污染土壤修复效果评估方法研究综述

（山东省环境科学保护研究设计院 生态与土壤修复研究所，山东 济南250013）

随着我国经济的发展、城市化的不断推进，许多老工业场地因企业倒闭、搬迁遗留了大量的污染土地，这些土地因堆积、储存、泄露或其他方式承载了有害物质，具有潜在风险性，会对人体健康和生态环境产生危害，因此急需对这些污染场地实施土壤修复工程[1]。

在对污染土壤实施修复工程之后，其修复效果如何，是否达到修复目标或修复标准，需要对修复后的土壤进行后续的观察，通过有效的方法对土壤修复效果进行评估，因此，污染土壤修复效果的评定是土壤修复工程必不可少的重要环节[2]。污染土壤修复效果评估的目的在于客观地检验修复效果，评估修复工程对土壤性质带来的变化；同时实现对修复工程的监管，并为治理后土壤再利用的方向提供依据[3]。

目前，在我国土壤修复刚刚起步，土壤修复理论与技术研究还较欠缺，缺乏土壤修复相关的政策法规、环境标准及评价体系[4]，对修复工程实施后验收方法及修复效果评估的研究更是少之又少。鉴于此，笔者综述了国内外研究中表征土壤修复效果的方法，并分析了各种方法的优缺点及适用范围，以期为污染场地修复效果评估提供借鉴参考。

1 表征污染修复效果的方法

已有的研究中，污染土壤修复的效果主要从污染物总量和污染物的生物有效性两个方面来表征，其中，污染物总量是从污染物性质的角度来表征土壤修复效果；污染物的生物有效性是从污染物的生物可及性以及生物毒性的角度来表征土壤修复效果。

1.1 污染物总量分析

1.1.1 残留污染分析法

残留污染分析法是对目标污染物在场地内的残留量进行监测，通过与修复目标值的对比来评价修复效果的方法。污染残留分析法是评价污染土壤修复效果最直观的方法，其方法简单，便于操作，比对后通过统计分析计算达标率判定是否达到修复目标。在北京市出台的《污染场地修复验收技术规范》（DB11/T 783-2011）中，可通过逐个对比法或t检验法将场地污染物检测值与修复目标值进行比较来判定是否达到验收标准。其中，逐个对比法适用于修复面积较小、采样数量有限的场地；而t检验法则可剔除采样过程或实验室分析误差导致的超标值的影响[5]。

当污染场地内存在多种污染物复合污染时，污染物之间由于拮抗、相加等作用改变了其毒性，采用此法就不能恰当评定修复效果[6]。加之我国幅员辽阔，土壤类型众多，污染物在不同土壤类型中背景值不一样，采用此法不能体现土壤差异性[7]。

1.1.2 风险评估法

污染场地健康风险评估是指通过分析污染场地中污染物的不同暴露途径对人体健康或生态环境产生危害的概率，计算基于风险土壤修复限值以及保护地下水的土壤修复限值的过程。

污染场地风险评估分为人体健康风险评估和生态风险评估，前者是评价场地中污染物对人体健康产生危害可能性的技术方法，后者是评价场地污染物对场地特定区域生态系统影响的可能性及影响大小。张燕等利用人体健康风险评价法对某化工场地修复效果进行评价，针对场地未来再开发利用方式进行评估，结果表明修复后的土地适宜作为商业服务或工业用地[8]。

1.2 污染物生物有效性分析

土壤中污染物对土壤生物的毒性可从侧面反映土壤污染状况，在土壤修复工程实施之后，可通过污染物的生物有效性分析来表征土壤修复的效果。现有研究中主要有植物、动物、微生物毒性法以及土壤酶水平法。

1.2.1 植物毒性法

植物毒性法是通过不同浓度污染物对作物的生理、生态和生产性状的影响程度以及污染物在作物各器官的残留量来考察土壤修复效果的方法。常用的植物毒性评定法有受害状况评定法、植物体内污染物含量评定法、藻类毒性评定法3种[9]。例如，对于采用固化稳定化修复的重金属场地，大多数金属离子与修复剂形成稳定的结构，选择具有富集重金属能力的或对金属毒性非常敏感的植物，能够准确而全面地反映重金属生物可利用性变化情况[10]。

王松等研究利用发芽毒理实验和作物吸收实验等手段评定修复效果，通过发芽率、发芽时间、根生长速度等指标来评定污染土壤的毒性。采用发芽毒理实验法评估土壤修复效果的优点有两个：一是操作简便，短期即可评定效果；二是植物幼芽对污染物的毒性敏感，反应较显著[11]。

1.2.2 动物毒性法

土壤作为蚯蚓等分解动物的栖息地，受污染的土壤会对栖息动物造成危害，其危害程度和污染物的毒性有关，因此，可以采用适当手段记录土壤对栖息动物的危害和风险，从而达到对土壤修复状况的指示作用[12]。动物毒性法主要有两种方式：一是土壤生物群落法，即根据动物群落数和动物群落结构，通过生物多样性指数来评价土壤系统的污染程度；另一种是动物毒理学实验法，即将对土壤污染具有敏感指示作用的物种作为指示动物暴露于土壤系统中，根据动物的存活率、生长、繁殖等生理指标反映土壤修复效果。

