導讀(dú)：《全國(guó)土(tǔ)壤污染狀況調查公報》顯示，耕地土(tǔ)壤點位超标率近20%，重污染企業用地、工業廢棄地、采礦區等土(tǔ)壤污染點位超标率高于30%，嚴重威脅人(rén)體(tǐ)健康和農産品質量安全。

土(tǔ)壤污染已成爲世界性環境問(wèn)題。20世紀70年(nián)代開始，歐美等工業化國(guó)家爲解決工礦企業遺留、搬遷等形成的“棕色地塊”，陸續啓動了污染場地、農田土(tǔ)壤、礦業開發污染土(tǔ)壤的治理(lǐ)項目，污染土(tǔ)壤修複技術(shù)應運而生(shēng)。美國(guó)于20世紀80年(nián)代建立了“超級基金(Superfund)”項目用以支持土(tǔ)壤污染治理(lǐ)，研發了一系列污染土(tǔ)壤治理(lǐ)與修複技術(shù)，并逐漸進入産業化階段。

與西方發達國(guó)家相(xiàng)比，我國(guó)土(tǔ)壤污染現狀更爲嚴峻。《全國(guó)土(tǔ)壤污染狀況調查公報》顯示，耕地土(tǔ)壤點位超标率近20%，重污染企業用地、工業廢棄地、采礦區等土(tǔ)壤污染點位超标率高于30%，嚴重威脅人(rén)體(tǐ)健康和農産品質量安全。上世紀改革開放(fàng)初期，由于我國(guó)對土(tǔ)壤污染問(wèn)題重視程度不夠，技術(shù)發展起步較晚，目前設備化能力薄弱，産業化程度很低，與國(guó)際上先進的污染土(tǔ)壤修複技術(shù)水平相(xiàng)比存在較大(dà)差距。但(dàn)由于其在城(chéng)市發展轉型、區域産業布局與農産品質量安全保障中的重要作(zuò)用，已引起了政府和全社會的廣泛關注。

本研究采用文獻計(jì)量學方法，以經驗統計(jì)規律爲核心，重點對比國(guó)内外技術(shù)發展水平、發展階段及差距，實現土(tǔ)壤修複技術(shù)體(tǐ)系的量化與系統分(fēn)析，闡述我國(guó)污染土(tǔ)壤修複技術(shù)的未來(lái)發展情況。

1數據與方法

1.1技術(shù)初選

目前，污染土(tǔ)壤修複的技術(shù)體(tǐ)系已基本形成，如(rú)采用物理(lǐ)方法的氣體(tǐ)抽提/熱(rè)脫附等有機(jī)物分(fēn)離(lí)技術(shù)，采用化學方法的固化/穩定化等重金屬污染物鈍化技術(shù)，采用生(shēng)物方法的功能微生(shēng)物降解等有機(jī)物削減技術(shù)，還(hái)有很多對各種方法進行組合的集成技術(shù)。同時，适合不同地區及國(guó)家的土(tǔ)壤環境管理(lǐ)政策與法規也陸續實施，逐漸形成了以風(fēng)險控制爲核心的制度管理(lǐ)體(tǐ)系。

根據國(guó)内外文獻與專利報道，檢索到的污染土(tǔ)壤修複技術(shù)類型很多，但(dàn)大(dà)多數是在原創技術(shù)基礎上經過改進和調整的衍生(shēng)技術(shù)。因此，參照(zhào)國(guó)内外的技術(shù)分(fēn)類方法，對改進、調整及組合了的衍生(shēng)技術(shù)進行歸類和剔除，并兼顧各類技術(shù)的重要性和典型性，篩選出12種重要技術(shù)，其技術(shù)主要特點和應用範圍詳見(jiàn)表1。

1.2文獻統計(jì)方法

本研究以ISIWebofScience的ScienceCitationIndexExpanded引文索引數據庫與作(zuò)爲外文相(xiàng)關文獻檢索的數據源，以CNKI中國(guó)期刊全文數據庫、萬方數據庫及維普數據庫作(zuò)爲中文相(xiàng)關文獻檢索的數據源，以ISIDerwentInnovationsIndex專利創新索引數據庫作(zuò)爲外文專利檢索的數據源，以中國(guó)知識産權局數據庫與CNKI中國(guó)期刊全文數據庫作(zuò)爲中文專利檢索的數據源。

