我國土壤污染防治形勢嚴峻。當前，農(nóng)用地 污染面廣、量大，工礦企業(yè)場地土壤與地下水污 染問題突出，流域性或區(qū)域性土壤污染態(tài)勢凸顯， 土壤污染風險增大，威脅我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、人居環(huán)境安全和生態(tài)環(huán)境安全[1-2]。習近平總書記 曾多次強調(diào)“強化土壤污染管控和修復，有效防范 風險，讓老百姓吃得放心、住得安心”。開展土壤 污染過程與風險基礎研究，推進土壤污染管控與修復共性關鍵技術研發(fā)，強化土壤環(huán)境監(jiān)管，保 障土壤環(huán)境安全，既是加大《土壤污染防治行動 計劃》科技支撐力度的現(xiàn)實需要，也是支撐美麗 中國、生態(tài)文明建設的長期需要。本文簡要分析 了我國土壤污染狀況，介紹了國內(nèi)外土壤污染與 修復技術研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，指出了我國土壤 污染防治科技研發(fā)中存在的若干問題，提出了我 國土壤污染與修復科技研究與發(fā)展今后的總體策 略與主要方向等對策建議。

我國土壤污染在區(qū)域上涉及西南、華中、華南、 華東、華北、西北、東北七大區(qū)的各省市區(qū)，空間 上遍布城市、城郊、農(nóng)村及自然環(huán)境（例如地質(zhì)高 背景區(qū)），在利用方式上涵蓋農(nóng)用地、建設用地、礦 區(qū)、油田和軍事用地[2-3]。在污染物類型上，耕地土 壤以重金屬為主，包括鎘、砷、汞、鉻、鉛、鉈、 銻等；工礦場地，除重金屬外，常出現(xiàn)有機污染物， 包括苯系物、鹵代烴、石油烴、持久性有機污染物 等。有的土壤還存在病原菌、病毒等生物性污染， 有的則存在爆炸物、化學武器殘留物、放射性核素、 抗生素及抗性基因、塑料及微塑料等[4-5]。這些污 染物在土壤中以不同的賦存形態(tài)、含量、污染方式 及污染程度存在，具有不同的釋放性、遷移性、有 效性和風險性[5-6]。對土壤環(huán)境中這些污染物的源徑-匯和過程-含量-效應-風險，人們研究和了解得 相當有限。

2014 年發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》[7] 顯示，總的調(diào)查點位超標率為 16.1%，中度和重度 污染點位分別為 1.5%和 1.1%。耕地土壤的超標率 高達 19.4%，面廣、量大，危及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和 生物生態(tài)安全。工礦業(yè)場地土壤污染問題突出，點 位超標率達 36.3%，有色金屬礦采選、有色金屬冶 煉、石油開采、石油加工、化工、焦化、電鍍、制 革、造紙、廢物處置、電子廢舊產(chǎn)品拆解等重點行 業(yè)用地及周邊土壤污染風險高，危及人居環(huán)境安全 和生態(tài)系統(tǒng)健康。

近 20 年來，我國農(nóng)用地和工礦用地土壤污染過 程與修復科技快速發(fā)展。根據(jù)全球文獻計量分析， 我國近 20 年發(fā)表英文（SCI）論文數(shù)量逐年增加，在 2010 年就超過美國，位居第一；我國土壤修復技術 專利在全球的占比呈直線增加，比例達 60%以上， 遠高于世界其他國家或地區(qū)，美國位于第二位。

