0.05hm2的最低保證線。據(jù)推測(cè)，中國(guó)國(guó)土面積的一半有不同程度的污染，其中耕地重金屬污染程度為12%，國(guó)土酸雨污染程度為29%。有資料顯示，目前中國(guó)受Cd、As、Cr、Pb等重金屬污染的耕地面積近2000萬(wàn)hm2，占耕地總面積的1/6。20世紀(jì)90年代，據(jù)農(nóng)業(yè)部門(mén)調(diào)查，在中國(guó)人均耕地面積日趨減少的同時(shí)，全國(guó)受污染農(nóng)田面積已達(dá)0.1億hm2。

(2)導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)或污染。僅以土壤重金屬污染為例，全國(guó)每年因重金屬污染導(dǎo)致糧食減產(chǎn)1000多萬(wàn)t，被污染的糧食多達(dá)1200萬(wàn)t，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200億元。江西省某縣44%的耕地受到重金屬污染，并形成670hm2的“鎘米”區(qū)。

(3)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品出口受阻。在東部經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)的土壤中已檢出60余種有機(jī)污染物，其中近1/3屬于生物難降解的持久性微量有毒有害有機(jī)物。土壤污染對(duì)中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的出口已造成嚴(yán)重影響。2003年前5個(gè)月，遼寧省玉米出口較去年同期下降56.5%，蔬菜出口下降9.6%，其原因均為污染物超標(biāo)。

(4)直接或間接影響人體健康。研究表明，土壤和糧食污染與一些地區(qū)某些疾病發(fā)病率之間有明顯的關(guān)系。由糧食含鎘量超標(biāo)導(dǎo)致的“痛痛病”癥狀已開(kāi)始出現(xiàn)，一些污灌區(qū)居民肝脾腫大，癌癥發(fā)病率比對(duì)照區(qū)高十幾倍。

土壤污染檢測(cè)

1、沖洗法完成檢測(cè)工作

沖洗法的色譜分離技術(shù)是氣相色譜法技術(shù)，它和分離化工成品較相符，其工作原理是色譜中氣相和固定液之間不同成分擁有不同的分配系數(shù)，當(dāng)成分在氣化條件下會(huì)在整個(gè)色譜柱中運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)氣化處理以后會(huì)被多次分配，因?yàn)楦鱾€(gè)分解程度不同，我們可以經(jīng)過(guò)科學(xué)分析他們?cè)谏V柱中的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，對(duì)各種農(nóng)藥殘留進(jìn)行采集和分析。

2、高效液相色譜法

高效液相色譜檢測(cè)方法是在典型液相色譜的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，高效液相色譜法是一種創(chuàng)新分離技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，高效液相色譜在檢測(cè)環(huán)境中已經(jīng)成為一種普遍的檢測(cè)方法，而且高效液相色譜法的檢測(cè)范圍較廣，它可以對(duì)大氣、水體、土壤污染進(jìn)行綜合性的分析，而且還可以對(duì)藥物殘留以及殺蟲(chóng)劑等污染物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。高效液相色譜法，可以針對(duì)土壤污染隱藏性和潛伏性等特點(diǎn)進(jìn)行全面分析，幫助檢測(cè)人員高效快速的完成土壤污染檢測(cè)。但是高效液相色譜法也有缺點(diǎn)，那就是其分析成本較高、液相色譜儀價(jià)格較高，日常維修費(fèi)用高，所以說(shuō)要想完善高效液相色譜技術(shù)，就必須克服這幾項(xiàng)缺點(diǎn)。

3、AFS檢測(cè)方法

AFS檢測(cè)方法也就是現(xiàn)在所說(shuō)的原子熒光光譜法，熒光光譜法和其他技術(shù)相比綜合了原子吸收以及原子發(fā)射光譜的優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)較為優(yōu)秀的痕量分析技術(shù)，它的優(yōu)點(diǎn)就是儀器結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，靈敏度較高、對(duì)氣相干擾很少、分析多元素速度較快，所以說(shuō)AFS檢測(cè)方法被廣泛的應(yīng)用在土壤污染檢測(cè)中。AFS檢測(cè)方法缺點(diǎn)，某些元素對(duì)酸度要求較為苛刻、鑒定元素相對(duì)較少以及應(yīng)用范圍較為狹隘等方面，所以說(shuō)要想使得AFS檢測(cè)方法得到廣泛推廣，就必須改進(jìn)AFS檢測(cè)方法的缺點(diǎn)。

