土壤改良技术

土壤改良技术................................................................................................................ 1 土壤改良 ....................................................................................................................... 2

概述 ........................................................................................................................ 2 土壤改良技术 ....................................................................................................... 3 土壤改良剂 ........................................................................................................... 4 推进土地整治智能化技术发展.................................................................................... 4 盐碱地绿化技术............................................................................................................ 6 我国成功研发荒漠藻人工结皮工程化技术 为防治荒漠化开辟新途径................. 8 废铁屑修复土壤镉污染................................................................................................ 9 多源异构土地利用数据的建库方案探讨.................................................................. 10 阳泉矿土地复垦技术与发展...................................................................................... 18 新生土地改造技术要点.............................................................................................. 21 中国开发成功固沙新技术.......................................................................................... 22 矿区土地复垦技术...................................................................................................... 23 土壤活化剂应用研究获突破...................................................................................... 25 特种植物开发土壤修复新技术.................................................................................. 25 土壤改良技术.............................................................................................................. 26 矿区土地复垦技术...................................................................................................... 26 为全球土地退化防治树立典范.................................................................................. 27 给耕地做“表皮移植” 土壤表层剥离技术有效保护耕地................................ 33 德研究能中和盐碱地的农作物.................................................................................. 34 我国高原冻土研究独领风骚...................................................................................... 35 可持续性污水土地处理新技术.................................................................................. 36 研究发现：土壤有机碳含量增加.............................................................................. 37 研究表明气候变暖增加土壤二氧化碳释放量.......................................................... 38 土壤氧化还原作用...................................................................................................... 38 四川土壤家底 绵阳遂宁“黄金地”........................................................................ 39 研究发现：土壤有机碳含量增加.............................................................................. 40 土壤无机胶体.............................................................................................................. 40 土壤的污染源.............................................................................................................. 41 污水土地处理技术的优势及其应用前景.................................................................. 42 吉林在硅藻土利用技术上实现新突破...................................................................... 45 土地整理关键技术获新突破...................................................................................... 45 污染土壤修复:萌芽中的新产业................................................................................ 46 液态土壤混凝土新技术.............................................................................................. 50

土壤改良技术

土壤改良技术主要包括土壤结构改良、盐碱地改良、酸化土壤改良、土壤科学耕

作和治理土壤污染。

土壤结构改良是通过施用天然土壤改良剂(如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等)和人工土壤改良剂(如聚乙烯醇、聚丙烯腈等)来促进土壤团粒的形成,改良土壤结构，提高肥力和固定表土,保护土壤耕层,防止水土流失。

盐碱地改良，主要是通过脱盐剂技术盐碱土区旱田的井灌技术、生物改良技术进行土壤改良。

酸化土壤改良是控制废气二氧化碳的排放，制止酸雨发展或对已经酸化的土壤添加碳酸钠、硝石灰等土壤改良剂来改善土壤肥力、增加土壤的透水性和透气性。 采用免耕技术、深松技术来解决由于耕作方法不当造成的土壤板结和退化问题。 土壤重金属污染主要是采取生物措施和改良措施将土壤中的重金属萃取出来，富集并搬运到植物的可收割部分或向受污染的土壤投放改良剂，使重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗作用。

土壤改良 概述

soil improve

针对土壤的不良性状和障碍因素，采取相应的物理或化学措施，改善土壤性状，提高土壤肥力，增加作物产量，以及改善人类生存土壤环境的过程。土壤改良工作一般根据各地的自然条件、经济条件，因地制宜地制定切实可行的规划，逐步实施，以达到有效地改善土壤生产性状和环境条件的目的。

土壤改良过程共分两个阶段：①保土阶段，采取工程或生物措施，使土壤流失量控制在容许流失量范围内。如果土壤流失量得不到控制，土壤

改良亦无法进行。对于耕作土壤，首先要进行农田基本建设。②改土阶段。其目的是增加土壤有机质和养分含量，改良土壤性状，提高土壤肥力。改土措施主要是种植豆科绿肥或多施农家肥。当土壤过砂或过黏时，可采用砂黏互掺的办法。中国南方的酸性红黄壤地区的侵蚀土壤磷素很缺，种植绿肥作物改土时必须施用磷肥。

用化学改良剂改变土壤酸性或碱性的一种措施称为土壤化学改良。常用的化学改良剂有石灰、石膏、磷石膏、氯化钙、硫酸亚铁、腐殖酸钙等，视土壤的性质而择用。如对碱化土壤需施用石膏、磷石膏等以钙离子交换出土壤胶体表面的钠离子，降低土壤的PH值。对酸性土壤，则需施用石灰性物质。化学改良必须结合水利、农业等措施，才能取得更好的效果。 采取相应的农业、水利、生物等措施，改善土壤性状，提高土壤肥力的过程称为土壤物理改良。具体措施有：适时耕作，增施有机肥，改良贫瘠土壤；客土、漫沙、漫淤等，改良过砂过黏土壤；平整土地；设立灌、排渠系，排水洗盐、种稻洗盐等，改良盐碱土；植树种草，营造防护林，设立沙障、固定流沙，改良风沙土等。

soil melioration

运用土壤学、农业生物学、生态学等多种学科的理论与技术，排除或防治影响农作物生育和引起土壤退化等不利因素，改善土壤性状、提高土壤肥力，为农作物创造良好的土壤环境条件的一系列技术措施的统称。 其基本途径有：(1)水利土壤改良，如建立农田排灌工程，调节地下水位，改善土壤水分状况，排除和防止沼泽地和盐碱化；(2)工程土壤改良，如运用平整土地，兴修梯田，引洪漫淤等工程措施改良土壤条件；(3)生物土壤改良，用各种生物途径种植绿肥、牧羊增加土壤有机质以提高土壤肥力或营造防护林等；(4)耕作土壤改良，改进耕作方法，改良土壤条件；(5)化学土壤改良，如施用化肥和各种土壤改良剂等提高土壤肥力，改善土壤结构等。