2.1 土壤污染成因和過程研究與發(fā)展現(xiàn)狀 

近 40 多年來，歐美發(fā)達國家在土壤污染來源、 過程、機制、效應、風險、預測等基礎理論與方法 上開展了系列研究[8]。在土壤-植物和土壤-地下水系 統(tǒng)污染物遷移轉化機制，特別是微觀分子機制、多 介質(zhì)傳輸機制、多界面分配機制、多尺度預測模型 等方面，取得了長足的研究進展[9]。解析了多尺度 污染物源-徑-匯和形態(tài)/劑量-受體關系，建立了污染 源數(shù)據(jù)庫、生物毒性數(shù)據(jù)庫和環(huán)境基準體系；在對 土壤環(huán)境背景及基準研究的基礎上，建立了污染物 的遷移風險、生態(tài)風險和健康風險評估方法；形成 了土壤污染防治的基礎理論、方法及技術原理，發(fā) 展了基于界面行為調(diào)控的土壤-植物和土壤-地下水 污染物有效性調(diào)控方法；為污染土壤環(huán)境質(zhì)量標準 制定及修復新技術設計奠定了理論與方法基礎。 

在國內(nèi)，近 40 年來，通過 20 世紀 80 年代第二 次土壤普查和 21 世紀初第一次全國土壤污染調(diào)查， 積累了大量基礎性數(shù)據(jù)，建立了全國土壤背景值圖 集[10]，分析了我國土壤污染特征，評價了土壤環(huán)境 質(zhì)量狀況，提出了土壤污染防治對策[11]。近 20 年來， 在國家“973”計劃項目支持下，圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境 保護和生態(tài)文明建設，在京津冀、長江三角洲（長 三角）、珠江三角洲（珠三角）、東北老工業(yè)基地、 西南礦區(qū)和地質(zhì)高背景地區(qū)等區(qū)域，開展了多尺度 土壤污染特征、污染物遷移轉化機制、界面過程和 環(huán)境風險等方面的系列研究，了解了土壤中污染物 遷移轉化規(guī)律、生物有效性和污染風險，初步闡明 了重金屬與持久性有機污染物復合污染及生態(tài)效 應，建立了部分土壤環(huán)境基準與標準，發(fā)展了土壤 污染風險管控與修復技術原理，為土壤污染防治提供了理論與方法指導[12]?！笆濉逼陂g，在國家重 點研發(fā)計劃項目支持下，土壤污染成因、過程及風 險研究進入了新階段，未來 5 年內(nèi)將在土壤污染源 匯關系與源解析、污染物積累與轉化機制、污染物 擴散與驅動機制和污染風險評估方法與指標體系等 方面取得系統(tǒng)性、創(chuàng)新性研究進展。

2.2 、土壤污染管控與修復技術研究與發(fā)展現(xiàn)狀 

近 20 年來，在國家“863”計劃項目等支持下， 我國土壤污染修復技術研究，于“十五”起步，“十一 五”進步，“十二五”發(fā)展，“十三五”跨越；20 年的進 展，帶動了土壤修復技術應用和綠色修復產(chǎn)業(yè)化發(fā) 展，在修復技術、裝備及規(guī)?；瘧蒙吓c先進國家 的距離在加快縮短。技術支撐上，初步建立了場地 土壤修復技術體系，快速、原位的土壤修復技術得 到研究與應用；技術裝備上，研制了能支持快速土 壤修復的多種裝備；技術產(chǎn)業(yè)上，研發(fā)的技術支撐 了規(guī)?；瘧眉爱a(chǎn)業(yè)化運作?？傮w上，在農(nóng)用地土 壤污染管控與修復技術上，我國與發(fā)達國家并駕齊 驅，有的已處領先地位；在建設用地方面，我國的 土壤污染管控與修復技術水平與歐美國家相比尚有 距離[13-14]。

