骆永明：中国土壤污染与修复科技研究进展和展望

摘 要：土壤污染与修复是土壤学的一个重要分支学科，对推进中国土壤污染管控与修复工作、保障国家土壤环境安全和生 态文明建设发挥着重要的科技支撑作用。简要分析了中国土壤污染状况，介绍了国内外土壤污染与修复技术研究现状与发展趋势，指出了我国土壤污染防治科技研发中存在的若干问题，提出了今后我国土壤污染与修复科技研究与发展的总体思路与 主要方向等对策建议。

我国土壤污染防治形势严峻。当前，农用地污染面广、量大，工矿企业场地土壤与地下水污 染问题突出，流域性或区域性土壤污染态势凸显， 土壤污染风险增大，威胁我国农产品质量安全、人居环境安全和生态环境安全。习近平总书记 曾多次强调“强化土壤污染管控和修复，有效防范 风险，让老百姓吃得放心、住得安心”。开展土壤 污染过程与风险基础研究，推进土壤污染管控与修复共性关键技术研发，强化土壤环境监管，保 障土壤环境安全，既是加大《土壤污染防治行动 计划》科技支撑力度的现实需要，也是支撑美丽 中国、生态文明建设的长期需要。本文简要分析 了我国土壤污染状况，介绍了国内外土壤污染与 修复技术研究现状与发展趋势，指出了我国土壤 污染防治科技研发中存在的若干问题，提出了我 国土壤污染与修复科技研究与发展今后的总体策 略与主要方向等对策建议。

1、我国耕地和工矿场地土壤环境污染状况

我国土壤污染在区域上涉及西南、华中、华南、 华东、华北、西北、东北七大区的各省市区，空间上遍布城市、城郊、农村及自然环境（例如地质高 背景区），在利用方式上涵盖农用地、建设用地、矿 区、油田和军事用地。在污染物类型上，耕地土 壤以重金属为主，包括镉、砷、汞、铬、铅、铊、 锑等；工矿场地，除重金属外，常出现有机污染物， 包括苯系物、卤代烃、石油烃、持久性有机污染物 等。有的土壤还存在病原菌、病毒等生物性污染， 有的则存在爆炸物、化学武器残留物、放射性核素、 抗生素及抗性基因、塑料及微塑料等。这些污染物在土壤中以不同的赋存形态、含量、污染方式及污染程度存在，具有不同的释放性、迁移性、有效性和风险性。对土壤环境中这些污染物的源径-汇和过程-含量-效应-风险，人们研究和了解得相当有限。

2014 年发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，总的调查点位超标率为 16.1%，中度和重度 污染点位分别为 1.5%和 1.1%。耕地土壤的超标率高达 19.4%，面广、量大，危及农产品质量安全和 生物生态安全。工矿业场地土壤污染问题突出，点 位超标率达 36.3%，有色金属矿采选、有色金属冶 炼、石油开采、石油加工、化工、焦化、电镀、制革、造纸、废物处置、电子废旧产品拆解等重点行业用地及周边土壤污染风险高，危及人居环境安全和生态系统健康。

2、国内外土壤污染与修复技术研究现状与发展趋势

近 20 年来，我国农用地和工矿用地土壤污染过程与修复科技快速发展。根据全球文献计量分析， 我国近 20 年发表英文（SCI）论文数量逐年增加，在 2010 年就超过美国，位居第一；我国土壤修复技术专利在全球的占比呈直线增加，比例达 60%以上， 远高于世界其他国家或地区，美国位于第二位。

2.1 土壤污染成因和过程研究与发展现状

近 40 多年来，欧美发达国家在土壤污染来源、 过程、机制、效应、风险、预测等基础理论与方法 上开展了系列研究。在土壤-植物和土壤-地下水系 统污染物迁移转化机制，特别是微观分子机制、多介质传输机制、多界面分配机制、多尺度预测模型 等方面，取得了长足的研究进展。解析了多尺度 污染物源-径-汇和形态/剂量-受体关系，建立了污染源数据库、生物毒性数据库和环境基准体系；在对土壤环境背景及基准研究的基础上，建立了污染物的迁移风险、生态风险和健康风险评估方法；形成 了土壤污染防治的基础理论、方法及技术原理，发 展了基于界面行为调控的土壤-植物和土壤-地下水 污染物有效性调控方法；为污染土壤环境质量标准 制定及修复新技术设计奠定了理论与方法基础。

