第一篇：微生物修復土壤多環芳烴污染綜述

微生物修復土壤多環芳烴污染綜述

——環科1201劉一童

摘要：多環芳烴是一類具有致癌、致畸、致突變性質的持久性污染物，主要來源于煤、石油、木材、煙草等有機物的不完全燃燒產生的揮發性碳氫化合物，易吸附于固體顆粒物表面和有機腐殖質，化學結構穩定，能長期存在于自然環境中，給人類健康和生態環境帶來很大的危害。目前，中國土壤多環芳烴污染嚴重，因此急需尋找有效的方法進行治理。在眾多的治理方法中，微生物修復技術因其成本低、高效、污染小等優點而成為研究熱點。本文對一些微生物降解多環芳烴的機制進行了綜述，討論了影響微生物修復過程的因素，列舉了常見的微生物修復相關技術，展望了今后的研究趨勢。關鍵詞：微生物修復；多環芳烴；土壤污染

多環芳烴(PAHs)是指具有兩個或兩個以上苯環的一類有機化合物，包括萘、蒽、菲、芘等 150余種化合物。英文全稱為polycyclic aromatic hydrocarbon，簡稱PAHs。有些多環芳烴還含有氮、硫和環戊烷，常見的多環芳烴具有致癌作用的多為四到六環的稠環化合物。國際癌研究中心（IARC）（1976年）列出的94種對實驗動物致癌的化合物。其中15種屬于多環芳烴，由于苯并（a）芘是第一個被發現的環境化學致癌物，而且致癌性很強，故常以苯并(a)芘作為多環芳烴的代表，它占全部致癌性多環芳烴1%-20%。中國是一個PAHs污染特別嚴重的一個國家，也是PAHs排放量大的國家。據估計，中國PAHs的年排放量超過了25000t，城市平均排放密度為158kg/km2，局部農村地區排放密度高達479 kg/km2。由于長期存在PAHs的高排放量，因而環境中的PAHs含量也在不斷上升。PAHs對人類以及動植物具有強大的傷害作用，因此，如何降解環境中的PAHs，減少環境風險，已經越來越受到人們的重視。1 降解多環芳烴的微生物

微生物降解是一種可以將高毒、結構復雜的有機物轉變為低毒或無毒、結構簡單的化合物的污染修復技術，并具有高效、低成本、污染少等優點。微生物降解成為最主要的多環芳烴污染土壤的修復技術。降解多環芳烴的微生物主要為細菌和真菌。

自然界中具有PAHs降解能力的細菌眾多，對PAHs的遷移和轉化具有重要的貢獻，如芽孢桿菌、分支桿菌屬、假單胞菌屬等。研究美國伊利湖中PAHs的生物降解時發現，分支桿菌在伊利湖中的分布甚廣，且對PAHs的自然衰減和循環起著重要作用。從印度某地受PAHs污染的土壤中分離出鏈霉菌，并研究其對石油和PAHs的降解，結果發現鏈霉菌在7d內（303K）對柴油、萘、菲去除率分別達到98.25%、99.14%、17.5%。

相較于細菌而言，真菌能降解PAHs的種類并不多，但降解高環多環芳烴方面表現突出。很多研究表明，一些絲狀真菌、擔子菌、白腐菌和半知菌對四環或者更高環PAHs的降解具有一定的優勢。其中白腐菌可分泌由過氧化氫酶和漆酶等組成的胞外木質素降解酶系，形成具有高效PAHs降解體系。2 微生物降解PAHs機理 2.1 好氧降解

好氧生物降解過程也稱為有氧呼吸，指微生物在有氧呼吸的情況下對污染物質的降解過程，是目前最主要的生物修復技術。好氧細菌降解多環芳烴主要是通過產生雙加氧酶作用于苯環，在芳烴上加入兩個氧原子，然后再經過氧化形成順式二氫二羥基化菲，順式二氫二羥基化菲繼續脫氫形成單純二羥基化的中間體，而后進一步代謝為鄰苯二甲酸等其他中間產物，有望最終降解為水和二氧化碳。2.2 厭氧降解

厭氧微生物可以利用硝酸鹽、硫酸鹽、鐵、錳和二氧化碳等作為其電子受體，將有機化合物分解成更小的組分，往往以二氧化碳和甲烷作為最終產物。與好氧降解相比，PAHs的厭氧降解進程較慢。當PAHs濃度偏高時，PAHs的厭氧降解明顯被抑制。影響微生物修復的因素 3.1 PAHs的性質

PAHs的性質是指PAHs的可生物利用性，是影響微生物修復的重要因素之一。PAHs是憎水性物質。隨著環數的增加，PAHs的憎水性增強，揮發性也減少，易吸附于固體顆粒物表面和有機腐殖質。有研究表明，PAHs吸附在土壤中的時間越久越不易被生物利用。3.2 氧 無論是真菌還是細菌在好氧代謝PAHs時，氧是微生物進行好氧代謝的重要物質條件，環境中氧的含量是否充足對PAHs的好氧降解有著重要的影響。3.3 溫度

溫度是土壤中微生物活性的重要影響因素，土壤中的細菌和真菌的最適生長溫度為298-303K。在不同的溫度條件下微生物對PAHs的降解有著明顯的差異。低溫條件下，微生物活性會受到抑制，致使微生物對PAHs的降解能力下降；高溫條件下，酶會因結構被破壞而失去活性，微生物存活率降低，也會使微生物對PAHs的降解能力下降。而研究發現，在一定范圍內，土壤中的PAHs濃度會隨著溫度升高而減少。3.4 pH 土壤微生物對pH值的變化敏感，當pH降低，土壤微生物多樣性降低；當pH值小于5.0時，生物活性受阻，因而微生物對PAHs的降解能力會受到周圍環境pH的影響。3.5 營養物質

碳源、氮源以及無機鹽是微生物生長所必需的營養物質，然而微生物對營養物質的量要求不盡相同，給微生物提供充足的營養物質可以提高微生物修復性能。4 展望

土壤PAHs的污染和修復一直是人們關注的熱點，雖然PAHs的修復研究已取得一定的成果，但還有很多方面需要進一步深 入探索。例如：1）篩選或培育出具有更高PAHs降解能力的微生物，并能夠對土壤中高環數PAHs實現高效去除；2）深入研究3環以上PAHs的微生物厭氧降解機制；3）分析微生物降解PAHs的最適環境因素和工藝過程參數，進行中試試驗評估技術可行性，優化修復技術體系，以便將其應用到實際工程項目，提高修復效率。5

第二篇：多環芳烴污染農田土壤的微生物修復技術與示范-國家科技部

附件3 863計劃資源環境技術領域“多環芳烴污染農田土壤的

微生物修復技術與示范”重點項目申請指南

一、指南說明

近年來，我國土壤污染問題日益凸現，對生態環境、食品安全和人體健康構成嚴重威脅。其中，重金屬、石油、多環芳烴等污染物導致的土壤污染尤為突出。研發經濟高效的污染土壤修復技術是改善我國環境質量的迫切要求，也是世界科技的研究熱點。本重點項目針對多環芳烴污染農田土壤，開展微生物修復技術研究和應用示范，形成多環芳烴污染農田土壤的微生物修復成套技術，為我國土壤多環芳烴污染修復提供有力的技術支撐。

此次發布的是本領域“多環芳烴污染農田土壤的微生物修復技術與示范”重點項目申請指南。本重點項目的任務落實只針對項目整體進行，考慮到工作的整體性很強，本項目只設1個課題。

