土壤修复学是土壤学的新兴分支学科，是研究土壤污染的发生、控制、缓解、消除、净化并恢复土壤功能的集理论、方法、技术、工程和管理于一体的基础性与应用性科学。本书包含以下主要内容：绪论，土壤污染源解析、分布与赋存特征，土壤和地下水污染调查理论与技术，土壤污染数据分析、空间表征和制图方法，土壤污染风险评估、环境基准与标准，土壤污染损害评估与鉴定，污染土壤与地下水修复材料及其应用，污染土壤修复装备及应用，污染土壤和地下水化学修复技术，污染土壤和地下水物理修复技术，污染土壤与地下水微生物修复技术，基于监测的土壤与地下水自然衰减修复技术，污染土壤植物修复理论与技术，污染土壤生态修复工程，污染土壤修复工程与环境监理，土壤修复后安全利用与监管，污染土壤修复效果评价体系与方法，土壤修复政策与管理。
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前言
第一章 绪论 1
第一节 概述 1
第二节 土壤修复学发展历程与基本框架 1
一、土壤修复学的发展历程 1
二、土壤修复学的基本框架 2
第三节 土壤修复学定位与主要任务 3
一、土壤修复学的定位 3
二、土壤修复学的主要任务 3
第四节 土壤修复学科面临的挑战与机遇 4
一、中国土壤污染防治攻坚战的迫切需求 4
二、国际环境、外交履约的更高要求 5
三、中国土壤修复研究领域的学科需求 5
第五节 土壤修复科技与产业发展 6
一、当前土壤修复科技研究发展 6
二、当前土壤修复产业发展 9
复习思考题 11
主要参考文献 11
第二章 土壤污染源解析、分布与赋存特征 13
第一节 概述 13
第二节 土壤污染源 13
一、工业污染源 13
二、农业污染源 14
三、交通污染源 15
四、生活污染源 15
五、战争遗留污染源 15
六、自然高背景、输移和灾害源 16
第三节 土壤污染的源解析 16
一、土壤重金属污染源解析 16
二、土壤有机污染物源解析 19
第四节 土壤中污染物的分布与赋存特征 21
一、土壤中污染物的水平分布特征 21
二、土壤中污染物的剖面分布特征 22
三、土壤组分中污染物的分布特征 22
四、土壤复合污染特征 23
第五节 土壤中污染物的赋存形态与影响因素 25
一、土壤中重金属的赋存形态与影响因素 25
二、土壤中有机污染物的赋存形态与影响因素 26
复习思考题 28
主要参考文献 28
第三章 土壤与地下水污染调查理论与技术 30
第一节 概述 30
第二节 土壤和地下水污染调查理论 31
一、采样的基本概念 31
二、土壤污染异质性 33
三、 Pierre Gy 的采样理论 34
四、决策单元-多点增量采样方法 36
第三节 土壤与地下水污染调查技术 36
第四节 土壤与地下水采样技术应用案例 47
复习思考题 55
主要参考文献 55
第四章 土壤污染数据分析、空间表征和制图方法 57
第一节 概述 57
第二节 土壤污染数据处理分析 57
一、土壤污染数据分析的内涵和类型 57
二、数据分析的过程及方法 58
三、空间数据分析的定义 58
第三节 土壤污染数据空间表征 58
一、空间表征及空间变异性 58
二、土壤空间数据统计分析 59
三、半方差函数 59
四、土壤制图模型 62
第四节 土壤污染制图方法 62
一、传统数理统计方法 62
二、地统计学方法 63
三、机器学习方法 66
四、制图结果验证及精度评价方法 68
五、常用制图软件简介 70
第五节 土壤污染物含量预测制图 70
一、土壤污染物空间预测制图 70
二、土壤污染物含量制图方法的发展趋势 71
第六节 土壤污染制图应用案例 72
一、农田土壤重金属含量空间分布预测制图 72
二、场地土壤有机-重金属复合污染空间分布预测制图 73
复习思考题 76
主要参考文献 76
第五章 土壤污染风险评估、环境基准与标准 78
第一节 概述 78
第二节 土壤污染风险评价基础 78
一、风险评估的基本概念 78
二、风险评估的应用范围 80
三、风险评估的决策支持功能 80
第二节 土壤污染健康风险评估 81
一、健康风险评估发展历程 81
二、健康风险评估基础 83
三、农田的健康风险评估 84
四、场地的人体健康风险评估 85
第三节 土壤污染生态风险评估 87
一、生态风险评估发展历程 87
二、剂量-反应关系分析 92
三、生态风险评估方法 93
第四节 土壤污染迁移风险评估 94
一、迁移风险的定义与重要性 94
二、迁移风险评估模型 94
第五节 土壤环境基准与标准 99
一、土壤环境质量基准的概念与研究历程 99
二、土壤环境质量基准与标准制定理论 100
三、土壤环境质量基准与标准制定方法 102
四、土壤环境质量基准与标准的应用 105
复习思考题 108
