1. 研究目的与意义（文献综述）
| 土地污染在中国已成为是一个日益严重的问题。近年来，随着城市化进程的加速，许多原来位于城区的污染企业从城市中心迁出，产生了大量污染场地。这些污染场地的存在带来了双重问题：一方面是环境和健康风险；另一方面是阻碍了城市建设和地方经济的发展。中国污染场地的产生可以追溯到50 多年前“大跃进”时期（甚至新中国建国前的更早时期）一些高污染工业企业的建设。当时，大多数工厂建在城市的周边地区。如今，这些生产历史悠久、工艺设备相对落后的国营老企业，经营管理粗放，环保设施缺少或很不完善。因此，造成的土地污染状况十分严重。有些场地污染物浓度非常高，有的超过有关监管标准的数百倍甚至更高，污染深度甚至达到地下十几米，有些有机污染物还以非水相液体（Non-Aqueous Phase Liquid, NAPL）的形式在地下土层中大量聚集，成为地下水并扩散导致更大范围的污染。 我国人均耕地仅有1.39亩，不到世界人均水平的40%，但受污染的耕地约有1000万公顷，约占全国耕地总面积的1/10。随着城市规划的确定，城市扩容、功能区明确、布局调整，使得许多化工厂、农药厂、钢铁厂、金属冶炼、电镀和机械加工厂等大量排放危险废弃物的企业从市区搬迁出去，而这些留下的土地，如不经过调查评估以及土壤修复就开发再利用，会对人体和生态产生极大的安全隐患。（例如，重庆市将在2008-2011年间搬迁城区93家企业，可置换土地16520亩，经场地调查后发现，其中5295亩需修复后才能用于建筑用地等用途）。工业生产带来的土壤污染十分广泛，全国工业固体废物累计堆存量已达59.2亿吨，占地5.5万公顷，其中占用农田3700公顷。另外，我国矿山废弃地的复垦率只有12%左右，大量的矿业废弃物暴露在自然环境中，矿山土壤污染严重。 |
本研究以废弃工厂土壤污染修复为基础进行实验分析，提出可行性的解决方法并拓展至相同类型的土壤处理，减少土壤污染，提高土壤的可利用率，为土壤环境的保护工作贡献力量。土壤是生态循环中非常重要的部分，土壤和水、大气的关系都十分密切，若土壤污染严重得不到及时处理，由此及彼，则水环境和大气环境都会受到影响，人类的生活环境也会遭到极大的破坏。该废弃工厂的土壤污染修复研究为其他类似的土壤修复提供了理论支持和技术支撑，为日后同领域的土壤修复提供范本且具有重要的参考价值，因此本研究是一个很重要的课题，需要投入更多的力量，这也是本设计探讨土壤污染与修复的目的及意义。
| 污染土壤修复技术的研究起步于20世纪70年代后期。欧美土壤修复技术的研发历程分为3 个阶段：(1)20 世纪80 年代以前，土壤治理方式为物理、化学修复，修复技术主要采用挖掘填埋、客土法、固化/稳定化、土壤气提、化学萃取;(2)20 世纪80 年代至21 世纪初，土壤治理方式为物理、化学和生物修复，修复技术主要采用IMC(隔离、维护和控制)、淋洗、化学萃取、化学氧化还原、玻璃固化和热脱附;(3)21 世纪以来，土壤治理方式为物理、化学和生物修复，但已开始广泛关注高效低费的修复方法，研究重点为植物修复及自然转移和衰减。 在过去的30年期间,欧、美、日、澳等国家纷纷制定了土壤修复计划,美国有两部主要的法律来防治土壤污染，其中《资源保护与恢复法》通过有效治理避免废物进入环境，属于源头控制；而《综合环境反应、补偿和责任法》(又称“超级基金法”)则是针对有害废物已经进入环境、如何清除土壤环境中的废物，属于末端控制。 《超级基金法》立法时设立的基金规模为16亿美元，但后来发现，由于美国境内存在数量众多，规模巨大的污染场地，而场地调查和修复等需要费用不菲，这笔基金在1985年就消耗殆尽。然而一个全面、系统、切合实际的修复方案其实更为重要。我国修复污染场地的污染类型从多至少依次为有机污染、重金属污染、复合型污染。修复项目集中在沿海经济发达地区, 以及中部污染严重地区。我国场地修复应用的技术, 从以土壤异位固化稳定化为主导, 其它技术零星应用的格局, 逐渐向化学氧化/还原、热脱附、固化/稳定化、抽出处理等多种技术并重, 原位和异位结合, 土壤和地下水共治的修复方向转变。由于我国涉足土壤修复领域的时间还非常短，目前国内运用最多的是填埋、焚烧、稳定化/固化等技术。但目前国外土壤修复的最新进展，倡导“绿色可持续修复”概念，并将这个理念贯穿整个修复设计和施工的过程。所谓绿色可持续修复，美国EPA给出的定义是：一种考虑到修复行为造成的所有环境影响而能够使环境效益最大化的修复行为。秉持绿色的理念，从环境保护和人体健康的角度出发，选择最佳的修复技术和方案。