电热修复

      电热修复是利用高频电压产生电磁波，产生热能，对土壤进行加热，使污染物从土壤颗粒内解吸出来，加快一些易挥发性重金属从土壤中分离，从而达到修复的目的。该技术可以修复被Hg和Se等重金属污染的土壤。另外可以把重金属污染区土壤置于高温高压下，形成玻璃态物质，从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。

      微生物修复

      微生物在修复被重金属污染的土壤方面具有独特的作用。其主要作用原理是：微生物可以降低土壤中重金属的毒性;微生物可以吸附积累重金属;微生物可以改变根际微环境，从而提高植物对重金属的吸收，挥发或固定效率。如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌及某些藻类，能够产生胞外聚合物与重金属离子形成络合物;Macaskie等分离的柠檬酸菌，分解有机质产生的HPO2-4与Cd形成 CdHPO4沉淀;李志超发现有些微生物能把剧毒的甲基汞降解为毒性小、可挥发的单质Hg;Frankenber等以Se的微生物甲基化作为基础进行原位生物修复。耿春女等利用菌根吸收和固定重金属Fe、Mn、 Zn、Cu取得了良好的效果。

      生物修复综合技术

      生物修复综合技术的研究。重金属污染土壤的修复是一个系统工程，单一的修复技术很难达到预期效果，必须以植物修复为主，辅以化学、微生物及农业生态措施，增加重金属的生物有效性，促进植物的生长和吸收，从而提高植物修复的综合效率。因此，生物修复综合技术将是今后重金属污染土壤修复技术的主要研究方向。

      电动力学修复

      电动力学修复是通过电化学和电动力学的复合作用(电渗、电迁移和电泳等) 驱动污染物富集到电极区，进行集中处理或分离的过程。电动修复技术已进入现场修复应用。近年来，我国也先后开展了铜、铬等重金属、菲和五氯酚等有机污染土壤的电动修复技术研究。电动修复速度较快、成本较低，特别适用于小范围的粘质的多种重金属污染土壤和可溶性有机物污染土壤的修复;对于不溶性有机污染物，需要化学增溶，易产生二次污染。发展电动强化的复合污染土壤联合修复技术将是值得研究的课题。

      泥浆生物反应器

      泥浆生物反应器法是将污染土壤转移至生物反应器，加水混合成泥浆，调节适宜的pH，同时加入一定量的营养物质和表面活性剂，底部鼓入空气充氧，满足微生物所需氧气的同时，使微生物与污染物充分接触，加速污染物的降解，降解完成后，过滤脱水。这种方法处理效果好、速度快，但仅仅适宜于小范围的污染治理。生物反应器一般设置在现场或特定的处理区，通常为卧鼓型和升降机型，有间隙式和连续式两种，但多为间隙式。目前，生物反应器在国外已进入实际应用，国内仅在实验室模拟阶段。Robert等在生物反应器中使用白腐真菌(phanerochate ysosporium)处理多环芳烃污染土壤36天后，土壤中低分子量多环芳烃的降解率为70%～100%，高分子量多环芳烃的降解率为50%～60%。泥浆生物反应器有利于增加土壤微生物与污染物的接触面积，可使营养物、电子受体和主要基质均匀分布等优点，因此，生物反应器的修复效率较高。但是由于它增加了物料处理、固液分离、水处理以及能量消耗，泥浆生物反应器的处理成本要比土地耕作、堆制修复等技术要高。 因此，在选择污染土壤微生物修复技术时，应充分考虑上述各种修复方法的优缺点，结合污染物的类型、污染场地、污染状况等因素，充分发挥每种微生物修复方法的长处，加以灵活运用。

