场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与展望

近年来，中国重点行业场地土壤-地下水重金属和有机污染物污染十分突出，已成为土壤环境治理修复亟待解决的重要问题之一。多介质界面是控制场地系统复合污染物环境行为的关键。因此，开展场地土壤与地下水污染物多介质界面过程与调控机制研究，对于认知场地污染成因与治理修复具有重要的科学意义。系统分析了国内外场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与发展趋势，指出了目前该研究领域中存在的科学与技术问题，提出了我国场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控原理的研究思路与重点方向，以推动我国场地土壤和地下水环境科学理论与技术的发展。     

土壤环境质量指导值与标准研究 Ⅱ.污染土壤的健康风险评估

快速城市化进程与工业发展，使得土壤污染日益严重。污染物进入土壤后，经水、气、生物等介质传输，通过饮水、呼吸、饮食、皮肤吸收等途径引起人体暴露，带来健康风险。污染土壤健康风险评估是制定土壤环境质量标准的基础，是一项新的环境管理技术与手段。我国污染土壤的健康风险评估还非常欠缺，为了推动其发展，本文讨论了其研究进展、方法、存在问题与发展趋势。当前，还缺乏准确定量的风险表征方法，评估过程中还具有较大不确定性。污染土壤的健康风险评估正在向多介质、多途径以及多种污染物暴露的方向发展，模型模拟的方法将会得到更多的应用。为了建立准确定量风险评估方法，在未来研究中需要加强对风险评估相关机理研究。这包括污染物的迁移传输规律、污染物的剂量一效应关系和人群生活方式等。     

砷-重金属复合污染土壤稳定化材料研究进展

我国土壤重金属污染现状十分严峻,多金属复合污染,尤其是砷-重金属复合污染普遍存在,治理难度大。土壤中累积的多金属污染物严重威胁土壤健康、农产品安全与人居环境安全。因此,多金属复合污染土壤修复是土壤污染治理和风险防控的重要命题。固化/稳定化技术是我国最为广泛使用的污染土壤修复技术,通过投加稳定化材料,降低多金属污染物在土壤中的可迁移性与生物有效性,从而实现多金属污染物暴露途径的有效阻断。对砷-重金属型复合污染土壤的稳定化作用机理进行了详细阐述并梳理了应对砷-重金属复合污染土壤的新型修复材料。砷与其它重金属的协同稳定化主要通过表面络合与沉淀作用实现。富含铁、钙元素的材料对这种类型土壤的稳定化具有优异的作用效果。砷-重金属协同稳定化材料的修复效果取决于稳定化材料的类型、复合污染物的种类、材料施用量、土壤条件(如pH,氧化还原电位、阳离子交换量等),其中pH和土壤可溶性有机质含量对稳定化效果有显著的影响。本文发现,功能化生物质复合材料、工业固废基材料、改性复配天然矿物等绿色修复材料是近年来研究的热点。未来的研究亟须考虑砷与重金属污染物协同稳定剂的长效性,以及通过大田试验验证新型材料的应用潜能。     

酞酸酯在土壤中的环境行为与健康风险研究进展

酞酸酯(PAEs)又称邻苯二甲酸酯,是环境激素类有机化合物,作为增塑剂在塑料、树脂和橡胶制品中的添加量一般为20%~60%。土壤中PAEs的主要来源有农用化学品、污水灌溉和大气沉降。PAEs在土壤中有较强的富集作用,并能通过一系列的环境地球化学过程进入不同的环境介质,引起环境污染和人类健康风险。本文结合国内外土壤PAEs的相关研究成果,综述了我国土壤PAEs的污染现状,分析了PAEs在土壤-大气界面(挥发、沉降)、土壤-植物系统(植物吸收、植物修复)、土壤-水界面下的环境行为(吸附-解吸)及土壤PAEs污染的环境健康风险,并指出国内土壤PAEs研究中存在的不足。研究结果显示,我国土壤环境总体上已遭受不同程度的PAEs污染;同时,土壤PAEs通过不同界面之间的迁移转化过程,也面临较高的生态环境健康风险。提出今后土壤PAEs研究应以区域土壤污染与环境行为为重点,深入研究土壤PAEs的时空传输与演变规律、多介质迁移转化机制和风险削减与修复措施,为保障土壤生态环境与健康提供理论依据。     