绿色修复技术并不只是几种特定技术，凡是对环境的影响可以降低到最小程度，将节能减碳及扩大回收植入修复技术的设计及执行。 随着我国土壤污染问题日益凸显，土壤环境安全问题引起社会广泛关注。党和国家高度重视土壤环境保护工作，将土壤污染防治工作提上议事日程，放在与大气、水污染防治同等重要的位置，全面推进土壤污染防治工作。“十一五”期间，环境保护部组织开展了全国土壤污染状况调查，启动了土壤环境质量标准修订工作。“十二五”期间，出台了一系列土壤污染防治政策文件，加快推进土壤污染防治立法，制订实施了重金属综合防治规划，启动土壤污染治理与修复试点示范，全面部署土壤污染防治工作，编制土壤污染防治行动计划等。由此可见，近十年我国土壤污染防治工作取得了积极进展，具有中国特色的土壤污染防治体系正在逐步构建和形成。近年来,土壤环境保护的现实需求和土壤环境科学技术的发展需求,科学技术部、国家自然科学基金委、中国科学院、环境保护部等部门有计划地部署了一些土壤修复研究项目和专题,有力地促进和带动了全国范围的土壤污染控制与修复科学技术的研究与发展工作。期间,以土壤修复为主题的国内一系列学术性活动也为我国污染土壤修复技术的研究和发展起到了很好的引领性和推动性作用。也陆续出台了各种法律法规标准。 2018年8月31日，十三届全国人大常委会第五次会议全票通过了《土壤污染防治法》。这是我国首次制定专门的法律来规范防治土壤污染，法律将于2019年1月1日起施行。同时2020年2月28号财政部、生态环境部等6部门制定的《土壤污染防治基金管理办法》标志我国正式进入土壤修复产业的发展时代。 |
2. 研究的基本内容与方案
| 2、国内外研究现状分析 污染土壤修复技术的研究起步于20世纪70年代后期。欧美土壤修复技术的研发历程分为3 个阶段：(1)20 世纪80 年代以前，土壤治理方式为物理、化学修复，修复技术主要采用挖掘填埋、客土法、固化/稳定化、土壤气提、化学萃取;(2)20 世纪80 年代至21 世纪初，土壤治理方式为物理、化学和生物修复，修复技术主要采用IMC(隔离、维护和控制)、淋洗、化学萃取、化学氧化还原、玻璃固化和热脱附;(3)21 世纪以来，土壤治理方式为物理、化学和生物修复，但已开始广泛关注高效低费的修复方法，研究重点为植物修复及自然转移和衰减。 在过去的30年期间,欧、美、日、澳等国家纷纷制定了土壤修复计划,美国有两部主要的法律来防治土壤污染，其中《资源保护与恢复法》通过有效治理避免废物进入环境，属于源头控制；而《综合环境反应、补偿和责任法》(又称“超级基金法”)则是针对有害废物已经进入环境、如何清除土壤环境中的废物，属于末端控制。 《超级基金法》立法时设立的基金规模为16亿美元，但后来发现，由于美国境内存在数量众多，规模巨大的污染场地，而场地调查和修复等需要费用不菲，这笔基金在1985年就消耗殆尽。然而一个全面、系统、切合实际的修复方案其实更为重要。我国修复污染场地的污染类型从多至少依次为有机污染、重金属污染、复合型污染。修复项目集中在沿海经济发达地区, 以及中部污染严重地区。我国场地修复应用的技术, 从以土壤异位固化稳定化为主导, 其它技术零星应用的格局, 逐渐向化学氧化/还原、热脱附、固化/稳定化、抽出处理等多种技术并重, 原位和异位结合, 土壤和地下水共治的修复方向转变。由于我国涉足土壤修复领域的时间还非常短，目前国内运用最多的是填埋、焚烧、稳定化/固化等技术。但目前国外土壤修复的最新进展，倡导“绿色可持续修复”概念，并将这个理念贯穿整个修复设计和施工的过程。所谓绿色可持续修复，美国EPA给出的定义是：一种考虑到修复行为造成的所有环境影响而能够使环境效益最大化的修复行为。秉持绿色的理念，从环境保护和人体健康的角度出发，选择最佳的修复技术和方案。绿色修复技术并不只是几种特定技术，凡是对环境的影响可以降低到最小程度，将节能减碳及扩大回收植入修复技术的设计及执行。 随着我国土壤污染问题日益凸显，土壤环境安全问题引起社会广泛关注。党和国家高度重视土壤环境保护工作，将土壤污染防治工作提上议事日程，放在与大气、水污染防治同等重要的位置，全面推进土壤污染防治工作。“十一五”期间，环境保护部组织开展了全国土壤污染状况调查，启动了土壤环境质量标准修订工作。“十二五”期间，出台了一系列土壤污染防治政策文件，加快推进土壤污染防治立法，制订实施了重金属综合防治规划，启动土壤污染治理与修复试点示范，全面部署土壤污染防治工作，编制土壤污染防治行动计划等。由此可见，近十年我国土壤污染防治工作取得了积极进展，具有中国特色的土壤污染防治体系正在逐步构建和形成。