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(2)微生物修复
微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群,在适宜环境条件下,促进或强化微生物代谢功能,从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术,它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军。2004年起,有关微生物修复的关键词开始出现,并呈逐年增多的趋势(近2年略有下降)。微生物修复发展较快,给生物修复技术带来了丰富的研究内容和发展前景,相关研究也不断深入,发表的相关的文章也逐年增多。一般说来,实验室的微生物修复研究,因修复条件较为理想化,干扰因素极少,其修复效果很好。污染场地应用是微生物修复技术研发的最终目的,而一旦将室内的微生物修复技术放大到现场条件下,因干扰因素复杂,可能会出现一系列新问题。因此,微生物修复技术的场地应用是一项复杂的系统工程,必须融合多个学科,构建出一套因地因时的污染土壤田间修复工程技术。
(3)电(动)修复
污染土壤电动修复主要针对受污染的低透水系数的土壤,是一项新兴绿色原位修复技术。其基本原理是在污染土壤两侧插入电极,通过施加微弱电流形成电场,孔隙中的地下水或额外补充的流体可作为传导的介质,污染物则在电场作用下发生定向迁移进入电极区。然后通过电沉降(电镀在电极棒上)、沉积或共沉积等方式将污染物集中处理或分离。土壤pH、Zeta电位以及土壤化学性质等因素影响电动修复效果。电动修复具有经济效益高、后处理方便、二次污染少等一系列优点,正越来越受到科研人员的关注。由图3可知,近年来关键词“电(动)修复”不断出现,相关研究不断增多。但是该技术又存在许多不足,如:该技术不适用于渗透性较高、传导性较差的土壤;实验过程中金属电极易腐蚀,修复完成后土壤理化性质发生较大改变;该技术虽然在实验室条件下已经取得了很大的进展,但对大规模污染土壤修复技术仍不完善。诸多不足限制了电(动)修复土壤的研究与发展,近年来虽然开展了相关研究,但是发表文章仍然不是很多。
(4)异位修复与原位修复
土壤修复可分为异位修复和原位修复两种形式。异位修复是将受污染的土壤挖出后用化学物理方法清洗、焚烧处理、热处理及生物反应器等多种方法治理,这是早期常用的方法。这种方法需对污染的土壤进行大范围扰动,由于它涉及挖土和运土,因而存在明显的不足:处理成本高;很难治理深度污染特别是污染物渗入至饱和层土壤及地下水的场合;不能处理建筑物下面的土壤污染;破坏原土壤结构及生态环境等。针对异位修复中的不足,西方国家发展了多种原位修复技术,由图3可看出,关键词“原位修复”出现的频率比“异位修复”的高得多。原位修复是在不破坏土壤基本结构的情况下进行,其中比较典型的是:原位气相抽取技术、原位生物修复技术、土壤冲洗技术、原位电磁波频率加热技术、原位玻璃化技术等。原位修复可以对污染物就地处置,使之得以降解和解毒,不需要建设昂贵的地面环境工程基础设施和远程运输,操作维护起来比较简单,还可以对深层次污染的土壤进行修复,具有较好的发展前景,相关研究也会日益增多。
由图3看出,关键词“化学修复”从2000年到现在不断出现并有逐渐增多的趋势,说明国内学者一直在关注污染土壤的化学修复,但是因为化学修复会破坏土壤性质、容易造成二次污染等缺点,不是研究的热点;关键词“物理修复”在2003年、2011年、2012年、2013年分别出现过几次。关键词“淋溶修复”只在2009年出现过一次,说明污染土壤物理修复和淋溶修复的相关研究很少,相关学者对此的关注度不高。
3 结 论
本文检索了CNKI中国期刊全文数据库、万方数据与重庆维普数据库,共得到有效题录3911条,采用文献计量学方法进行统计分析。1999年以前论文数量增长较慢,年度文献量很少,始终在个位数徘徊。2000年以后呈急剧增长态势,从2000年的19篇增加到2011年的631篇,污染土壤修复的研究已在全国范围内得到关注,该领域具有一个庞大的作者群体,涉及作者6012名。《农业环境科学学报》领发文量、影响因子位居首位,《安徽农业科学》刊发89篇,位居第二。研究机构中,中国科学院发文量居首位。关键词分析表明,重金属污染、有机物污染、农药污染是我国土壤污染的主要类型,土壤修复方式以植物修复、微生物修复、电动修复较多,化学修复、物理修复、淋溶修复较少;在原位修复、异位修复方面,以原位修复研究较多。本文通过对国内土壤修复研究成果的梳理和分析,呈现了我国污染土壤修复的研究现状和发展趋势,并从成果数量的角度反映出该研究的热点和弱项,为今后关于土壤修复的研究和实践提供了有益的参考。
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