二、指南內容

1．項目名稱

多環芳烴污染農田土壤的微生物修復技術與示范 2．項目總體目標

該項目將針對我國突出的農田土壤環境多環芳烴污染問題，篩選高效微生物降解菌，研制高效微生物修復劑、微生物固定化載體材料 和生物表面活性劑，開發相關的研制工藝和技術設備；研發多環芳烴的微生物固定化降解技術和生物表面活性劑強化修復技術，發展原位微生物修復技術、植物－微生物聯合修復技術，建立多環芳烴污染農田土壤微生物修復技術體系并開展工程示范，制定修復技術規范。通過項目研究，培養高水平的科技人才和創新團隊，建立具有國際先進水平和引領作用的技術研發平臺，為我國多環芳烴污染土壤環境質量改善和生態功能恢復提供技術支撐。

3．項目主要研究內容

（1）多環芳烴高效降解菌篩選及高效微生物菌劑研制：針對農田土壤多環芳烴污染，篩選多環芳烴高效降解菌，研制高效微生物修復劑，研發修復菌劑的制備工藝和技術。

（2）多環芳烴污染農田土壤的高效強化微生物修復技術：研制環境友化的微生物固定載體材料、生物表面活性劑及其關鍵工藝設備；開發多環芳烴污染土壤的微生物固定化修復技術和增溶強化生物修復技術。

（3）多環芳烴污染農田土壤的植物－微生物聯合修復技術：研發多環芳烴污染土壤的植物－微生物聯合修復技術；研制具有協同修復作用的營養調控劑，發展土壤根際生態調控與強化修復技術。

（4）多環芳烴污染農田土壤的微生物修復技術集成與示范：開 發多環芳烴污染農田土壤的原位微生物修復技術及微生物－植物聯合修復技術，進行技術集成和工程示范，開展環境風險評估，制定修復技術規范。

4．項目主要考核指標

（1）篩選高效降解高分子量多環芳烴、具有自主知識產權的菌株5-8種，其中能定殖于根際土壤的菌株3-4種；研制出3-5種高效修復菌劑、生物表面活性劑和根際營養調控劑，開發2-3套制備工藝和設備；

（2）開發多環芳烴污染土壤微生物修復及其強化成套技術，使多環芳烴污染物降解效率達到60%以上，其中五環以上多環芳烴降解率達到40%以上；開發多環芳烴污染土壤的植物-微生物聯合修復成套技術，使多環芳烴污染物降解效率達到70%以上，其中五環以上多環芳烴降解率達到40%以上；

（3）在國內不同地理環境的多環芳烴污染農田土壤上建立集成修復技術示范工程，示范面積不小于1公頃，多環芳烴的綜合修復效率在70%以上。完成環境風險評估，建立多環芳烴污染土壤修復技術規范，形成2~3套多環芳烴污染農田土壤原位微生物修復技術。

（4）申請10-15項發明專利，其中2項以上獲得授權。5．項目經費來源及構成 本項目預算總經費為1600萬元，其中國撥經費控制額800萬元，示范工程配套經費不低于800萬元。

6．項目支持年限：

2007年7月至2010年12月。7．其它需要說明的事項

項目承擔單位應具有從事多環芳烴污染農田土壤修復技術研究的豐富經驗和良好條件。本項目鼓勵產學研單位聯合申請。

三、注意事項

1．本重點項目的任務落實只針對項目整體進行，考慮到工作的整體性很強，本項目只設1個課題。對于多家共同承擔的，由研究單位自行組合形成項目申請團隊（同一個研究組只能參加一個申請團隊）。本項目采取擇優委托的方式確定申請項目的研究單位的組合。

2.凡在中華人民共和國境內注冊一年以上,具有獨立法人資格的企業（不包括外國獨資企業和外資控股企業）、事業單位均可承擔本項目或課題。

3．重點項目課題責任人必須是法人，法人是當然的課題依托單位，且須指定一名自然人擔任課題組長。課題組長應具有中華人民共和國國籍，年齡在55周歲以下（截止指南公布之日），具有高級職稱或博士學位，每年（含跨連續）離職或出國的時間不超過半年，過去三年內沒有863計劃信用管理不良記錄。

4．課題組長申請及負責的科技部三大計劃（863計劃、科技支撐計劃和973計劃）在研課題累計不得超過一項，同時可參加一項課題（申請或在研）；每個參加課題的技術人員最多只能參與三大計劃中兩項課題的工作。科技部及所屬事業單位借調的與863計劃相關的人員不能申請或參加申請。

5．申報程序和要求：

本項目通過國家科技計劃項目申報中心統一申報。申請指南在科技部及863計劃網站上公開發布。

6．咨詢聯系人及聯系方式 聯系人：

柯 兵

張書軍

聯系電話：010-58884866，58884868 Email: kebing@acca21.org.cn;zhshujun@acca21.org.cn

第三篇：土壤修復和重金屬污染治理

土壤修復技術

學科：環境科學

詞目：土壤修復技術

英文：contaminated soil remediation

釋文：土壤修復技術是使遭受污染的土壤恢復正常功能的技術措施。污染物進人生態循環系統，如果超過土壤的自凈作用的負荷，即形成土壤污染。土壤因吸附能力、氧化還原作用及土壤微生物分解作用，可緩沖污染物所造成的危害，以上統稱為土壤自凈能力。土壤自凈作用的機理，既是土壤環境容量的理論依據，又是選擇針對土壤環境污染調控與污染修復措施的理論基礎。盡管土壤環境具有多種凈化作用，而且也可通過多種措施來提高土壤環境的凈化能力，但其凈化能力畢竟是有限的，預防土壤污染是保護土壤環境的根本措施。[1]

污染場地修復技術分類：

污染場地的修復技術可按暴露情景和處置地點分類。

按暴露情景分類：

可以按“污染源-暴露途徑-受體”對修復技術分類。對污染源進行處理的技術有生物修

復、植物修復、生物通風、自然降解、生物堆、化學氧化、土壤淋洗、電動分離、氣提技

術、熱處理、挖掘等；對暴露途徑進行阻斷的方法有穩定/固化、帽封、垂直/水平阻控系統

等；降低受體風險的制度控制措施有增加室內通風強度、引入清潔空氣、減少室內外揚塵、減少人體與粉塵的接觸、對裸土進行覆蓋、減少人體與土壤的接觸、改變土地或建筑物的使

用類型、設立物障、減少污染食品的攝入、工作人員及其他受體轉移等。

按處置地點分類：

可分為原位修復技術和異位修復技術。原位修復技術又可分為原位處理技術和原位控制

技術，常用的原位處理技術包括物理、化學和生物方法等。異位修復技術可分為挖掘和異位

處理處置技術。

原位處理：在污染區原地鉆一組注水井，用泵注入微生物、水和營養物，通入空氣。另外鉆一組抽水井，用抽水泵抽取地下水，使地下水呈流動狀態，促使微生物和營養物均勻分布。此工藝簡單，費用低，但處理速度慢。原位處理也可用于污染河流底泥的生物修復。

土壤與土壤污染

環境污染是指由于人類活動引起環境質量下降而有害于人類以及其他生物正常生存和發展的現象。環境污染按環境要素可分為大氣污染、水體污染、土壤污染和生物污染。大氣污染了，人們無法呼吸；水體污染了，人們不能飲水；土壤污染了，我們沒有糧食吃；生物污染了，人類可能沒有肉食吃，或者人直接病死。所以說，環境污染非常可怕。這里我們只談土壤污染。

土壤是環境中特有的組成部分，它是一個復雜的物質體系，組成的物質有無機物和有機物。在地球表面，土壤處于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈之間的過渡地帶，是生態系統物質交換和物質循環的中心環節，是連接地理環境各組成要素的樞紐。

植物直接生長土壤上，土壤是植物營養物質的最主要的供應地。“皮之不存，毛將焉附”；“民以食為天，食以土為本”。沒有土壤，就長不出植物，更別提莊稼了。巖石上至多生長一些地衣、苔蘚，水里還有一些浮游生物，人類能靠地衣、苔蘚、浮游生物養活嗎？

