本书对全球常见工业污染场地土壤修复技术进行了系统介绍，从技术原理、适用范围、优缺点、影响因素、发展历程、前沿研究和产品装备等方面进行了全面归纳整理和应用前景分析，详细剖析了大型污染场地的国内外治理经典案例，系统阐述了污染场地修复决策支持系统等。 本书可供环境科学与工程相关专业的教师、学生、科研工作者学习参考，也可供土壤环境保护、管理与决策相关部门、专业公司从业者借鉴参考。

第1章全球污染场地土壤修复技术概述
　　场地污染是指因人类活动导致局部区域土壤和地下水中累积重金属、有机污染物等有毒有害物质，并对人体健康和生态环境产生威胁或危害的一种环境行为。场地污染修复是一项复杂、耗资、耗时的艰巨工程，需投入大量资金对污染场地进行监测、评估、管控和治理等。
　　据不完全统计，全球污染场地总数超过500万个，其中，仅5%的污染场地得到了修复治理。美国作为工业大国，现有超过45万个污染场地，并且自2006年以来平均每年登记新增约4万个。美国“超级基金计划”项目2007年耗费了3.8亿美元用于污染场地修复项目①；2015年投入了约180亿美元开展污染场地修复，占当年美国GDP的1‰。1995～2017年，美国已累计花费了220亿美元用于污染场地的清理修复及再开发②。据估计，美国如完成所有污染场地的修复将需要投资2089亿美元，并且大部分场地修复需要经过30～35年的时间③。
　　欧洲环境署（European　EnvironmentAgency，EEA）统计数据显示，欧洲经济区和西巴尔干地区约有300万个潜在的污染场地，其中有250万个潜在污染场地对人体和生态系统存在威胁而需要开展修复④。已有24个国家和地区建立了污染场地的国家数据清单，6个国家则在区域层面建立污染场地区域/分散清单。欧洲地区250万个潜在污染场地中，约有117万个（47%）已被确定存在土壤污染问题，约14%的场地（34.2万个）存在高污染风险而需要开展污染修复（EEA，2014）。欧洲各国针对污染场地进行污染源调查分析发现，土壤污染来源主要分为七大类：①废弃物处理处置；②工业/商业活动；③存储污染源；④运输泄漏；⑤军事活动；⑥核活动；⑦其他污染源等。其中以废弃物处理处置、工业/商业活动导致的土壤污染问题*为严重，涉及的污染物主要为重金属、矿物油、多环芳烃（PAHs）、苯系物（BTEX）等（图1.1）。据报道，欧洲环境署中列出的34.2万个高污染风险场地中，已有约15%的场地得到了修复，每年用于场地土壤污染修复的费用高达12.01亿欧元，约占场地管理支出费用的81%，而污染场地调查费用占比为15%。
　　21世纪初期，由于城市化进程加快以及产业结构升级调整等原因，我国大量污染企业关停或转迁（图1.2），仅2001～2008年，我国就有10万个以上污染企业关停或搬迁，产生了大量的污染或潜在污染场地（廖晓勇等，2011），严重威胁着周边居民的身体健康，并显著影响土地和地下水资源的安全使用。近年来，我国场地污染引发的环境事故频发，如常州外国语学校“毒地”事件、靖江“毒地”事件、上海金山土壤污染事件等，使得污染场地的治理与安全再利用问题引起社会各界的广泛关注。2014年，中国发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大。其中，在调查的690家重污染企业用地及周边土壤点位中，超标点位占36.3%，主要涉及有色金属、皮革制品、石油煤炭、化工医药、化纤橡塑等行业。在调查的81块工业废弃地的775个土壤点位中，超标点位占34.9%，主要污染物为锌、汞、铅、铬、砷和多环芳烃，主要涉及化工、矿业、冶金等行业。
　　1.1污染场地土壤修复发展历程
　　土壤修复概念*早出现于20世纪70年代后期的欧美地区，旨在消除土壤污染毒害并恢复土壤功能。为了解决日趋严重的土壤污染与风险问题，欧美等一些发达国家基于土壤污染化学与控制等理论依据，开始了系统的污染土壤修复理论、方法与技术研究，并颁布了一系列相关法律法规和污染防治行动计划（图1.3）。20世纪80年代至90年代初，欧美国家开展了大量的污染场地修复工程，在超富集植物修复重金属污染土壤和微生物修复石油污染土壤等方面开展的基础理论研究与工程应用取得了显著进展，进一步推动了土壤污染修复理论与应用的研究与发展。1998年，在第16届世界土壤科学大会上，正式成立了国际土壤修复专业委员会，这标志着土壤修复方向已成为国际关注的研究热点。21世纪以来，随着应用于污染土壤修复的物理、化学、生物等众多技术的迅速发展，土壤修复理论和技术研究获得长足进步。