利用關鍵詞設計(jì)檢索式，檢索式如(rú)下：TS=(SoilVaporExtractionandSoil)ORTS=(ThermalDesorp-tionandSoil)ORTS=(Incinerationandsoil)ORTS=(InSituChemicalOxidationandsoil)ORTS=(ElectrokineticＲemediationand(heavymetalororganic))ORTS=(Bioremediationandsoilandpollution)ORTS=((soilflushingorsoilwashingorsoilleaching)and(heavymetaloromeorCrorcadmiumorCdorleadorPbornickelorNiorarsenicorAsormercuryorHgorcopperorCuorzincorZn))ORTS=((solidificationorstabilization)andsoiland(heavymetaloromeorCrorcadmiumorCdorleadorPbornickelorNiorarsenicorAsormercuryorHgorcopperorCuorzincorZn))ORTS=(phytoremediationandsoiland(heavymetaloromeorCrorcadmiumorCdorleadorPbornickelorNiorarsenicorAsormercuryorHgorcopperorCuorzincorZn))ORTS=((oxidationordeoxidizationorreductionorredox)andheavymetalandsoil)ORTS=((contaminatedsitesorcontaminatedsoilorcontaminatedland)and(GuidanceDocumentorreferencemanualorordinanceorGuidelinesorguide)and(protectionormanagementorEnvironmentalprotectionact))，及其中文形式。

檢索1982—2012年(nián)間污染土(tǔ)壤修複的相(xiàng)關研究論文與專利。檢索結果中需剔除中英文重複、一稿多發、會議(yì)論文及非學術(shù)類的查詢結果。共檢索到研究論文共18015篇，其中，（英文論文11990篇，中文論文6025篇），專利共11000件(jiàn)，其中，（英文專利10234件(jiàn)，中文專利766件(jiàn)），并針對各單項技術(shù)進行分(fēn)類統計(jì)。

2結果與分(fēn)析

2.1國(guó)内外技術(shù)發展曆程

2.1.1國(guó)際技術(shù)發展曆程

污染土(tǔ)壤修複技術(shù)從(cóng)20世紀80年(nián)代開始一直保持了持續發展，但(dàn)不同種類技術(shù)的發展曆程有所差異。從(cóng)國(guó)際研究論文數量的絕對增長量來(lái)看(kàn)(圖1)，植物修複從(cóng)90年(nián)代末成爲研究熱(rè)點，近10年(nián)增幅超過10%。氣體(tǐ)抽提、焚燒等技術(shù)在經曆了一個技術(shù)高峰期後，研發投入持續減少。而生(shēng)物修複、化學淋洗等技術(shù)一直維持相(xiàng)對穩定的研究數量。

如(rú)圖2所示，基于近10年(nián)的發文量與發文增幅的比較分(fēn)析，植物修複、固化/穩定化、電動力修複是近10年(nián)的新增熱(rè)點；生(shēng)物修複、化學淋洗和制度控制作(zuò)爲傳統修複技術(shù)，其論文量增幅不大(dà)，但(dàn)累計(jì)發文量較大(dà)，說(shuō)明該類技術(shù)一直受到關注。

美國(guó)作(zuò)爲污染土(tǔ)壤修複技術(shù)的領先國(guó)家，其技術(shù)發展趨勢最值得(de)關注。對美國(guó)污染場地管理(lǐ)與修複基金資助的污染土(tǔ)壤修複項目進行總結(《SuperfundRemedyReport》)，可(kě)以看(kàn)出發達國(guó)家的技術(shù)發展趨勢、應用程度與成熟度。

從(cóng)污染物分(fēn)類的治理(lǐ)技術(shù)來(lái)看(kàn)，重金屬污染修複技術(shù)逐漸成爲熱(rè)點，比重超過60%。這一方面是由于有機(jī)污染場地不斷減少，另一方面是有機(jī)污染物的自(zì)然降解使得(de)低濃度污染場地集中治理(lǐ)的必要性減輕。但(dàn)重金屬污染持續性加重，新增污染面積擴大(dà)，使得(de)重金屬修複技術(shù)得(de)到大(dà)幅度發展和應用。同時，物理(lǐ)技術(shù)減少，化學/生(shēng)物及協同技術(shù)比重增加，原位修複技術(shù)應用數量不斷增加。

2.1.2國(guó)内技術(shù)發展曆程

對國(guó)内技術(shù)逐年(nián)的文獻統計(jì)結果來(lái)看(kàn)，國(guó)内技術(shù)主要從(cóng)20世紀90年(nián)代開始，先期發展的技術(shù)包括化學淋洗、固定化、氧化/還(hái)原調控等以藥劑研發爲主的技術(shù)，以及焚燒、氣體(tǐ)抽提等以設備或工藝引進的技術(shù)。本世紀初，随着國(guó)際植物修複成爲研究熱(rè)點，以及國(guó)内土(tǔ)壤修複相(xiàng)關政策與指導意見(jiàn)的出台，植物修複與制度控制成爲國(guó)内關注的主要技術(shù)。