土壤改良技术

土壤改良技术主要包括土壤结构改良、盐碱地改良、酸化土壤改良、土壤科学耕作和治理土壤污染。

土壤结构改良是通过施用天然土壤改良剂(如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等)和人工土壤改良剂(如聚乙烯醇、聚丙烯腈等)来促进土壤团粒的形成,改良土壤结构，提高肥力和固定表土,保护土壤耕层,防止水土流失。

盐碱地改良，主要是通过脱盐剂技术盐碱土区旱田的井灌技术、生物改良技术进行土壤改良。

酸化土壤改良是控制废气二氧化碳的排放，制止酸雨发展或对已经酸化的土壤添加碳酸钠、硝石灰等土壤改良剂来改善土壤肥力、增加土壤的透水性和透气性。

采用免耕技术、深松技术来解决由于耕作方法不当造成的土壤板结和退化问题。

土壤重金属污染主要是采取生物措施和改良措施将土壤中的重金属萃取出来，富集并搬运到植物的可收割部分或向受污染的土壤投放改良剂，使重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗作用。

土壤改良剂

soil amendment 又称土壤调理剂(soil conditioner)。 凡主要用于改良土壤的物理、化学和生物性质，使其更适宜于植物生长，而不是主要提供植物养分的物料，都称为土壤改良剂。 例如施石灰用来调整酸性土壤的pH值，施石膏用来抑制土壤中的Na+，HCO3-、和CO32-等离子，施用有益微生物来提高土壤生物活性等。但由于改良土壤结构的物料量大面广，所以习惯上人们把土壤结构改良剂与土壤改良剂等同起来。 土壤改良剂有多类：(1)矿物类，主要有泥炭、褐煤、风化煤、石灰、石膏、蛭石、膨润土、沸石、珍珠岩和海泡石等；(2)天然和半合成水溶性高分子类，主要有秸秆类、多糖类物料、纤维素物料、木质素物料和树脂胶物质；(3)人工合成高分子化合物，主要有聚丙烯酸类、醋酸乙烯马来酸类和聚乙烯醇类；(4)有益微生物制剂类等。

推进土地整治智能化技术发展

日前，徐绍史在四川调研座谈会上强调，要继续深化探索创新，规范有序地推进农村土地整治。去年8月7日，总理在无锡提出了“感知中国”的理念，要求在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展，尽快建立中国传感信息中心。坚守18亿亩耕地红线，推进农村土地整治，离不开农用地利用技术和管理技术的创新，研究土地整治及其管理方式智能化的关键技术具有重大战略意义。

土地整治及其管理方式智能化的基本构想与关键技术

围绕大力推进土地整治，服务现代农业发展的需求，重点突破专用传感器、传感网、智能化信息处理等一批重大关键技术，促进物联网技术在土地整治领域逐步得到推广应用，构建土地整治物联网平台，加快转变土地整治及其管理方式。

物联网就是“物物相连的互联网”，其核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上

延伸和扩展的网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。建议遵循“自主创新、集成应用、培育产业”的技术路线开展相关研究。一方面以土地整治领域专用传感器、网络互联和智能信息处理等物联网共性关键技术研究为重点，突出自主知识产权，强化自主创新，抢占技术高地。另一方面以利用土地整治物联网技术感知资源环境变化，感知植物生命活动，装备机具运动和掌控农产品质量安全为重点，强化集成应用，支撑现代农业发展。此外，还要以土地整治专用传感器产业、自动识别技术与设备产业、精细作业机具产业为重点，加快培育战略性产业与新兴产业，引领现代产业结构升级。

从农用地资源利用属性快速感知与网络服务应用这两个层次出发，开展农用地资源利用信息感知技术，数据共享与融合分析技术，农用地资源监测物联网应用系统集成等关键技术研究，形成集信息采集、处理分析与服务等为一体的农用地资源监测服务技术体系，为农用地资源开发利用与整治管理提供技术支撑。

突破基于物联网的农用地资源监测与管理方面的关键技术，包括土地整治领域的感知数据标准、专用传感器、信息处理、智能决策与服务模式；土地整治物联网共性技术平台；物联网在土地整治领域的系统集成和产业化应用技术。

在关键技术研究方面，具体来讲主要有五方面：便携式多源农用地资源信息快速采集技术与设备研究、农用地资源信息快速获取技术及智能装备研究、物联网环境下的农用地资源感知信息挖掘与应用分析技术、物联网环境下的农业资源数据标准与共享技术研究、农用地资源监测与管理物联网应用系统集成技术研究。

智能化技术可在土地整治重大工程监管领域率先取得突破

土地整治重大工程监管涉及项目的批复、实施、验收、后期管护、考核评价以及资金的收缴、分配、使用等多阶段，与管理上的多部门、多层面和多专业相联系。重大工程的监管在一定意义上首先表现为信息的采集、获取、传输、加工、分析、处理、集成应用和决策反馈的有效监管，可以率先在此领域尝试开展物联网管理。

这种物联网自治控制监管体系包括感知层、传输层和应用层三个层次。项目监管过程中的耕地质量、工程进度、工程质量、资金使用等信息均可通过感知层的卫星遥感系统、红外传感器、电磁感应传感器、光谱传感器等专用传感器，按照统一的专用传感器标准和专用信息采集、获取、处理技术，通过传输层的网络传输到应用层中，进行数据集成和系统应用。

这个物联网监管体系中，传统管理方式中需要人为干预、处理和决策的大量可以被感知、量化的信息在感知层即被自行处理、解决。如土壤湿度、紧实度，道路的修建长度等达不到设计要求就会被预警提示并不能上报传输数据等。只有少量需要人工干预决策的信息处理工作才需要在应用层处理，并反馈到项目监管过程中，予以调整和控制。这样可以大大提高重大工程项目监管的精细化、科学化、自动化水平。