（1）在農(nóng)用地方面，根據(jù)國際技術的研發(fā)歷程、 產(chǎn)業(yè)化程度和應用推廣的分析，側重發(fā)展農(nóng)用地土 壤重金屬污染管控與修復技術，可歸納為三類：I 類 技術（植物提取與資源化技術）相對成熟，已經(jīng)實 現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，仍是研究熱點；II 類技術（重金屬鈍化 與替代種植技術）正逐漸成熟，開始進入產(chǎn)業(yè)化階 段，緩慢發(fā)展；III 類技術（植物阻隔與穩(wěn)定化技術） 已有研究基礎，正在加快產(chǎn)業(yè)化進程，快速發(fā)展。相對于發(fā)達國家，我國農(nóng)用地土壤污染治理技術研 究起步較晚，但進步迅速。在我國，植物阻隔/穩(wěn)定 化技術研發(fā)早于國際，植物提取與資源化技術已處 國際領先地位。我國的相關論文、專利數(shù)量增幅明 顯，但篇均引用頻次大幅落后美國等發(fā)達國家① ，指 明需要繼續(xù)加強提升研究質(zhì)量和學術影響力。正在 努力的方向是豐富修復植物種質(zhì)資源[15]、提升修復 功能材料產(chǎn)品效益[16]、發(fā)展資源-材料-技術-效評體 系[17]，繼續(xù)加大投入，形成高效、廉價、安全、普 適的農(nóng)用地土壤污染管控與修復技術模式。

（2）在工礦用地方面，歐美國家已經(jīng)形成場地 土壤污染調(diào)查、風險評估、標準制定、管理控制、 修復技術和法規(guī)體系[18-19]；正在著力研發(fā)高效、安 全、低能耗、低成本、低碳排的生物修復技術及多 技術耦合智能系統(tǒng)。近 20 年來，我國場地-地下水 污染風險管控與修復技術發(fā)展上，發(fā)表的英文（SCI） 論文數(shù)量快速增加，已經(jīng)超越美國；雖然在多種新 技術發(fā)明的時間上落后于美國平均約十年，但我國 發(fā)明專利占國際的比例接近三分之二① 。然而，我國 的相關技術轉化率較低，總體上仍處于跟蹤階段。在重金屬污染修復方面，國內(nèi)外的共同熱點在植物 修復、固化/穩(wěn)定化藥劑及設備、淋洗設備，電動修 復的電極材料研發(fā)和微生物修復的菌劑研發(fā)等。有機 污染修復方面，發(fā)表的論文數(shù)量明顯少于重金屬；我 國的不少工作集中于有機污染物的熱脫附設備以及 微生物修復藥劑的研發(fā)。熱脫附及相關技術在國際上 已步入產(chǎn)業(yè)化階段，在國內(nèi)異位和原位熱脫附技術廣 泛應用于難降解性或持久性有機物污染場地土壤的 修復。近年來，國內(nèi)外生物修復技術研究與發(fā)展迅速。近 10 年我國的相關技術研發(fā)明顯增強[20]。微生物轉 化技術、生物質(zhì)炭復合納米技術、強化氧化/還原技 術、多相抽提技術、深度垂向阻隔技術、可滲透反 應屏障技術等在國內(nèi)得到發(fā)展，并應用于場地土壤 與地下水管控與修復?，F(xiàn)正努力創(chuàng)新研發(fā)綠色高效 環(huán)境功能材料，研制智能化、模塊化裝備，提升綠 色和可持續(xù)的土壤污染管控與修復技術、產(chǎn)品與裝 備水平，致力于土壤污染綜合防治與安全利用技術 體系及模式的形成，提升土壤環(huán)境管理與風險監(jiān)管 能力及土壤污染協(xié)同治理水平。

2.3、土壤污染與修復科技研究與發(fā)展趨勢 

縱覽國內(nèi)外土壤污染與修復科技研究與發(fā)展， 其總體趨勢表現(xiàn)為：

（1）在過程與效應上，從傳統(tǒng) 污染物、單一污染過程與生態(tài)效應關注到新興污染 物及其復合污染過程與健康效應，從單一的物理、 化學或生物學過程及機制發(fā)展到多介質(zhì)、多界面、 多過程耦合機制。

（2）在分析與監(jiān)測上，從單一的 污染物含量分析到多種監(jiān)測并存分析，從微觀的點 源分析到宏觀的多源、多尺度的土壤立體智慧監(jiān)測。

（3）在風險與管理上，從健康風險到生態(tài)風險，從污染源阻隔到過程管控，融合遙感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù) 據(jù)的智能風險管理。