從(cóng)近10年(nián)的絕對發文量來(lái)看(kàn)，從(cóng)2000年(nián)之後，植物修複、生(shēng)物修複等技術(shù)的研究較爲集中。從(cóng)研究論文的相(xiàng)對增速來(lái)看(kàn)，除論文總量相(xiàng)對較少的電動力修複、固化/穩定化技術(shù)外，植物修複技術(shù)是目前國(guó)内主要關注的研究熱(rè)點，論文增幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他(tā)技術(shù)與總體(tǐ)平均水平(圖5)。

2.2技術(shù)水平評價

2.2.1技術(shù)發展階段

國(guó)内外研究論文與專利數量的總體(tǐ)趨勢體(tǐ)現了污染土(tǔ)壤修複領域的發展趨勢及階段性變化。因此，根據污染土(tǔ)壤修複的主要12項技術(shù)檢索結果，國(guó)際上從(cóng)20世紀80年(nián)代末開始有污染土(tǔ)壤修複相(xiàng)關研究論文的集中發表，截至2012年(nián)共發表了11990篇，年(nián)發文量呈逐年(nián)上升發展趨勢，且可(kě)劃分(fēn)爲3個階段(圖6)。

階段一，國(guó)際研究爲滞漲期，相(xiàng)關論文從(cóng)1989年(nián)的1篇增長到1997年(nián)的398篇，年(nián)均增長約爲58篇/年(nián)，國(guó)内研究此時開展很少；階段二，從(cóng)1997—2002年(nián)，國(guó)際研究進入成熟期，期間論文的發表量相(xiàng)對穩定；階段三，從(cóng)2002—2012年(nián)，國(guó)際研究又進入一個快(kuài)速增長期，增幅爲58篇/年(nián)，該階段，中文研究也進入了一個快(kuài)速發展期，論文增幅爲92篇/年(nián)，并在2012年(nián)發表總量與國(guó)際研究論文數量持平。這與該時期我國(guó)科(kē)研投入力度加大(dà)有關，且受到科(kē)研考評機(jī)制等因素的影(yǐng)響。可(kě)以看(kàn)出，我國(guó)已跨越第一階段，直接進入快(kuài)速成長期。

從(cóng)相(xiàng)應技術(shù)專利的年(nián)獲得(de)數量來(lái)看(kàn)，與技術(shù)研究相(xiàng)對應，國(guó)際技術(shù)的推廣與應用也存在3個階段：階段一，20世紀80年(nián)代初研發的氣體(tǐ)抽提及熱(rè)脫附技術(shù)，專利數量快(kuài)速增加；階段二，在90年(nián)代中期進入實用階段，此時我國(guó)仍存于技術(shù)追蹤與基礎研究；階段三，部分(fēn)新興技術(shù)開始應用後，從(cóng)21世紀初期開始，國(guó)際技術(shù)專利年(nián)獲得(de)數量呈現遞減的趨勢，技術(shù)步入産業化階段，同階段中文專利數量盡管較少，但(dàn)已進入到了一個相(xiàng)對的快(kuài)速發展期。

2.2.2技術(shù)研究程度比較

基于污染土(tǔ)壤修複的12項主要技術(shù)國(guó)内外首篇研究論文報道年(nián)份的統計(jì)分(fēn)析(圖7)，國(guó)際研究時間平均超國(guó)内約12年(nián)，根據技術(shù)研發投入、成熟程度、産業化情況，大(dà)緻可(kě)分(fēn)爲三類研究方向。

第一類研究方向，起步早(20世紀90年(nián)代之前)，時間間隔長(＞15年(nián))，該類研究相(xiàng)對成熟，已實現産業化和設備化，如(rú)氣體(tǐ)抽提；第二類研究方向，時間間隔較短(duǎn)(＜10年(nián))、原理(lǐ)簡單、技術(shù)難度不大(dà)、研究成本低、易于追蹤，僅從(cóng)論文數量開看(kàn)，該類研究國(guó)内外差别不大(dà)，如(rú)生(shēng)物修複、化學淋洗；第三類方向，時間間隔約10～15年(nián)，具有新的思路(lù)和方法，便于實施應用，有可(kě)能實現産業化突破，如(rú)礦化穩定化，電動力修複等技術(shù)，值得(de)大(dà)力跟蹤研發。

