【文章內容簡介】 技術體系l 分析鎳和鈷的生物地球化學循環(huán)以開發(fā)水稻土壤的生態(tài)功能修復實用方法修復效果評估研究l 修復和未修復的金屬污染土壤和粉塵的潛在毒性評估近十幾年來，我國對土壤污染修復研究十分重視，通過科學技術部、國家自然科學基金委、環(huán)境保護部等國家機構資助了相關研究，重點包括“973”計劃、“863”計劃、“自然科學基金”等。 “973”計劃通過“973”計劃主要資助了三個相關研究項目，分別是2002年立項的“長江、珠江三角洲地區(qū)土壤和大氣環(huán)境質量變化規(guī)律與調控原理”、2004年立項的“東北老工業(yè)基地環(huán)境污染形成機理與生態(tài)修復研究”和2007年立項的“京津渤區(qū)域復合污染過程、生態(tài)毒理效應及控制修復原理”。這三個項目均是針對特定區(qū)域的復合污染布局開展的，涉及的研究方向比較廣泛，包括修復機理研究、修復技術研發(fā)、風險評估及策略研究制定等，具體內容見表8。表8 “973計劃”資助的土壤污染修復相關項目項目名稱下設相關課題名稱長江、珠江三角洲地區(qū)土壤和大氣環(huán)境質量變化規(guī)律與調控原理地氣物質交換及大氣復合污染對地表生態(tài)系統(tǒng)的影響重金屬在土壤植物系統(tǒng)中遷移、轉化和積累規(guī)律與農產品安全持久性有機污染物在農田生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境行為與生態(tài)效應典型污染物在菜地生態(tài)系統(tǒng)中積累、轉化機理及其對蔬菜品質的影響氮、磷在農田土壤中的遷移轉化規(guī)律及其對水環(huán)境質量的影響土壤復合污染過程、形成機制及其生態(tài)效應高風險污染土壤環(huán)境的生物修復與風險評價典型區(qū)土壤和作物中重要化學物質的時空分布規(guī)律和風險預測長江、珠江三角洲地區(qū)環(huán)境污染控制對策與環(huán)境質量調控戰(zhàn)略東北老工業(yè)基地環(huán)境污染形成機理與生態(tài)修復研究東北老工業(yè)基地環(huán)境污染特征與時空演變重要水系典型污染形成過程及環(huán)境行為東北特定氣候條件下復合污染生態(tài)過程、毒理效應及修復基準的方法體系典型城區(qū)與礦區(qū)水土氣界面污染過程及生態(tài)風險污染水體生態(tài)修復與再生機理污染土壤生態(tài)修復原理與方法東北工業(yè)基地生態(tài)承載力與區(qū)域生態(tài)安全調控京津渤區(qū)域復合污染過程、生態(tài)毒理效應及控制修復原理京津渤區(qū)域主要污染物的源解析與時空分布規(guī)律重點區(qū)域水體和土壤環(huán)境的復合污染特征區(qū)域復合污染的多界面過程及多介質傳輸機制復合污染對水體和土壤環(huán)境的生態(tài)毒理效應與健康風險復合污染脅迫下近海主要生物資源的退化機制復合污染控制及典型受損生態(tài)系統(tǒng)修復原理區(qū)域復合污染的生態(tài)風險評價、預警與調控策略 “863”計劃近年來，“863”計劃主要從技術研發(fā)與工程示范角度資助了多個重點項目，其中包括“典型工業(yè)污染場地土壤修復關鍵技術研究與綜合示范”（2009年啟動）、“多環(huán)芳烴污染農田土壤的微生物修復技術與示范”（2007年啟動）、“金屬礦區(qū)及周邊重金屬污染土壤聯(lián)合修復技術與示范”（2007年啟動）、和“油田區(qū)石油污染土壤生態(tài)修復技術與示范”（2007年啟動）（表9）。