温度耦合驱动下土壤-地下水有机污染物迁移规律与模拟研究进展

场地土壤-地下水有机污染空间分布受场地温度场、水动力场、化学场和生物场等多场控制。明晰有机污染物在土壤-地下水系统中的空间分布规律和驱动机制，定量模拟污染迁移过程，是有效开展污染控制与修复的前提。在众多的影响因素中，温度通过改变有机污染物的理化性质及多相流、化学/生物作用驱动参数，进而影响其在土水介质中的迁移及空间分布。本文综述了有机污染物理化性质（密度、黏度、溶解度）和有机污染化学/生物驱动（挥发、吸附和生物降解）关键参数与温度之间的解析关系，及考虑温度影响的土壤-地下水中有机污染传质过程模拟的研究进展，并针对目前模拟研究的不足提出了耦合温度场的土壤-地下水有机污染物迁移数学模型，为定量探究温度耦合驱动下的有机污染物迁移转化过程和规律提供启示。     

基于Web of Science数据库的污染场地可持续修复领域的文献计量分析

实现碳达峰、碳中和目标是我国经济社会深刻的系统性变革,“双碳”目标的提出将对我国土壤污染修复领域产生重要影响,并促进研发更多符合绿色可持续修复的新技术和新产品。为了解污染场地可持续修复领域的研究进展和发展动态,采用CiteSpace和VOSviewer科学图谱绘制软件对Web of Science数据库核心集中2000 ~ 2020年污染场地可持续修复领域的相关文献进行了计量分析,通过合作、共现和共被引等网络分析,探索该领域的研究热点和前沿趋势。结果表明:1）近年来世界范围内该领域发文数量总体呈增长趋势;2）该领域发文量前三的国家是美国、英国和中国;3）该领域的主要发文机构有清华大学、剑桥大学和中国科学院;4）Hou、Norrman和Rosen是该领域发文数量较多的研究人员;5）载文量较多的期刊有Science of the Total Environment、Journal of Environmental Management和Journal of Cleaner Production;6）目前污染场地多采用异位修复的方式修复,原位修复技术及各类耦合修复技术的研究将会增多;7）对土壤修复的可持续研究逐渐增多,地下水修复的可持续研究较少。制定科学合理的具有中国特色的污染场地可持续修复方法势在必行;降低污染修复全过程的环境影响和二次污染是响应碳减排号召的重要过程,环境友好型材料研发、绿色可持续修复技术的实施是污染场地可持续修复领域的重要措施。     

污染场地土壤修复目标值差异探讨 ——以重庆某化工厂遗留场地为例

污染场地土壤修复目标值确定对于土壤污染的修复效果至关重要,也是污染土壤修复工程实践中出现的难点。国家环境保护部已正式发布了《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3—2014),但实际上《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)、《展览会用地土壤环境质量评价标准》(HJ350—2007)等土壤环境质量标准仍未修订或废止,导致两种评价方式并行,且两种不同方式确定的修复目标值存在明显差异,为修复工作带来了极大的困难。本文调查了重庆某化工厂遗留场地土壤污染现状,分别通过两种评价方式确定了修复目标值,结果显示,两种评价方法确定的超标最严重污染物均为苯并[a]芘,但风险评估模型计算的和土壤环境质量标准确定的修复目标值存在较大差异,分别为0.041、0.3mg/kg,计算确定的修复目标值低于现有标准规定的适用限值,建议国家尽快修订或出台与风险评估模型相适应的土壤环境质量标准。     

