（山東省環(huán)境科學(xué)保護(hù)研究設(shè)計院 生態(tài)與土壤修復(fù)研究所，山東 濟(jì)南250013）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化的不斷推進(jìn)，許多老工業(yè)場地因企業(yè)倒閉、搬遷遺留了大量的污染土地，這些土地因堆積、儲存、泄露或其他方式承載了有害物質(zhì)，具有潛在風(fēng)險性，會對人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害，因此急需對這些污染場地實施土壤修復(fù)工程[1]。

在對污染土壤實施修復(fù)工程之后，其修復(fù)效果如何，是否達(dá)到修復(fù)目標(biāo)或修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，需要對修復(fù)后的土壤進(jìn)行后續(xù)的觀察，通過有效的方法對土壤修復(fù)效果進(jìn)行評估，因此，污染土壤修復(fù)效果的評定是土壤修復(fù)工程必不可少的重要環(huán)節(jié)[2]。污染土壤修復(fù)效果評估的目的在于客觀地檢驗修復(fù)效果，評估修復(fù)工程對土壤性質(zhì)帶來的變化；同時實現(xiàn)對修復(fù)工程的監(jiān)管，并為治理后土壤再利用的方向提供依據(jù)[3]。

目前，在我國土壤修復(fù)剛剛起步，土壤修復(fù)理論與技術(shù)研究還較欠缺，缺乏土壤修復(fù)相關(guān)的政策法規(guī)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及評價體系[4]，對修復(fù)工程實施后驗收方法及修復(fù)效果評估的研究更是少之又少。鑒于此，筆者綜述了國內(nèi)外研究中表征土壤修復(fù)效果的方法，并分析了各種方法的優(yōu)缺點及適用范圍，以期為污染場地修復(fù)效果評估提供借鑒參考。

1 表征污染修復(fù)效果的方法

已有的研究中，污染土壤修復(fù)的效果主要從污染物總量和污染物的生物有效性兩個方面來表征，其中，污染物總量是從污染物性質(zhì)的角度來表征土壤修復(fù)效果；污染物的生物有效性是從污染物的生物可及性以及生物毒性的角度來表征土壤修復(fù)效果。

1.1 污染物總量分析

1.1.1 殘留污染分析法

殘留污染分析法是對目標(biāo)污染物在場地內(nèi)的殘留量進(jìn)行監(jiān)測，通過與修復(fù)目標(biāo)值的對比來評價修復(fù)效果的方法。污染殘留分析法是評價污染土壤修復(fù)效果最直觀的方法，其方法簡單，便于操作，比對后通過統(tǒng)計分析計算達(dá)標(biāo)率判定是否達(dá)到修復(fù)目標(biāo)。在北京市出臺的《污染場地修復(fù)驗收技術(shù)規(guī)范》（DB11/T 783-2011）中，可通過逐個對比法或t檢驗法將場地污染物檢測值與修復(fù)目標(biāo)值進(jìn)行比較來判定是否達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)。其中，逐個對比法適用于修復(fù)面積較小、采樣數(shù)量有限的場地；而t檢驗法則可剔除采樣過程或?qū)嶒炇曳治稣`差導(dǎo)致的超標(biāo)值的影響[5]。

當(dāng)污染場地內(nèi)存在多種污染物復(fù)合污染時，污染物之間由于拮抗、相加等作用改變了其毒性，采用此法就不能恰當(dāng)評定修復(fù)效果[6]。加之我國幅員遼闊，土壤類型眾多，污染物在不同土壤類型中背景值不一樣，采用此法不能體現(xiàn)土壤差異性[7]。

1.1.2 風(fēng)險評估法

污染場地健康風(fēng)險評估是指通過分析污染場地中污染物的不同暴露途徑對人體健康或生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害的概率，計算基于風(fēng)險土壤修復(fù)限值以及保護(hù)地下水的土壤修復(fù)限值的過程。

污染場地風(fēng)險評估分為人體健康風(fēng)險評估和生態(tài)風(fēng)險評估，前者是評價場地中污染物對人體健康產(chǎn)生危害可能性的技術(shù)方法，后者是評價場地污染物對場地特定區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)影響的可能性及影響大小。張燕等利用人體健康風(fēng)險評價法對某化工場地修復(fù)效果進(jìn)行評價，針對場地未來再開發(fā)利用方式進(jìn)行評估，結(jié)果表明修復(fù)后的土地適宜作為商業(yè)服務(wù)或工業(yè)用地[8]。