　　1.1.1欧美发达国家土壤修复进程
　　自20世纪70年代开始，欧美等发达国家采取了一系列措施应对场地污染问题，包括政策法规制定、行业标准编制、修复基金设立、技术研发与创新等①～④。
　　美国土壤修复发展历程主要分为四个阶段：①1981～1993年的准备阶段，在该阶段美国颁布了《综合环境反应、赔偿与责任法案》（CERCLA），并设立了“超级基金计划”，为推进土壤修复工作奠定了法律基础；②1994～2001年的起步阶段，在此期间，美国实施“棕色地块经济自主再开发计划”（BERI），并提供棕色地块污染修复基金，为污染场地土壤修复基础研究和工程应用提供了充足的经济保障；③2002～2004年的跃进阶段，美国超级基金总额出现*低值，土壤修复行业日渐成熟；④2005年至今的调整阶段，补充制定《小规模企业责任减轻和棕地振兴法》，阐明了污染责任人与非责任人的界限，保护了土地所有者或使用者的权利，为促进污染场地治理与开发提供法律保障。
　　在技术应用方面，国际上大致可分为3个阶段：①20世纪80年代以前，土壤修复治理主要采用简单的物理和化学手段，如挖掘填埋、客土和化学稳定等；②20世纪80年代～21世纪初，修复技术逐渐多元化，主要包括化学氧化还原、监测自然衰减、土壤淋洗和热脱附等技术，另外，植物、微生物修复作为新型的修复技术备受关注；③21世纪以来，土壤修复仍以这些物理、化学和生物修复技术为主，但开始提倡高效、低能耗、低风险的绿色可持续治理体系。
　　1.1.2中国土壤修复发展历程
　　我国全面启动土壤污染修复工作起步较晚，直至2004年国家环境保护总局才提出对污染场地监测和修复后才能再利用的要求[《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》（环办〔2004〕47号）]。近年来，我国开始重视对土壤环境的保护，对城市污染场地修复治理与安全再利用尤为关注。从2013年发布《关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排》，2014年出台《污染场地土壤修复技术导则》等土壤保护相关标准规范，2016年印发《土壤污染防治行动计划》（简称“土十条”），到2019年施行《中华人民共和国土壤污染防治法》，逐步完善了我国土壤环境保护与污染控制的政策法规体系，为我国土壤修复事业的发展提供了重要支撑。近年来，我国污染土壤修复相关政策法规见表1.1。
　　相较于欧美等发达国家，我国土壤修复技术的研究和发展还存在很大差距。我国土壤修复技术的研发经历了三个阶段：第一阶段为萌芽阶段（2000年之前），主要采用客土、覆土、施石灰等简单工程措施治理退化或污染土壤；第二阶段为起步阶段（2000～2010年），着重发展基于超富集植物的重金属污染土壤修复技术，开启了我国土壤污染治理的热潮，“十一五”期间，北京和重庆等地开始启动场地修复探索工作；第三阶段为发展阶段（2011年至今），国家相关部委、中国科学院及北京市等地方政府均投入大量科研经费资助各类土壤污染修复技术研发，涉及土壤淋洗、化学氧化、热脱附、固化稳定化等技术体系，促进了我国场地土壤修复技术和装备的迅速发展，在“土十条”要求下，建立了6个土壤污染防治先行示范区来探索技术落地模式和成功应用经验。
　　1.2土壤修复技术应用情况分析
　　经过几十年的研发攻关和工程实践，全球场地土壤修复技术不断发展升级并取得了显著的进步，现有数十种物理、化学或生物的修复技术，还不断出现各类新型的组合修复模式。

目录
第1章　全球污染场地土壤修复技术概述　1　
1.1　污染场地土壤修复发展历程　3　
1.1.1　欧美发达国家土壤修复进程　4　
1.1.2　中国土壤修复发展历程　5　
1.2　土壤修复技术应用情况分析　6　
1.2.1　美国场地土壤修复技术应用情况　7　
1.2.2　欧洲场地土壤修复技术应用情况　11　
1.2.3　中国场地土壤修复技术应用情况　12　
1.3　污染场地土壤修复技术发展趋势　12　
1.3.1　发展绿色高效且环境友好的修复技术　13　
1.3.2　研制定制化、智能化的土壤修复设备　13　