土壤中有机复合污染物微生物组转化机制与调控原理：进展与展望

实际污染土壤中有机污染物通常以复合污染状态存在,有机复合污染物的微生物降解过程及其作用机制显得更为复杂。土壤微生物类群多样,具有丰富的功能多样性。而有机复合污染物的降解通常由微生物组操控,通过微生物群落代谢网络完成污染物的去除。近年来,研究者逐渐关注有机复合污染土壤中微生物群落适应机制-微生物组转化过程-合成微生物组设计-原位微生物组修复等方面的研究,对认知污染土壤治理和修复具有重要的科学意义。本文以具有代谢协同性及功能互补性的微生物组为切入点,系统阐述土壤中有机复合污染物的微生物组转化机制与调控原理等,探讨微生物组在复合污染土壤绿色可持续原位生物修复中的发展前景。     

基于绿色可持续理念的污染场地修复碳足迹研究进展

污染场地修复工程，以其短期、在较小空间尺度内产生高强度的能源消耗和碳排放而受到广泛关注。在全球环境变化及“双碳”政策背景下，污染场地的绿色可持续修复成为必然趋势。降低污染场地修复工程的碳排放水平，可以为减缓气候变化、实现修复行业的绿色发展提供重要支撑。然而，目前我国污染场地修复行业仍存在碳足迹评估技术研究不充分、绿色可持续修复理念贯彻不深入等问题。本文梳理了污染场地绿色可持续修复的发展历程和存在问题，以修复行为的碳足迹核算为着力点，综述了基于绿色可持续修复理念的碳足迹核算研究进展与案例分析，从场地、区域和宏观的不同尺度层面探究了污染场地修复评估方法体系中碳核算相关工作。在气候变化的全球背景下和“双碳”政策的国家背景下，污染场地碳足迹核算将为我国修复行业实现减污降碳、推进绿色低碳管理提供参考。     

土壤汞污染研究进展

对国内外学者近些年来对土壤汞污染研究的工作进展作了系统的综述。主要包括土壤汞污染的途径、迁移方式和治理办法。其中重点介绍了大气汞的干湿沉降、土壤汞的释放及生物修复治理土壤污染。最后,还介绍了土壤汞形态的分析方法以及土壤挥发性汞释放通量的测量方法。     

“十四五”土壤质量与食物安全前沿趋势与发展战略

土壤质量与食物安全和人体健康息息相关。土壤质量与食物安全这一分支学科作为"十四五"土壤科学发展战略重要的组成部分,致力于治理与改善耕地土壤质量以应对粮食安全危机。文献计量结果表明,与发达国家相比,中国在该领域的研究起步较晚,但近年呈现加速上升甚至有超越的趋势。随着气候及环境污染问题凸显,国际上的相关研究热点集中于环境监测、土地利用、施肥管理、污染修复(重金属、抗生素、有机农药和病原微生物)及可持续发展等方面。本学科以土壤质量、土壤污染和粮食安全为重点研究方向,通过与地理信息学、环境科学、应用数学、医学等学科的交叉融合,借助同位素源解析、生物地球化学循环、分子生物学等前沿性理论与技术,未来将解决区域土壤质量监测、养分质量管理、食物安全与人体健康风险、土壤-作物系统中污染物迁移转化及阻控修复等关键科学问题。     

土壤修复技术的可持续性评价——以原位稳定/固化技术和异位填埋技术为例

土壤修复技术的可持续性是评价土壤修复工程的可持续性和选择土壤修复技术的重要依据.本研究以上海某重大工程的污染场地土壤修复为例,运用多标准分析法(MCA),从人体健康、社会、能源消耗以及环境保护等角度,对两种典型的修复技术(原位稳定/固化,异地填埋)的可持续性进行综合分析和评价.结果表明,稳定/固化技术是一种较为经济且环境污染少的可持续的修复方法;填埋技术不仅经济成本较高,而且温室气体排放种类多,对社会的可持续发展较为不利.     

