土壤污染修復原理與應用（簡體書）

《土壤污染修復原理與應用》在系統介紹土壤污染現狀、來源、特徵及風險和土壤污染的相關法律法規及政策標準的基礎上，著重闡述了污染物在土壤中的遷移轉化、受重金屬和有機物污染土壤的不同類型修復技術及工程應用現狀，詳細分析了現有修復技術所存在的問題與局限性，並展望了解決這些問題的方法途徑與修復技術發展前景，為污染土壤修復提供了理論方法和技術指導。該教材還介紹了近年來全球關注的新污染物及新型修復技術，彌補了以往教材只介紹傳統污染物及常規修復技術的不足；此外，還回顧了土壤修復的行業現狀並展望了其發展趨勢。

本書可作為土壤修復工程相關領域各專業本科生、研究生的教材，也可作為相關領域教學、科研人員、工程技術人員和管理人員的參考書。

宋敏，工學博士，東南大學能源與環境學院教授、博導，主要從事土壤場地修復技術及材料的研發。2008年取得東南大學博士學位後留校任教，2011年晉升為副教授，2013年晉升為博導，2020年晉升為教授、博導。2013年、2018年作為訪問學者、高級訪問學者分別前往美國佐治亞理工大學、澳大利亞新南威爾士大學進行學術交流。

獨立主持完成國家自然科學青年基金、國家自然科學基金面上項目、國家973子課題、國家重點研發計劃專項、*博士點基金、省環保科研項目等國家/部省級和企業攻關課題科研項目30余項；作為主要技術骨幹先後參與完成3項國家自然科學基金、2項國家863項目、1項國際合作項目、2項*博士點基金、6項省級科研課題等。

以一作者或通訊作者身份在SCI收錄論文40余篇，申報國家發明專利30余件，已獲發明專利授權20件，實用新型專利授權2件。工作期間曾獲多項榮譽獎勵：2019年榮獲江蘇省杰出青年基金；2019年榮獲江蘇省科技進步三等獎（排2）；2018年入選江蘇省“六大人才高峰”高層次人才；2017年榮獲“*高等學校科學研究優 秀成果獎”科技進步二等獎（排5）；2013年榮獲“霍英東優 秀青年教師基金資助”；2012年入選“*新世紀優 秀人才支持計劃”；2012年入選江蘇省高校“青藍工程”優 秀青年教師資助計劃等多項榮譽。

我國土壤環境污染趨勢盡管得到初步遏制，但其狀況還相當嚴峻。土壤污染會惡化土壤環境質量，直接關係到農用地和建設用地質量、農產品安全、人居環境安全和生態安全。因而，土壤污染防治是事關老百姓能否吃得放心、住得安心和地表生物能否過得舒心的重要問題，也是生態環境保護與健康保障的重大需求。

我國農用地和建設用地土壤環境總體狀況不容樂觀，土壤中傳統的重金屬、有機物污染問題突出，土壤污染管控與修復治理工作刻不容緩。與此同時，土壤中出現了抗生素、微塑料、人工納米顆粒等新污染物並呈現出多樣化的特點，給土壤科學和環境科學等學科領域的科研人員帶來了新的挑戰。污染土壤的修復是當今土壤科學和環境科學的研究熱點。我國污染土壤修復原理與技術在近十年得到了迅速發展，但總體上在修復理論與技術研究的廣度和深度方面與歐美等發達國家尚有差距，包括土壤污染成因，復合污染機制，污染物多介質、多界面、多過程、遷移轉化與管控修復，以及新污染物檢測和新技術研發等方面。

為了促進土壤污染修復理論與技術的深入了解、深化發展和普及應用，筆者根據近幾年的自身工作積累，結合查閱大量的國內外資料，經概括集成，綜合歸納，撰寫了本教材，旨在將科技成果、工程應用、實踐經驗等提供給從事土壤污染修復相關領域的教學、科研人員參考，希望對大家的工作有所幫助。

本教材共分為8章，第1章介紹土壤及土壤污染相關內容；第2章介紹國內外在土壤污染修復方面的政策、法規及標準；第3章介紹污染物在土壤中的遷移轉化行為；第4～第6章分類介紹了重金屬和有機物污染土壤修復技術及其工程應用；第7章總結了土壤新污染物及新型土壤修復技術；第8章總結了我國土壤污染修復領域存在的問題、土壤污染的綠色修復與管理、我國污染土壤修復商業模式，並展望了土壤修復行業的發展前景。本教材在書末列出了參考文獻，供讀者查閱。

本書由東南大學宋敏、南京工業大學徐海濤、中國科學院南京土壤研究所駱永明等編著，東南大學在讀研究生李成明、林陳彬、周江、鄧榮、孟凡躍、宋兵、趙炎等為本書的案例整理做了大量的工作。在編寫過程中，參考了諸多國內外專家的研究成果，在此一並致以謝意。同時，本書的出版得到“東南大學校級規劃教材”立項的支持和資助，誠致謝忱！