1.3.3　发展多工艺组合或集成的修复模式　14　
参考文献　14　
第2章　化学氧化修复技术　16　
2.1　技术概述　16　
2.2　技术原理　17　
2.3　技术适用范围与优缺点　18　
2.3.1　技术适用范围　18　
2.3.2　技术优点　19　
2.3.3　技术缺点　19　
2.4　技术影响因素　20　
2.4.1　土壤条件　20　
2.4.2　污染物性质　21　
2.4.3　氧化剂与催化剂的浓度及比例　22　
2.4.4　其他因素　23　
2.5　技术前沿进展　23　
2.6　技术涉及的产品与装备　24　
2.7　技术案例　26　
2.7.1　北京焦化厂修复示范工程　26　
2.7.2　上海市青浦区多环芳烃污染场地修复　29　
2.7.3　纽约燃油配送点遗留场地修复　30　
2.8　技术发展趋势　31　
参考文献　32　
第3章　土壤淋洗修复技术　37　
3.1　技术概述　37　
3.2　技术原理　38　
3.2.1　原位土壤淋洗修复技术　39　
3.2.2　异位土壤淋洗修复技术　39　
3.3　技术适用范围与优缺点　40　
3.3.1　技术适用范围　40　
3.3.2　技术优点　41　
3.3.3　技术缺点　41　
3.4　技术影响因素　42　
3.4.1　土壤性质　42　
3.4.2　淋洗剂种类　42　
3.4.3　淋洗剂浓度　43　
3.4.4　淋洗液pH　43　
3.4.5　液固比　43　
3.4.6　重金属结合形态　44　
3.5　技术前沿进展　44　
3.5.1　绿色修复功能材料研制　45　
3.5.2　多技术耦合工艺研发　46　
3.6　技术涉及的产品与装备　46　
3.7　技术案例　48　
3.8　技术发展趋势　51　
参考文献　52　
第4章　热脱附修复技术　55　
4.1　技术概述　55　
4.2　技术原理　56　
4.2.1　原位热脱附和异位热脱附　56　
4.2.2　直接加热热脱附和间接加热热脱附　56　
4.2.3　低温热脱附和高温热脱附　57　
4.3　技术适用范围与优缺点　57　
4.3.1　技术适用范围　57　
4.3.2　技术优点　58　
4.3.3　技术缺点　58　
4.4　技术影响因素　59　
4.4.1　热脱附温度　59　
4.4.2　停留时间　59　
4.4.3　土壤质地　60　
4.4.4　土壤含水率　60　
4.4.5　土壤渗透性　61　
4.4.6　污染物初始浓度　61　
4.5　技术前沿进展　61　
4.6　技术涉及的产品与装备　62　
4.7　技术案例　63　
4.7.1　美国马萨诸塞州格罗夫兰镇原位热修复项目　63　
4.7.2　山西某化工厂有机污染物热脱附修复工程　65　
4.8　技术发展趋势　67　
参考文献　67　
第5章　气相抽提与生物通风修复技术　71　
5.1　技术概述　71　
5.2　技术原理　72　
5.3　技术适用范围与优缺点　74　
5.3.1　技术适用范围　74　
5.3.2　土壤气相抽提技术优缺点　75　
5.3.3　生物通风技术优缺点　75　
5.4　技术影响因素　76　
5.4.1　土壤理化性质　76　
5.4.2　污染物特性　77　
5.4.3　抽气速率　78　
5.4.4　环境温度　78　
5.4.5　土壤微生物　78　
5.5　技术前沿进展　78　
5.5.1　土壤气相抽提技术前沿进展　78　
5.5.2　生物通风技术前沿进展　79　
5.6　技术涉及的模型与装备　80　
5.7　技术案例　83　
5.7.1　美国犹他州空军基地项目　83　
5.7.2　北京市丰台区槐房路4#地块修复工程　84　
5.8　技术发展趋势　85　
参考文献　86　
第6章　固化/稳定化修复技术　90　
6.1　技术概述　90　
6.2　技术原理　91　
6.3　技术适用范围与优缺点　91　
6.3.1　适用范围　92　
6.3.2　技术优点　92　
6.3.3　技术缺点　93　
6.4　技术影响因素　93　
6.4.1　土壤pH　93　
6.4.2　土壤有机质含量　94　
6.4.3　土壤含水率和温度　94　
6.4.4　土壤机械组成　94　
6.4.5　共存离子　94　
6.5　技术前沿进展　95　
6.6　技术涉及的产品及装备　95　
6.7　技术案例　98　