近年来,土壤环境保护的现实需求和土壤环境科学技术的发展需求,科学技术部、国家自然科学基金委、中国科学院、环境保护部等部门有计划地部署了一些土壤修复研究项目和专题,有力地促进和带动了全国范围的土壤污染控制与修复科学技术的研究与发展工作。期间,以土壤修复为主题的国内一系列学术性活动也为我国污染土壤修复技术的研究和发展起到了很好的引领性和推动性作用。也陆续出台了各种法律法规标准。 2018年8月31日，十三届全国人大常委会第五次会议全票通过了《土壤污染防治法》。这是我国首次制定专门的法律来规范防治土壤污染，法律将于2019年1月1日起施行。同时2020年2月28号财政部、生态环境部等6部门制定的《土壤污染防治基金管理办法》标志我国正式进入土壤修复产业的发展时代。 3、研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 基本内容 （1）查阅土壤污染预防和治理工艺的研究现状与进展和相应出台的国家土壤污染物防治标准。 （2）对某厂遗弃旧址的土地进行调查并分析。判断有何种污染情况发生，并提供相关依据。 （3）根据土壤污染预防和治理工艺的影响因素及治理方法，总结经验，通过比选确定适合该废弃工厂的最佳的土壤污染防治的方案。 目标 本研究以某废弃工厂为背景，经过调查研究寻找出导致该废弃工厂土壤污染的主要原因，并找出合适的有针对性的解决方案。 技术路线 技术方案 采集土壤样品根据分析项目的不同而采取相应的采样与处理方法，使采集的土样具有代表性和可比性，原则上应使所采土样能对所研究的问题在分析数据中得到应有的反映。采样时按照等量、随机和多点混合的原则沿着一定的线路进行。等量，即要求每一点采取土样深度要一致，采样量要一致；随机，即每一个采样点都是任意选取的，尽量排除人为因素，使采样单元内的所有点都有同等机会被采到；多点混合，是指把一个采样单元内各点所采的土样均匀混合构成一个混合样品，以提高样品的代表性。因此，在实地采样之前，要做好准备工作，包括收集土地利用现状图、采样区域土壤图、行政区划图等，制定采样工作计划，绘制样点分布图，准备采样工具、GPS、采样标签、采样袋等。 土壤采样点的确定在采样前，在全厂范围内统筹规划，参考综合土地利用现状图、土壤图和厂区划图等确定采样点位，根据土地利用、土壤类型、产量水平、耕作制度等在采样点位图的基础上进一步划分采样单元。在取样过程中，尽量保持土壤的原状，保持土块不受挤压，避免样品变形；采样时不宜过干或过湿，注意土壤湿度大小，最好在经接触不变形、不粘铲时分层取样，如有受挤压变形的部分则不宜采用。土样采后要装入铁盒中保存，其他项目土壤根据要求装入铝盒或环刀，携带到室内进行分析测定。 通过对自然环境特征（如气象、地貌、水文和植被等资料）、土壤及其特性(包括成土母质（成土母岩和成土母岩类型)，土壤特性（土类类型、面积及分布规律），土壤组成（有机质、N、P、K 以及主要微量元素含量）、土壤特性（土壤质地、结构、pH值和Eh值，土壤代换量及盐基饱和度等）)、土地利用状况(包括城镇、工矿、交通用地面起，农、林、牧、副、渔业用及其分布)、水土侵蚀类型、土壤环境背景值资料、当地植物种类等方面的调查与分析，评价土壤中的污染物及污染因子，对土壤环境现状做出一个精准的评估，从而制定并采取有效措施控制土壤污染。 废弃工厂土壤中的无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等，有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。 污染场地制定修复技术选择的目标时除参考国内相关规范外，同时也参考美国环保署（USEPA）在超级基计划的架构下，对于修复技术的选取，美国环保署制定制订了以下基本的目标宣言：“修复技术选取过程的目标是要选择可以保护人类健康与环境，可长期维持该项保护，并将未处之废弃物质能至最低的修复方案。” 本场地修复技术比选设计要达成此目标，需要考虑以下所选取修复方案将能够符合下列条件： l 结合修复技术、工程控制及未来土地利用以达成目标； l 在实际可行的前提下，首先处理场地所造成的主要威胁； l 当污染物难处理或技术不可行时，或需超出合理的处理期限经费时，能够隔绝主要的威胁(隔绝有时比处理更实际)； l 对于次要低程度的威胁，首先考虑采取隔绝再用处理方案进； l 当有创新技术得以提供对等或更好的处理效能、产生更低的负面冲击或更低的建设成本时，应该考虑采用该类技术，另外特别考虑绿色可持续性技术； l 减少对周边环境影响。因此治理工程实施过程中要严格控制污染物对周围环境的影响，做好工程实施过程中的各项环境保护措施，对周围居民的影响降到最低。 l 在修复完成时，须对该场地进行复原工作，并配合未来场地开发建设(如道路、建筑物等)。
