農業生產土壤修復技術指南

第1章土壤修好基礎知識..........................................................4

1.1土壤結構與功能...........................................................4

1.1.1土壤顆粒...............................................................4

1.1.2土壤孔隙...............................................................4

1.1.3土壤溶液...............................................................4

1.1.4土壤有機質.............................................................4

1.1.5土壤微生物.............................................................4

1.2土壤退化的類型與成因.....................................................4

1.2.1土壤侵蝕...............................................................4

1.2.2土壤鹽漬化.............................................................5

1.2.3土壤酸化...............................................................5

1.2.4土壤污染...............................................................5

1.2.5土壤壓實...............................................................5

1.2.6土壤貧瘠化.............................................................5

第2章土壤污染監測與評估........................................................5

2.1土壤污染監測方法........................................................5

2.1.1采樣方法...............................................................5

2.1.2檢測方法...............................................................6

2.2土壤污染風險評估........................................................6

2.2.1風險識別..............................................................6

2.2.2風險評價..............................................................6

2.2.3風險管理..............................................................6

第3章農業土壤修復技術概述......................................................7

3.1物理修復技術............................................................7

3.1.1土壤置換法............................................................7

3.1.2土壤隔離法............................................................7

3.1.3土壤蒸汽提取法........................................................7

3.1.4土壤凍結法............................................................7

3.2化學修復技術.............................................................7

3.2.1土壤穩定化技術........................................................7

3.2.2土壤化學淋洗技術......................................................7

3.2.3土壤氧化還原技術......................................................7

3.2.4土壤酸堿調節技術.....................................................8

3.3生物修復技術.............................................................8

3.3.1植物修復技術..........................................................8

3.3.2微生物修復技術........................................................8

3.3.3原生動物修復技術......................................................8

3.3.4動物修復技術..........................................................8

第4章物理修復技術..............................................................8

4.1土壤翻耕與深松...........................................................8

4.1.1土壤翻耕...............................................................8

4.1.2深松..................................................................8

4.2土壤調理劑應用..........................................................8

4.2.1天然礦物調理劑........................................................8

4.2.2有機物料調理劑........................................................9

4.2.3生物調理劑............................................................9

4.3土壤蒸氣提取技術........................................................9

4.3.1技術原理..............................................................9

4.3.2設備與工藝............................................................9

4.3.3技術應用..............................................................9

第5章化學修復技術..............................................................9

5.1土壤淋洗技術.............................................................9