要在重大工程领域推行这种监管模式，需要做好以下工作：

一方面要搞好目前重大工程监管体系总体设计。首先，包括资金的收缴、分配情况，项目的立项批复、实施进展、资金使用、新增耕地、竣工验收、后期管护及考核评价等信息，按照县、市、省、部逐级报备，逐级审核方式，报送到国土资源部土地整理复垦开发项目信息报备系统，并集成到国土资源综合信息监管平台。其次，通过信息监管平台在线监测重大工程实施，并基于重大工程的各类信息数据，结合年度稽查、例行检查和重点督察工作，形成重大工程监管的月报、季报、年报、快报，检查报告、稽查报告、督查报告等。最后在决策管理层，针对监管中所发现的问题，进行统一的计划、组织、协调、指挥和决策，以更好地保证重大工程项目顺利开展。

另一方面在监管体系中按照物联网建设的新理念，研究开发传感器感知和智能决策系统。在传感器感知系统中，针对所要监管的对象，研究、开发、生产能够感知信息的各类传感器设备。与此同时，研究制定专用传感器标准以及传感信息的采集、获取与处理技术，构建传感器的技术标准体系。此外，还要分析研究传感数据传输信道的可行性和便捷性。在智能决策系统中，在现有人工决策基础上，增加物物相连的感知层的智能决策体系，以及物物之间纯自动、自循环、自回馈、自调节的智能决策体系、模型与方法。

此外，开展基于物联网理念的土地整治智能化监管模式的试点和示范工作，率先实现物联网监管在重大工程监管领域的突破。

盐碱地绿化技术

盐土改良是盐碱地改良的难点。盐土绿化应采取综合技术措施，可采取施用园艺盐碱土改良肥、选择耐盐树种及其他辅助措施，才能取得事半功倍的效果，使盐土园林绿化得以持续发展。

新世纪以来，全球性环境高潮已经到来，生态环境问题成为人们所关注的焦点。要解决城镇生态环境问题，发展生态园林是大势所趋。盐土绿化是世界性的难题，土壤盐渍化是城市绿化中极为严重的问题之一。我国有百余个城市地处盐碱区，都面临着这个难题。

盐碱土也叫盐渍土（国际上的统称），包括盐土和碱土两种性质不同的土壤。所谓盐土，主要是指土壤内含有过量水溶性盐分的土壤，多属中性盐，呈碱性反应，pH值在7至8之间。盐害主要是由于钠离子（Na＋）浓度过高引起的。盐土一般土壤剖面形态无显著构造。表土在干燥季节，特别是无植物生长处，常呈白色，甚至形成盐结皮。盐土可分为滨海盐土、洪积盐土、沼泽盐土、草甸盐土等。滨海盐土主要是受海水影响而形成的。盐土

和盐化土是由氯化钠、硫酸钠等中性盐组成，碱性不强。

所谓碱土，主要是指土壤中含水溶性的碱性盐，呈较强的碱性反应，pH值在8.5以上。土壤结构极坏，湿时泥泞，干时板结龟裂，造成植物出土困难。碱土有腐蚀性，能破坏植物细胞组织，危害植物生长。碱土组成以碳酸钠和生碳酸钠为主。除盐土、碱土外，往往多是以盐土为主且含碱土，或碱土为主且含盐土的混合盐碱土。

盐碱地绿化中，园林植物不仅受到盐土、碱土的危害，而且还常常受到盐碱灌溉水的危害，如果浇灌碱性水、咸水，即使是良田也会变成盐碱土。

通常，矿化度超过2克/升的水即为咸水，咸水会对植物产生盐害。咸水中也往往伴有碱性水，不适合用来浇灌园林植物。我国北方一些地区的灌溉井用水大多呈盐性、碱性，目前不少单位用浅井地下水浇灌。如德州开发区一般40米深的浅井水多是碱性水、微咸水。所以水质改良也一直是园林绿化的重要问题。

本文探讨的主题是土壤含盐量在0.5％以下的盐土和盐化土壤的改良及绿化技巧，主要分为五个方面：测土测水问题、施用园艺盐碱土改良肥、施用生根粉与抗蒸剂、选用耐盐树种问题以及盐土园林栽培的其他辅助措施。

一、测土测水作为改良措施依据重点园林项目应先测定土壤盐分，取土层为0至10厘米，10至30厘米，30至60厘米的土壤，计算盐分平均含量，用加权平均数。除化验土壤的总盐量外，还要分析土壤中离子，即CO32－、HCO3－、Cl－、SO42－、Ca2＋、Mg2＋、K＋、Na＋的含量，以便进行比较。它们是确定改土措施的重要依据。在实际绿化工作中，小型绿化项目往往只测10至50厘米种植层的含盐量和pH值，简化了化验内容。浇灌水一定要测量矿化度和pH值。

应该指出的是，国内许多文献资料中说某树种能耐千分之几的含盐量，这是不确切的，因为盐分离子组成差异很大，即使相同的土壤含盐量，也会对同一树种表现出不同的抗盐性。

二、施用园艺盐碱土改良肥盐土型园艺盐碱土改良肥内含现代生物技术高分子化合物及多种吸盐物料，含量为30％的有机质，及适量的氮、磷、钾营养元素。因为园艺盐碱土改良肥的pH值为5.5，因此能有效地降低土壤含盐量，且对改良微咸水也有一定的效果。众所周知，盐碱地改良中，改良碱土容易、改良盐土难。因此，可利用离子交换的方法，以转化盐类、改良盐土为原理，集改盐与培肥于一体，有效地改良盐土盐碱地。操作时，将园艺盐碱土改良肥撒于地表，深翻30厘米，配合有机肥施用效果更好。整平土地后再进行施工栽培。

实例：德州天衢工业园区是以盐地为主的中度盐碱地，施用园艺盐碱土改良肥15吨后再种植各种园林植物26750株，成活率达到96.5％。天津勤威工业厂区是典型的滨海盐土，含盐量为0.48％，pH值为8.4。2006年6月种植合欢、法桐、皂角、栾树、十头椿、黑松、刺柏、木槿、雪松等植物共1680株，每株施用园艺盐碱土改良肥1千克后树木的成活率达到84.5％。在同样的立地条件种植杨树51株，作为对照，未施用改良肥的植株的成活率仅为16％。另外，该地区还种植草坪3万平方米，每平方米施用1千克的改良肥后的成坪率为98％。与此相比，未施用改良肥的100平方米草坪的成坪率只有2％。