1.2 污染物生物有效性分析

土壤中污染物對土壤生物的毒性可從側(cè)面反映土壤污染狀況，在土壤修復(fù)工程實施之后，可通過污染物的生物有效性分析來表征土壤修復(fù)的效果。現(xiàn)有研究中主要有植物、動物、微生物毒性法以及土壤酶水平法。

1.2.1 植物毒性法

植物毒性法是通過不同濃度污染物對作物的生理、生態(tài)和生產(chǎn)性狀的影響程度以及污染物在作物各器官的殘留量來考察土壤修復(fù)效果的方法。常用的植物毒性評定法有受害狀況評定法、植物體內(nèi)污染物含量評定法、藻類毒性評定法3種[9]。例如，對于采用固化穩(wěn)定化修復(fù)的重金屬場地，大多數(shù)金屬離子與修復(fù)劑形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，選擇具有富集重金屬能力的或?qū)饘俣拘苑浅Ｃ舾械闹参?，能夠?zhǔn)確而全面地反映重金屬生物可利用性變化情況[10]。

王松等研究利用發(fā)芽毒理實驗和作物吸收實驗等手段評定修復(fù)效果，通過發(fā)芽率、發(fā)芽時間、根生長速度等指標(biāo)來評定污染土壤的毒性。采用發(fā)芽毒理實驗法評估土壤修復(fù)效果的優(yōu)點有兩個：一是操作簡便，短期即可評定效果；二是植物幼芽對污染物的毒性敏感，反應(yīng)較顯著[11]。

1.2.2 動物毒性法

土壤作為蚯蚓等分解動物的棲息地，受污染的土壤會對棲息動物造成危害，其危害程度和污染物的毒性有關(guān)，因此，可以采用適當(dāng)手段記錄土壤對棲息動物的危害和風(fēng)險，從而達(dá)到對土壤修復(fù)狀況的指示作用[12]。動物毒性法主要有兩種方式：一是土壤生物群落法，即根據(jù)動物群落數(shù)和動物群落結(jié)構(gòu)，通過生物多樣性指數(shù)來評價土壤系統(tǒng)的污染程度；另一種是動物毒理學(xué)實驗法，即將對土壤污染具有敏感指示作用的物種作為指示動物暴露于土壤系統(tǒng)中，根據(jù)動物的存活率、生長、繁殖等生理指標(biāo)反映土壤修復(fù)效果。

以蚯蚓作為受試動物是動物毒性法診斷土壤污染最常用的方法，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。如Bart等利用蚯蚓在不同土壤中分布的數(shù)量不同，對土壤的污染狀況進(jìn)行了風(fēng)險評價[13]。Chang等以蚯蚓的死亡率為評價指標(biāo)進(jìn)行了鉛污染土壤修復(fù)前后的毒性評價，結(jié)果表明修復(fù)后的土壤對蚯蚓存在明顯的毒性效應(yīng)[14]。

1.2.3 微生物毒性法

當(dāng)土壤被污染后，土壤的基本理化性質(zhì)發(fā)生了改變，也將對土壤微生物量產(chǎn)生不同影響[15]。因此，可以把土壤微生物學(xué)參數(shù)作為評定污染土壤修復(fù)效果的指標(biāo)。微生物量碳可作為表征微生物數(shù)量指標(biāo)，江晴研究指出PAHs的聚集會影響土壤中微生物的正常生長，土樣中PAHs含量越高，微生物量越少[16]。

研究發(fā)現(xiàn)微生物總量評定法足夠靈敏，同時也比較穩(wěn)定，滿足作為污染土壤修復(fù)效果評定指標(biāo)的要求[17]。龍健等通過野外土樣采集及室內(nèi)測定，研究了礦區(qū)重金屬污染對土壤的微生物指標(biāo)的影響，結(jié)果表明，礦區(qū)場地土壤微生物參數(shù)發(fā)生了明顯的改變，微生物呼吸速率減弱，生物量降低，生理生態(tài)參數(shù)變化等微生物學(xué)特征可作為礦區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量變化的評定指標(biāo)[18]。