5.1.1技術原理...............................................................9

5.1.2淋洗液選擇.............................................................9

5.1.3淋洗工藝..............................................................10

5.2化學穩定化技術..........................................................10

5.2.1技術原理.............................................................10

5.2.2穩定劑選擇...........................................................10

5.2.3穩定化工藝............................................................10

5.3電動修復技術............................................................10

5.3.1技術原理..............................................................10

5.3.2電動修復系統..........................................................10

5.3.3電動修復工藝..........................................................10

5.3.4技術優勢與局限性......................................................11

第6章生物修好技術.............................................................11

6.1植物修復技術............................................................11

6.1.1植物提取技術..........................................................11

6.1.2植物穩定技術..........................................................11

6.1.3植物降解技術..........................................................11

6.2微生物修復技術..........................................................11

6.2.1微生物降解技術........................................................11

6.2.2微生物固化技術........................................................11

6.2.3微生物促進植物修復技術...............................................11

6.3動物修復技術............................................................12

6.3.1動物提取技術..........................................................12

6.3.2動物降解技術..........................................................12

6.3.3動物促進植物修復技術..................................................12

第7章農業生產中的土壤改良措施.................................................12

7.1有機肥施用..............................................................12

7.1.1有機肥種類及特點......................................................12

7.1.2有機肥施用方法........................................................12

7.1.3有機肥施用效果........................................................12

7.2轉換耕作制度............................................................12

7.2.1耕作制度種類..........................................................12

7.2.2轉換耕作制度為措施....................................................13

7.2.3耕作制度轉換效果......................................................13

7.3植被恢復與保護..........................................................13

7.3.1植被種類及功能........................................................13

7.3.2植被恢復與保護措施....................................................13

7.3.3植被恢復與保護效果....................................................13

第8章土壤修復案例解析.........................................................13

8.1重金屬污染土壤修復案例..................................................13

8.1.1案例背景..............................................................13

8.1.2修復技術..............................................................13

8.1.3案例實施..............................................................13

8.1.4效果評估..............................................................14

8.2有機污染土壤修復案例....................................................14

8.2.1案例背景..............................................................14

8.2.2修復技術..............................................................14

8.2.3案例實施..............................................................14

8.2.4效果評估..............................................................14

8.3復合污染土壤修史案例....................................................14

8.3.1案例背景..............................................................14

8.3.2修復技術..............................................................14

8.3.3案例實施..............................................................14