這些項目主要針對有機氯農藥、揮發(fā)性有機污染物、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、重金屬（包括鉻、砷、鎘、鉛、銅等）、石油等污染物開展植物修復、微生物修復、化學修復及植物微生物聯(lián)合修復技術研發(fā)，相關材料和設備研制及相關風險評估、修復效率評價和技術管理規(guī)范的制定等。表9 “863計劃”資助的若干土壤污染修復重點項目及相關信息 項目名稱下設課題名稱典型工業(yè)污染場地土壤修復關鍵技術研究與綜合示范鉻渣污染場地土壤修復技術設備研發(fā)與示范揮發(fā)性有機物污染場地土壤氣提修復技術設備研發(fā)與示范有機氯農藥類污染場地土壤修復技術設備研發(fā)與示范 多氯聯(lián)苯類污染場地修復技術設備研發(fā)與示范多環(huán)芳烴污染農田土壤的微生物修復技術與示范多環(huán)芳烴高效降解菌篩選及高效微生物菌劑研制多環(huán)芳烴污染農田土壤的高效強化微生物修復技術多環(huán)芳烴污染農田土壤的植物－微生物聯(lián)合修復技術多環(huán)芳烴污染農田土壤的微生物修復技術集成與示范金屬礦區(qū)及周邊重金屬污染土壤聯(lián)合修復技術與示范礦區(qū)重度污染土壤中重金屬的穩(wěn)定化與鈍化聯(lián)合修復技術礦區(qū)周邊中輕度污染耕地土壤中重金屬的聯(lián)合修復技術植物修復收獲物的安全處置與資源化利用技術與設備礦區(qū)及周邊重金屬污染土壤聯(lián)合修復技術集成示范與技術規(guī)范油田區(qū)石油污染土壤生態(tài)修復技術與示范高效石油降解微生物菌株的篩選及菌劑的研制等 國家自然科學基金計劃國家自然科學基金從2001年開始總計資助了100多項土壤污染修復相關研究項目，資助的研究項目數(shù)量有逐年增加的趨勢。這些研究項目主要分布在地學部的地理學和地球化學領域、化學部的環(huán)境化學領域及生命科學部的植物學和微生物學領域。項目涉及的研究方向和主要研究內容如下：（1）土壤污染修復機理的探索。其中，涉及生物修復的項目有60多項（40多項屬于植物修復，20多項屬于微生物修復），涉及化學修復的有30多項。其中污染物的環(huán)境生物地球化學過程及土壤污染微界面過程是重要研究內容。（2）修復技術研發(fā)。包括重點集中于超富集植物篩選的植物修復、微生物與植物聯(lián)合作用強化的微生物植物修復及重點研發(fā)電動修復和淋洗法修復的物理化學修復。針對的污染物包括重金屬、農藥和油礦污染物等有機污染物，另外，有若干項研究針對重金屬與有機物的復合污染開展的。此外，國家環(huán)保部近年來還資助了10多項土壤污染修復相關研究項目，主要資助方向集中在土壤污染狀況評價、風險評估及污染物分析方法等方面。典型項目有：鋼繩產業(yè)區(qū)土壤重金屬污染風險評估及控制技術研究、新疆生產建設兵團土壤殘膜污染狀況調查研究、世博會規(guī)劃區(qū)域受污染土壤修復的評價標準研究、可拋灑綠色鉆井液土壤改良與增肥技術研究、危險廢物焚燒設施排放及周邊土壤二惡英類可持續(xù)有機污染物監(jiān)測調查、土壤中二惡英類化合物分析方法及EB聯(lián)合法處理城市污泥并施用于農田改良土壤研究。 中國臺灣在中國臺灣，主要有三個機構，包括臺灣行政院科學委員會、行政院農業(yè)委員會和環(huán)保署資助土壤污染修復研究。1991～2010年，這三個機構共資助開展了約105項研究項目（連續(xù)幾年的滾動項目按一個項目計算），資助項目涉及修復機理研究（包括土壤結構、理化性質對消除污染物和對修復效率的影響及其模擬等）、修復技術研發(fā)和修復效果評估研究等（表10）。