以蚯蚓作为受试动物是动物毒性法诊断土壤污染最常用的方法，在国内外得到了广泛的应用。如Bart等利用蚯蚓在不同土壤中分布的数量不同，对土壤的污染状况进行了风险评价[13]。Chang等以蚯蚓的死亡率为评价指标进行了铅污染土壤修复前后的毒性评价，结果表明修复后的土壤对蚯蚓存在明显的毒性效应[14]。

1.2.3 微生物毒性法

当土壤被污染后，土壤的基本理化性质发生了改变，也将对土壤微生物量产生不同影响[15]。因此，可以把土壤微生物学参数作为评定污染土壤修复效果的指标。微生物量碳可作为表征微生物数量指标，江晴研究指出PAHs的聚集会影响土壤中微生物的正常生长，土样中PAHs含量越高，微生物量越少[16]。

研究发现微生物总量评定法足够灵敏，同时也比较稳定，满足作为污染土壤修复效果评定指标的要求[17]。龙健等通过野外土样采集及室内测定，研究了矿区重金属污染对土壤的微生物指标的影响，结果表明，矿区场地土壤微生物参数发生了明显的改变，微生物呼吸速率减弱，生物量降低，生理生态参数变化等微生物学特征可作为矿区土壤环境质量变化的评定指标[18]。

1.2.4 土壤酶水平法

土壤酶对土壤周围的环境变化相当敏感，因此，污染物对土壤酶活性的影响有助于评价土壤中的污染物或残留剂含量是否已满足修复标准。土壤酶活性是衡量土壤生物活性和生产力的重要指标，是土壤生态系统代谢的重要动力[19]。姜春晓等对土壤镉污染进行了修复研究，发现经生物修复后，土壤酶活性也得到恢复[20]。苗静等通过室内模拟实验研究表明，酶活性可作为表征苯二甲酸二正辛酯与铅污染复合污染的参考指标[21]。曹慧等研究发现土壤酶对土壤的物理、化学、微生物性质具有指示作用[22]。

在选择土壤酶作为评价土壤质量的指标时，必须考虑土壤酶的测定方法。目前对于土壤酶的研究，无论是土壤的前处理、土壤灭菌、分析条件，还是在表达土壤酶活性单位方面，都有待进一步完善。因此，规范土壤酶活性的测定方法成为研究中急需解决的问题。

2 研究结论

通过对污染土壤修复效果评估方法优缺点的综述，可以发现，污染残留量法直观，方便操作，但是误差大，不能全面反映修复效果；风险评估法可通过计算预测危害的概率来反映土壤修复效果，但有时主观性较强；植物毒性法方法简单，容易操作，但由于植物的耐受性对于低浓度污染敏感性较差。动物毒性法对污染反应敏感，可以更好地反映土壤污染对生命的毒害作用，国内外研究对于采用动物评估土壤污染还处于研究阶段，尚难应用于实际修复工程。

当前，污染土壤修复工程的验收大多还局限于通过对土壤中单个污染物残余量的测定。由于不同污染场地的土壤类型差异，环境因素和生态条件复杂多变，对修复后土地再利用的要求也不尽相同。因而，在今后土壤修复效果评估中，应结合原有土壤基本理化性质，综合考虑污染土壤再开发利用的方式，选择合适的评定方法。对于再利用类型定位为工业、商业用地的场地，可在实际工程修复之后，在场地内种植相应的效应植物，辅助判定场地的修复效果，选用植物毒性法判定修复效果；对再利用类型定位为居住用地的场地，采用动物毒性法，通过动物的毒理反应，并结合人体健康风险评估法评定土壤修复效果；对再利用类型定位为农业用地的场地，运用土壤微生物法、土壤酶水平法等微观指标评价土壤修复效果比较合适，对于存在人体暴露途径的用地，应结合人体健康风险评估法进行风险评估。

3 研究展望

由于场地性质差异，修复目标不同，对于土壤修复效果评估方法不能一概而论，采用多种评估方法相结合的方式来评定场地的修复效果是未来发展的趋势，综合场地基本性质、污染性质，对人体的暴露途径以及污染场地再开发利用目的等因素，对场地给予综合性的评价，达到对场地修复工程验收和良好监管的目的。今后的研究应从以下几个方面入手：

（1）健全和规范土壤修复效果评定的指标体系。针对全国不同类型场地，验证指标及其权重的科学性及合理性，形成污染场地修复效果评估的综合评价体系。

（2）探索土壤修复工程对原有土壤理化性质的影响。结合修复工程对土壤理化性质的影响，开展土壤修复效果评估方法研究。

（3）加强微生物指标和酶水平指标的微观研究，特别是微生物参数及酶活性的检测方法的研究，完善土壤修复效果评价体系。

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