8.3.4效果評估..............................................................15

第9章土壤修復技術與設備.......................................................15

9.1常用土壤修復設備........................................................15

9.1.1物理修復設備..........................................................15

9.1.2化學修復設備..........................................................15

9.1.3生物修復設備..........................................................15

9.2土壤修復技術選擇與優化..................................................15

9.2.1技術選擇原則..........................................................15

9.2.2技術優化措施..........................................................15

9.3土壤修復過程中的環境監測...............................................16

9.3.1監測內容..............................................................16

9.3.2監測方法..............................................................16

9.3.3監測頻率與周期........................................................16

9.3.4監測數據管理與評價....................................................16

第10章土壤修復項目的管理與評估...............................................16

10.1土壤修復項目管理.......................................................16

10.1.1項目立項與規劃.......................................................16

10.1.2項目實施與監管.......................................................16

10.1.3項目驗收與評價.......................................................16

10.2土壤修復效果評估.......................................................17

10.2.1評估方法與指標.......................................................17

10.2.2評估程序與流程.......................................................17

10.2.3評估結果的應用.......................................................17

10.3土壤修復成本效益分析...................................................17

10.3.1成本分析方法.........................................................17

10.3.2效益分析方法.........................................................17

10.3.3成本效益綜合分析.....................................................17

10.3.4成本效益分析在土壤修復項目管理中的應用.............................17

第1章土壤修復基礎知識

1.1土壤結構與功能

土壤是由固體、液體和氣體三相物質組成的復雜自然體，它是農業生產的基

礎。土壤結構主要包括以下幾部分：

1.1.1土壤顆粒

土壤顆粒是土壤結構的基本單元，包括砂粒、粉粒和粘粒。它們在土壤中形

成不同大小的孔隙，影響土壤的通氣性和保水性。

1.1.2土壤孔隙

土壤孔隙是土壤中儲存水分和空氣的空間。根據孔隙大小，可分為大孔隙、

中等孔隙和小孔隙。土壤孔隙的分布對土壤肥力、根系生長和微生物活動具有重

要作用。

1.1.3土壤溶液

土壤溶液是土壤中溶解的養分和微生物的載體，對植物吸收養分和土壤生物

活動具有直接影響。

1.1.4土壤有機質

土壤有機質是土壤中來源于植物殘體、動物糞便和微生物體的有機物質。它

對土壤肥力、結構穩定性和微生物活動具有重要作用。

1.1.5土壤微生物

土壤微生物是土壤生態系統的重要組成部分，參與土壤有機質的分解、養分

循環和植物生長過程。

1.2土壤退化的類型與成因

土壤退化是指土壤質量下降，導致生產力降低和生態環境惡化。土壤退化的

類型及成因如下：

1.2.1土壤侵蝕

土壤侵蝕是指風力、水力等自然因素和人類活動導致的土壤顆粒流失。其主

要成因包括過度開發、植被破壞、不合理的耕作制度和氣候變化。

1.2.2土壤鹽漬化

土壤鹽漬化是指土壤中鹽分含量過高,影響植物生長。成因包括自然條件（如

地下水位過高、蒸發強烈）和人為因素（如灌溉不當、化肥過量使用）。

1.2.3土壤酸化

土壤酸化是指土壤pH值降低，導致土壤肥力下降。主要原因包括大氣沉降、

化肥使用、有機質分解和工業排放等。

1.2.4土壤污染

土壤污染是指土壤中重金屬、有機污染物等有害物質超過一定限量，影響土

壤質量和生態環境。主要污染源包括工業排放、農業活動、城市垃圾和泄漏等。

1.2.5土壤壓實

十壤壓實是指十壤孔隙度降低，導致十壤通氣性和透水性變差C其主要原因

是農業機械作業、交通活動和人類活動對土壤的壓迫。

1.2.6土壤貧瘠化

土壤貧瘠化是指土壤肥力下降，不能滿足植物生長需求。原因包括土壤侵蝕、

養分失衡、有機質減少和土壤污染等。

第2章土壤污染監測與評估

2.1土壤污染監測方法

2.1.1采樣方法

土壤污染監測的首要步驟是采集代表性的土壤樣本。本節介紹幾種常用的土

壤采樣方法：

（1）隨機采樣：按照一定間距在研究區域內隨機布設采樣點，保證采樣點

的均勻分布。

（2）系統采樣：按照一定間距在研究區域內布設采樣點，每隔一定距離采

集一個樣本。

（3）分層采樣：根據土壤類型、土地利用、地形等因素，將研究區域劃分

為若干個層次，然后在每個層次內進行隨機或系統采樣。

（4）重點區域采洋：針對已知或疑似污染區域，加大采樣密度，以獲取更

精確的污染程度信息。

2.1.2檢測方法

（1）化學分析：通過實驗室化學分析方法測定土壤中的污染物含量，包括

有機污染物和無機污染物。

（2）生物學檢測：利用生物傳感器、生物標志物等生物技術手段，檢則土

壤中污染物的生物有效性及生態風險。

（3）物理檢測：采用土壤質地、結構、顏色等物理性質，間接評估土壤污

染程度。

2.2土壤污染風險評估

2.2.1風險識別

風險識別是對土壤污染潛在來源、污染途徑、污染物的遷移與轉化等過程的

分析，主要包括以下內容：

（1）污染源識別：識別十壤污染的主要來源，如T業排放、農業活動、城

市生活污染等。

（2）污染途徑識別：分析污染物在土壤、水體、大氣等介質中的遷移與轉

化途徑。

（3）污染暴露途徑識別：分析人類和生態系統接觸土壤污染物的途徑，如

食物鏈、地下水、皮膚接觸等。

2.2.2風險評價

風險評價是基于風險識別結果，對土壤污染可能導致的健康風險和生態風險

進行定量或定性評估。主要包拈以下內容：

（1）健康風險評吩：評估土壤污染物對人體健康的潛在影響，包括致癌風

險和非致癌風險。

（2）生態風險評，介：評估土壤污染對生態系統結構和功能的潛在影響，如

生物多樣性、生產力、生物積累等。

（3）風險表征：將健康風險和生態風險進行綜合分析，為制定土壤修復目

標和措施提供依據。

2.2.3風險管理

風險管理是根據風險評價結果，采取相應的措施降低或消除土壤污染風險。

主要包括以下內容:

（1）修復目標制定：根據土壤污染風險評估結果，確定土壤修復的目標值。

（2）修復技術選擇：根據土壤污染特點、修復目標和現場條件，選擇適宜

的土壤修復技術。

（3）修復效果評估：對實施修復措施后的土壤污染風險進行評估，以保證

修復效果達到預期目標。

第3章農業土壤修復技術概述

3.1物理修復技術

物理修復技術主要通過改變土壤的物理性質，達到修復受污染土壤的目的。

以下是幾種常見的物理修復技術：

3.1.1土壤置換法

將受污染的土壤挖出，用干凈的新土壤進行置換，以降低污染物濃度。

3.1.2土壤隔離法

在受污染土壤表層覆蓋一層隔離材料，如塑料薄膜、黏土等，以阻止污染物

向周圍環境擴散。

3.1.3土壤蒸汽提取法

通過蒸汽提取技術,將土壤中的有機污染物蒸發出來，然后進行收集和史理。

3.1.4土壤凍結法

利用冷凍技術將土壤中的污奧物凍結，使其失去活性，從而達到修復目的。

3.2化學修復技術

化學修復技術通過添加化學物質，改變土壤中污染物的化學性質，實現土壤

修復。以下是幾種常見的化學修復技術：

3.2.1土壤穩定化技術

向受污染土壤中添加穩定化劑，如水泥、石灰等，使污染物轉化為不易遷移

和揮發的形態。

3.2.2土壤化學淋洗技術

通過向土壤中注入化學溶劑，將污染物從土壤顆粒表面解吸下來，然后進行

收集和處理。

3.2.3土壤氧化還原技術

利用氧化還原劑改變土壤中污染物的氧化還原狀態，從而降低其毒性。

3.2.4土壤酸堿調節技術

通過調整土壤的酸堿度，改變污染物的溶解度和活性，實現土壤修復。

3.3生物修復技術

生物修復技術利用生物體的代謝作用，降解或轉化土壤中的污染物，具有環

保、成本低等優點。以下是幾種常見的生物修復技術：

3.3.1植物修復技術

通過種植具有富集、降解污染物能力的植物，實現對土壤中污染物的去除。

3.3.2微生物修復技術

利用微生物的降解作用，將土壤中的有機污染物分解為無害物質。

3.3.3原生動物修復技術

利用原生動物對土壤中污染物的生物富集作用，實現土壤修復。

3.3.4動物修復技術

通過引入具有富集或轉化污染物能力的動物，如蚯蚓、昆蟲等，修復受污染

土壤。

第4章物理修復技術

4.1土壤翻耕與深松

土壤翻耕與深松是改善土壤結構、提高土壤肥力的傳統物理修復技術。通過

機械作業打破土壤板結層，增加土壤透氣性和滲水性，提高土壤微生物活性，促

進有機質分解，從而改善土壤生態環境。

4.1.1土壤翻耕

土壤翻耕是指將耕作層土壤翻轉至下層，并將下層土壤翻至表層的作業。翻

耕深度一般為1520cm,可根據土壤類型、作物需求和機械設備進行調整。

4.1.2深松

深松是指在不翻轉上壤的情況下，對深層上壤進行松動的作業。深松深度通

常在2040cm,能有效打破土壤板結，提高土壤透氣性和滲水性。

4.2土壤調理劑應用

土壤調理劑是一種改善土壤結構和性質、提高土壤肥力的物質。合理應用土

壤調理劑有助于緩解土壤鹽潰化、酸化等問題，提高土壤質量。

4.2.1天然礦物調理劑

天然礦物調理劑具有來源廣泛、成本低、環境友好等優點。主要包括蛭石、

沸石、硅藻土等，可提高土壤保水保肥能力，改善土壤結構。

4.2.2有機物料調理劑

有機物料調理劑包括作物秸稈、畜禽糞便、綠肥等，能提高土壤有機質含量,

改善土壤微生物環境，增加土壤肥力。

4.2.3生物調理劑

生物調理劑是利用微生物、植物提取物等生物活性物質制備的土壤調理劑。

它具有促進土壤微生物繁殖、提高土壤酶活性、改善土壤生態環境等功能。

4.3土壤蒸氣提取技術

土壤蒸氣提取技術是利用土壤中揮發性有機污染物（如石油燒類、農藥等）

在蒸氣相中的遷移特性，通過抽提作用將其從土壤中去除的一種修復技術。

4.3.1技術原理

土壤蒸氣提取技術基于土壤中污染物在氣態和固態之間的平衡分配原理，通

過抽提土壤中的蒸氣和污染物，降低土壤中污染物的濃度。

4.3.2設備與工藝

土壤蒸氣提取技術主要包括蒸氣抽提井、抽提泵、冷凝器、氣體凈化設備等。