（4）在修復技術與利用上，單 一修復技術到多技術耦合系統(tǒng)，從源頭控制、過程 阻斷、凈化修復、安全利用到生態(tài)開發(fā)的集成治理 再發(fā)展模式。

（5）在修復材料與裝備上，從單功能 單目標到多功能多目標的靶向修復材料方向發(fā)展， 從服務于離場異位修復的固定式裝備向支持現(xiàn)場原 位修復的移動式、模塊化裝備方向發(fā)展。

（6）在工 程應用方面，從單項修復走向場地土壤污染協(xié)同智 慧修復方向發(fā)展。就近五年來的污染修復技術熱點 及趨勢分析而言，國際上更多地關注生物修復、植 物修復、固化/穩(wěn)定化等原位技術研究。例如，關注 于生物群落結構對污染物去除的作用[21]、植物生長 狀態(tài)對重金屬的富集[22]、長效性的固化/穩(wěn)定化材料 （如生物質(zhì)炭）等[23]?？傮w而言，我國的研究熱點與 國際的相一致。

近年來，國家高度重視土壤污染防治科技的投 入，科學技術部、國家自然科學基金委、生態(tài)環(huán)境 部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中國科學院等部委相繼啟動了一 批土壤污染過程、管控與修復重大項目，大大促進 了土壤污染防治科技的發(fā)展。但是，在我國土壤污 染與治理修復科技研發(fā)中尚存在如下重要問題：

（1）土壤環(huán)境基準是土壤環(huán)境質(zhì)量標準制定的 基礎，可科學地反映土壤污染物的環(huán)境行為對相關 受體的效應及其風險。我國土壤環(huán)境背景值和環(huán)境 基準嚴重不足，難以滿足科學制定土壤環(huán)境質(zhì)量標 準的需要；現(xiàn)有土壤環(huán)境質(zhì)量標準基本上與全國土 壤類型和土壤利用方式脫鉤，難以支持國家及區(qū)域 土壤環(huán)境標準化和差異化管理。

（2）風險評估與風險管理存在明顯局限性。在 場地土壤和地下水健康風險評估模型計算上缺乏我 國土壤中污染物的毒性和毒理參數(shù)，更是嚴重缺乏 本土化參數(shù)，從而造成過于保守或過于寬松的風險 控制值或修復目標值，難以有力、有效地支持科學 的風險管控。迄今，我國尚缺乏大量研究支持下的、 能有效保護土壤生物安全和生態(tài)系統(tǒng)健康的生態(tài)風 險評估方法，亦缺乏能有效保護地下水安全的環(huán)境遷移風險評估方法。

（3）基于風險管控的穩(wěn)定化技術推廣應用難以 降低土壤污染物超標率，難以體現(xiàn)土壤環(huán)境質(zhì)量的 改善。特別是對農(nóng)用地土壤，在缺乏長效穩(wěn)定調(diào)理 管控材料下，需要反復施用土壤穩(wěn)定劑，將嚴重影 響良田的土壤肥力質(zhì)量和健康質(zhì)量。 

上述問題關系到國家《土壤污染防治行動計 劃》[24]中提出的目標的實現(xiàn)。例如，到 2030 年， 全國土壤環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中向好，農(nóng)用地和建設用地土 壤環(huán)境安全得到有效保障，土壤環(huán)境風險得到全面 管控；主要指標是到 2030 年，受污染耕地安全利用 率達到 95%以上，污染地塊安全利用率達到 95%以 上。