主要参考文献 108
第六章 土壤环境污染损害鉴定评估 109
第一节 概述 109
第二节 土壤环境污染损害鉴定评估概念 109
一、环境污染损害的定义 109
二、损害评估与损害鉴定 110
三、基线及其相关概念 110
第三节 环境污染损害鉴定评估发展进程 112
一、美国自然资源损害评估 112
二、欧盟环境损害评估 113
三、日本污染公害应对 113
四、中国生态环境损害鉴定评估 113
第四节 土壤环境污染损害鉴定评估技术方法 116
一、调查监测技术和方法 116
二、溯源技术和方法 117
三、模型技术和方法 117
四、价值量化技术与方法 119
第五节 土壤环境污染损害鉴定评估工作程序 120
一、鉴定评估准备 120
二、土壤环境污染损害调查与损害确定 120
第六节 土壤环境污染损害鉴定评估案例 124
一、重金属污染土壤损害鉴定评估案例 124
二、有机污染土壤损害鉴定评估案例 126
复习思考题 128
主要参考文献 128
第七章 污染土壤与地下水修复材料及其应用 130
第一节 概述 130
第二节 固化/稳定化修复功能材料 130
一、固化/稳定化修复功能材料效果影响因素 131
二、代表性固化/稳定化修复功能材料 132
第三节 农田重金属钝化修复功能材料 136
一、钝化修复功能材料种类 136
二、钝化修复功能材料的改性 139
三、钝化修复功能材料的相关规范标准 139
第四节 化学氧化修复功能材料 140
一、高锰酸盐 141
二、臭氧 141
三、过硫酸盐 141
四、芬顿试剂 143
第五节 化学还原修复功能材料 143
一、硫酸亚铁 143
二、亚硫酸氢钠 144
三、零价铁及其复合材料 144
第六节 洗脱修复功能材料 145
一、乙二胺四乙酸 146
二、表面活性剂 146
三、脂肪酸及其衍生物 147
四、农林废弃生物质源的绿色增溶剂 147
第七节 生物修复功能材料 149
一、农田重金属污染植物修复材料 149
二、微生物修复材料在重金属污染治理中的应用 151
三、有机污染物修复中的微生物菌群材料 154
第八节 污染土壤与地下水修复材料应用案例 156
一、某工业园区重金属污染固化/稳定化修复功能材料应用案例 156
二、某农田重金属污染钝化修复功能材料应用案例 157
三、北方某二甲苯污染场地化学氧化修复功能材料应用案例 158
四、某化学试剂厂氯代烃污染场地化学还原修复功能材料应用案例 159
五、洗脱修复功能材料应用案例 159
六、生物修复功能材料应用案例 160
复习思考题 162
主要参考文献 162
第八章 污染土壤修复装备及应用 164
第一节 概述 164
第二节 污染土壤物理修复装备及应用 164
一、热脱附修复装备及应用 164
二、原位阻隔装备及应用 167
三、多相抽提装备及应用 169
第三节 污染土壤化学修复装备及应用 170
一、氧化修复技术装备及应用 170
二、淋洗修复装备及应用 171
三、固化/稳定化修复装备及应用 172
第四节 污染土壤生物修复装备及应用 174
一、地下水反应墙装备及应用 174
二、生物通风装备及应用 175
三、药剂/菌剂注入设备 176
第五节 污染土壤其他修复装备及应用 177
一、可移动式大棚 177
二、尾气净化装备 178
第六节 安全文明生产及二次污染防控设备及应用 179
一、安全文明生产设备及应用 179
二、二次污染防控设备及应用 179
第七节 污染土壤修复装备发展趋势 180
一、技术创新与性能提升 180
二、绿色低碳与可持续发展 180
三、智能化与自动化 180
四、小型化与便携化 181
五、标准化与规范化 181
复习思考题 181
主要参考文献 181
第九章 污染土壤与地下水化学修复技术 183
第一节 概述 183
第二节 固化/稳定化技术 183
一、技术原理 183
二、技术分类 184
三、作用机制 184
四、影响因素 184
五、修复系统组成 185
六、适用范围 186
七、固化/稳定化技术的修复方式 186
第三节 化学淋洗技术 187
一、技术原理 187
二、影响因素 187
三、适用范围 188
四、修复方式 188
五、关键工艺参数及设计 189
第四节 化学氧化技术 192
一、技术原理 192
二、技术分类 193
三、化学氧化修复系统组成与工艺流程 194
四、适用范围 195
五、关键工艺参数及设计 195
第五节 化学还原技术 197
一、技术原理 197
二、技术分类 197
三、化学还原修复系统组成 198
四、适用范围 198
五、工艺流程 198
六、影响因素 199
第六节 案例分析 199
一、某化工厂重金属复合污染土壤固化/稳定化修复 199