三、施用生根粉和抗蒸腾剂生根粉含有多种生根剂和营养物质，可促进植物多生根，这对于盐土栽培的园林植物来说是非常重要的。2005年4月，我们在沧州中度盐碱地种植18株胸径为15至20厘米的法桐，16株用生根粉喷根后全部成活。与此对比，另外2株未施用生根粉，仅成活一株。生根粉可以喷根，也可随水浇灌。反季节栽培为盐碱地绿化增加了难度，配合遮阳网施用抗蒸腾剂，可以有效地使叶片气孔封闭，控制水分蒸发，提高植株的成活率。例如，紫叶李夏季移植难度大，这是因为叶片薄、蒸腾快，需喷洒抗蒸腾剂，并增加喷水措施，树穴浇生根粉水溶液，才能保证成活率。

四、选用耐盐树种适地选树是一条很重要的绿化原则。根据近10年的种植经验，华北地区主要耐盐树种有白腊、国槐、合欢、香花槐、复叶槭、构树、海滨木槿、滨梅、龙柏、石榴、西府海棠、红叶桃、大叶黄杨、月季等。在高水位盐土区，还要选择耐水的树种。另外，还要尽量选用当地苗木为宜，这样可以较好地解决植物水土不服的问题，不要用山地苗或化肥催长苗，也不要用远途运输来的南方苗。

五、盐土园艺栽培其他辅助措施第一，要争取带大土球移植，即使是早春种植，带大土球也是非常重要的。第二，反季节施工挖苗前的7至15天，在圃地按施工要求重度修剪，当苗木进入工地时“伤口”已恢复好，枝叶与根系达到了水分平衡，这项措施特别有利于植株成活。对树冠进行适度修剪可减少蒸腾量，缓解移植断根吸水供应不足的矛盾，平衡势的提高有助于提高苗木移植的成活率。第三，在圃地选择一、二年移栽苗对盐碱地栽培来说尤为重要，因为这种苗木根幅比较丰满，移植后生根快。第四，重度盐土可用隔盐袋法进行园艺客土栽培。

总而言之，盐土改良绿化的五项技术，要因地制宜、强化管理、灵活实施、综合运用，这样才能取得事半功倍的效果。

我国成功研发荒漠藻人工结皮工程化技术 为防治荒漠化开辟新途径

土地荒漠化是全球性的重大生态环境问题，世界各国都在探索如何防治荒漠化。中国科学院水生生物研究所的专家在前期土壤藻类研究的基础上，经过8年的探索和实践，建立荒漠藻人工结皮技术，并与内蒙古自治区林业科学研究院、武汉高科农业集团公司和内蒙古高林生物发展有限公司合作，发展出荒漠藻人工结皮工程化应用技术，为防治荒漠化开辟了新路径。

日前，由中国科学院水生生物研究所、内蒙古自治区林业科学研究院等四家单位共同承担的“荒漠藻人工结皮综合治沙技术及工程化应用研究”在呼和浩特通过鉴定。

国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜院士、北京林业大学校长尹伟伦院士、中国工程

院院士蔡道基、中国科学院院士曹文宣、国家林业局防沙治沙办公室总工程师杨维西等9位专家，到内蒙古达拉特旗荒漠藻工厂化生产基地进行了实地考察和现场测试，听取了项目总结报告。

据介绍，藻类作为拓植生物，不仅能在许多生命形式无法生存的严酷环境中生长与繁殖，而且还以其特有的生活、代谢方式影响并改善着自然环境。该项目以具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻为主要藻种，经工程化培养后接种到流沙表面形成人工生物结皮，并以规模化人工培植生物结皮与草—灌植被营造相结合用以防沙治沙，实现沙化土地的生态修复。该项目所获得的荒漠藻生物学和荒漠藻结皮形成与发育的研究结果，阐释了典型荒漠藻在干旱条件下生存适应的能力与机理，揭示了藻类生物结皮在固沙、成土、拓植方面的潜能，丰富了藻类环境生物学理论。

研究表明，我国荒漠地区具有丰富的藻类物种资源，它们适应荒漠地区的干旱、强辐射、大幅温度变化以及高盐碱等“恶劣”条件，具有建立先锋群落的特殊能力和生态对策。而科研人员分离出荒漠藻类进行大量培养，并通过人为措施强化其在荒漠拓植过程中的作用，可以在一年时间内完成自然过程需要10多年才能完成的生物结皮过程。

专家委员会一致认定，该项目结合我国实际，完成了荒漠藻人工结皮及工程化应用、荒漠藻制种工厂化生产，探索了藻—草—灌综合固沙技术，在流沙固定与生态修复方面开辟了新的途径，丰富了防沙治沙的手段和技术，具有良好的推广和应用前景。

据该项目负责人、中国科学院水生生物研究所研究员刘永定介绍，自2001年起，由中科院水生生物研究所和内蒙古林科院共同合作开展了“荒漠藻综合固沙技术与开发利用”技术研究，形成了藻—草—灌综合配套的固沙技术。2006年，在武汉市科技局和内蒙古自治区立项资助下，研究人员完成了典型荒漠藻类的生物学、荒漠藻结皮、藻种制备、荒漠藻人工结皮及固沙、荒漠藻的工厂化生产、工程化机械接种、水分补给与养护等多项研究，同时在内蒙古自治区库布齐沙漠的达拉特旗等5个不同类型的沙地（漠）中进行示范，现已实施了3万亩规模的荒漠藻结皮工程。该项技术的进一步推广将为建设北方绿色生态屏障，促进内蒙古自治区经济社会发展作出贡献。

