第一章绪论
　　第一节场地污染土壤类型及特点
　　一、土壤
　　1. 土壤的定义
　　根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）规定，土壤（ soil）是指位于陆地表层能够生长植物的疏松多孔物质层及其相关自然地理要素的综合体，也可以按照国际标准化组织（ International Standards Organization，ISO）的定义表示为具有矿物质、有机质、水分、空气和生命有机体的地球表层物质。
　　土壤是地球表面的一层厚度为 2～3 m的物质，处在地球十分重要的地理空间位置（花思雨，2022）。它位于大气圈、岩石圈、水圈相互接触的位置，是三者重要的缓冲地带。土壤是生物圈及人类赖以生存的物质，承接着有机层与无机层，具有生态环境调控功能。此外，在环境四大要素（水、大气、阳光和土壤）中，土壤是人类接触得最紧密的环境要素之一。
　　2. 土壤的形成要素
　　土壤形成过程是在地质大循环与生物小循环的基础上进行的土体与环境，以及土体内部物质和能量转化、交流等的一系列物理、化学和生物学综合作用的过程（张乃明， 2013）。 19世纪末，俄国土壤学家道库恰耶夫在科学调查的基础上，提出土壤是在母质、气候、生物、地形和时间五种因素相互作用下所形成的一个有发展历史的最立自然体（图 1-1）。
　　图 1-1 土壤的形成要素
　　场地污染土壤修复技术与原理
　　（1）母质：是土壤形成的物质基础，在生物气候作用下，母质表面逐渐转变成土壤。不同母质因其矿物组成、理化性状的不同，在其他成土因素的制约下，直接影响成土过程的速度、性质和方向。
　　（2）气候：土壤与大气之间经常进行水分和热量的交换。气候直接影响土壤的水热状况、土壤中物质的迁移转化过程，并决定母岩风化与土壤形成过程的方向和速率。气候要素如气温、降水对土壤的形成和发育具有重要的影响。
　　（3）生物：土壤形成的生物因素包括植物、土壤动物和土壤微生物。生物的生命活动将太阳辐射能转变为化学能引入成土过程，并合成土壤有机质，使土壤具备肥力特征，推动土壤的形成和演化。
　　（4）地形：是土壤形成发育的空间条件，对成土过程的作用与母质、气候、生物等不同，它通过影响地表物质能量的再分配，从而影响成土过程。新构造运动及地形演变是影响土壤形成发育的重要因素。
　　（5）时间：上述的几种因素统称为土壤形成的空间因素，其中气候和生物两种因素相对时间较易改变，母质和地形则不易改变。而基于不同的空间因素，随着时间的推移，它们在土壤形成中的作用也是不断变化并且缓慢增强的。土壤发生层的形成在地球上的不同经纬度、不同的岩石地形，以及不同的地质活动中都是有差异的，在某些恶劣的环境中甚至需要上千年的时间，而从土壤发生层形成土壤更是一个缓慢的过程。
　　3. 土壤的组成与分层特点
　　土壤的组成包括固相、液相和气相物质，其中固相物质主要是指由岩石风化而成的矿物质、动植物、微生物残体腐解产生的有机质和土壤生物；液相物质即土壤水分；气相物质是存在于土壤孔隙中的空气。土壤是这三类物质互相联系、互相制约而构成的统一体，其特点是具有不断供给植物生长发育所必需的养分和水分的能力。
　　经过长时间的累积，土壤会形成分层。一般发育良好且未经扰动的土壤剖面大致可分为三层。
　　（1）最上层是表土层（淋溶层），表土层的生物积累作用较强，含有较多的腐殖质，肥力较高。耕作土壤的表土层，又可分为上表土层与下表土层。上表土层又称耕作层，为熟化程度较高的土层，其肥力、耕性和生产性能较好；下表土层包括犁底层和心土层的最上部分（又称半熟化层）。表土层的作用是为植物提供有利的生长环境，表土层有机质丰富，植物根系最密集。
　　（2）第二层是心土层（淀积层），心土层位于表土层与底土层之间，通常是指表土层以下至 50 cm左右深度的土层。在耕作土壤中，心土层的结构一般较差，养分含量较低，植物根系少。但是，心土层是起保水保肥作用的重要层次，也是生长后期供应水肥的主要层次。
　　（3）第三层是底土层（母质层），也可为潜育层（如沼泽土、草甸土的潜育层）。底土层几乎未受耕作影响，根系极少，在耕作土壤中如果底土层质地黏重、紧实，也可起到一定保水、保肥作用。如果质地较轻、结构松散，则易于漏水、漏肥。另外，土壤在母质层之下多为母岩层。
　　4. 土壤的功能
　　土壤是人类接触最紧密的也是最重要的环境因素之一，而在不同地域的人们因为土壤质地的不同、形成地形的不同，对于土壤开发的方式也就不同，所以土壤的功能也不同。土壤的功能主要包括以下几个方面。
