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

基金項目：陜西省土地整治重點(diǎn)實(shí)驗開放基金（項目編號：2018-JC15）;陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)內(nèi)部科研項目“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)有耕地數(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)耕地數(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，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)行了蓖麻種植試驗以驗證其對土壤的修復(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，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，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)有耕地數(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。

參考文獻(xiàn)

[1] 段莉芝，陳樂一，李玉雙.土地資源錯配與經(jīng)濟(jì)波動──基于中國地級市數(shù)據(jù)的實(shí)證分析[J].中國土地科學(xué)，2019（07）：64-72.

[2]張寶棟.試論土地資源管理政策的調(diào)整[J].科技與創(chuàng)新，2019（12）：110-111.

[3]李曉亮，吳克寧.耕地占補(bǔ)平衡約束下實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的土地資源管理[J].土壤通報，2019，50（02）：298-303.

[4]戴文舉，王東杰，盧瑛，等.華南地區(qū)縣域耕地質(zhì)量和產(chǎn)能評價研究——以廣東吳川為例[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報，2019，36（04）：419-430.

[5]和春蘭，楊木生，沈映政.城市地區(qū)耕地質(zhì)量評價研究——以云南省昆明市五華區(qū)為例[J].云南地理環(huán)境研究，2014，26（06）：48-55.

[6]溫良友，孔祥斌，張蚌蚌，等.基于可持續(xù)發(fā)展需求的耕地質(zhì)量評價體系構(gòu)建與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2019，35（10）：234-242.

[7]孫曉兵，孔祥斌，溫良友.基于耕地要素的耕地質(zhì)量評價指標(biāo)體系研究及其發(fā)展趨勢[J].土壤通報，2019，50（03）：739-747.

[8]胡振琪，梁宇生，許濤，等.試論土地工程學(xué)[J].中國土地科學(xué)，2017，31（09）：15-23.

[9]李娟.土地工程理論研究及發(fā)展措施[J].城鎮(zhèn)化與集約用地，2018，6（02）：11-15.

[10]程杰，石磊，申丹，等.探析信息在土地工程中的重點(diǎn)應(yīng)用方向[J].信息技術(shù)與信息化，2017（07）：126-129.

[11]賀可，吳世新，楊怡，等.近40a新疆土地利用及其綠洲動態(tài)變化[J].干旱區(qū)地理，2018，41（06）：1333-1340.

[12]劉紀(jì)遠(yuǎn)，匡文慧，張增祥，等.20世紀(jì)80年代末以來中國土地利用變化的基本特征與空間格局[J].地理學(xué)報，2014（01）：3-14.

[13]胡振琪，王曉彤，張冰松，等.2018年土地科學(xué)研究重點(diǎn)進(jìn)展評述及2019年展望——土地工程與信息技術(shù)分報告[J].中國土地科學(xué)，2019，33（02）：102-110.

[14]曹婷婷，陳貝.污損土地修復(fù)發(fā)展前景探究[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2017，37（05）：39-41，46.

[15]宋昕，林娜，殷鵬華.中國污染場地修復(fù)現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)前景分析[J].土壤，2015（01）：1-7.

[16]劉社堂.土地修復(fù)工程項目質(zhì)量管理初探——以小秦嶺金礦區(qū)污損土地修復(fù)工程為例[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2018，29（13）：13-15.

[17]胡一.荒石灘土體有機(jī)重構(gòu)技術(shù)與工程實(shí)踐——以陜西省華陰白龍澗土地整治項目為例[J].農(nóng)業(yè)工程，2019，9（01）：59-62.

[18]胡雅，程杰，魏靜.鹽堿地土體有機(jī)重構(gòu)技術(shù)設(shè)計與實(shí)施—以鹵泊灘為例[J].農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗，2019（22）：62-63.

[19]龐喆.韓城黃河灘地土體有機(jī)重構(gòu)整治技術(shù)研究與工程實(shí)踐[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2018（10）：103，144.

[20]張衛(wèi)華.關(guān)于延安治溝造地土地整治項目設(shè)計結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與探討建議[J].農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗，2019（29）：117-119.

[21]孫顯旻，國艷春，曾路生，等.優(yōu)化施肥與肥料添加劑對鹽堿地土壤理化性狀、棉花產(chǎn)量及氮肥利用效率的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，51（11）：92-96.

[22]申俊峰，李勝榮，孫岱生，等.固體廢棄物修復(fù)荒漠化土壤的研究——以包頭地區(qū)為例[J].土壤通報，2004，35（03）：267-270.

[23]李燕燕，朱孔杰，張源，等.聚天冬氨酸合成及農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].廣東化工，2015，42（15）：141-142.

[24]陳績，趙科理，柳丹，等.有機(jī)肥料聯(lián)合東南景天修復(fù)重金屬污染土壤的研究[J].環(huán)境污染與防治，2019，41（11）：1346-1351.

[25]沈乾杰，劉品楨，杜啟露，等.廢棄鉛鋅礦區(qū)復(fù)耕后土壤—作物重金屬污染特征及修復(fù)措施[J].水土保持通報，2019，39（05）：223-230，2.

[26]李燕.污染場地生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用研究[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2019，39（05）：22-25，60.

[27]張志玲，王東麗，尹志剛，等.生物腐植酸對露天礦排土場黑麥草生長的影響[J].水土保持通報，2016，36（05）：66-72.

[28]關(guān)紅飛，張雷，張瑞慶.粉煤灰在土壤改良和土地整治中的作用[J].農(nóng)業(yè)工程，2017，7（05）：86-89.

[29]劉義富，毛昆.蓖麻對鉛鋅尾礦土的修復(fù)潛力評價[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，39（17）：154-156.

[30]李紫蘭，李春霖，肖玲瓏，等.柿竹園某尾礦區(qū)嗜銅微生物的初步研究[J].湘南學(xué)院學(xué)報，2017，38（02）：41-46.

[31]陳立榮，黃敏，蔣學(xué)彬，等.微生物—土壤聯(lián)合處理廢棄鉆井液渣泥技術(shù)[J].天然氣工業(yè)，2015，35（02）：100-105.

[32]于淼，畢銀麗，張翠青，等.菌根與根瘤菌聯(lián)合應(yīng)用對復(fù)墾礦區(qū)根際土壤環(huán)境的改良后效[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013（08）：242-248.

[33]徐文迪，郭書海，李剛，等.電芬頓-生物泥漿法聯(lián)合修復(fù)芘污染土壤[J].中國環(huán)境科學(xué)，2019，39（10）：4247-4253.

[34]溫志豪，曾路生，柴超，等.生物質(zhì)炭-過氧化氫聯(lián)合修復(fù)對火電廠土壤性質(zhì)與小白菜生長的影響[J].環(huán)境化學(xué)，2019，38（10）：2356-2365.

[35]劉帥霞，孫哲，曹瑞雪.秸稈-復(fù)合菌-污泥聯(lián)合修復(fù)鉻污染土壤技術(shù)[J].環(huán)境工程學(xué)報，2017，11（10）：5696-5702.

（責(zé)任編輯?李媛媛）