4、TG土壤檢測(cè)方法

TG土壤檢測(cè)方法是一種測(cè)量物質(zhì)和溫度關(guān)系的一種熱分析技術(shù)，它具有操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確性高、快速靈感的優(yōu)點(diǎn)。環(huán)境領(lǐng)域檢測(cè)的研究關(guān)系到生態(tài)環(huán)境的改善程度，在可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中起到?jīng)Q定性作用。TG土壤檢測(cè)方法是通過(guò)檢測(cè)化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程，有利于分析污染性氣體的形成，對(duì)防止和控制轉(zhuǎn)化具有指導(dǎo)意義。

5、其他的土壤檢測(cè)方法

在土地生態(tài)系統(tǒng)處理過(guò)程中，不同環(huán)境中的氧化還原也會(huì)影響各種污染物的存在情況，處理效率會(huì)對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)直接影響，所以需要對(duì)氧化還原環(huán)境積極了解以及科學(xué)調(diào)控。熱重分析法是通過(guò)熱天平來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制，對(duì)物質(zhì)質(zhì)量以及溫度進(jìn)行有效控制。熱分析技術(shù)，操作簡(jiǎn)單、精確度較高以及反應(yīng)速度較快。因?yàn)榄h(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，所以現(xiàn)代人對(duì)土壤檢測(cè)技術(shù)的要求越來(lái)越苛刻，要想完善土壤檢測(cè)技術(shù)，就必須針對(duì)土壤污染檢測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，讓土壤污染檢測(cè)手段可以更廣泛的應(yīng)用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，讓土壤檢測(cè)技術(shù)成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要組成部分[

6、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無(wú)線傳感器的監(jiān)控體系主要用于土壤參數(shù)穩(wěn)定性低而且位置差異大的監(jiān)測(cè)。我國(guó)通過(guò)吸收國(guó)外關(guān)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況自主研發(fā)，取得了一定的成效。目前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在農(nóng)田土壤信息收集上得到了很好的應(yīng)用。近幾年我國(guó)研發(fā)了微型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，目的就是使用農(nóng)田的土壤的監(jiān)測(cè)，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和抗干擾性的同時(shí)還具有耗電低的特點(diǎn)，其最強(qiáng)大優(yōu)越性在于長(zhǎng)周期連續(xù)工作。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已被應(yīng)用于農(nóng)田科學(xué)施肥管理、偏遠(yuǎn)地區(qū)或惡劣環(huán)境的土壤監(jiān)測(cè)，得到了行業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。

7、高光譜遙感技術(shù)

上世紀(jì)80年代，成像光譜技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用于土壤監(jiān)測(cè)，通過(guò)應(yīng)用的不斷深入和擴(kuò)展，技術(shù)被迅速的認(rèn)可和完善并得到廣泛應(yīng)用。主要用于分析土壤成分、特性和運(yùn)動(dòng)過(guò)程等，在精確施肥、土地資源勘查、土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)以及土壤學(xué)研究方面都起到至關(guān)重要的作用。例如：自2003年起，中國(guó)科學(xué)院利用遙感技術(shù)對(duì)青藏高原的表層土壤水分進(jìn)行分析和推算，為生態(tài)區(qū)保護(hù)和土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了有力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。高光譜感光技術(shù)利用精細(xì)的光譜分析法反映出土壤光譜中極細(xì)微的差別和特征，以辨別土壤性質(zhì)和成分。目前看，我國(guó)土壤監(jiān)測(cè)行業(yè)雖然很熱衷于高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用，但還存在很大的難點(diǎn)，這需要技術(shù)研發(fā)人員的不斷努力，研發(fā)出高精的科學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備。