      微生物对重金属的生物积累和生物吸着主要表现在胞外络合、沉淀以及胞内积累等3种形式，其作用方式有以下几种：①金属磷酸盐、金属硫化物沉淀;②细菌胞外多聚体;③金属硫蛋白、植物螯合肽和其他金属结合蛋白;④铁载体;⑤真菌来源物质及其分泌物对重金属的去除。由于微生物对重金属具有很强的亲合吸附性能，有毒金属离子可以沉积在细胞的不同部位或结合到胞外基质上，或被轻度螯合在可溶性或不溶性生物多聚物上。研究表明，许多微生物，包括细菌、真菌和藻类可以生物积累(bioaccumulation)和生物吸着(biosorption)环境中多种重金属和核烈引。一些微生物如动胶菌、蓝细菌、硫酸盐还原菌以及某些藻类，能够产生胞外聚合物如多糖、糖蛋白等具有大量的阴离子基团，与重金属离子形成络合物。Macaskie等分离的柠檬酸细菌属(Citrobacer)，具有一种抗Cd的酸性磷酸酯酶，分解有机的2-磷酸甘油，产生HP042-与Cd2+形成CdHP04沉淀。Bargagli在Hg矿附近土壤中分离得到许多高级真菌，一些菌根种和所有腐殖质分解菌都能积累Hg达到100 mg/㎏埏干重。 重金属进入细胞后，可通过“区域化作用”分配于细胞内的不同部位，体内可合成金属硫蛋白(MT)， MT可通过Cys残基上的巯基与金属离子结合形成无毒或低毒络合物。研究表明，微生物的重金属抗性与 MT积累呈正相关，这使细菌质粒可能有抗重金属的基因，如丁香假单胞菌和大肠杆菌均含抗Cu基因，芽孢杆菌和葡萄球菌含有抗Cd和抗Zn基因，产碱菌含抗Cd、抗Ni及抗Co基因，革兰氏阳性和革兰氏阴性菌中含抗As和抗Sb基因。Hirokit61发现在重金属污染土壤中加入抗重金属产碱菌可使得土壤水悬浮液得以净化。可见，微生物生物技术在净化污染土壤环境方面具有广泛的应用前景。

      土壤修复是通过各种综合技术措施来防范、减轻和治理土壤退化，还原土壤的原生态，提高土壤的质量和安全。土壤退化是一个综合体系，因此，土壤修复也必须是全方位的修复，不能简单地头痛医头、脚痛医脚。以土壤酸化为例，造成土壤酸化的原因是多方面的，但是，一直以来，土壤酸化治理的技术措施主要是施石灰。可是，大量、持续施用石灰会引起土壤板结、有机质分解过速等负面效果。

      根据美国土壤修复产业发展的经验，土壤修复产业生命周期分为四个阶段。我国土壤修复行业目前尚处在产业成长的起步阶段，平均土壤修复资金占GDP比重为0.123%。据中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任陈同斌介绍，目前国内土壤修复形势严峻，但由于土壤修复相关工作开展时间有限，目前在资金、修复模式、技术和人才储备等领域都面临诸多问题。“当下主要以试点形式对耕地土壤污染问题进行评估和修复，工业污染场地修复仍处于较初级的阶段。”

      土壤是一个无机、有机、生物复合的生态系统，土壤的修复和改良需要矿物、有机、微生物、农业等多学科的理论和技术支持，需要农业、环保、国土、科技等多部门之间的相互配合。仅以重金属污染土壤的治理为例，目前就有物理化学技术、植物修复技术、微生物修复技术等。

      土壤修复矿物技术是土壤综合修复的典例之一。土壤是由矿物岩石风化而来的，土壤固体的90%以上是矿物质，从矿物活化而来的各种矿物质元素是土壤里的基本营养。矿物技术通过模拟自然界的风化成土作用过程发明了低温水热工艺，将富钾硅酸盐岩石中的所有矿物质元素整体活化为能被植物吸收的有效营养，从而将石头转变为富含多种营养元素的矿物肥料。这不仅在营养成份上类似于天然风化土壤，而且在物理结构特性上也类似于天然土壤。

      鉴于土壤修复工程的复杂性和艰巨性，当前急需加强科技创新，尽快建立我国土壤修复改良的综合技术体系和健康耕作体系，并针对不同地区的不同退化类型组建相应的技术组合，开展大规模的应用试验示范和推广。