所以說，土壤是最寶貴的自然資源之一，是人類賴以生存的必要條件。土壤，或者說是土地，還是人類社會演替發展的關鍵因素。封建地主控制了土地，統治了農民；共產黨通過土地革命，贏得了廣大人民的擁護。

然而，各種人為與自然的因素使人類賴以生存的土壤遭受不同程度的破壞，致使原有土壤理化性質退化、喪失耕作價值，并危及食物鏈安全與人類自身健康。這種喪失了耕作價值的土壤稱為污染土壤。土壤本來是各類廢棄物的天然收容所和凈化處理場所，土壤接納污染物，并不表示土壤即受到污染，只有當土壤中收容的各類污染物過多，影響和超過了土壤的自凈能力，從而在衛生學上和流行病學上產生了有害的影響，才表明土壤受到了污染。

造成土壤污染的原因很多，如工業污泥、垃圾農用、污水灌溉、大氣中污染物沉降，大量使用含重金屬的礦質化肥和農藥等等。

目前，我國土壤污染防治面臨的形勢十分嚴峻，部分地區土壤污染嚴重，土壤污染類型多樣，呈現新老污染物并存、無機有機復合污染的局面，土壤污染途徑多，原因復雜，控制難度大，由土壤污染引發的農產品安全和人體健康事件時有發生，成為影響農業生產、群眾健康和社會穩定的重要因素。

第一次全國土地調查顯示，截至1996年10月31日，我國耕地面積為19.5億畝；到2006年10月31日，這個數字銳減為18.27億畝，10年凈減少1.24億畝，平均每年凈減少1240萬畝！國家《政府工作報告》指出，一定要守住全國耕地不少于18億畝這條紅線。

而土壤污染防治，是深入貫徹落實科學發展觀的重要舉措，是建設社會主義新農村的重要內容，是構建國家生態安全體系的重要部分，是實現農產品質量安全的重要保障。

編輯本段土壤污染原因分析

城市土壤承載著一定的生態、環境和經濟功能，關系到城市生態環境質量和人類健康。然而，隨著工業的發展和城市化進程加快，城市土壤環境質量日益惡化。世界各國對此問題開始予以高度重視，德國土壤學會在1988年成立了城市土壤工作組；美國在上世紀90年代對紐約等城市開始了一系列有關城市土壤污染的研究。

城市工業化的發展及與之相伴的工業排污，使城市土壤化學性質發生重要變化。煙塵、汽車尾氣的排放、工業超標排污等，使重金屬大量沉積于土壤中，其中以鉛、鋅等金屬元素污染最為嚴重，在我國工業化進程較快的城市，土壤的鉛含量都非常高。

另外，污水所含成分復雜，污水性質不同，對土壤危害程度也不同，如含有三氯乙醛等有機物的污水極易引起急性中毒；含有無機物如重金屬、氟化物、硝酸鹽和有機氯農藥等的污水往往在土壤、植被以至地下水中形成殘留和累積，造成植被受害，甚至寸草不生，并會間接引起人畜慢性中毒。

人類活動是影響城市土壤污染程度的一個重要因素。不同的土地利用狀況、人類活動強度、污染累計時間的長短和距離污染源的遠近，在不同程度上影響重金屬污染狀況。對北京城市公園土壤的鉛污染研究發現，歷史悠久，客流量大且距離市中心較近的公園土壤鉛含量明顯偏高；對大多數開放歷史較短、客流量小且相對偏僻的公園而言，表土一般都未見明顯的鉛污染。研究發現:公路兩側土壤中鉛的99％以上累積量分布在50米的范圍內。城市建設初期建立的化學、工業企業經過多年發展，企業廠區的土地受到了嚴重污染，尤以重金屬土壤污染為主。土地中的重金屬經過一定時間的遷移，對廠區周圍的土壤環境也產生了一定的影響。

編輯本段土壤污染物分類

土壤中污染物的種類按性質分主要有：1）有機物質，其中數量較大而又比較重要的是化學農藥，尤其是有機氯、有機磷農藥；2）氮素和磷素化學肥料；3）鉻、銅、鋅、鉛、汞、鎘、砷等重金屬；4）放射性元素，尤其是長壽命的放射性核素137Cs；5）腸細菌、炭疽桿菌、破傷風桿菌、腸寄生蟲、霍亂弧菌、結核桿菌等有害微生物類。

另外，土壤中有機物分解產生的CO2、CH4、H2S、H2、NH3等氣體，在某些條件下也可能成為土壤的污染物。

根據污染土壤中污染物的來源，可將污染土壤劃分為無機物污染土壤、有機物污染土壤、放射性污染土壤以及復合污染土壤等類型。多數污染土壤以重金屬為主，局部地方以金屬-有機廢棄物的形式出現。污染土壤中重金屬的來源很多，如工廠固體廢棄物、污泥、大氣沉降物、農用化肥等。

各種加工業活動都有可能產生大量的工業固體廢棄物，如礦渣、飛塵、模沙、研磨劑、離子交換樹脂、廢催化劑和活性炭、耐火磚等。有些金屬，如砷、鎘和鉛在高溫加工過程中可產生氣化現象，轉化成氧化物并以微粒的形式冷凝，沉降下來。

石油工業的各種有機污染物，己成為環境污染的罪魁禍首。隨著人工合成的有機物越來越多，在已知的700萬余種有機物中人工合成的有機物種類達10萬種以上，且以每年2000種的速度遞增。其中具有“三致”（致癌、致畸、致突變）的有機污染物如石油烴類、多氯聯苯（PCBs）、多環芳烴（PAHs）、含氯溶劑、炸藥、農藥等越來越多。它們一旦進入土壤環境，不僅使農作物減產甚至絕收，而且可通過動植物轉移到食物鏈中，成為人類的隱形殺手。

土壤有機污染物的種類繁多，包括各種酚類和氰類物質以及人工合成的各種農藥。酚類和氰類物質的來源很廣，如某些石化企業在生產過程中排放的廢水含有烴類、有機酸、醛類、氰化物、氨、各類聚合物、焦油等污染物。

編輯本段技術研發

1、“863”計劃將研發石油污染土壤生態修復技術

國家863計劃資源環境技術領域辦公室發布“十一五”863計劃資源環境技術領域2007第二批重點項目申請指南的通知，“油田區石油污染土壤生態修復技術與示范”位列本批7個項目首位。這個項目指南提到，近年來，中國土壤污染問題日益凸現，對生態環境、食品安全和人體健康構成嚴重威脅。其中，重金屬、石油、多環芳烴等污染物導致的土壤污染尤為突出。研發經濟高效的污染土壤修復技術是改善我國環境質量的迫切要求，也是世界科技的研究熱點。

項目總體目標為，針對中國油田區土壤石油污染問題，采用生物、物化方法與技術，研制高效修復功能材料與關鍵設備；開發具有復合技術協同的修復工藝，集成適合中低濃度石油污染土壤的植物—微生物聯合修復技術、高濃度石油污染土壤的物化—生物耦合修復技術；建立油田區石油污染土壤生態修復技術體系并開展工程示范，制定石油污染土壤修復技術規范。通過項目研究，培養高水平的科技人才和創新團隊，建立具有國際先進水平和引領作用的技術研發平臺，為中國油田區污染土壤生態功能恢復和環境質量改善提供技術支撐。

項目主要研究內容是，針對油田區中低濃度石油污染土壤，篩選適合不同區域、不同石油組分的微生物降解菌株，研制高效復合修復菌劑，選育適合油田區生態環境條件的高效修復植物，構建植物—微生物聯合修復技術。針對油田區高濃度石油污染土壤，開發環境友好的脫附制劑，研發石油污染物高效物化脫附、分解技術，開發重組分石油污染物生物降解工藝，構建物化—生物耦合修復技術。研制物化、生物修復關鍵設備，開展植物—微生物聯合修復、物化—生物耦合修復工程示范，進行環境風險評估，制定油田區石油污染土壤修復技術規范。