1.2.4 土壤酶水平法

土壤酶對土壤周圍的環(huán)境變化相當(dāng)敏感，因此，污染物對土壤酶活性的影響有助于評價土壤中的污染物或殘留劑含量是否已滿足修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。土壤酶活性是衡量土壤生物活性和生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，是土壤生態(tài)系統(tǒng)代謝的重要動力[19]。姜春曉等對土壤鎘污染進(jìn)行了修復(fù)研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)生物修復(fù)后，土壤酶活性也得到恢復(fù)[20]。苗靜等通過室內(nèi)模擬實驗研究表明，酶活性可作為表征苯二甲酸二正辛酯與鉛污染復(fù)合污染的參考指標(biāo)[21]。曹慧等研究發(fā)現(xiàn)土壤酶對土壤的物理、化學(xué)、微生物性質(zhì)具有指示作用[22]。

在選擇土壤酶作為評價土壤質(zhì)量的指標(biāo)時，必須考慮土壤酶的測定方法。目前對于土壤酶的研究，無論是土壤的前處理、土壤滅菌、分析條件，還是在表達(dá)土壤酶活性單位方面，都有待進(jìn)一步完善。因此，規(guī)范土壤酶活性的測定方法成為研究中急需解決的問題。

2 研究結(jié)論

通過對污染土壤修復(fù)效果評估方法優(yōu)缺點的綜述，可以發(fā)現(xiàn)，污染殘留量法直觀，方便操作，但是誤差大，不能全面反映修復(fù)效果；風(fēng)險評估法可通過計算預(yù)測危害的概率來反映土壤修復(fù)效果，但有時主觀性較強；植物毒性法方法簡單，容易操作，但由于植物的耐受性對于低濃度污染敏感性較差。動物毒性法對污染反應(yīng)敏感，可以更好地反映土壤污染對生命的毒害作用，國內(nèi)外研究對于采用動物評估土壤污染還處于研究階段，尚難應(yīng)用于實際修復(fù)工程。

當(dāng)前，污染土壤修復(fù)工程的驗收大多還局限于通過對土壤中單個污染物殘余量的測定。由于不同污染場地的土壤類型差異，環(huán)境因素和生態(tài)條件復(fù)雜多變，對修復(fù)后土地再利用的要求也不盡相同。因而，在今后土壤修復(fù)效果評估中，應(yīng)結(jié)合原有土壤基本理化性質(zhì)，綜合考慮污染土壤再開發(fā)利用的方式，選擇合適的評定方法。對于再利用類型定位為工業(yè)、商業(yè)用地的場地，可在實際工程修復(fù)之后，在場地內(nèi)種植相應(yīng)的效應(yīng)植物，輔助判定場地的修復(fù)效果，選用植物毒性法判定修復(fù)效果；對再利用類型定位為居住用地的場地，采用動物毒性法，通過動物的毒理反應(yīng)，并結(jié)合人體健康風(fēng)險評估法評定土壤修復(fù)效果；對再利用類型定位為農(nóng)業(yè)用地的場地，運用土壤微生物法、土壤酶水平法等微觀指標(biāo)評價土壤修復(fù)效果比較合適，對于存在人體暴露途徑的用地，應(yīng)結(jié)合人體健康風(fēng)險評估法進(jìn)行風(fēng)險評估。

3 研究展望

由于場地性質(zhì)差異，修復(fù)目標(biāo)不同，對于土壤修復(fù)效果評估方法不能一概而論，采用多種評估方法相結(jié)合的方式來評定場地的修復(fù)效果是未來發(fā)展的趨勢，綜合場地基本性質(zhì)、污染性質(zhì)，對人體的暴露途徑以及污染場地再開發(fā)利用目的等因素，對場地給予綜合性的評價，達(dá)到對場地修復(fù)工程驗收和良好監(jiān)管的目的。今后的研究應(yīng)從以下幾個方面入手：

（1）健全和規(guī)范土壤修復(fù)效果評定的指標(biāo)體系。針對全國不同類型場地，驗證指標(biāo)及其權(quán)重的科學(xué)性及合理性，形成污染場地修復(fù)效果評估的綜合評價體系。

（2）探索土壤修復(fù)工程對原有土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)合修復(fù)工程對土壤理化性質(zhì)的影響，開展土壤修復(fù)效果評估方法研究。

（3）加強微生物指標(biāo)和酶水平指標(biāo)的微觀研究，特別是微生物參數(shù)及酶活性的檢測方法的研究，完善土壤修復(fù)效果評價體系。

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