　　（1）土壤联系着大气圈、岩石圈、水圈和生物圈，是联系有机界和无机界的关键环节。
　　（2）土壤为植物根系生长提供了条件，为许多微生物和土壤动物如蚯蚓、鼹鼠、蚂蚁等提供了栖息地，是人类农业和林业生产的基础，是人类可以利用的珍贵的自然资源。
　　（3）土壤具有重要的蓄水、保水功能。在雨量较大地区的土壤中， 1 m深的范围内存储雨量超过 400 mm。
　　（4）土壤是有效的“清洁剂”，有助于避免水和空气中的多种污染物对环境的影响。人类的饮用水可以通过土壤过滤而来，所以人类需要呵护土壤，使有害污染物不超过土壤自净能力，否则土壤就丧失了清洁剂的功能。
　　二、土壤污染
　　1. 土壤污染的定义和危害
　　土壤污染不是一朝一夕形成的，而是人类长期的社会活动导致的，具体来说，土壤污染是指人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，导致土壤中某些有害物质超出正常含量，引起土壤质量恶化，土壤结构和功能退化的现象（孙铁珩等，2005）。
　　当土壤中有害物质过多，超过其自净能力时，便会引发土壤组成、结构及功能上的变化，使微生物活性受到抑制，各种有害物质及其分解产物在土壤中积累，通过“土壤→植物→人体”或“土壤 →水→人体”的途径被人体吸收，危害人体健康（何车轮和郭兰，2021）。
　　2. 土壤污染的类型
　　土壤污染可分为无机污染和有机污染两大类，土壤环境主要污染物种类及主要来源见表 1-1。
　　表 1-1 土壤环境主要污染物种类及主要来源
　　续表
　　无机污染来源从形式上主要包括工业污水、酸雨、尾气排放、堆积物和农业污染，从成分上来说主要包括酸、碱、重金属、盐类，以及放射性元素铯、锶的化合物，含砷、硒、氟的化合物等（刘培桐，1985）。
　　有机污染来源从形式上主要包括污水排放、废气排放、化肥残余、农药残留和固体污染，从成分上来说主要包括有机农药［六六六、滴滴涕（DDT）］、多环芳烃、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂，以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物（病原菌）等（赵连仁，2013）。土壤污染也可以细分为 4类，即化学污染、物理污染、生物污染及放射性污染。
　　（1）化学污染包括有机污染和无机污染，有机污染物如有机农药、石油、污泥、氰化物等；无机污染物如重金属、酸、碱、盐及含砷、氟化合物等。
　　（2）物理污染是工矿业中产生的固体废物如尾矿、粉煤灰、工业垃圾等。
　　（3）生物污染是指带有病菌的垃圾、卫生设施等排出的废水、废物，如医院的医疗废物。
　　（4）放射性污染是指含锶、铯的放射性物质长期排放到土壤中所带来的土壤污染（刘敏， 2021；张辉，2018）。
　　土壤污染会导致农作物减产和农产品品质降低、农作物中某些指标超过国家标准、地下水和地表水污染、大气环境质量降低，并最终危害人体健康。场地环境中土壤的污染物会不断积累，超过一定的限度会对居住在该地块的居民或是生产企业人员的健康产生危害。
　　3. 土壤污染的来源
　　随着我国人口的增加及经济的飞速发展，土壤污染及其导致的安全问题愈发严重。其中污染源包括地块内土壤和水体中遗留的污染物。例如，使土壤中的砷含量升高的各种杀虫剂及硫化矿产、厂矿冶炼排放的废水、汽车尾气等（胡明华，2021）。
　　在我们赖以生存的自然环境中，土壤作为与四大自然圈层之间物质和能量交换的重要构成单元，其物质组成、结构、性质和功能等体系要素在与外部环境的物质和能量交换过程中发生变化，以适应外部环境的改变，维持体系的稳定。土壤所具有的表层生态环境维持、水分输送、氧气输送、物质储存与运输、物化、生物作用等功能是维持体系稳定性的重要保障。但是人类频繁的生产、生活等活动，显著改变了土壤与外部环境物质和能量的交换过程与强度，引起了土壤特征要素的改变，造成了土壤污染，进而对外部环境产生了巨大作用与影响。土壤是一个开放体系，土壤与其他环境要素间进行着不间断的物质和能量的交换，因而造成土壤污染的物质来源是极为广泛的（ Mcbride， 1996）。对土壤污染源的分类可以使人们更清楚地了解和正视日常生活中可能的污染源，将预防土壤污染的理念深入人心，所以对土壤污染源的分类是十分重要的。不过角度不同，分类的标准也不尽相同。
　　1）按产生污染的来源分类