據悉，“十一五”863計劃資源環境技術領域戰略目標是：研究大幅度增加資源儲備技術，提高資源綜合利用效率；研究區域性環境污染綜合防治技術，逐步形成與社會經濟發展水平相適應的資源環境科技創新體系，為保證社會經濟可持續發展、建立資源節約型和環境友好型社會提供強有力的科技支撐。

2、蜈蚣草修復砷污染

蜈蚣草修復砷污染土壤技術在湖南、廣西、云南等地運用，成效顯著。

廣西、云南等地遇到洪水時，上游堆積的開采礦產中高濃度重金屬的污水就順勢蔓延下來，造成下游上百公里的河道和農田受到污染，從而大面積稻田絕收或嚴重減產。人長時間暴露在含砷環境中可誘發癌癥，高劑量砷可導致死亡。

陳同斌的重金屬污染土壤植物修復團隊從1997年開始在全國范圍內進行土壤污染狀況調查，1999年在中國本土發現了世界上第一種砷的超富集植物——蜈蚣草，至今已開發出3套具有自主知識產權的土壤污染風險評估與植物修復的成套技術，并鑒別出在中國生長的16種能夠吸收土壤重金屬污染物的植物。

休復前：湖南郴州蘇仙區鄧家塘鄉因砷污染導致600多畝稻田棄耕、2人死亡、400多人集體住院，誘發嚴重糾紛和暴力沖突，曾引起國務院高度重視，中央電視臺《焦點訪談》專門報道。

在國家高技術發展計劃(863項目)、973前期專項和國家自然科學基金重點項目的支持下，陳同斌研究員在湖南郴州建立了世界上第一個砷污染土壤植物修復基地。修復后：在田間種植條件下，蜈蚣草葉片含砷量高達0.8%，有力證明了蜈蚣草在砷污染土壤的治理方面具有極大的應用潛力。

中科院地理資源所陳同斌研究組應廣西人事廳邀請，受當地政府委托進行污染土地的修復工作。修復前：廣西某縣因洪災造成超過5000畝農田土壤被嚴重污染，部分土壤甚至寸草不生，這已成為廣西當前最突出的環境問題。修復后：建立污染土地的植物修復示范工程，目前已開始種植超富集植物進行土壤重金屬污染修復試驗，取得初步成效。

中科院地理科學與資源所陳同斌研究小組在云南開展植物修復與植物采礦技術研究與推廣應用，有效解決了當地嚴重的土壤及農產品重金屬污染超標問題，提高了礦產資源利用率，保障了人民的安全健康。

3、日本開發出簡易無害的土壤消毒法

日本農業環境技術研究所宣布，千葉縣農業綜合研究中心等機構的研究人員開發出了一種簡易土壤消毒方法，消毒效果好且不會危害環境。

據報道，這種土壤消毒法的具體操作步驟是，在土壤上噴灑用水調和的濃度為2%左右的酒精，然后用塑料薄膜覆蓋1到2周。研究人員介紹說，酒精能降低土壤內含氧量，從而起到滅蟲效果。

據報道，新方法可輕松殺滅害蟲和病原菌，消毒效果幾乎等同于溴甲烷，而后者因為會破壞臭氧層被禁用。酒精幾天后就會在土壤中分解，不會對環境造成影響。

研究人員在黃瓜地內進行了1周左右的實驗，實驗結果顯示，未灑酒精溶液的土壤所培育的黃瓜根部有寄生蟲，而經酒精處理的土壤中的黃瓜生長正常，根部未發現寄生蟲。

土壤修復和重金屬污染治理

目前在中國大陸重金屬污染治理領域，沒有一家從事商業化治理的專業公司。

大部分的土壤修復和重金屬治理公司都是在利用國家撥款做示范工程，大部分的專業公司無法實現商業化運行。造成這種局面的主要原因是土地修復沒有國家標準，利用物理法、化學法等技術和工藝進行土地修復，投資太大，而采用植物修復技術和工藝導致的主要問題是收集到的修復植物的后續處理問題。

北京天地德科技有限公司引進德國先進技術，開發的土壤修復和重金屬污染治理方案可以徹底解決這個問題。

北京天地德科技有限公司重金屬污染治理方案是利用沼氣能源植物修復重金屬污染土地，同時生產生物天然氣的技術和工藝路線，可以解決重金屬污染植物修復的收獲物后續處理的難題，實現重金屬污染治理與生物質能源協調發展。該技術對收集到的修復植物進行資源化利用。即便在沒有國家的補貼的情況下，企業也是可以生存的。重金屬植物修復和沼氣生產都是成熟技術，因此對二者進行技術集成和創新，將開創中國土壤修復和重金屬污染治理的新時代。

北京天地德科技有限公司利用耐重金屬污染的沼氣專用能源作物，在重金屬污染土地、水面建立生物能源基地，通過反復的種植和刈割富集重金屬的能源植物的地上部分，可以有效地降低生長環境中土壤、水體或水體沉積物的重金屬質量分數．實現土地修復；同時收集物做為生產沼氣的原料，生產沼氣。

重金屬不比一般的污染物質，在化學上元素是不滅的，所以要降低污染最重要的步驟就是降低它在環境中過度集約和累積的濃度。可以通過種植對可耐受重金屬植物，利用反復的種植和刈割的方法，便可平分(淡化)原污染地重金屬的含量，并降低重金屬污染的風險。

生物質能源是一種清潔的、可替代石化燃料的新型能源，但發展生物質能源勢必要占用大量耕地，而依靠農用地開發此類植物不符合我國人多地少的實際情況。從長遠來看，利用邊緣土壤進行能源植物的開發將是解決生物質能源原料問題的一條有效途徑。我國有大量重金屬污染的土壤，因其對生物的毒害作用不適宜種植進入食物鏈的作物，如果利用這些土壤種植能源植物，既可以解決能源用地問題，對環境也具有一定的修復意義。

1、能源植物選擇

（1）可以治理重金屬污染的能源植物

導致土壤污染的重金屬主要包括 As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb和 Zn 等 ,一般為幾種重金屬的復合污染。根據當地的氣候條件、植物生長季節和土地實際情況可以選擇以下植物，能源高粱、苧麻、能源甘蔗、能源玉米、苜蓿和柳樹、向日葵、能源油菜、能源黑麥、馬鈴薯、紅薯。

在污染濕地水體或沉積物治理可以選擇能源水稻、互花米草、水葫蘆、蘆葦等能源植物。（2）沼氣專用能源作物

目前在歐洲以整株青貯的玉米、能源型甜菜和若干牧草，如虉草、冬黑麥和芒均為理想的原料，生產沼氣，被特稱為“沼氣專用能源作物”，專用能源作物成為制沼氣的新原料。

對玉米收獲前后的秸稈成分的分析發現，對于秸稈厭氧發酵性能至關重要的 4 項指標，在秸稈變干后都發生了非常不利于沼氣發酵和其他生物能轉化方式的變化。例如木質素含量幾乎提高了 1 倍，使木質素大量與纖維素和半纖維素結晶，嚴重阻礙了后兩者在生化轉化過程中的降解。其次，對于在中國被寄與很大希望、但又存在著致命性技術障礙的“非糧”能源作物甜高粱而言，其收獲后加工期過短（不到 2 個月）是當前難以克服的制約因素。但如果變甜高粱直接加工酒精的技術路線為甜高粱整株青貯再發酵加工成沼氣，則由于青貯料易于保存,可常年隨取隨用,問題即迎刃而解，而且能量凈產出還可能增高。另外，嚴重萎縮的北方甜菜可能會因改種能源甜菜而迎來重新振興的好機遇。