從(cóng)中英文專利的首篇報道年(nián)份的時間差距來(lái)看(kàn)，國(guó)際相(xiàng)關專利始于20世紀80年(nián)代末。經10餘年(nián)的發展，在20世紀90年(nián)代已經形成完整的修複技術(shù)體(tǐ)系，涵蓋了工藝、材料和設備等。而我國(guó)專利發展是始于本世紀初期，技術(shù)均有一定程度的發展，但(dàn)發展程度不均，尚未形成技術(shù)體(tǐ)系(圖8)。

2.2.3技術(shù)應用程度比較

我國(guó)針對污染土(tǔ)壤修複的國(guó)際專利數量相(xiàng)對較少。從(cóng)在中國(guó)優先權使用的國(guó)際專利的聚類分(fēn)析看(kàn)來(lái)，結果并無顯著的聚類特征。但(dàn)在工藝與裝備方面，熱(rè)脫附及相(xiàng)關熱(rè)處理(lǐ)技術(shù)的專利較多，一方面該類技術(shù)在國(guó)際上已完全步入産業化階段，另一方面該類技術(shù)是目前我國(guó)有機(jī)污染場地修複的首選技術(shù)(圖10)。在藥劑與功能材料方面，以重金屬淋洗、穩定化等藥劑爲主，也包括部分(fēn)有機(jī)污染場地生(shēng)物修複中的功能菌株與菌劑。這是由于研究投入相(xiàng)對較小，應用與産業化程度較低的藥劑與材料研發占據了主要地位。雖然國(guó)内植物修複技術(shù)論文研究數量最多，但(dàn)多集中在理(lǐ)論研究，工程實用性不足，産業化仍有待發展。國(guó)内污染土(tǔ)壤修複技術(shù)的專利技術(shù)要點少、應用範圍窄，這已成爲我國(guó)污染土(tǔ)壤修複技術(shù)發展的瓶頸。

從(cóng)專利景觀圖的分(fēn)布來(lái)看(kàn)(圖10)，國(guó)際專利的技術(shù)體(tǐ)系已經成型，基本上涵蓋了有機(jī)污染物降解與重金屬鈍化的主流修複技術(shù)，包括傳統的物化技術(shù)和生(shēng)物修複技術(shù)，以及新型的有機(jī)污染電動力修複技術(shù)。

與國(guó)際技術(shù)發展态勢有所不同，國(guó)内專利技術(shù)主要集中在有機(jī)物的熱(rè)脫附工藝以及重金屬的穩定化藥劑方面。雖然有機(jī)物污染土(tǔ)壤的生(shēng)物修複和重金屬污染土(tǔ)壤植物修複的研究論文年(nián)發表量遠(yuǎn)高于其他(tā)技術(shù)，但(dàn)這兩類的專利數量較少(圖10)。這表明我國(guó)對生(shēng)物修複技術(shù)與植物修複技術(shù)的研究更側重于理(lǐ)論探索或室内實驗，實用性缺乏，并且重複性工作(zuò)較多。導緻本現象的深層次原因可(kě)能還(hái)與我國(guó)的科(kē)研投入體(tǐ)制和成果考核體(tǐ)系有關，如(rú)這2項技術(shù)的科(kē)研條件(jiàn)要求不高，研究成本較低，容易刊發研究論文。整體(tǐ)而言，越是需要高标準、高投入、大(dà)團隊來(lái)進行研發的技術(shù)，國(guó)内與國(guó)外的差距越大(dà)。

雖然生(shēng)物修複技術(shù)等是國(guó)際重要的主流修複技術(shù)，但(dàn)是國(guó)内研發出的技術(shù)仍有很多缺欠，如(rú)理(lǐ)論上創新不足，産業化方面實用性較差。爲改善生(shēng)物技術(shù)效率不高的問(wèn)題，我國(guó)應重點發展組合型強化生(shēng)物修複技術(shù)，即将其他(tā)的高效修複方法與生(shēng)物技術(shù)相(xiàng)結合，形成協同性生(shēng)物修複技術(shù)。

此外，我國(guó)是農業大(dà)國(guó)，但(dàn)耕地近1/5的超标率，這要求我國(guó)修複技術(shù)發展與選擇時，要充分(fēn)重視農田土(tǔ)壤的修複與風(fēng)險防控。近年(nián)來(lái)，以鈍化(穩定化)、植物修複、生(shēng)物修複爲代表的農田污染土(tǔ)壤修複技術(shù)研發，論文發表量較高（圖1和圖4），且随着我國(guó)科(kē)技部、環保部和農業部等對農田污染土(tǔ)壤修複技術(shù)研發提供了持續性資助，國(guó)内外在技術(shù)研發上差距不大(dà)。但(dàn)根據相(xiàng)關文獻報道，國(guó)内外農田污染土(tǔ)壤修複技術(shù)，普遍存在成熟度低、技術(shù)實用性差、成本較高等問(wèn)題，技術(shù)研發仍處于實驗室研究階段，輔以小規模田間實驗，尚未進入産業化階段。因此，針對我國(guó)農田污染土(tǔ)壤面積大(dà)、土(tǔ)壤理(lǐ)化性質與污染物差别顯著等問(wèn)題，應以風(fēng)險防控與安全利用爲目标，着重解決技術(shù)的适用性與成本等難題。