表10 中國臺灣地區(qū)土壤污染修復研究項目涉及的研究方向及其主要研究內容研究方向主要研究內容修復機理研究l 土壤的物理及化學不均質性對有機污染物修復成效之影響及模擬l 土壤中的農作物殘留和燃燒后之灰燼、碳質顆粒對多環(huán)芳烴的傳輸影響l 土壤納米尺度的物理化學性質對于有機污染物在土壤中傳輸與修復成效的影響l 砂質土壤中黏土礦物與含水勢能對酚生物降解的影響l 應用BlueNative PAGE與PatchClamp研究merA轉殖小球藻之重金屬運輸機制修復技術研發(fā)生物修復植物修復l 土壤有機組成分與多環(huán)芳烴化合物的反應及其污染土壤的植物修復l 以功能性基因體研究法研究阿拉伯芥對重金屬逆境的反應及在土壤修復中的應用l 以菌根植物修復技術處理遭受泄油污染土壤場地的研究l 以植物修復生態(tài)技術處理石油烴污染土壤的機制與應用研究l 以植物根部修復技術整治受多環(huán)芳烴——芘污染的土壤l 污染農地根際土壤的重金屬生物有效性與修復管理l 利用植物根部修復技術整治多環(huán)芳烴污染土壤微生物修復l 粘質沙雷氏菌（Serratia marcescens）對土壤污染之植物生長調節(jié)劑多效唑的生物分解l 土壤雙重污染生物修復程序中微生物菌相消長與交互作用研究——以五氯酚與戴奧辛 污染為模擬基礎l 土壤污染生物修復過程中微生物菌相分布與交互作用實時分析系統(tǒng)研究——等溫循環(huán)核酸擴增法技術平臺的開發(fā)與應用l 石油烴在含界面活性劑吸附微胞土壤的生物分解性l 優(yōu)化自然降解條件下多花芳烴、多氯聯(lián)苯及氯酚分解菌群的研究其他l 土壤污染修復的生物技術評估及應用l 生物技術在重金屬污染土壤修復及農藥降解的利用l 生物固體物在土壤污染生物修復上的應用l 生物技術運用于難分解的有機物污染土壤的場地整治修復研究化學修復l 土壤中長半生期毒性含氯有機農藥的超臨界流體與濾膜處理方法研究l 土壤中多環(huán)芳烴的超臨界流體與濾膜前處理及層析質譜方法研究l 土壤中鄰苯二甲酸酯濾膜式前處理與超臨界流體萃取方法研究l 以電滲透法改善整治受污染的土壤l 以電滲透法原位處理被鎘及鉛污染的土壤l 以電解程序處理受重金屬污染土壤修復時模擬洗出液物理修復l 以微波原位處理受有機物污染土壤的技術研發(fā)l 土壤修復的原位注氣法研究l 揮發(fā)性有機物的原位注氣法之傳輸實驗與模擬研究l 揮發(fā)性有機物污染土壤修復工程中的吸脫附動力學研究聯(lián)合修復l 受重金屬污染土壤場地的修復技術研究l 受有機物污染土壤的整制技術群體研究l 受污染場地的土壤及地下水修復技術開發(fā)整合型研究l 現(xiàn)場土壤污染整治技術開發(fā)l 應用整合型修復技術處理受燃料油污染的土壤及地下水l 以電化學法修復重金屬污染土壤及快速分析土壤重金屬總濃度的研究l 以電動力界面活性劑法處理苯系有機物污染土壤研究l 以電動力結合氨作為復合劑修復銅污染土壤其他l 納米材料在受污染土壤修復中的應用l 土壤有機質吸持有機污染物與土壤污染程度審核標準研究l 土壤污染源的探討與污染土壤的改良與利用修復效果評估研究l 比較各種不同有機質材和化學還原劑還原整治鉻污染土壤的效果l 以序列萃取法評估生物界面活性劑去除污染土壤中鎘和鉛的成效l 利用化學與毒性分析評估土壤有機污染物臭氧處理的效能l 以地電阻剖面法評估植物修復以及土壤電動修復重金屬污染土壤的效果3土壤污染修復相關研究論文分析本部分以湯森路透的科學引文索引數(shù)據(jù)庫擴展版（SCIE）作為數(shù)據(jù)源，利用關鍵詞設計檢索式：TS=(remediat* OR bioremediat* OR phytoremediat* OR coremediat*) AND TS=(contaminat* soil* OR pollut* soil* OR soil* pollut* OR soil* contaminat*) NOT PY=2011，檢索歷年來（不包括2011年）發(fā)表的土壤污染修復相關研究論文（文獻類型為Article，檢索時間是2011年3月15日），共檢索到5545篇。