土壤环境监测及修复技术研究

1引言

土壤是人类赖以生存的物质基础，是人们触手可及的常见物质，也是构成世界的重要自然要素之一。随社会的发展和科技的进步，人类对土壤的开发和利用达到了空前的高度，同时对土壤的破坏、对环境的污染也日趋严重。随处可见的环境破坏、土地污染不断的侵蚀和危害我们的生存环境、身心健康、生活质量。为了营造绿色、健康、自然的生存环境，国家相继出台保护土壤环境的政策，要求对土壤环境进行综合监测，掌握土壤成分、污染原因和源头及污染程度等，以便下一步对污染的土壤进行有效的保护和修复，以达到保护土壤、维护生态平衡、提升全民生活质量的目的。

2土壤环境监测现状

专业的土壤环境监测工作在我国起步较晚，近60年才取得一定的成绩。中国在发展土壤环境监测工作的同时，不忘记借鉴的吸收国外先进的监测技术和工作经验，如：无线传感器网络技术、遥感技术等，都在我国有很广泛的应用。

2.1无线传感器网络技术

无线传感器的监控体系主要用于土壤参数稳定性低而且位置差异大的监测。我国通过吸收国外关于无线传感器网络技术，并结合我国实际情况自主研发，取得了一定的成效。目前无线传感器网络技术在农田土壤信息收集上得到了很好的应用。近几年我国研发了微型无线传感器网络节点，目的就是使用农田的土壤的监测，具有很强的稳定性和抗干扰性的同时还具有耗电低的特点，其最强大优越性在于长周期连续工作。无线传感器网络技术已被应用于农田科学施肥管理、偏远地区或恶劣环境的土壤监测，得到了行业内的认可。

2.2高光谱遥感技术

上世纪80年代，成像光谱技术开始被应用于土壤监测，通过应用的不断深入和扩展，技术被迅速的认可和完善并得到广泛应用。主要用于分析土壤成分、特性和运动过程等，在精确施肥、土地资源勘查、土壤质量评价、土壤环境监测以及土壤学研究方面都起到至关重要的作用。例如：自2003年起，中国科学院利用遥感技术对青藏高原的表层土壤水分进行分析和推算，为生态区保护和土壤环境监测提供了有力的数据基础。高光谱感光技术利用精细的光谱分析法反映出土壤光谱中极细微的差别和特征，以辨别土壤性质和成分。目前看，我国土壤监测行业虽然很热衷于高光谱遥感技术的应用，但还存在很大的难点，这需要技术研发人员的不断努力，研发出高精的科学监测设备。

3存在的问题

3.1起步晚、成型慢、无体系

我国的污染监测工作起步晚，至上世纪50年代才开始重视土壤监测工作，技术很落后。近几十年多数的土壤监测基本停留在原始土壤化学分析或依靠国外进口设备进行分析的阶段，没有完整的监测体系。

3.2研发力量不足，高端研发人才匮乏

国内对于土壤监测行业没有专门、专业的研发团队，多数依靠大学院校的研发力量联合开展，主要是学生加导师这样的组合，缺乏一定的实践经验，无有效的行业内交流，可以说是纯学术角度的研究。而且单纯以课题为中心，缺乏土壤监测学的连贯性和延续性。

3.3缺乏先进设备的配套

专业的土壤监测是需要先进的科学设备支撑的，而在我国能够进行土壤监测的部门基本上是中国科学院或一些院校的研究组，很难全部都配套先进的土壤监测设备。只有中科院和一些有专门土壤学科的有实力的院校才能有此资源，其他只能停留在上一个技术时代之前。这就导致土壤监测技术在我国萌发很慢。

4土壤修复技术研究

土壤的监测是为了更好的掌握土壤资源状态，对于已经被污染的或现有土壤提供数据和信息，同时还应对被污染的土壤进行修复治理，还原或优化其土壤结构，使其变废为宝。在此理念的驱动下，我国已经在土壤修复技术上取得了一定成果，尤其现今土壤修复已发展成为环境保护科学的一个新的领域、新的方向和新的学科。经过多年的研究和应用，我国在物理修复、化学修复、生物技术修复等多方面积累了一定的经验。

4.1微生物修复技术

微生物修复技术是植物修复技术中的一个分支，就是利用微生物在土壤中大量降解有机污染物的功能来达到消除土壤中有机污染物的目的。其中微生物修复技术经常被应用于农药或石油污染的土壤中。在农田土壤中掺入具有降解作用的有机肥，分解污染物，提高土壤活性从而达到修复土壤的目的。微生物修复技术具有针对性强、见效快、施用快捷、成本低、设备简单的特点。

4.2热脱附技术

热脱附技术属于土壤修复技术中物理修复的一种，就是将土壤加热，利用热交换使污染物与土壤蒸发分离的过程。这种方法目前被欧美国家广泛应用，尤其是在高污染的局部地域可直接采用这种方法进行修复。但是它具有修复处理设备造价较高、修复时间长，处理成本也偏高的缺点。这种修复方法具有很大的潜力，其设备可移动，修复后土壤可再利用的优点正是被业界一致认可的。所以，优化热脱附工艺、选择合理土壤类型、研发自动化设备都是发展热脱附技术的发展方向。

4.3固化、稳定化技术

固化稳定化技术是化学修复技术中的一种常见的土壤修复技术，主要应用于土壤重金属快速控制修复。比如：我国处理冶炼企业堆放重金属的污染土、铬金属污染土等。这种修复技术投入成本很小，见效快。常用石灰、沥青和硅酸盐水泥来做稳定固化剂，尤其是对同时处理多种重金属的复合污染土壤有明显的效果。在美国大多采用固化、稳定化技术来处理非有机物污染，并为此专门设立奖励基金。

5结束语

土壤的有效监测是为了更好对土壤进行优化和改良，解决土壤环境污染的问题，从具体的修复技术来讲，不同的土壤类型、和污染程度、污染物成分等都需要选择有针对性的修复技术来进行有效治理。这就需要建立完备的土壤修复技术规范，管理方法和法律法规等。发展土壤监测和修复技术是环境保护，推动节能型社会发展的重要工作。