工藝流程包括土壤蒸氣抽提、氣體凈化、污染物處理與處置等。

4.3.3技術應用

土壤蒸氣提取技術適用于污染程度較輕、土壤透氣性較好的場地。在實際應

用中，需結合土壤特性、污染物種類和濃度等因素，進行優化設計。該技術具有

操作簡便、成本低、環境影響小等優點，但在應用過程中要注意防止污染物擴散

和二次污染。

第5章化學修復技術

5.1上壤淋洗技術

5.1.1技術原理

土壤淋洗技術是通過向污染土壤中注入淋洗液，將土壤中的污染物溶解并隨

水流遷移至土壤深層，再進行集中處理的方法。該技術適用于可溶解性污染物的

去除，尤其是重金屬和有機污染物。

5.1.2淋洗液選擇

淋洗液的選擇應根據土壤類型、污染物種類及污染程度進行。常用的淋洗液

有水、酸、堿、鹽溶液等。在實際應用中，可進行淋洗液配比優化實驗，以提高

修復效果。

5.1.3淋洗工藝

土壤淋洗工藝主要包括以下兒個步驟：預處理、淋洗、收集與處理。預處理

包括土壤破碎、篩分等；淋洗過程中需控制淋洗液的流量、壓力等參數；收集與

處理包括對淋洗后廢液的處理和循環利用。

5.2化學穩定化技術

5.2.1技術原理

化學穩定化技術是利用化學物質與土壤中的污染物發生化學反應，將其轉化

為穩定形態，從而降低污染物的遷移性和生物有效性。該技術適用于重金屬、放

射性污染物等C

5.2.2穩定劑選擇

穩定劑的選擇應根據污染物的種類、性質和土壤條件進行。常用的穩定劑有

磷酸鹽、石灰、黏土礦物等。在實際應用中，可通過實驗室和現場試驗，篩選適

合的穩定劑及其配比。

5.2.3穩定化工藝

化學穩定化工藝主要包括以下幾個步驟：預處理、穩定劑施加、混合與固化。

預處理包括土壤破碎、篩分等；穩定劑施加需保證均勻覆蓋土壤表面；混合與固

化過程中，應保證穩定劑與土壤充分混合，提高修復效果。

5.3電動修復技術

5.3.1技術原理

電動修復技術是利用直流電源在污染土壤中產生電場，通過電場力使土壤中

的污染物發生遼移，從而達到修復目的。該技術適用于重金屬、有機污染物等。

5.3.2電動修復系統

電動修復系統主要包括直流電源、電極系統、土壤處理裝置和監控系統。電

極系統可采用垂直或水平布置，土壤處理裝置包括電極板、土壤調節器等。

5.3.3電動修復工藝

電動修復工藝主要包括以下幾個步驟：電極布設、電源連接、修復過程控制

和污染物收集。修復過程中需監測土壤孔隙水中的污染物濃度，調整電流、電壓

等參數，以保證修復效果。

5.3.4技術優勢與局限性

電動修復技術具有操作簡便、修復周期短、對環境友好等優點。但該技術對

土壤類型、污染物種類等有一定限制，且能耗較高，需結合實際情況進行選擇。

第6章生物修復技術

6.1植物修復技術

6.1.1植物提取技術

植物提取技術是利用特定植物對土壤中重金屬等污染物的富集能力，通過收

獲植物體從而去除土壤中的污染物。該技術主要包括篩選富集能力強的植物種

類、優化種植模式及調控土壤環境等因素。

6.1.2植物穩定技術

植物穩定技術是通過植物根際作用，降低土壤中污染物的生物有效性，實現

土壤污染固定化的目的。該技術主要應用于重金屬污染土壤的修復。

6.1.3植物降解技術

植物降解技術是指利用植物及其根際微生物的代謝作用，將土壤中的有機污

染物降解為無害或低毒性的物質。研究重點包括篩選高效降解植物種類和優化植

物生長條件。

6.2微生物修復技術

6.2.1微生物降解技術

微生物降解技術是利用特定微生物對土壤中有機污染物的分解能力，將其轉

化為無害或低毒性的物質。研究重點包括篩選高效降解菌種、構建基因工程菌及

微生物群落調控。

6.2.2微生物固化技術

微生物固化技術是通過微生物的代謝作用，將土壤中的重金屬等污染物轉化

為難溶或穩定的形態，從而降低污染物的生物有效性。研究重點包括篩選具有固

化能力的微生物菌種和優化固化條件。

6.2.3微生物促進植物修復技術

微生物促進植物修復技術是利用微生物與植物之間的共生關系，提高植物修