聚氯乙烯行业汞污染场地土壤修复技术研究进展

聚氯乙烯行业将成为我国汞公约履约的最重要领域,相关产业生产、升级、腾退转型导致的汞污染地块潜在数量与风险巨大,需要提前开展相关修复技术储备和工程应用实践研究;通过调研总结我国聚氯乙烯行业产业特点、生产工艺导致的汞污染途径与风险特征,对国内外汞污染地块土壤修复常用的修复技术有固化稳定化、热脱附和土壤淋洗等;从污染源控制、污染扩散阻隔、污染土壤及地下水修复等多方面和技术特性、工程实施两个维度,选取修复技术指标,提出多层次构建修复技术筛选矩阵标准;以期为聚氯乙烯行业汞污染地块环境评估与修复提供技术参考。     

土壤污染微生物修复领域文献计量分析

近年来土壤污染日益严重,现阶段迫切需要研究出高效经济的土壤修复技术来修复污染土壤、实现土壤资源的可持续利用。在此背景下,绿色且环境友好的微生物修复技术具有广阔的发展前景。为了解土壤微生物修复领域的研究状况、研究重点和发展趋势,采用Web of Science数据库对2001年1月 ~ 2020年5月该领域的6171篇文章进行了文献计量研究和可视化处理。分析结果表明:土壤微生物修复领域在全世界的重视程度逐渐升高,发展态势较好,且未来会进一步得到重视。欧洲国家土壤微生物修复研究开展的较早,发展中国家正在成为研究主力。对关键词进行分析可知,重金属污染的修复、微生物群落结构的变化、环境因素的控制和降解机理的探索是修复研究关注的热点。土壤微生物修复与其他修复技术联用可以收到更好的修复效果,这也已成为今后的重要发展趋势。     

国内外污染场地风险管控技术体系与模式研究进展

以风险管理为基本原则的污染场地可持续治理修复及安全利用已成为全球范围内一个紧迫的环境和发展问题。为促进快速、经济、有效的风险管控技术在我国土壤污染防治初期阶段的广阔应用,本文在明确污染场地风险管控广义和狭义内涵属性的基础上,系统阐述了工程控制、制度控制和监测自然衰减等狭义风险管控技术的技术原理、工程应用和适用条件,剖析英美等发达国家风险管控体系并结合我国土壤环境管理实际建立技术体系和政策体系支撑下的风险管控模式,最后针对我国污染场地风险管理基础薄弱、风险管控体系不健全和风险管控技术支撑不足等问题,提出基于绿色可持续理念和全生命周期管理理论的“防、控、治、管”四位一体的污染场地风险管控总体布局,对于推动我国风险管控技术应用和提高场地风险管理水平具有重要的现实意义。     

Restoration strategies for water and salt transport in saline soils: A 20-year bibliometric analysis

World Soil Day 2021 encouraged the prevention of soil salinization and improved land productivity. As research underpins this effort, we analysed trends in research on water and salt mobilization in saline soils and groundwater over the past 20 years. We found that the average studies have increased by 30%, from 110 in 2003–2015 to 143 in 2016–2022, with agriculture, water resources and environmental science being the main research fields. The most common research interests were anthropogenic impact (28.6%) and climate change (27.8%), followed by agricultural irrigation management (20%). A keyword clustering analysis revealed that the studies could be classified into four categories: “Agricultural production,” “Freshwater and groundwater salinization,” “Seawater intrusion,” and “Solute dynamic migration.” The most frequently used keyword was “transport” while the use of “freshwater,” “groundwater,” and “seawater intrusion” has increased sharply, suggesting that seawater intrusion and freshwater salinization are an area of increasing interest related to climate change. We identified comprehensive simulating systems for seawater intrusion as an important area for future research. We recommend that promoting a comprehensive and quantitative understanding of water and salt transport in saline soil is needed to ensure stakeholders are provided with science-based information required for policymaking aimed towards sustainable development.