產氣植物的碳氮比,一般選用植物體的碳氮比為25～30.5/1；碳氮比過高和過低都不利于沼氣發酵細菌生長分裂，而某些有害菌則成優勢菌群，造成沼氣池產氣少甚至不產氣。

農村的一些水生植物，如水葫蘆、水花生、水草等，作為沼氣原料的碳氮比合適，2、能源植物種植

重金屬污染土地修復以能源植物種植為目標，將農藝措施、土壤重金屬鈍化技術、耐重金屬的麻類和生物質能源作物種植技術、超富集植物等生物技術進行優化組合，在田間進行綜合應用。

一是修復輕度污染土壤。采取控制土壤水分、改變耕作制度、調整部分作物種類、合理施肥、灌溉等農藝措施和施用土壤改良劑等物理、化學措施修復重金屬輕度污染的土壤。

二是中度污染土壤改種。開展技術攻關，對中度污染的土壤，采用適宜的治污模式和技術，以發展生物質能源作物、經濟作物苧麻和薯類為主。三是重度污染土壤變性。對于重度污染型土壤，采用重金屬鈍化技術和植物修復技術相結合或變性改為綠化用地。

對于江河流域水污染治理，可以采用氧化塘和人工濕地結合處理的方法、由于植物生長受季節控制，而且重金屬累積過多，會對植物造成毒害，采用氧化塘和人工濕地結合處理的方法可以利用多種植物，在不同季節對污水進行凈化，達到更好的凈化效果。

3、種苗繁育

植物在種子成熟后，收獲的秸桿碳氮比過高，不利于沼氣的產生。因此能源植物收獲期不是在種子成熟后，而是在種子成熟前收割，因此種苗繁育的問題必須解決，除了異地制種外，可以采用非試管快繁技術，利用植物嫩鞘、葉片、莖桿進行無性繁殖的育苗。利用植物法修復污染土地，需要建設種苗無性繁育基地。

4、能源植物收獲

能源植物的收割要根據使用目的來確定，作為以沼氣生產為目標的沼氣專用植物臘熟期是最佳收獲期。

栽培沼氣專用能源作物生產沼氣這樣一種新原料和生物能利用新的轉化技術路線，充分發揮了能源作物（特別是專用玉米等）能夠高效轉化太陽能的優勢，獲得最大的單位土地面積生物量（biomass）和生物能產出（而非傳統育種追求的最大籽粒量產出）；

由于能源植物種植的目的是獲得最大的單位土地面積生物量（biomass）和生物能產出，而且積累在莖、葉中的碳水化合物，在作物完全成熟前，仍以可溶態保留于青貯料中，易于高效轉化為沼氣或其他形式生物質能源（如生物乙醇、沼氣）。而一般情況下，隨著作物完全成熟及秸稈變干，碳水化合物轉化為難以分解的成分。因此沼氣專用能源作物不能在作物完全成熟及秸稈變干后收割。

5、后續處理

如何處理富集植物是植物修復的難題。因為重金屬的活性太強，如果處理不當，富集植物就又可能再一次成為污染源”。目前還沒有一種處理這種“吸毒植物”的有效辦法。植物成熟后，只有填埋或焚燒兩種選擇，本方案采用利用污染土地或水面建設能源作物種植基地。種植沼氣專用能源作物，一方面通過植物修復治理重金屬污染。另一方面對富集重金屬的生物量通過生物煉制技術生產生物能源和回收重金屬。首先對收獲的沼氣專用能源作物采用整株青貯，以備生產沼氣使用。然后采用生物拆解技術，將植物拆解分離，固態部分主要是纖維素和木質素，及基本不含有可溶性重金屬鹽。固態部分可以加工成生物成型燃料，生物成型燃料是一種清潔燃料。

液態部分主要是半纖維素和各種糖類以及可溶性重金屬鹽。對于液態部分通過發酵技術進行處理。生產生物燃料沼氣，在發酵過程中可溶性重金屬鹽轉化為重金屬硫酸鹽沉淀被分離。

能源植物生產沼氣，沼氣提純后就是生物天然氣，可以替代汽車用天然氣。也可以直接用來發電。

德國利用沼氣專用植物生產沼氣采用2 個厭氧反應罐容積各 1 500 m3，采用高溫（49.5℃）發酵工藝。年耗青貯原料 5940 t，每天沼氣產量 5150 m 3/d。

沼氣直接發電，發電產能 500 kW（熱電聯產）。年發電和供熱量分別為 415 萬 kW*h 和 4 220 MW*h；電全部售給電網（14.5 歐分/KW*h）；熱量出售 1/3。

6、植物修復后續處理為什么選擇生產沼氣（1）沼氣是最有效的生物燃料

英國國立農業合約聯盟（NAAC）2007會上提出生物燃料占據重要地位此會大會上，TimEvans所作的報告給大家留下了深刻印象，介紹了他經營的RenewableZukunft公司進行的一個“小測試”（MiniTest），其中使用了生物燃料的對比試驗，以展示由1公頃能源作物制成的各生物燃料可使汽車行駛的距離，而沼氣是當之無愧的勝者。

在測試中生物柴油表現最差，車輛僅行使2萬公里（5,030英里/英畝）；生物乙醇使車輛行使3萬公里/公頃（7,540英里/英畝）；人造生物柴油（一種由生物質氣化制成的新一代生物燃料，可通過費—托法（Fisher-TropschProcess）轉變為液體燃料）則有顯著提高，車輛可行使7萬公里（13,960英里/英畝）；但由厭氧發酵的農作物、泥漿、有機廢物產生的沼氣——生物沼氣可使車輛行使將近9.7萬公里/公頃（24,390英里/英畝），幾乎是生物柴油的5倍。（2）技術成熟，生產穩定 沼氣生產與第二代生物燃料（如纖維素乙醇、液體生物燃料）相比，沼氣是一種成熟的技術。

首先在原料預處理技術上———它是在秸稈發酵前的預處理過程中引入畜牧業的青貯技術，既解決了秸稈的保存及消化問題，又能促進其后期發酵；

在進料方式上，該技術通過優化設計飼料行業敞開式的氣動輸送設備，實現了大粒徑物料的密閉輸送；

（3）規模可大，可小，便于發展分布式能源系統

由于生物量收集半徑可以控制，降低原料收集成本，加工后的產品方便長途運輸，可以滿足下游產業大規模生產需求。（4）市場無限，產品沒有市場準入的限制

天然氣是最重要的理想潔凈燃料，但我國天然氣的儲量較為不足，而且工業用（發電，合成氨等）需求量非常大。截止到2006年1月，探明的天然氣儲量只占全世界總量的0.9%。天然氣貢獻的能量只占能源總消費量的2.5%（而世界平均是25%）。據《中國可持續發展油氣資源戰略研究》報告預測，到2020年我國天然氣的年需求量達2500億 m3，缺口將達到900億m3。需要強調指出的是，這個預測還是在完全排除8億農村人口使用天然氣的情況下作出的。否則，屆時我國天然氣的缺口將會是極為驚人的數量。

沼氣可以直接向用戶出售，如果加工生產天然氣，可以直接作為汽車燃料銷售，不需要與其他燃油混合（5）經濟效益好，產業鏈長。

可以深加工，生產甲烷和二氧化碳氣，殘渣可以綜合利用。沼氣夜可以做液態肥料/由于產業鏈長綜合經濟效益高

7、沼氣利用及安全

厭氧消化產生的沼氣中含有水分（H2O）和硫化氫（H2S），H2S氣體不僅對人的身體健康有很大的危害，對管道、儀表及設備還具有很強的腐蝕性。脫水通常利用脫水裝置進行，一般采用重力法進行分離。對污泥厭氧消化最主要的問題涉及沼氣脫硫和尾氣有效控制。脫硫的目的也在于減少對大氣環境的污染物的排放。