復效果。研究重點包括篩選具有促進植物生長和修復功能的微生物菌種，以及優

化微生物與植物的組合應用。

6.3動物修復技術

6.3.1動物提取技術

動物提取技術是利用某些動物對土壤中污染物的富集能力，通過收集動物體

內富集的污染物，實現土壤修復。研究重點包括篩選具有高效富集能力的動物種

類和優化動物生長環境。

6.3.2動物降解技術

動物降解技術是指利用某些動物及其共生微生物對土壤中有機污染物的分

解作用，將其轉化為無害或低毒性的物質。研究重點包括篩選具有降解能力的動

物種類和探究其降解機制。

6.3.3動物促進植物修復技術

動物促進植物修復技術是通過動物與植物的相互作用，提高植物修復效果。

研究重點包括探究動物對植物生長和修復效果的促進作用，以及優化動物與植物

的組合應用。

第7章農業生產中的土壤改良措施

7.1有機肥施用

7.1.1有機肥種類及特點

有機肥主要包括動物糞便、植物殘體、農家肥、綠肥、堆肥等。這些有機肥

富含有機質、氮、磷、鉀等營養元素，能夠提高土壤肥力，改善土壤結構，增加

土壤保水和供肥能力。

7.1.2有機肥施用方法

根據土壤肥力狀況、作物需求和有機肥種類，合理確定有機肥施用量和施用

時間。一般采用基肥、追肥和葉面噴施等方式施用。

7.1.3有機肥施用效果

施用有機肥能夠提高土壤有機質含量，促進土壤微生物活性，改善土壤生態

環境，從而提高作物產量和品質。

7.2轉換耕作制度

7.2.1耕作制度種類

根據作物種類、生長周期和氣候條件，選擇合適的耕作制度，如單作、輪作、

間作、套作等。

7.2.2轉換耕作制度的措施

調整作物種植結構，實行輪作和間作，減少連作，降低土壤病蟲害的發生。

7.2.3耕作制度轉換效果

合理轉換耕作制度能夠減少土壤侵蝕，提高土壤肥力，降低土壤污染，促進

農業可持續發展。

7.3植被恢復與保護

7.3.1植被種類及功能

選擇適宜的植被種類，如草本植物、灌木和喬木，進行土壤覆蓋，提高土壤

抗侵蝕能力，改善土壤生態環境。

7.3.2植被恢復與保護措施

實施退耕還林、退耕還草、植樹造林等措施，增加植被覆蓋度，提高土壤有

機質含量。

7.3.3植被恢復與保護效果

植被恢復與保護能夠減少土壤侵蝕，提高土壤保水能力，改善土壤結構，促

進土壤生物多樣性，增強農業生態系統穩定性。

第8章土壤修復案例解析

8.1重金屬污染土壤修復案例

8.1.1案例背景

某農業生產區由于長期受到周邊金屬冶煉企業的污染，導致土壤中重金屬含

量嚴重超標，對農作物質量和生態環境構成威脅。

8.1.2修復技術

采用植物修復技術、化學穩定化和微生物修復技術相結合的方法進行上壤修

復。

8.1.3案例實施

（1）植物修復：選擇對重金屬具有較強富集能力的植物種類進行種植，通

過植物的生長吸收，降低土壤中重金屬含量。

（2）化學穩定化：向土壤中添加穩定化劑，如磷酸鹽、石灰等，使重金屬

形成穩定的沉淀物，降低其生物有效性。

（3）微生物修復：接種具有重金屬抗性和還原、沉淀能力的微生物，促進

重金屬的轉化和穩定。

8.1.4效果評估

經過修復，土壤中重金屬含量顯著降低，達到國家相關標準，修復效果良好。

8.2有機污染土壤修復案例

8.2.1案例背景

某農業生產區因長期使用農藥、化肥，導致土壤中有機污染物累積，影響農

作物質量和生態環境。

8.2.2修復技術

采用生物降解技術、土壤蒸汽提取技術和固化穩定化技術進行土壤修復。

8.2.3案例實施

（1）生物降解：接種具有降解有機污染物能力的微生物，提高土壤微生物

活性，加速有機污染物的分解。

（2）土壤蒸汽提?。豪谜羝麑⑼寥乐械挠袡C污染物提取出來，并通過冷

凝回收處理。

（3）固化穩定化：向土壤中添加固化劑，如水泥、石灰等，降低有機污染

物的遷移性和生物有效性。

8.2.4效果評估

經過修復，土壤中有機污染物含量明顯降低，修復效果達到預期目標。

8.3復合污染土壤修復案例

8.3.1案例背景

某農業生產區受到重金屬和有機