废铁屑修复土壤镉污染

2009-08-13 | 作者： | 来源： 中国环保设备网 | 【大 中 小】【打印】【关

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镉是一种具有潜在危害性的环境污染物， 日本的“痛痛病”就是由于长期食用含镉的稻米引起的。据统计， 我国约有1万ha以上，土地受镉的污染， 每年仅生产镉米就达5万t 以上，因污染而损失的粮食约1 200万t，严重影响了我国的粮食生产和食物安全。镉在土壤中以可交换态含量最大，对植物最有效，活性最大，毒性也最大，因此土壤镉污染的治理与修复迫在眉睫。

目前， 重金属污染土壤的治理途径有两种：一种是将污染物清除，即去污染；另一种是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，将污染物的活性降低，减少在土壤中的迁移性和生物可利用性，即稳定化。围绕这两种途径产生了不同的治理措施和方法，如客土法、淋洗法、电修复法、拮抗离子法、改良剂法、植物修复法等。

零价铁(废铁屑)作为可渗透反应格栅(permeable reactive barrier，PRB)技术的活性物质，国外已用于去除地下水中的铬、三氯乙烯（TCE）污染 ，我国也有用零价铁去除印染、制革行业废水的应用。有报道表明铁氧化物能有效修复砷污染土壤。但用零价铁（废铁屑）修复土壤重金属污染的研究较少，有关镉的修复尚未见报道。废铁屑取自工厂废弃物，原料便宜易得，使用PRB技术去除过程为原位修复，省去很多工序，且修复周期短，具有很大的应用潜力。笔者对废铁屑修复镉污染土壤做了一些基础性研究，为PRB技术的推广应用提供技术依据。

多源异构土地利用数据的建库方案探讨

摘要：随着国土资源信息化建设的快速发展，各地积累了大量的土地利用数据及其变更数据，对这些海量数据的管理和使用，使得多源异构土地利用数据的集成成为当务之急。本文结合建库工作实际，简要介绍了多源异构土地利用数据存在的问题、整合建库的技术方案以及质量控制方案。

关键词：多源异构土地利用数据；整合建库；质量控制；方案

中途分类号：P23 文献标示码：A 文章编号：4481-（2006）05-0027-04

数据库的建设是土地利用信息化建设的基础，也是关系土地利用信息化建设成败的关键因素。目前，各地获取并积累了大量的土地利用数据及其变更数据，并已建立了部分数据库，取得了宝贵的经验和成果，但存在数据库的通用性、稳定性较差、功能不完善等缺点。使得跨平台的数据交换出现困难，事实上已形成“信息孤岛”。为了满足土地管理工作信息化需求，

整合跨平台的数据集，集成多源异构土地利用数据成为当务之急。

多源异构土地利用数据的集成，与以往的数据建库工作有很大的区别。首先，土地利用数据库的数据源类型繁多，有跨平台的矢量数据，也有扫瞄数据。其次，原始数据的质量差异很大，有的数据只是用于制图的颜色块的叠合，有的分区数据有重叠、重复和缝隙，有的缺少属性数据等。第三，以往建库一般是建设单一种类的数据库，而多源异构土地利用数据的集成需要建立多种数据库，有土地利用现状数据库、土地利用规划数据库、土地勘测定界数据库、土地开发、复垦、整理图形数据库以及建设用地农用地转用图形数据库。集成多源异构土地利用数据必须遵守土地利用数据集共享机制，符合土地利用数据建库的标准和规范，以及土地利用管理信息系统的需要。

考虑到各类数据建库软件和多源异构土地利用数据的特点，我们选择ArcGIS 9作为建库的软件平台。

1 现存建库数据存在的问题及原因

目前各地使用的土地利用数据和数据库，由于生产的时间早晚、要求不同等原因，存在以下问题：

（1）数据的重复、冗余

在图形编辑过程中生成的一些零散的点、线和地物，大部分没有属性，这些多余的图形占据巨大的空间，给系统带来额外的负担。

（2）同一专题图层要素间存在裂隙或交叉叠加、图斑不封闭、线状地物处理不清的现象

数据制作之初，为了出图方便，在编辑数据时一般只考虑图纸效果，而不考虑要素之间的拓扑关系，造成要素之间存在裂隙或交叉叠加现象。线状要素之间结合部位存在未接上、超出、位移、交叉等问题。

（3）各专题图层要素间存在叠加、不共线等情况

各专题图层的制作只考虑本专题图层的要素，而没有把相关专题图层一起考虑，经常出现不同图层的同类要素之间相互叠加、不共线等情况。

（4）地物没有属性，或属性中编号重复、混乱，属性格式种类多样。

检查验收人员往往将重点放在对位置精度的检查上，不习惯对属性精度的检查，或未对属性精度予以足够的重视，造成属性混乱。另外，有些问题靠经验和浏览图面也很难发现，如无属性地物、分段线状地物等。

（5）数字化平台差异太大，导致数据格式不一致。

现存的原始数据格式主要有Mapinfo的MIF、MapGIS的WL、WP和WT、AutoCAD 的DXF、DWC、Arcinfo的shape file等几种。 2 建库流程与技术要素 2.1 建库工作流程

多源异构数据建库的主要技术路线，是结合数据转换及手工处理来进行的。利用已有的土地利用电子数据，先分析并找出各相关专题图层数据在原始数据图层中的物理位置以及标准数据结构之间的对应关系，确定数据分层方案，再通过ArcGIS 9.1的数据互操作扩展模块（Data Interperability），实现原始数据的交换格式向ArcGIS 的Geodatabase格式转化。将不能通过转换的数据和不合理的图形数据通过手工处理来完成。然后利用ArcGIS 9的数据处理和分析工具，建立各相关专题图层数据的拓扑关系，进行属性和图形检查。在此基础上进行坐标系转换，最后完成所有数据的建库工作（图1）。