　　（1）工业污染源：在工业废水、废气和废渣中，含有多种污染物，其浓度一般都较高，一旦进入农田造成土壤污染，在短期内即可对作物造成危害。一般直接由工业“三废”引起的土壤污染仅局限于工业区周围数千米、数十千米范围内。工业“三废”引起的大面积农田土壤污染往往是间接的，是由以废渣等作为肥料施入农田或以污水灌溉等经长期作用使污染物在土壤中积累而引起的。此外，工业“三废”引起的地块本身的土壤污染问题严重，也逐渐受到了管理部门的重视。
　　（2）农业污染源：农业生产本身产生的土壤污染包括化学农药、化肥、除草剂等污染，这些物质的使用范围在不断扩大，数量和品种在不断增加。喷洒农药时，有相当一部分直接落于土壤表面，一部分则通过作物落叶、降雨从而进入土壤。经常且大量施用农药是土壤中污染物的一个重要来源，也是一些地块历史污染的来源之一。
　　（3）生活污染源：人粪尿及畜禽排出的废物长期以来被看作重要的土壤肥料来源，对农业增产起了重要作用。这些废物，除能传播疾病引起公共卫生问题外，也会产生严重的土壤和水体污染问题。含有人畜排泄物的生活污水和被污染的河水等均含有致病的各种病菌和寄生虫，将这种未经处理的肥源施于土壤会引起土壤严重的生物污染。
　　此外，某些自然因素有时也会造成土壤污染。例如，强烈火山喷发区的土壤、富含某些痕量金属或放射性元素的矿床附近地区的土壤，由于含矿物质岩石的风化分解和播散，可使有关元素在自然营力作用下向土壤中迁移，引起土壤污染。
　　2）按产生污染是否有人类参与分类
　　（1）天然源：自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所，如火山喷发、海啸、地震等。
　　（2）人类活动所形成的污染源：如农药残留、生活垃圾、工业“三废”等。
　　3）按污染的种类分类
　　（1）农业源：如农药、化肥、禽畜排泄物。
　　（2）工业源：如工业废水、废渣浸出物、工业粉尘。
　　（3）生活源：如生活污水、生活垃圾。
　　4）按污染源的形式分类
　　（1）点源：是指工业废水、城市生活污水。
　　（2）面源：也称非点源污染或分散源污染，是指溶解污染物和固体污染物从非特定的地点，在降水或融雪的冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（包括河流、湖泊、水库和海湾等）并引起有机污染、水体富营养化或有毒有害等其他形式的污染。
　　5）按污染物进入土壤的途径分类
　　（1）污水灌溉：是指利用污水、工业废水或混合污水进行农田灌溉。据统计，我国污水灌溉面积 1978年约为 4000 km2，到 2003年约占全国总灌溉面积的 10%。同时，全国 80%以上的城市污水未经任何处理就直接排入水体，已造成 1/3以上的河段受到污染，进而引起农灌水水质恶化，污水灌溉也已经对我国的耕地造成了很大的威胁

目录
前言
第一章绪论 1
第一节场地污染土壤类型及特点 1
第二节场地污染政策法规及相关管理制度的发展历程 13
第三节污染场地调查及风险评估 17
第四节污染场地相关标准及修复效果评估 20
第二章热脱附及原位气相抽提技术与原理 24
第一节原位热脱附技术与原理 25
第二节原位异地热脱附技术与原理 42
第三节原位气相抽提技术与原理 54
第三章场地污染土壤化学修复技术与原理 70
第一节化学氧化修复技术 70
第二节化学还原与还原脱氯技术 81
第三节化学淋洗技术 90
第四节溶剂浸提技术 98
第五节纳米材料在土壤修复中的应用技术与原理 100
第四章场地污染土壤生物修复技术与原理 107
第一节微生物修复技术与原理 108
第二节生物强化修复技术与原理 114
第三节生物刺激修复技术与原理 126
第四节植物修复技术与原理 129
第五节微生物还原脱氯及其强化 137
第五章场地污染土壤、地下水协同修复技术与原理 147
第一节场地污染土壤、地下水协同治理概述 147
第二节多相抽提技术 152
第三节地下可渗透反应墙修复技术 167
第四节原位反应带修复技术 185
第五节土壤与地下水污染一体化修复技术 197
第六章场地污染土壤风险管控技术 206
第一节场地污染风险管控概述 206
第二节工程控制技术 216
第三节自然衰减技术 222
第七章场地污染土壤修复技术典型案例分析 234
第一节某危险化学品爆炸场地土壤修复项目 234
第二节广州某钢铁厂地块污染土壤修复项目 247
第三节天津某化学试剂厂氯代烃污染修复项目 250
第四节北京某化工企业氯代烃污染修复项目 258
第八章结论与展望 263
第一节绿色可持续修复技术体系 263
第二节场地污染修复的商业模式 269
第三节蒸汽入侵及异味的修复治理技术 270
第四节结语 271
参考文献 273