由於筆者水平及時間有限，書中難免存在疏漏或不足之處，敬請廣大讀者批評指正。



編著者

第1章緒論1

1.1土壤1

1.1.1土壤的概念1

1.1.2土壤組成1

1.1.3土壤性質8

1.1.4土壤環境質量及其功能17

1.2土壤污染18

1.2.1土壤污染的概念和特徵18

1.2.2土壤污染物類型19

1.2.3土壤污染物來源20

1.2.4我國土壤污染現狀21

1.3土壤污染調查及風險評估24

1.3.1土壤污染調查24

1.3.2土壤污染風險評估與管理27

1.4土壤修復技術36

1.4.1土壤修復技術概述36

1.4.2土壤修復技術類型37

思考題38



第2章土壤污染法律法規與標準40

2.1土壤污染法律法規40

2.1.1國外土壤污染防治法律法規40

2.1.2我國土壤污染防治發展進程44

2.1.3我國土壤污染防治工作的不足46

2.1.4我國現行土壤污染防治政策與法律法規48

2.2土壤環境質量標準概況53

2.2.1國外土壤環境質量標準53

2.2.2我國土壤環境質量標準與技術導則59

思考題73



第3章土壤中污染物的遷移轉化74

3.1污染物在土壤中的形態與分布74

3.1.1土壤中重金屬的形態分類74

3.1.2土壤中典型重金屬的形態與分布76

3.1.3土壤中有機污染物的形態與分布79

3.1.4土壤中典型有機污染物的形態與分布79

3.2污染物在土壤中的遷移81

3.2.1概述81

3.2.2土壤污染物的運移機理83

3.2.3土壤污染物的遷移模型87

3.2.4土壤中重金屬的遷移93

3.2.5土壤中有機污染物的遷移94

3.3污染物在土壤中的轉化95

3.3.1基本概述95

3.3.2土壤中重金屬的轉化95

3.3.3土壤中有機污染物的轉化96

3.4土壤環境因子對污染物遷移轉化的影響97

3.4.1影響土壤中重金屬遷移轉化的因素97

3.4.2影響土壤中有機污染物遷移轉化的因素99

3.5典型污染物在土壤中的遷移轉化102

3.5.1土壤中典型重金屬的遷移轉化102

3.5.2土壤中典型有機污染物的遷移轉化104

思考題106



第4章重金屬污染土壤修復技術107

4.1概述107

4.2物理修復技術110

4.2.1置換技術110

4.2.2表面覆蓋技術110

4.2.3物理分離技術111

4.2.4固化/穩定化技術114

4.2.5熱脫附技術116

4.2.6電動修復技術120

4.2.7玻璃化技術124

4.2.8冷凍修復技術125

4.3化學修復技術126

4.3.1淋洗技術126

4.3.2化學萃取技術128

4.3.3化學改良技術129

4.3.4化學氧化/還原技術130

4.4生物修復技術131

4.4.1植物修復132

4.4.2微生物修復137

4.4.3動物修復141

4.5聯合修復技術141

4.5.1植物聯合修復141

4.5.2物理化學聯合修復143

4.5.3電動聯合修復143

思考題143



第5章有機污染土壤修復技術145

5.1概述145

5.2物理修復技術145

5.2.1置換技術146

5.2.2氣相抽提技術146

5.2.3電動修復技術150

5.2.4熱脫附技術152

5.3化學修復技術153

5.3.1化學氧化技術154

5.3.2焚燒技術156

5.3.3光催化降解技術157

5.3.4溶劑萃取技術158

5.3.5水泥窯協同處置技術160

5.3.6土壤淋洗技術161

5.4植物修復技術164

5.4.1根際降解165

5.4.2植物降解167

5.4.3植物揮發167

5.4.4植物提取167

5.5微生物修復技術167

5.5.1生物刺激168

5.5.2生物通風169

5.5.3生物強化169

5.5.4生物耕作170

5.5.5生物堆肥170

5.5.6微生物共代謝172

思考題173



第6章土壤修復工程175

6.1修復工程實施的特點175

6.2修復工程實施流程與工作內容176

6.2.1實施流程176

6.2.2工作內容177

6.3重金屬土壤修復技術應用案例簡介189

6.3.1固化/穩定化技術189

6.3.2化學還原穩定化技術193

6.3.3植物提取技術196

6.3.4聯合修復技術197

6.4有機污染土壤修復案例簡介199

6.4.1化學氧化技術199

6.4.2氣相抽提技術205

6.4.3淋洗技術205

6.4.4熱脫附技術206

6.4.5聯合修復技術207

思考題210



第7章土壤新污染物及新型修復技術211

7.1新污染物211

7.1.1農藥212

7.1.2藥品和個人護理產品215

7.1.3內分泌干擾物218

7.1.4微塑料220

7.2新型修復技術222

7.2.1納米技術222

7.2.2超聲波技術228

7.2.3基於過硫酸鹽的高級氧化技術231

7.2.4低溫等離子體技術234

7.2.5電動耦合技術239

7.2.6生物電化學技術248

7.2.7生物炭技術252

思考題255



第8章總結與展望256

8.1我國土壤修復行業面臨的主要問題256

8.2土壤污染的綠色修復與管理257

8.2.1推動我國污染土壤綠色可持續修復的必要性257

8.2.2土壤污染的綠色修復與管理258

8.3我國污染土壤修復商業模式259

8.4土壤修復行業展望260

思考題261



參考文獻262