数据建库的过程中，严格执行相关的规范与标准，确保数据的规范和质量，控制入库数据的精度。 2.2 技术要求

2.2.1 矢量数据的拓朴规则 （1）土地利用规划数据库

①行政区面内无重叠无缝隙；

②同一图层数据，要素之间无重叠，且必须完全被行政区域包含；

③基期地类、用途分区层图斑面内无重叠无缝隙，必须充满整个行政区域且不能超界； ④基本农田、一般农田、待置换用地和建设留用地图层间，图斑不能重叠。 （2）土地利用现状数据库 ①行政区面内无重叠无缝隙；

②同一图层数据，要素之间无重叠，且必须完全被行政区域包含； ③地类图斑、权属地物层内无重叠、无缝隙，且必须完全被行政区域包含； ④界址点必须被界址线覆盖；

⑤界址线无重叠，必须被权属地物边界覆盖； ⑥地类界不相互重叠，且地类界是地类图斑边界。 2.2.2 图像数据的建库要求

图像数据主要包括建设用地勘测定界图形数据、建设用地农用地转用图形数据和土地开发、复垦、整理图形数据。

建设用地勘测定界图形数据的原始数据一般为DWC文件，有的是一个项目对应一个DWC文件，有的一个DWC文件对应多个项目，建库时需要将图形数据与项目属性数据建立对应关系并转换到ArcGIS中。

建设用地农用地转用图形数据分两类：一类是栅格数据，另一类是矢量数据。栅格数据要求与土地利用规划数据库配准，并通过项目编号建立与属性数据的对应关系。矢量数据单独建立建设用地农用地转用图层，并建立项目编号等属性数据，将图形的投影坐标系统统一变换到西安80坐标系。

土地开发、复垦、整理图形数据是栅格数据，建库时要求与土地利用规划数据库配准，并通过项目编号建立与属性数据的对应关系。 2.2.3 坐标系投影变换

将整理后的数据从坐标系或北京54坐标系投影变换到西安80坐标系。 2.2.4 属性数据要求

根据国土资源部“县（市）级土地利用规划数据库标准”和“县（市）及土地利用数据库标准”建立属性数据表并根据原图及文档资料填制属性数据。 2.2.5 图层要求

土地利用规划数据建库图形数据物理分层分为土地用途分区层、基期地类图斑层、基本农田层、一般农田层、城镇建设留用地层、村镇建设留用地层、城镇待置换用地层、村镇待置换用地层、土地开发层、土地复垦层、土地整理层、规划道路层等12层。

土地利用现状数据建库图形数据物理分层分为行政区层、权属单位层、地类图斑层、地类界线层、线状地物层、零星地物层、境界线层、界址点层、界址线层、注记层、专项调查层。

3 数据检查

数据成果检查，是数据建库工作非常重要的环节，这一环节控制的严格与否将直接影响数据质量的好坏。通过贯穿建库工作每个环节的自查、互查、抽查和阶段性检查，确保成果数据的质量。数据检查将主要从属性和图形以及图属一致性三个方面进行检查。 3.1 属性数据检查

3.1.1 与原始属性数据一致性检查

由于原始资料存在同一个内容有多层不同的表示或新老代码同时使用或自编代码等问题，属性检查工作第一步就是对照原始资料保证所提取图层来源的正确性，以使每一图层的提取完整无误。

3.1.2 属性结构正确性检查

对照数据建库标准，检查属性表的命名是否正确，属性字段的名称、类型、长度、小数位、是否为空等定义是否正确，层层检查，以确保属性结构的正确。 3.1.3 属性字段内容正确性检查

对照数据建库标准，检查属性字段内容的正确性与完整性，对于赋值不正确的提出改正，赋值不完整的或原始资料没有提供要求补充完整或予以说明，并依据原始资料进行验证。 3.2 图形检查

图形检查主要从以下几个方面进行：与原始图形的一致性检查；基于ArcGIS拓扑类进

行图层内以及图层间关系的拓扑检查；碎屑多边形检查等。 3.2.1 与原始图形的一致性检查

对照原始的数据图层，叠加我们的建库成果，通过目视浏览，查看成果与原始的数据图层是否一致；图形要素的几何类型是否正确；要素归层是否正确。如果不正确，需要根据原始数据进行修改。 3.2.2 拓扑关系检查

图形拓扑关系检查采用的图层内部以及层间的拓扑规则主要有：“Must Not Oberlap”、“Must Not Oberlap With”、“Must Not Have Gaps”、“Must Be Covered By”、“Must Cover Each Other”、“Area Boundary Must Be Covered By”、“Must Be Covered By Boundary Of”、“Point Must Be Covered By Line”；

线性拓扑规则检查：“Must Not Oberlap”、“Must Not Intersect”、“Must Not Self-Overlap”、“Must Not Self-Intersect”等。

如果图形间拓扑关系违反规则，但是原始图形确实如此而无法修改的，这些“错误”将被标记为“例外（Exception）”，涉及到的图形将不被编辑修改。 3.2.3 图斑“碎屑”多边形检查

如果图斑面积小于100平方米，并且重要属性字段值为空的图斑，被认为是“碎屑”多边形。将对于“碎屑”多边形合并到相邻的多边形中去。 3.2.4 分层检查、标准化命名

检查数据分层，重新命名分层文件，补充新增图层、调整部分的属性结构，增加部分属性表格，增加与规划实施有关的规划附表和在原有规划附表中增加数据项，以及整理规划文档等。

完成上述工作后要填写元数据采集表并完成对元数据的录入，最后，对所有文件要进行标准化命名。

检查好的数据在质量上应达到以下要求：图形要素完整、无错漏、无重叠冗余，图面美观；数据分层正确，与系统数据库设计一致；要素编码及其他相关信息正确、完整；拓扑关系正确；接边数据的修改处理符合要求；同层不同地块图形间不可存在图形交叠；不同层的基本农田、一般农田、建设留用地、待置换用地相邻地块图形的边线必须严格共线。 4 结束语

按照上述数据处理和组织方法，成功地实现了土地利用现状数据、土地利用规划数据、建设用地勘测定界线数据和农转用数据等多源异构矢量和图形数据的一体化集成。

参考文献

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[6]袁西龙，何庆成，李加河.空间数据库建设工作方法探讨，水文地质工程地质，2002，3：68-70.