沼氣中的硫化氫對于管道和設備具有很強的腐蝕作用，同時其在燃燒時將產生二氧化硫等有害氣體污染環境。因此，規范中規定硫化氫含量必須低于20mg/m3。污泥厭氧消化池中沼氣的硫化氫含量為沼氣中 H2S 濃度為 0.1％～2％，超過規范規定的質量指標，必須進行脫硫處理。用于沼氣脫硫的方法有兩種，即生物法和物化法。生物法主要分為生物洗滌和生物過濾兩種方式。20 世紀 80 年代在德國、日本、荷蘭等國家有相當數量工業規模的各類生物凈化裝置投入使用。目前，許多發達國家如日本、德國、美國、荷蘭等對生物脫硫技術和設備的開發已經商品化。2004年5月，宜興協聯熱電有限公司引進了帕克公司的生物脫硫技術并率先用于沼氣脫硫，將沼氣的硫化氫含量從14g/Nm3 降到200μg/ｍ3。我國這方面的研究才剛起步。

干法脫硫：沼氣經過水封和脫水裝置后，常溫下經過干式脫硫塔，沼氣通過噴嘴或擴散板進入脫硫塔底部，通過脫硫劑床層，然后從頂部排出。固體脫硫劑使用一定的時間需要進行再生或更換，所以至少要 2 個脫硫塔輪流使用。干式脫硫劑一般為氧化鐵，來源于經過活化處理的煉鋼赤泥或硫化鐵礦灰，配以一定比例的助催化劑、堿、粘結劑、燒失劑，制成球形、環形等；也有顆粒直徑為0.6～2.4mm的鑄鐵屑。

濕法脫硫：沼氣通過噴嘴或擴散板進入脫硫塔底部，與吸收劑逆流接觸，然后從頂部排出，經過濕法脫硫的沼氣需要再次冷凝去除水分。濕法吸收劑主要為NaOH或Na2CO3溶液，沼氣中的H2S與NaOH或Na2CO3反應，由于反應消耗，需要定期投加堿性溶液。

物化法是我國目前普遍使用的方法。物化法脫硫主要有干法和濕法兩種，根據 H2S含量可以設計成單級和多級脫硫。沼氣中H2S含量高，且氣體量較大時，適用濕式脫硫；如果用地面積小，則可用干式脫硫。也可以采用干式、濕式串聯形式，增加脫硫效果，濕式脫硫塔可以作為粗脫，干式脫硫塔可以作為細脫。

貯氣柜對整個系統具有氣量調蓄和穩壓的作用。沼氣的主要用途還是在處理廠內進行綜合利用，利用的方式主要有沼氣發電或沼氣鍋爐等。沼氣發電

沼氣發電適用于建立污泥厭氧消化的污水處理廠，沼氣發電是目前我國污泥厭氧消化沼氣的主要利用方式。減少了污水處理廠電能的消耗，并能對污泥消化池提供熱源。投資成本隨各廠不同，但是沼氣發電會節省運行成本，對于厭氧消化產氣量較大的污水處理廠經濟性更加明顯。沼氣發動機沼氣中的能量 20%～30%轉化為了機械能，還有 60%～70%轉化成了熱能（冷卻水、煙氣中的熱能，這部分熱量一般被回收作為消化池加熱的熱源），冷卻水中熱量的90%以上，煙氣中熱量的60%～70%可被回收，可見沼氣中能量的實際總效率為67%～85%。

國產沼氣發電機電效率 30%～36%，總效率 70%～80%，1 方沼氣可以發電 1.5～1.6千瓦時；進口沼氣發電機電效率30%～40%，總效率可以到90%，1方沼氣可以發電2千瓦時。我們根據國內沼氣發電機的電效率和熱效率平均水平，制定出沼氣發電機的效率指標要求。捷克 Tedom 公司生產的燃氣內燃發電機目前已遍布歐洲地區。其產品的顯著特點是將發電、供熱于一體，機體內部包含了發動機、發電機、余熱回收換熱裝置，及自控系統。它的顯著特點是:系統簡單，且節省許多配套設備，可相應降低工程造價；機體采用了隔音罩等措施，距機體1 m噪聲小于70 dB；在煙道上安裝了煙氣催化凈化裝置，NOx及CO排放均符合歐洲標準。發電效率可達到40%，熱效率50%，綜合效率可達到90%。國產發電機沒加隔聲罩時，1m 范圍噪聲值 110dB（A），所以在工作時需要專門的工作間，并進行墻體隔聲。另外可以生產生物天然氣。每個燃料加工中心生產天然氣需要增加的設備（按1000萬方/年）。

第四篇：遼寧礦區土壤重金屬污染修復工作

遼寧礦區土壤重金屬污染修復工作

遼寧礦區多為有色金屬，對土壤污染嚴重，礦山及礦山周邊地區污染治理和生態環境修復任務十分艱巨，遼寧銅礦區主要重金屬污染因子為Cu、Zn、Pb，周邊田地主要重金屬污染因子為As、Cu。由此可以看出，此地區土壤污染物多為Cu、Pb，因此首要任務是遏制這兩種物質的危害。

針對這一情況，北京恒源嘉達科技有限公司采用的是土壤修復材料元素間的同源協同關系與植物體系吸收修復的方式，綜合治理土壤重金屬問題。首先，土壤修復材料中加入了鐵錳化合物，鐵錳化合物可與Pb產生可交換態的結合反應，土壤修復材料中添加了有機質與微生物，形成固化劑，能有效改善土壤理化性質，有機質能很好的與Cu相結合，使總金屬被吸附在土壤的沉淀中，降低重金屬的生物有小型，利用微生物的吸附富集作用、氧化還原作用、成礦沉淀作用、淋濾作用、協同效應，達到去除重金屬的目的。

同時在重金屬污染嚴重的地區采用植物修復的配套治理方式，經過實驗室的反復試驗篩選出了煙管頭草、早熟禾、黑麥草、高羊茅、落葉松等植物完成修復工作，應用時應注意：在排土場配合土壤修復材料種植薹草將有利于土壤的修復工作；在尾礦庫周邊配合帶有鐵錳化合物的土壤修復材料種植苦荬菜、大籽蒿等植物十分有效果；如果要種植經濟作物，則推薦大豆與玉米，這兩種植物有很強的重金屬耐性，但對土壤修復沒有什么幫助。

第五篇：土壤修復之他山之石：日本重金屬污染防治經驗

作為曾經的土壤重金屬污染大國，日本飽受污染之痛。然而，現在的日本卻搖身一變成了土壤污染防治最先進的國家之一。分析認為，日本土壤污染防治工作得益于其高效靈活的環境污染防治體系。那么，日本有哪些值得我們學習借鑒的經驗？

土壤修復之他山之石：日本重金屬污染防治經驗

日本曾經是世界上重金屬污染最嚴重的國家，經過幾十年的發展現已成為世界上環境污染防治最先進的國家之一。在污染健康損害的推動下，日本逐步建立起了一套包括土壤污染防治在內的完善的污染防治管理體系。

一、日本建立起了一套完善的政府環境管理體系

日本的環境管理體系采用中央和地方二級管理的模式。中央政府、地方政府、財團法人、企業以及民眾之間形成了既靈活又高效的環境管理體系。

日本中央政府負責制定環境污染防治的相關政策、目標和計劃，并對地方相關工作提供基礎設施與財政支持。環境省作為牽頭部門制定污染防治相關政策與行政管理制度。其他行政管理關聯部門主要包括經濟產業省、國土交通省、農林水產省等通過相關政策和行政管理對日本重金屬污染防治進行通力配合。

地方政府根據中央的精神，因地制宜地制定地區基本政策與管理模式。地方政府(市、町、村)可進一步根據當地的具體情況制定并實施行動計劃開展環境經營措施。非營利性機構包括財團、法人、社團，協助行政管理部門進行環境管理和實踐工作，成為環境行政管理體系的有力補充。普通市民則自覺地將環境污染防治工作一點一滴地體現在了日常生活中。