二、某化工污染场地土壤和地下水VOCs/SVOCs 化学氧化修复工程 204
复习思考题 207
主要参考文献 207
第十章 污染土壤与地下水物理修复技术 208
第一节 概述 208
第二节 客土法、深翻法和阻隔法 208
一、客土法 208
二、深翻法 209
三、阻隔法 209
第三节 电动修复法 210
一、技术原理 210
二、系统构成 211
三、工艺流程 212
四、适用性与局限性 214
第四节 抽提修复法 214
一、抽提理论 214
二、抽提技术 215
第五节 热处理修复 219
一、热处理理论 219
二、热处理技术 219
第六节 基于物理修复的可渗透性反应墙技术 225
一、可渗透性反应墙技术原理和结构 225
二、RPB 对污染物的吸附去除机理 226
第七节 物理修复技术应用案例 226
一、抽提应用案例 226
二、热处理应用案例 230
复习思考题 235
主要参考文献 235
第十一章 污染土壤与地下水微生物修复技术 237
第一节 概述 237
第二节 微生物修复理论 237
一、微生物对重金属的生物吸附与生物转化作用 237
二、微生物对有机污染物的生物转化与降解 238
第三节 微生物修复技术原理 240
一、生物强化修复技术原理 240
二、生物刺激修复技术原理 240
三、微生物群落修复技术原理 240
四、微生物-植物联合修复技术原理 241
第四节 微生物修复技术发展 241
一、污染土壤微生物修复技术 242
二、污染地下水微生物修复技术 245
第五节 微生物修复技术应用案例 249
一、长江三角洲某电子垃圾拆卸区周边污染农田土壤微生物修复技术应用案例 249
二、美国加利福尼亚州三氯乙烯污染场地植物-微生物联合修复技术案例 251
三、污染地下水微生物修复技术应用案例 252
复习思考题 254
主要参考文献 254
第十二章 基于监测的土壤与地下水自然衰减修复技术 256
第一节 概述 256
第二节 监测自然衰减理论 256
一、监测自然衰减的概念 256
二、污染物的自然衰减过程 257
三、监测自然衰减的特征 258
四、监测自然衰减修复的优缺点与适用范围 259
第三节 监测自然衰减的实施 259
一、第一阶段：筛选评价可行性与接受度 260
二、第二阶段：场地调查与MNA 证据 260
三、第三阶段：预测MNA 的长期效果 261
四、第四阶段：实施监控与项目结束 262
第四节 监测自然衰减关键技术与工具 265
一、监测自然衰减的评价技术 265
二、常用的计算模型工具 268
第五节 监测自然衰减的应用实例 269
一、MNA 作为单一修复措施：Evergreen Manor氯代烃污染土壤与地下水 269
二、MNA 作为修复方案一部分：PCPL 土壤与地下水 272
复习思考题 275
主要参考文献 275
第十三章 污染土壤植物修复理论与技术 276
第一节 概述 276
第二节 污染土壤植物修复定义与意义 276
一、植物修复的基本概念 276
二、植物修复的研究历史与发展趋势 279
三、污染土壤植物修复的生态与经济意义 280
第三节 污染物与植物的相互作用机制 280
一、重金属污染土壤中的植物作用机制 280
二、有机污染物污染土壤中的植物作用机制 282
三、植物与微生物的协同作用 284
第四节 污染土壤植物修复技术 285
一、重金属污染土壤植物修复技术 285
二、有机污染物污染土壤植物修复技术 293
三、复合污染土壤植物修复技术 296
第五节 污染土壤植物修复案例 298
一、重金属污染土壤植物修复案例 298
二、有机污染土壤植物修复案例 298
复习思考题 299
主要参考文献 299
第十四章 污染土壤生态修复工程 301
第一节 概述 301
第二节 污染土壤生态修复工程定义、特点及意义 301
一、污染土壤生态修复工程的定义与意义 301
二、污染与非污染土壤的耦合关系 303
三、土壤生态修复工程的特点与原则 306
第三节 生态修复工程分类、退化生态系统及修复技术 306
一、生态修复工程的分类 306
二、退化生态系统 307
三、生态修复工程修复 309
第四节 矿山废弃地生态修复工程 310
一、矿山废弃地的类型与危害 311
二、矿山废弃地修复技术 314
三、南京某矿山生态修复工程案例 317
第五节 石油污染土壤修复生态工程 319
一、石油污染土壤现状及危害 319
二、石油污染土壤修复原理及技术 319
三、埃克森瓦尔迪兹漏油事件生态修复工程案例 321
第六节 军事污染场地生态修复工程 323
一、军事污染场地类型与主要污染物 323
二、军事污染场地土壤修复技术 323
第七节 湿地及滨海湿地土壤污染退化与海岸线破坏的生态修复 326