[7]胡大国.面向生产与建库的空间数据标准制作原则.国土资源信息化.2004，5：38-41. [8]郭革新.浅谈国家基础地理信息数据库建库工程.测绘通报.2000，8：37-39. [9]刘志军，贺瑜.全国1：1万土地利用数据库建库探讨与应用.地理空间信息.2004，8.Vol.02,No.4:25-27.

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Construction Plan of Multi-sourced Heterogeneous Land Use Database

Zhang Yun, Tu Longhai,Wang Pei,Feng Hangjian

Information Center ,Department of Land and Resources of Zhejiang Province,Hangzhou,Zhejiang,310007

Abstract:Along with the rapid development of land and resources informatization,huge amount of land use data and their renewed data are accumulated. For the purpose of managing and applying these multi-sourced heterogeneous land use data,it is urgently needed to conduct these data's integration.Combining the actual database construction works,this paper introduces the problems existed in the multi-sourced heterogeneous data,the technical plan for data integration and database constuction as well as the quality control plan.

Keywords:Multi-sourced heterogeneous land use data;Data integration and database constuction;Quality control;Plan

阳泉矿土地复垦技术与发展

中国铝业山东分公司阳泉矿坐落在山西省阳泉市东北方向约6km 处的白家庄矿区附近，是中国铝业山东分公司所属的露天铝矿供矿基地。阳泉矿先后开采了一采区、二采区、三采区和东山垴采区。在生产建设过程中，坚持“在开发中保护，在保护中开发”的原则，一方面节约用地，保护土地防止水土流失，另一方面在开矿的同时，进行了大量的复垦造地工作，截止2001 年底累计造地531 亩，二次利用土地338.1 亩，共计复垦土地869.1 亩，复垦率达到65%以上，取得了可观的经济效益和社会效益。1988 年被原国家土地局评为“全国土地复垦先进单位”。《人民日报》、《国土资源报》、《山西日报》等新闻单位先后进行了报道，这一典型事迹最近在10 台《绿色家园》栏目播放。 一、造地方式 ⒈ 排土场造地

在剥离过程中，选择离采区近容积大的老鼠沟、交易沟和石盆沟作为采区的排土场，这样排弃后平面面积大易于覆土造田。 ⒉ 强化开采，及时回填

矿山地处山西省阳泉地区，属缓倾斜薄矿体，倾角5—15°在3.4km2 的含矿面积中，第四纪黄土和第三纪红土覆盖率达60—70%，而且有22.67%的面积的矿层直接伏于土

层之下。这种土对于植物根系生长、植物营养、土壤良好的物理特性的形成均十分有利。此外，这些母质中矿物质营养极为丰富。同时，在黄土堆积过程中还积累了一定数量的无毒有机质，这对复垦十分有利。矿山充分利用这些有利条件，采取边剥、边采、边排、边造地的有效措施，强化采剥顺序，提高采矿强度，及时回收边尾矿，为回田造地创造出场地。这种排土造田的方法具有运距短、效率高、成本低的优点。因此利用采空区造田是技术上合理，经济上合算的最佳办法。 ⒊ 在荒山和丘陵上造田

矿区附近有一些无矿的山脊、山坡、丘陵和荒地。由于他们地势高、容积小不适于做排土场，但可作为复垦造地的场所。从较远的采场运来表土，再根据地形修筑相应的地堰和护坡。

二、造田工艺

三十多年来，矿山发挥自身优势，实施了一整套土地复垦工艺。实践证明是切实可行，复垦土地适于各种农作物的生长，其工艺包括以下三个步骤： ⒈ 排弃废岩

首先用自卸式汽车将剥离过程中的岩石部分排弃到指定的地点，达到造田标高后，再用推土机对场地进行平整，使其达到造田基础标准，为下一步覆土造地创造条件。 ⒉覆土

将剥离工作面中的黄土用自卸汽车运到打好基础的造田场地，按一定要求实行密集排卸。

⒊ 人工平整

为了保持土壤松散，汽车排土之后，利用人工将一个个密集的土堆平整好，并在平整过程中将零星石块挑选出来。 三、造田质量

⒈ 为保持造田水土不流失，地块坡度小于3°。

⒉ 土层厚度在30cm 以上，一般恢复重建植被较容易，关键是提高土壤肥力，矿山复垦的土地土层厚度都达到50cm 以上，且覆盖的第四纪黄土和第三纪红土适合阳泉地区农作物生长。

四、今后土地复垦发展方向

阳泉矿泉过土地复垦和二次利用对矿区内大部分土地进行了开发利用，目前仅有三采场近700 亩采空区需整治。 ⒈ 整治过程中存在的困难

（1） 三采场目前已剥土完毕，没有新的采区的废岩用于回填整平，原开采过程中储存的黄土和红土不足以覆盖所有采空区。

（2）原来复垦造田是在正常剥土采矿过程中进行，复垦费用进入了剥土成本，复垦成本低廉。现在造地需单独进行地基平整和覆土，需用大量财力、物力，成本较高。 ⒉ 整治的措施

按照国家土地法、复垦法和水土保持法的要求，在采区闭坑前必须治理完毕。 （1） 将较平坦的小块地区投入少量设备整平垒坝覆土，改良成梯田式大棚菜，或者推平盖厂房发展养殖业。