二、日本土壤污染防治的法規

日本關于污染場地、土壤相關立法也是經過了一系列健康安全事件后才引起了政府和公眾的重視。日本土壤污染防治立法由兩部分組成，一部分是專門性的立法，包括《農用地土壤污染防止法》(1970)與《土壤污染對策法》(2002)，以及和土壤污染防治相關的對策方針包括《市街地土壤污染暫定對策方針》(1986)、《與重金屬有關的土壤污染調查對策方針》、《關于土壤地下水污染調查對策方針》(1999)。另一部分是與土壤污染防治相關的外圍立法，包括大氣、水質等污染防治立法。在土壤污染管理措施的立法方面，日本區分了農用地土壤污染和城市工廠跡地土壤污染兩種情況，主要通過《農用地土壤污染防止法》和《土壤污染對策法》進行規制。

日本是世界上最早發現土壤污染的國家。這要追溯到1877年，日本櫪木縣發生了足尾銅礦山公害事件。采礦廢水、廢氣、廢渣大量傾入環境，使河流污染，山林荒禿，農田毀壞。1968年日本又發生了由慢性Cd中毒引起的骨痛病事件，于是農業用地的污染問題就引起了社會各方的廣泛重視。為了防止因土地污染而影響居民的身體健康，1970年國會將“土壤污染”追加為《公害對策基本法》中的典型公害之一，并首次頒布了《農用地土壤污染防止法律》，并于1993年進行了最近的修訂。該法側重于農業用地土壤污染的預防，管理對象僅限于表層土壤。根據該法，將鎘、銅、砷這三個元素指定為特定有害物質。此法以農用地為保護對象，對于依據此法指定為“農用地土壤污染對策的地域”，國家制定農用地土壤污染反應對策計劃，在各個都道府縣運用國家資金進行“農用地土壤污染防止對策細密調查”，并將調查結果公開發布。此后，日本又制定了一系列環境標準和法律法規，有效地遏制了農用地的土壤污染。為了防止土壤污染擴散到城市，1986年頒布了《市街地土壤污染暫定對策方針》。

隨著日本工業化進程的加快，以及1975年東京都江東區六價鉻污染事件的發生，城市型土壤污染不斷涌現，城市用地的土壤重金屬等污染問題變得突出起來。資料顯示，從1974年到2003年的29年間，累計查明的土壤污染物超出環境省《土壤污染相關的環境基準》設置的標準的事例已經達到了1458件，其中2003年已經查明的污染物超標事例達349件。開展土壤污染防治已經成為全社會的迫切要求。

為了彌補市區土壤污染防治的立法缺陷，日本于1989年修改的《水質污濁法》增加了對特定地下滲透水的禁止性規定，防止地下水的污染。其后，日本受美國、德國等土壤污染防治法的影響，開始考慮制定專門的土壤保全法，并最終于2002年制定了主要用于城市用地土壤污染的《土壤污染對策法》，該法于2003年由日本國會正式發布，2004年2月15日在日本全國實施，對日本產業界帶來了顯著的影響。該法以保護國民健康為目的，涵蓋了土壤污染污染狀況的評估制度、防止土壤污染對人體健康造成損害的措施和土壤污染防治措施的整體規劃等內容。首先土地所有者對土壤污染治理由以前的被動轉為之后的主動，而且形成了一條土壤污染評估、土壤污染保險、土壤污染治理的巨大產業，大量企業也都開始自愿采納土壤污染防治措施。借鑒美國的《超級基金法》，日本的《土壤污染對策法》也采用了嚴格責任、連帶責任和追溯責任制度。

(一)農用地土壤污染

《農用地土壤污染防止法》是公害控制法，該法對農用地土壤污染管理的目的是通過防止和消除特定有害物質(在當時主要是重金屬)對農用地土壤的污染，并合理利用受污染的農用地，防止農畜產品損害人體健康以及防止土壤重金屬污染妨礙農作物的生長，從而保護國民健康和保護生活環境。

其中法律所指的農用地包括耕地、主要用于家畜放牧的土地或者為養殖家畜而用于采草的土地，法律所指的農作物包括農作物及其以外用作飼料的植物。而所謂的農用地土壤污染主要是特定有害物質包括重金屬造成的污染。這些有害物質包括兩類：一類是可以籍由農作物的傳遞，對人的健康產生影響的有害物質，如鎘等。另一類是影響和阻礙農作物生長的有害物質，如銅等。

該法規定了立法的目的、污染農業用地及特別地區的指定和變更、污染對策計劃、管制措施、土壤污染調查、行政機關的協助和援助以及罰則等內容。對農用地土壤污染防治的具體規定包括：

(1)土壤污染區域的確定及變更

該法第三、第四條規定了農業用地土壤污染區域的確定和變更。都道府縣知事對于其轄區內的農用地，當確定土壤及農作物中所含重金屬的種類和數量以及該土壤生產的農作物可能會損害人體健康，或者該土壤所含有害重金屬會影響農作物的生長發育時，即可將該區域指定為污染區域，有必要采取相應規制措施，稱之為“對策地域”。在指定“對策區域”時，必須根據《環境基本法》的規定聽取環境審議會以及相關的市鎮村長的意見。確定劃定“對策區域”時，需要及時進行公告，并向環境大臣報告，同時通知相關的市鎮村長。市鎮村長如發現其轄區內存在需要指定“對策區域”的情況時，也可以向都道府縣提出指定申請。當“對策區域”發生變化時，都道府縣知事可遵循程序做出變更或解除。

(2)土壤污染對策計劃及變更

該法第五、第六規定了對于劃定的“對策區域”，都道府縣知事必須制定土壤污染對策計劃及變更的內容。根據日本農林水產省和環境省的規定，對策計劃應包括如下內容：第一、對“對策區域”內農用地土壤特定有害物質的污染狀況進行調查測定;第二、根據“對策區域”內特定有害物質的污染狀況劃分不同的利用地域，并制定利用方針;第三、防止土壤污染的灌溉排水和其他設施的設置、管理和變更，以及除去土壤中污染物的客土法和為合理利用污染農田土壤而進行的土地名目變更等。第四、其他必要事項。都道府縣制定對策計劃時，必須與農林水產大臣和環境大臣進行協商征得同意，同時還要聽取環境審議會以及相關市鎮村長的意見。對策計劃一旦確定，必須及時公告。都道府縣知事可以根據對策區域的變更情況以及土壤中重金屬的變化情況，適當變更對策計劃。

(3)設置更為嚴格的重金屬排放標準

第七條規定了都道府縣知事可以根據對策地域內農用地土壤污染情況，依據《水污染防治法》和《大氣污染防治法》中的有關規定，對于流入農用地的公共水域以及對策地域內的全部或部分煙氣排放設施設定更為嚴格的排放標準。

(4)特別區域的指定和變更

第八到第九條對特別區域的指定和變更做了規定。如果對策區域內的農用地生產的農畜產品可能危害人體健康，都道府縣知事可以劃定不適于種植農作物及飼料植物的地區范圍為“特別區域”，并可根據實際情況進行變更和解除。

(5)污染農用土壤的管制措施

第十、第十一條規定了污染農田的管制措施。

都道府縣知事可根據區域內污染特征發出不宜種植指定農作物或將該土地上生長的植物作為家畜飼料的行政勸告。環境廳長官可以要求行政機關長官按照《礦山保安法》(1949年70號法律)采取必要措施或者向有關地方公共團體長官提出勸告。

(6)農用土壤污染調查與監測

第十二、十三條規定了對農用地土壤污染調查監測的內容。都道府縣知事負有對其行政轄區內農業用地土壤污染調查測定并上報、公布監測結果的義務，同時規定了現場調查應采取的措施。