在国内，近40年来，通过20世纪80 年代第二次土壤普查和21世纪初第一次全国土壤污染调查， 积累了大量基础性数据，建立了全国土壤背景值图集，分析了我国土壤污染特征，评价了土壤环境 质量状况，提出了土壤污染防治对策。近20年来， 在国家“973”计划项目支持下，围绕农业生产、环境保护和生态文明建设，在京津冀、长江三角洲（长 三角）、珠江三角洲（珠三角）、东北老工业基地、 西南矿区和地质高背景地区等区域，开展了多尺度土壤污染特征、污染物迁移转化机制、界面过程和环境风险等方面的系列研究，了解了土壤中污染物 迁移转化规律、生物有效性和污染风险，初步阐明 了重金属与持久性有机污染物复合污染及生态效 应，建立了部分土壤环境基准与标准，发展了土壤 污染风险管控与修复技术原理，为土壤污染防治提供了理论与方法指导。“十三五”期间，在国家重点研发计划项目支持下，土壤污染成因、过程及风 险研究进入了新阶段，未来5年内将在土壤污染源 汇关系与源解析、污染物积累与转化机制、污染物 扩散与驱动机制和污染风险评估方法与指标体系等 方面取得系统性、创新性研究进展。

2.2 、土壤污染管控与修复技术研究与发展现状

近20年来，在国家“863”计划项目等支持下， 我国土壤污染修复技术研究，于“十五”起步，“十一 五”进步，“十二五”发展，“十三五”跨越；20年的进 展，带动了土壤修复技术应用和绿色修复产业化发 展，在修复技术、装备及规模化应用上与先进国家的距离在加快缩短。技术支撑上，初步建立了场地土壤修复技术体系，快速、原位的土壤修复技术得到研究与应用；技术装备上，研制了能支持快速土 壤修复的多种装备；技术产业上，研发的技术支撑 了规模化应用及产业化运作。总体上，在农用地土壤污染管控与修复技术上，我国与发达国家并驾齐驱，有的已处领先地位；在建设用地方面，我国的土壤污染管控与修复技术水平与欧美国家相比尚有 距离。

（1）在农用地方面，根据国际技术的研发历程、 产业化程度和应用推广的分析，侧重发展农用地土 壤重金属污染管控与修复技术，可归纳为三类：I 类 技术（植物提取与资源化技术）相对成熟，已经实 现产业化，仍是研究热点；II 类技术（重金属钝化 与替代种植技术）正逐渐成熟，开始进入产业化阶 段，缓慢发展；III 类技术（植物阻隔与稳定化技术） 已有研究基础，正在加快产业化进程，快速发展。相对于发达国家，我国农用地土壤污染治理技术研 究起步较晚，但进步迅速。在我国，植物阻隔/稳定 化技术研发早于国际，植物提取与资源化技术已处 国际领先地位。我国的相关论文、专利数量增幅明 显，但篇均引用频次大幅落后美国等发达国家，指明需要继续加强提升研究质量和学术影响力。正在努力的方向是丰富修复植物种质资源、提升修复功能材料产品效益、发展资源-材料-技术-效评体 系，继续加大投入，形成高效、廉价、安全、普 适的农用地土壤污染管控与修复技术模式。

（2）在工矿用地方面，欧美国家已经形成场地 土壤污染调查、风险评估、标准制定、管理控制、 修复技术和法规体系；正在着力研发高效、安 全、低能耗、低成本、低碳排的生物修复技术及多 技术耦合智能系统。近 20 年来，我国场地-地下水 污染风险管控与修复技术发展上，发表的英文（SCI） 论文数量快速增加，已经超越美国；虽然在多种新 技术发明的时间上落后于美国平均约十年，但我国发明专利占国际的比例接近三分之二 。然而，我国 的相关技术转化率较低，总体上仍处于跟踪阶段。在重金属污染修复方面，国内外的共同热点在植物 修复、固化/稳定化药剂及设备、淋洗设备，电动修复的电极材料研发和微生物修复的菌剂研发等。有机 污染修复方面，发表的论文数量明显少于重金属；我国的不少工作集中于有机污染物的热脱附设备以及 微生物修复药剂的研发。热脱附及相关技术在国际上 已步入产业化阶段，在国内异位和原位热脱附技术广 泛应用于难降解性或持久性有机物污染场地土壤的 修复。近年来，国内外生物修复技术研究与发展迅速。近 10 年我国的相关技术研发明显增强。微生物转 化技术、生物质炭复合纳米技术、强化氧化/还原技 术、多相抽提技术、深度垂向阻隔技术、可渗透反 应屏障技术等在国内得到发展，并应用于场地土壤 与地下水管控与修复。现正努力创新研发绿色高效 环境功能材料，研制智能化、模块化装备，提升绿 色和可持续的土壤污染管控与修复技术、产品与装 备水平，致力于土壤污染综合防治与安全利用技术 体系及模式的形成，提升土壤环境管理与风险监管 能力及土壤污染协同治理水平。