然后，以這些論文作為分析的數(shù)據(jù)集，利用湯森路透開發(fā)的分析工具——湯森數(shù)據(jù)分析器（Thomson Data Analyzer，TDA）對發(fā)文量變化趨勢、發(fā)文重要國家和機構，以及研究主題等進行了挖掘和分析。 相關研究論文的數(shù)量和研究主題分析 發(fā)文量的變化趨勢根據(jù)檢索結果，從20世紀80年代末開始有土壤污染修復相關研究論文發(fā)表，截至2010年共發(fā)表了5500多篇，年度發(fā)文量呈逐年上升發(fā)展趨勢（圖1），從1989年的1篇增長到了2009年的650篇，年均增長率 年均增長率計算公式：【(末期數(shù)據(jù)/基期數(shù)據(jù))^（1/(n1)）1】100%，n是指年數(shù)。%。由于數(shù)據(jù)庫的滯后性，2010年的數(shù)據(jù)不完整，僅供參考。圖1 土壤污染修復相關研究論文數(shù)量的年度變化趨勢（1989～2010年） 涉及的學科領域分析根據(jù)SCIE數(shù)據(jù)庫對期刊進行的學科分類，分析了土壤污染修復相關研究論文涉及的學科領域，結果顯示，土壤污染修復論文共涉及107個學科類別。其中，論文數(shù)量最多的前20個學科類別及其論文數(shù)和占該領域論文總量的百分比見表11。由表11可知，其中，屬于環(huán)境科學的論文數(shù)量最多，有3569篇，%，其次是環(huán)境工程，有1286篇論文，%。由此表明，土壤污染修復已成為一個多學科交叉領域，其發(fā)展所形成的學科是一個環(huán)境科學的分支學科。表11 土壤污染修復相關研究論文分布最多的前20個學科類別及其論文數(shù) 排序學科類別論文數(shù)（篇）占比（%）排序學科類別論文數(shù)（篇）占比（%）1環(huán)境科學356911農藝學2062環(huán)境工程128612毒理學1733水資源57513微生物學1394土木工程54914化學1305土壤科學44215分析化學1296生物技術與應用微生物學35616能源與燃料1037植物科學34017公共、環(huán)境與職業(yè)衛(wèi)生1028地質科學28718生態(tài)學829化學工程25719農業(yè)7310氣象與大氣科學 21220生物化學與分子生物學72 基于關鍵詞的研究主題分析關鍵詞作為學術文獻的必備要素，能鮮明而直觀地表述文獻論述或表達的主題。數(shù)據(jù)清洗后得到的土壤污染修復相關研究論文中出現(xiàn)頻次最高的前100個作者關鍵詞（Author’s keywords 在論文作者提供的關鍵詞（Author’s keywords）中出現(xiàn)頻率居于前20位的關鍵詞。）（表12）表明，在土壤污染修復領域：（1）大量的研究工作集中在植物修復，及包括植物修復在內的生物修復，特別是重金屬的植物修復和持久性有機污染物的微生物修復；（2）在植物修復研究中采用較多的修復植物有柳屬植物、印度芥菜、遏藍菜、紫花苜蓿、楊樹和蜈蚣草；（3）最受關注的污染物是重金屬，其次是持久性有機污染物，重金屬污染物依次包括鎘、鉛、砷 雖然砷是非金屬，但由于其環(huán)境行為的類金屬特性，在土壤污染修復中或環(huán)境科學中習慣上把As作為一種重金屬。、鋅、銅、鉻、鎳、汞和鐵等，有機污染物主要有多環(huán)芳烴化合物、烴類、多氯聯(lián)苯、菲、石油烴、三硝基甲苯、三氯乙烯、芘、五氯苯酚及農藥、柴油、除草劑阿特拉津和原油中的有機成分等。另外，放射性物質鈾和銫也是備受關注的污染物；（4）除了生物修復外，電動修復、穩(wěn)定化/固化和淋洗等也是研究較多的修復方法；（5）有關污染物的生物有效性、形態(tài)和植物毒性，土壤微生物群落，叢