2.3我國(guó)技術(shù)發展态勢評價

根據上述國(guó)際技術(shù)的研究現狀、技術(shù)發展的階段性，以及技術(shù)的起始時間、發展曆程、産業化程度和應用推廣範圍的分(fēn)析，可(kě)以将主要的污染土(tǔ)壤修複技術(shù)分(fēn)爲三大(dà)類(表2)：I類技術(shù)相(xiàng)對成熟，已經實現産業化，該類技術(shù)包括有機(jī)污染物治理(lǐ)的氣體(tǐ)抽提、熱(rè)脫附和生(shēng)物(通風(fēng))堆，以及重金屬治理(lǐ)的固化/穩定化和氧化/還(hái)原調控等技術(shù)；II類技術(shù)正逐漸成熟，開始進入産業化階段，該類技術(shù)包括有機(jī)污染物治理(lǐ)的原位氧化和生(shēng)物修複，以及重金屬治理(lǐ)的化學清洗和植物萃取等技術(shù)；III類技術(shù)目前已有研究基礎，但(dàn)仍處于探索階段，包括有機(jī)污染物的物化強化修複和化學淋洗技術(shù)，以及重金屬植物阻隔和電動力學修複技術(shù)。

借鑒國(guó)際污染土(tǔ)壤修複技術(shù)的發展經驗，基于國(guó)内技術(shù)的研發能力與水平(表3)，考慮我國(guó)污染農田和污染場地大(dà)量并存的國(guó)情與技術(shù)需求，應該：（1）發展針對有機(jī)污染的氣體(tǐ)抽提/熱(rè)脫附和生(shēng)物修複、針對重金屬污染的穩定化和化學清洗等推廣技術(shù)；（2）發展針對有機(jī)污染治理(lǐ)的植物降解、針對重金屬治理(lǐ)植物萃取等示範技術(shù)；（3）引領針對有機(jī)污染的物化強化修複、針對重金屬污染的植物阻隔等儲備技術(shù)。同時，研發高級氧化、脫附增溶、微生(shēng)物調控、氧化/還(hái)原調控、化學活化和電動力修複等關鍵技術(shù)，與重點發展技術(shù)相(xiàng)互組合，進而形成強化型、協同型的高效技術(shù)，以此構建适合我國(guó)國(guó)情的污染土(tǔ)壤修複技術(shù)體(tǐ)系。

3結論

1)我國(guó)污染土(tǔ)壤修複技術(shù)研究始于20世紀90年(nián)代末期，由于起步較晚，無論是理(lǐ)論探索，還(hái)是技術(shù)研發，均與國(guó)外發達國(guó)家有較大(dà)差距，且在産業化領域更爲突出。

2)發達國(guó)家污染土(tǔ)壤修複的技術(shù)成熟期始于20世紀90年(nián)代，因此中外技術(shù)的絕對差距并不十分(fēn)巨大(dà)，制定和建立合理(lǐ)的國(guó)家鼓勵政策與市場引導機(jī)制，有可(kě)能在10～15年(nián)内接近或趕上發達國(guó)家的總體(tǐ)水平。

3)與水、氣介質相(xiàng)比，土(tǔ)壤具有更顯著的生(shēng)态環境特征，因此在未來(lái)技術(shù)體(tǐ)系構建中，應更注重考慮我國(guó)的國(guó)情要素，在技術(shù)範圍選擇時，要充分(fēn)體(tǐ)現農田土(tǔ)壤的修複與生(shēng)态風(fēng)險防控。

4)在國(guó)外技術(shù)走向成熟、國(guó)内水平快(kuài)速提高的大(dà)形勢下，我國(guó)的污染土(tǔ)壤修複技術(shù)研發應并重系統集成與技術(shù)原創，既要重點支持适合産業應用的協同性系統技術(shù)，又要着眼于戰略發展的原始性創新技術(shù)。

5)在今後一段時間内，我國(guó)應重點研發抽提脫附、生(shēng)物修複、植物降解、電動力修複、穩定化、化學清洗、植物萃取、植物阻隔等污染土(tǔ)壤修複技術(shù)，分(fēn)别滿足推廣、示範和儲備等層面的需求。