(7)行政輔助措施

第十四、十五、十六條規定了在貫徹和執行上述規定時，有關行政機關的長官或者有關地方公共團體的長官，必須提供所需的資料、情報或者陳述意見以及其他協助，而國家和都、道、府、縣應為完成對策計劃而努力實施必要的資助，指導和其他援助。同時規定應努力推進防治土壤污染的技術和成果。(8)罰則

第十七條規定了對于違反本法的行為行使處罰措施。即拒絕、妨礙或回避調查、測定或采集樣品者，處3萬日元以下的罰金。除處罰行為人外，對其法人或自然人也要處以同樣的罰金。

(二)城市用地土壤污染防治

《土壤污染對策法》立法的目的是：“是通過制定措施確定特定有毒物質給土壤造成的污染的范圍來保護公眾健康，以及預防土壤污染給健康造成的損害”。與農用地的土壤污染規制目標不同的是，城市用地土壤特定污染物污染的管理限于對國民健康受損的情況。該法主要包含一般條款、土壤污染狀況調查、劃定污染區、土壤污染損害預防、委派調查機構、委派促進法律實體、責任條款等共八章四十二條。具體規定包括：(1)立法目的和有害物質的定義

在第一章中對立法目的和特定有害物質的定義作出明確規定。第1條闡述了立法目的，第2條將特定有害物質定義為：《土壤污染對策法施行令》規定的，因其存在于土壤中可能會給人類健康造成危害的鉛、砷、三氯乙烯和其他物質(放射性物質排除在外)。

(2)土壤污染調查及報告

第二章規定要求土壤污染調查的條件。當發生某些用來生產、使用或者處理有害物質的設施停用或者轉用時;或是發布了行政令，都道縣府知事可以簽發行政令要求對土壤污染進行調查并公布調查結果。

(3)污染區域的指定

第三章對污染區的指定作出規定。

如果調查發現該土地上集中的某重金屬物質超過限量或者說不符合土壤質量標準，則就應該把該土地指定為污染區，并登記在指定污染區登記簿中。該指定污染區登記簿公眾可以自由查閱。只有成功實施了整治措施將土壤污染降至達標的程度，該區域才可以從登記簿中刪除。登記簿的自由查閱制度，在促進土地所有人積極采取措施消除污染方面發揮了重要作用。

(4)對指定污染區的管制

第四章是對防止土壤污染健康損害措施的規定。一旦地塊被認定為污染區域并被載入污染地區登記薄中，該土地的使用便受到限制，旨在防止污染危險的進一步擴散。該法規定了縣級行政長官對污染土地所有人簽發整治行政令的要求，措施主要包括防止污染擴大和對已經形成的污染的修復如挖掘外運等。該法還規定了土地所有者、實施污染整治措施行為者、實施改變該地塊形式或質量者需要報告并說明該地塊、污染整治措施或土地改變情況等，以及政府職員進入場地進行檢查的要求。

(5)調查機構和法人的指定 第五章和第六章是關于調查機構和支持法人的指定。對調查機構的指定和委派的相關程序、法人的資格、管理方式、營業范圍、基金來源等以及財政支持方案等作了規定。(6)雜項

第七章的雜項規定包括報告與檢查、咨詢及提交材料的要求、環境省的指令、國家援助等。

(7)懲罰規定

第八章是對于懲罰形式的規定，包括罰金和判刑。對單位實行雙罰制，既對違反相關法定義務的單位實施處罰，又對單位的負責人和直接責任人等給予處罰。

(三)日本土壤污染防治相關標準

日本土壤污染防治相關標準早在1967年制定的《公害對策基本法》中即已提出，但實際上直到1991年有關土壤染的環境基準才被制定出來，規定了25種有害物質的限值。《土壤污染對策法》根據土壤中含有量以及土壤溶出量兩個因素來控制土壤重金屬污染，前者主要通過直接攝取污染土壤的方式攝入重金屬帶來影響，后者主要通過人類的污染地下水暴露風險帶來影響;對揮發性有機物和農藥只限定了溶出量基準。

《農用地土壤污染防止法》指定了Cd、As和Cu是有害物質。Cd的最大允許限值根據Cd在米粒里面的濃度設定，而不是土壤中Cd的濃度。這是考慮到土壤中影響生物有效的Cd的因素很多(例如稻株栽培的水管理措施)，設定土壤Cd含量不符合實際情況。

土壤環境標準適用于各種類型的土地，但是由于自然原因導致污染的土地以及原材料的堆積場、廢棄物的填埋場和其他以利用或處置為目的場地不適用該環境標準。

三、日本土壤污染防治管理的特點與啟示

日本在土壤污染防治管理方面開展工作比較早，通過多年的實踐，形成了一些先進的制度和措施，這些制度和措施在我國土壤污染防治是方面值得借鑒和采納的。

(1)形成了政府-企業-民眾高效靈活的環境污染防治體系

日本土壤污染防治工作得益于其高效靈活的環境污染防治體系。在中央政府的法律、行政指導下，地方政府在其實施中發揮了靈活的、突出的作用，企業、財團和民眾都發揮了積極的作用。

(2)公害賠償制度獨具特色

日本的環境污染防治法律法規(包括土壤)是在遭受到污染之痛后，在污染健康損害賠償推動下逐步建立起來的。其公害補償制度獨具特色。

(3)對不同的污染土壤類型采用分別立法的方式

日本將土壤污染區分為農用地土壤污染和工業跡地土壤污染兩種分別進行立法，這既是日本首先遭受農田重金屬污染的原因，也是農用地土壤污染和工業跡地土壤污染具有不同所致。鑒于農用地安全的重要性，日本對農用地土壤污染采取了由政府直接實施的模式，即由政府監視農用地的土壤污染狀況、劃定污染對策區域、制定對策計劃及組織實施等，實施費用由污染者負擔。對城市工業跡地，以污染者負擔原則為指導，采取了由土地所有者，包括土地的管理者、占有者和污染者具體實施的方式。兩部法律及其配套法規在實施過程中相互結合，相互促進，共同構成了日本的土壤污染防止法律體系。

(4)在土壤污染防治上注重事前預防和事后整治結合原則

日子在土壤污防治方面比較注重“預防為主、防治結合”的原則，如為彌補市區土壤污染防治的立法缺陷，日本于1989年修改的《水質污濁法》增加了對特定地下滲透水的禁止性規定，以防止地下水污染。

(5)法律責任嚴格明確

日本土壤法的責任主體范圍廣泛。一般情況下土壤的所有人或使用人都是土壤污染的責任主體，在歸責原則上也多采嚴格責任制，在追究責任上具有追溯性，在有多個責任人時責任具有連帶性，即任何一個責任人都應先承擔和履行責任，然后向其他責任人追償。最后，責任的代位性，即環境保護主管機關可以先為責任人履行責任，然后向具體責任人追討。

(6)制度較為先進且可操作性強 日本土壤污染防治的某些制度較為先進，中如土壤污染區域指定及管制制度。此外，日本土壤污染管理制度相關條目還包含了大量程序性規范。便于具體管理措施的實施，具有很強的可操作性。

(7)注重信息公開和公眾參與

日本土壤污染法規中明確規定了污染信息的公開和匯報制度，對策法中規定了公眾有權查閱污染土壤登記薄，對于推進土壤污染防治具有重要作用。

(8)日本土壤重金屬污染管理體系的局限性

日本土壤污染管理體系總體上比較先進，但是也存在著一定的局限性和不足。其一是分別立法的方式對土壤污染防治的整體性和一般性規定有所欠缺，應注意兩部法律的銜接性;其二是《土壤污染對策法》將城市用地土壤污染管理的目標限于對健康的影響情況，而未包括對生活環境的影響，防治目標單一，忽視了污染土壤的生態風險，使得防治法的作用受到了限制。