6.7.1　固化稳定化技术处理美国加利福尼亚州SBMM矿场硫化矿废料中的汞　98　
6.7.2　中新天津生态城污水库重金属污染底泥治理　99　
6.8　技术发展趋势　101　
参考文献　102　
第7章　微生物修复技术　107　
7.1　技术概述　107　
7.2　技术原理　108　
7.3　技术适用范围及优缺点　109　
7.3.1　技术适用范围　109　
7.3.2　技术优点　109　
7.3.3　技术缺点　110　
7.4　技术影响因素　110　
7.4.1　营养物质　111　
7.4.2　土壤理化性质　111　
7.4.3　污染物性质与浓度　111　
7.4.4　外源助剂添加　111　
7.5　技术前沿进展　112　
7.5.1　有机物污染土壤微生物修复进展　112　
7.5.2　重金属污染土壤微生物修复进展　113　
7.6　技术涉及的产品与装备　115　
7.7　技术案例　121　
7.7.1　三氯乙烯污染场地土壤和地下水修复　121　
7.7.2　加利福尼亚州NBVC地下储罐场地修复　122　
7.7.3　国内某化工园区苯胺污染场地修复　123　
7.8　技术发展趋势　124　
参考文献　124　
第8章　其他土壤修复技术　129　
8.1　电动修复　129　
8.1.1　技术概述　129　
8.1.2　技术适用范围与优缺点　130　
8.1.3　技术影响因素　130　
8.1.4　技术前沿进展　131　
8.1.5　小结　132　
8.2　超声波修复　132　
8.2.1　技术概述　132　
8.2.2　技术适用范围与优缺点　133　
8.2.3　技术影响因素　134　
8.2.4　技术前沿进展　135　
8.2.5　小结　136　
8.3　等离子体修复技术　136　
8.3.1　技术概述　136　
8.3.2　技术适用范围与优缺点　137　
8.3.3　技术影响因素　137　
8.3.4　技术前沿进展　139　
8.3.5　小结　140　
参考文献　140　
第9章　大型污染场地治理经典案例　145　
9.1　大型复杂场地概述　145　
9.2　大型复杂污染场地评估治理系统应用案例　146　
9.2.1　欧盟WELCOME-IMS系统　146　
9.2.2　美国RI/FS系统　148　
9.3　德国鲁尔区修复案例　151　
9.3.1　修复场地概况　151　
9.3.2　修复治理历程　152　
9.3.3　治理效果及影响　153　
9.4　西雅图煤气厂修复案例　153　
9.4.1　修复场地概况　153　
9.4.2　修复治理历程　153　
9.4.3　治理效果及影响　155　
9.5　重庆某六价铬污染场地土壤修复工程案例　155　
9.5.1　场地概况　155　
9.5.2　修复技术体系　156　
9.5.3　治理效果及影响　157　
9.6　贵州省东南部某工矿企业修复案例　157　
9.6.1　场地概况　157　
9.6.2　土壤修复技术体系　158　
9.6.3　废水修复技术体系　159　
9.6.4　治理效果及影响　160　
9.7　北京焦化厂修复工程二次污染防治案例　160　
9.7.1　场地概况　160　
9.7.2　修复技术体系　161　
9.7.3　治理效果及影响　163　
参考文献　163　
第10章　污染场地修复决策支持系统　165　
10.1　概述　165　
10.2　国际主要污染场地修复决策支持系统　166　
10.2.1　总体概况　166　
10.2.2　DESYRE决策支持系统　169　
10.2.3　REC决策支持系统　170　
10.2.4　SMARTe决策支持系统　172　
10.3　模型与方法在修复决策系统中的应用　173　
10.3.1　场地污染刻画中常用的模型和方法　174　
10.3.2　风险评估中常用的模型和方法　174　
10.3.3　修复技术筛选中常用的模型和方法　174　
10.3.4　多目标决策问题常用的模型和方法　176　
10.4　适合我国国情的修复决策系统开发思路　176　
10.4.1　对政策法规及社会经济问题考虑较少　176　
10.4.2　空间分析功能有待加强　176　
10.4.3　精准修复相关功能有待开发　177　
10.4.4　缺乏对场地修复利益相关方的综合考虑　177　
参考文献　182　
附录　常用工业场地修复技术适用条件与性能　184