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3. 研究计划与安排
| 第1~3周：确定选题方向，查阅与课题有关的资料并对所收集的资料进行整理，明确研究内容，了解与确定研究方案，撰写并完成开题报告。 第4~6周:查阅相关资料进行理论学习与课题基础研究。 第7~9周:采样布点调查该废弃工厂的土壤现状及进行污染物质的调查。 第10~12周：通过土壤样品检测确定土壤污染的主要成因。 第13~14周：通过比选国内外的土壤修复案例，根据该厂实际情况，制定土壤综合治理对策和指导意见及撰写论文。 第15周：论文修改与完善，准备答辩。 |
4. 参考文献（12篇以上）
| [1]叶茂浙,林天鑫,金鑫龙,陈俊杰,杨磊.某制革企业旧址污染场地修复工程实例[J].广东化工,2020,47(02):111-114. [2]赵盈丽,韦树燕.刍议污染场地的土壤修复工作与修复技术[J].资源节约与环保,2020(01):27. [3]段晓峰.微生物对DDTs-PAHs复合污染农田土壤修复效果分析[J].水利技术监督,2020(01):36-38. [4]汤志涛.重金属污染土壤修复技术研究现状与展望[J].广东化工,2020,47(01):110-111 103. [5]曲智,张庆波.重金属污染土壤修复技术[J].化工设计通讯,2019,45(10):91 101. [6]孟茹. 工业废弃场地重金属污染修复技术研究进展[C]. 《环境工程》编委会、工业建筑杂志社有限公司.《环境工程》2019年全国学术年会论文集（下册）.《环境工程》编委会、工业建筑杂志社有限公司:《环境工程》编辑部,2019:907-913 919. [7]孙沛.不同类型土壤污染状况及其修复技术综述[J].农业开发与装备,2019(08):81-82. [8]钱赵秋.土壤污染以及固化稳定化修复后评估方法概况[J].化工设计通讯,2019,45(08):221-222. [9]韩双.土壤修复产业现状及发展[J].资源节约与环保,2019(08):23-25. [10]王泓泉.污染场地土壤修复技术对比分析[J].资源节约与环保,2019(08):32-33. [11]周旭晨.融合土壤修复的土地整治技术体系分析[J].低碳世界,2019,9(08):54-55. [12]陈亚奎. 重金属污染土壤生物修复技术研究进展与现状[C]. 中国环境科学学会(ChineseSociety for Environmental Sciences).2019中国环境科学学会科学技术年会论文集（第三卷）.中国环境科学学会(Chinese Society for EnvironmentalSciences):中国环境科学学会,2019:564-568. [13]杨旭. 浅谈重金属污染土壤修复技术研究进展[C]. 中国环境科学学会(Chinese Society for EnvironmentalSciences).2019中国环境科学学会科学技术年会论文集（第三卷）.中国环境科学学会(ChineseSociety for Environmental Sciences):中国环境科学学会,2019:618-622. [14]侯愷.污染土壤修复技术综述[J].江西化工,2019(04):26-29. [15]Selection of functionalconsortium for crude oil-contaminated soil remediation Dongfeng Zhao ,Chunshuang Liu , Lihong Liu , Yunbo Zhang , Qiyou Liu , Wei-Min Wu. [16]Enhanced electrokinetictechnologies with oxidization–reduction for organically-contaminated soilremediation.Lixia Ren a, Hongwei Lu , Li He , Yimei Zhang .
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