土壤修復(fù)技術(shù)

土壤的監(jiān)測(cè)是為了更好的掌握土壤資源狀態(tài)，對(duì)于已經(jīng)被污染的或現(xiàn)有土壤提供數(shù)據(jù)和信息，同時(shí)還應(yīng)對(duì)被污染的土壤進(jìn)行修復(fù)治理，還原或優(yōu)化其土壤結(jié)構(gòu)，使其變廢為寶。在此理念的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)已經(jīng)在土壤修復(fù)技術(shù)上取得了一定成果，尤其現(xiàn)今土壤修復(fù)已發(fā)展成為環(huán)境保護(hù)科學(xué)的一個(gè)新的領(lǐng)域、新的方向和新的學(xué)科。經(jīng)過(guò)多年的研究和應(yīng)用，我國(guó)在物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物技術(shù)修復(fù)等多方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

1、微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)技術(shù)是植物修復(fù)技術(shù)中的一個(gè)分支，就是利用微生物在土壤中大量降解有機(jī)污染物的功能來(lái)達(dá)到消除土壤中有機(jī)污染物的目的。其中微生物修復(fù)技術(shù)經(jīng)常被應(yīng)用于農(nóng)藥或石油污染的土壤中。在農(nóng)田土壤中摻入具有降解作用的有機(jī)肥，分解污染物，提高土壤活性從而達(dá)到修復(fù)土壤的目的。微生物修復(fù)技術(shù)具有針對(duì)性強(qiáng)、見(jiàn)效快、施用快捷、成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

2、熱脫附技術(shù)

熱脫附技術(shù)屬于土壤修復(fù)技術(shù)中物理修復(fù)的一種，就是將土壤加熱，利用熱交換使污染物與土壤蒸發(fā)分離的過(guò)程。這種方法目前被歐美國(guó)家廣泛應(yīng)用，尤其是在高污染的局部地域可直接采用這種方法進(jìn)行修復(fù)。但是它具有修復(fù)處理設(shè)備造價(jià)較高、修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，處理成本也偏高的缺點(diǎn)。這種修復(fù)方法具有很大的潛力，其設(shè)備可移動(dòng)，修復(fù)后土壤可再利用的優(yōu)點(diǎn)正是被業(yè)界一致認(rèn)可的。所以，優(yōu)化熱脫附工藝、選擇合理土壤類型、研發(fā)自動(dòng)化設(shè)備都是發(fā)展熱脫附技術(shù)的發(fā)展方向。

3、固化、穩(wěn)定化技術(shù)

固化穩(wěn)定化技術(shù)是化學(xué)修復(fù)技術(shù)中的一種常見(jiàn)的土壤修復(fù)技術(shù)，主要應(yīng)用于土壤重金屬快速控制修復(fù)。比如：我國(guó)處理冶煉企業(yè)堆放重金屬的污染土、鉻金屬污染土等。這種修復(fù)技術(shù)投入成本很小，見(jiàn)效快。常用石灰、瀝青和硅酸鹽水泥來(lái)做穩(wěn)定固化劑，尤其是對(duì)同時(shí)處理多種重金屬的復(fù)合污染土壤有明顯的效果。在美國(guó)大多采用固化、穩(wěn)定化技術(shù)來(lái)處理非有機(jī)物污染，并為此專門(mén)設(shè)立獎(jiǎng)勵(lì)基金。

總結(jié)

土壤污染具有隱藏性和潛伏性、可逆性差以及難治理的特點(diǎn)，所以說(shuō)及早的用土壤檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)土壤污染，就可以及時(shí)采取相應(yīng)的措施，避免土壤污染情況的發(fā)生。從具體的修復(fù)技術(shù)來(lái)講，不同的土壤類型、和污染程度、污染物成分等都需要選擇有針對(duì)性的修復(fù)技術(shù)來(lái)進(jìn)行有效治理。這就需要建立完備的土壤修復(fù)技術(shù)規(guī)范，管理方法和法律法規(guī)。

來(lái)源：化工707

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