一、湿地及滨海湿地土壤污染退化与海岸线破坏现状 326
二、湿地及滨海湿地土壤污染退化的生态修复 327
三、海岸线破坏的生态修复 328
第八节 退化设施农业污染土壤的生态修复 328
一、退化设施农业污染土壤现状及危害 328
二、退化设施农业土壤修复原理及技术 329
三、某典型酞酸酯污染农田修复工程和案例 330
复习思考题 330
主要参考文献 330
第十五章 污染土壤修复工程与环境监理 332
第一节 概述 332
第二节 工程与环境监理的基本原则、目的与内容、工作依据与定位职责 332
一、工程与环境监理的基本原则 333
二、工程与环境监理的目的与内容 333
三、工程与环境监理的工作依据 334
四、工程与环境监理单位的关系定位 336
五、环境监理的工作职责 337
第三节 环境监理的工作程序、内容和方法 339
一、环境监理的工作程序 339
二、环境监理的工作内容 340
三、环境监理的工作方法 341
四、环境监理的工作制度 343
第四节 土壤修复工程环境监理要点 345
一、不同土壤修复阶段环境监理要点 345
二、不同土壤修复模式环境监理要点 346
第五节 环境监理重要文件资料的编制 350
复习思考题 350
主要参考文献 350
第十六章 土壤修复后安全利用与监管 352
第一节 概述 352
第二节 污染土壤修复后再利用原则 352
一、底线原则 352
二、问题导向 353
三、因地制宜 353
四、可持续原则 353
第三节 土壤修复后再利用风险分析 353
一、污染场地修复现状 353
二、污染土地再利用方式分类 355
三、修复场地再利用潜在风险分析 355
四、修复后场地再利用的典型安全性风险 356
第四节 国外土壤修复后再利用与监管经验 357
一、污染土地修复再利用 357
二、污染场地修复后再利用的长期监管 358
第五节 土壤修复后再利用方式及安全性分析 359
一、土壤修复再利用方式 359
二、土壤修复后再利用的安全性分析 361
第六节 土壤修复后再利用的监管策略 366
一、开展修复后场地再利用的长期监测 366
二、细化制度控制的实施 367
三、建立修复后场地的定期回顾机制 367
四、建立公众参与机制 367
五、推进场地档案的信息化管理 368
复习思考题 368
主要参考文献 368
第十七章 污染土壤修复效果评价体系与方法 370
第一节 概述 370
第二节 基于污染物总量及效应的修复效果评价方法 370
一、污染物总量分析 370
二、污染物生物有效性分析 371
第三节 重金属污染土壤稳定化修复效果的评价方法 372
一、浸出毒性评价法 373
二、化学形态提取法 374
三、生物学评价法 375
第四节 基于绿色低碳可持续修复理念的修复效果评价方法 376
一、污染场地绿色低碳可持续修复框架 376
二、污染场地可持续修复评价指标 379
三、可持续修复评价模型的构建及应用 384
复习思考题 390
主要参考文献 390
第十八章 土壤修复政策与管理 392
第一节 概述 392
第二节 中国土壤修复管理及其发展历程 392
一、中国典型土壤污染事件 392
二、中国土壤修复行业概述 393
三、中国土壤修复行业发展历程 394
第三节 中国土壤环境管理及其发展历程 395
一、中国土壤环境管理发展历程 395
二、中国土壤环境管理相关法律法规及标准体系 396
第四节 中国土壤修复政策与管理现状 397
一、土壤修复理念及政策概况 397
二、中国土壤环境政策与管理措施 398
三、中国土壤环境管理地方政策及措施 401
四、中国土壤修复平台、人才队伍建设 407
第五节 国外土壤修复政策及对中国的启示 410
一、美国土壤修复政策与管理措施 410
二、欧洲土壤修复政策与管理措施 410
三、澳大利亚土壤修复政策与管理措施 411
四、日本土壤修复政策与管理措施 411
五、国外土壤修复政策与管理对中国的启示 411
第六节 土壤修复的信息化管理及决策支持 413
一、土壤修复的信息化管理概述 413
二、土壤修复的信息化管理现状 414
三、土壤环境信息获取、集成与应用 416
四、基于信息化管理的土壤修复决策支持系统 417
五、土壤修复的信息化管理国内外案例分析 418
第七节 中国土壤修复政策与管理发展趋势 419
一、土壤污染与修复研究和展望 419
二、土壤修复行业市场前瞻 420
三、土壤修复技术发展趋势 420
四、土壤修复大数据与智能化发展趋势 420
五、土壤修复政策与管理发展趋势 421
复习思考题 421
主要参考文献 422
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