土壤環(huán)境安全是支撐美麗中國和健康中國建設 的重要基礎。防治土壤污染，保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、 人居環(huán)境安全和生態(tài)環(huán)境安全，是我國鄉(xiāng)村振興和 生態(tài)文明建設的重大戰(zhàn)略需求。我國土壤污染防治 策略應針對我國社會經(jīng)濟發(fā)展中面臨的重點區(qū)域、 重點行業(yè)、重點污染物的土壤污染問題，以“保護優(yōu) 先、綜合防控、改善質(zhì)量、安全利用”為土壤污染防 治出發(fā)點，構建基于“基準化監(jiān)管”和“凈土化修復” 的土壤污染防治理論和技術創(chuàng)新、工程應用與管理 支撐以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的全鏈條式科技創(chuàng)新體系，建 立多學科融合、多部門協(xié)同、產(chǎn)學研結合和國際合 作的自主創(chuàng)新機制，培育具有市場開拓力和國際競 爭力的土壤修復企業(yè)，全面提升土壤污染防治科技 水平，支撐和引領土壤污染攻堅戰(zhàn)，搶占土壤污染 防治領域的國際戰(zhàn)略制高點，形成我國土壤污染治 理體系，以安全健康的土壤支撐美麗中國和生態(tài)文 明建設?！吨腥A人民共和國土壤污染防治法》[25]明確 指出，國家支持對土壤環(huán)境背景值和環(huán)境基準研究， 而且修復活動應當優(yōu)先采取不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、不降 低土壤生產(chǎn)功能的生物修復措施。建議未來重點研 究方向如下：

（1）土壤污染過程、效應與生態(tài)健康風險。包 括土壤環(huán)境污染物的多尺度效應及其轉化的新方法 和新技術；土壤圈污染物多介質(zhì)、多界面、多過程耦合動力學機制與氣候變化影響預測；區(qū)域土壤復 合污染物的生物地球化學過程與環(huán)境質(zhì)量演變；重 大工程活動和自然及人為災害的土壤環(huán)境影響；土 壤中污染物與生物相互作用、致毒機理與調(diào)控機制；土壤污染的食物安全、生物安全與健康風險；原位 強化生物修復技術原理等科學問題。

（2）土壤污染監(jiān)測技術、風險評估方法和環(huán)境 基準。包括土壤新型污染物與環(huán)境暴露分析方法；基于人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域土壤污染快速識別與 環(huán)境信息傳輸處理方法；土壤污染高精度調(diào)查和智 慧監(jiān)測系統(tǒng)；土壤污染生態(tài)風險、健康風險和遷移 風險評估方法及其在土壤環(huán)境基準中的應用；區(qū)域 土壤環(huán)境背景值、風險評估本土化參數(shù)與土壤環(huán)境 安全利用指標；基于土壤類型及利用方式下農(nóng)用地 土壤-作物系統(tǒng)污染過程-效應-風險-安全評估方法；區(qū)域土壤污染物生物有效性與環(huán)境基準/標準制定 等科學問題。

（3）土壤污染修復功能材料、綠色技術和智能 裝備。包括土壤污染的長效穩(wěn)定/轉化/去除和生物降 解功能材料；土壤復合污染阻控和修復靶向技術；土壤污染植物、微生物組[26]及其原位協(xié)同自凈修復 技術；土壤和地下水污染現(xiàn)場原位修復的規(guī)?；?能裝備；修復后土壤安全利用、評估與空間生態(tài)開 發(fā)技術；農(nóng)用地、建設用地、礦區(qū)油田和軍事場地 等污染土壤的靶向仿生、協(xié)同精準和智慧修復等綠 色可持續(xù)凈土科技問題。

（4）土壤環(huán)境信息管理系統(tǒng)與智能服務平臺。 在長江經(jīng)濟帶、黃河流域、京津冀、長三角、粵港 澳大灣區(qū)等重點區(qū)域，建立區(qū)域土壤污染與環(huán)境質(zhì) 量演變長期定位研究基地和多區(qū)域多要素觀測網(wǎng)絡 系統(tǒng)；建立基于多源數(shù)據(jù)融合的國家土壤環(huán)境信息 管理系統(tǒng)與智能服務平臺等區(qū)域土壤環(huán)境精準管理 與安全保障等科技問題。