（2） 将较平整的大块地区用矿山生活垃圾填整平，逐步用原来储存的土进行覆盖，先种植豆科牧草以提高土壤有机质，最终转化为农田，交给物业公司办农场或种植经济林。

（3） 对于难以平整的地方采用800×800×800 挖坑换土的办法种植耐旱植物，发展生态林。

（4） 将矿山今后土地治理纳入财务成本计划和生产计划，每年拿出一定的资金和设备用于土地治理，确保土地复垦计划的完成。 参考文献

⒈ 於振彬.阳泉矿对土地的合理利用和复垦.《土地复垦技术》.1992,3 ⒉ 李文银等.《工矿区水土保持》.科学出版社, 1996

新生土地改造技术要点

随着我国现代经济建设步伐的加快，每年因工业化、城市化和交通网络建设而占用大量耕地，同时工矿废弃地的数量依然持续增加，从而加剧了人地矛盾，影响了经济社会的可持续发展。在加强耕地保护立法、建立农田保护的同时，开发开垦宜农荒地减少耕地损失，对恢复和改善生态环境、发展循环经济、推进社会主义新农村建设、建设节约型社会、促进经济社会全面协调可持续发展具有十分重要的意义。

垣曲县是国家小浪底水利工程的主要淹没区，土地少、 质量差，土质褐粘、偏碱，以坡地、丘陵、沟壑地为主，农业生产水平低而不稳。2005年始，国家加大对山老区的扶贫支持力度，垣曲县土地整理项目达2 000公顷，河滩造地133公顷，开荒667公顷，累积生土地达2 800公顷。为了尽快恢复耕地肥力水平，实现增产增收，垣曲县对新生土地进行了大面积的改造，取得了良好效果。

一、科学施用有机肥和无机肥，提高供肥能力

新生土地，俗称‘死土地’是相对于活土层而言，供肥能力差，群众又称‘卫生田’，即氮、磷、钾养分含量低，微量元素缺，很难保证农作物正常生长的需要。经过垣曲县多年的实践证明，农作物秸秆还田，增施农家肥和无机肥，是调剂和改善土壤土壤养分供应状况，改良和培肥土壤，保证农作物丰收的基本措施。

秸秆还田和增施农家就是把农作物的秸秆粉碎成短节，配施农家肥，通过30~35厘米深耕，直接归还大田的农艺行为。秸秆含有丰富的有机质和矿物营养元素，秸秆还田既为作物生长提供养分来源，又利于土壤水分的保蓄，同时提高产量、培肥地力。增施有机肥是土壤有机质的最直接来源。增施有机肥不但能稳定持久供氮，弥补土壤中氮素营养的消耗，且能提供锌、硼等多种微量元素。

合理施用无机肥就是在测土配方施肥的基础上，制定施肥方案，针对性的大量投入氮、磷、钾肥和补施锌、锰、硼、铜、钼等微量元素，实现土壤养分的相对平衡。在施肥用量和技巧上，应因土壤、气候、地块、作物而异。一般应深施氮、磷化肥，开沟追施氮肥，后期采用喷施肥，根据作物目标产量逐年增加。从而促进土壤理化性质改善和供肥能力的提高，实现土壤有效的养分积累。 二、深耕晒垡冻垡，精耕细作疏松耕层

深耕可以有效的改善土壤空隙松紧状况，提高土壤蓄水力和通气性，促进微生物的活动，加速土壤矿物质养分的风化和有机质的分解。精耕细作就是多犁、多耙、多蘑、多锄，起到保水，增温、增肥的效果。据分析测算，采用深耕晒垡冻垡，精耕细作可使每亩

作物增产75千克，效果显著。 三、制定合理的种植制度

合理的种植制度有利于水、土、肥、光、热等资源的充分利用。生土地改良一般需要3~5年的时间。在耕作制度上实行合理轮作，前3年实行一年一作制，如豆类（豌豆或黄豆）、玉米、豆类、小麦，第4年开始复播，玉米、小麦、豆类等模式。全部实施秸秆还田措施，根据具体情况合理密植，改良期豆类宜稠，玉米、小麦宜稀。 四、加强水利设施建设，合理灌溉

土地整理项目、河滩造地、都要求土地平整，便于灌溉。为此，加强水利设施建设就显得尤为重要。垣曲县修渠5 000 米，河坝4 000米，打机井26眼，把旱地变水地，山坡地、丘陵地、沟地变垣地，把三跑田变三保田，低产田变高产田，然后逐步走现代农业、高效农业之路。

经过3年的改良，垣曲县新生土地已日渐肥沃。据土壤分析测定，土壤有机质含量达到16.3 克/千克，氮、磷、钾的速效含量分别为.6 克/千克、10.5 克/千克和116.5 克/千克。每亩粮食产量由原来的平均100千克提高到250千克。

中国开发成功固沙新技术

一项新型的固沙植生技术日前通过专家论证，这项技术为占全球陆地面积四分之一的荒漠化土地带来了“绿色希望”。

3月6日，青海省科技厅组织有关专家对“柴达木盆地农田与草地退化植被恢复技术及示范”成果进行了评价。经质疑和讨论，专家们一致认为，此项研究成果达到国际先进水平。

成果鉴定委员会主任委员、中国科学院寒旱所沙漠室主任董治宝研究员介绍说，此项成果是中国国家“十五”重点科技攻关项目“防沙治沙关键技术研究与开发”8个示范区课题之一。项目的开展将为柴达木盆地沙漠化、荒漠化的治理提供技术支持和示范作用，为中国西部乃至世界范围内的沙漠化、荒漠化的治理提供良好的借鉴。 “OH固沙植生技术”是此项成果的主要创新点之一。“该技术成本较低，材料

可降解，施工简单方便，固沙效果明显。”董治宝说。

柴达木盆地位于青藏高原北部边缘，是中国第四大盆地，由于长期自然因素和不合理人类活动的影响，生态环境恶化严重。目前，盆地森林覆盖率不足1%，荒漠化面积占盆地总面积的38.9%，整个盆地每年因沙漠化造成的经济损失在5亿元以上。 这种技术首先要在沙漠上播撒草种和化肥，然后喷水，再将配好的药剂均匀喷洒在潮湿的沙漠表面。20秒后，沙漠表面将会凝固，一到两个小时后，沙子会完全凝固好，人可以在凝固的沙面上自由行走，而不会影响固沙的效果。15天左右，草就可以长出来。

课题的负责人之一、青海省水利水电科学研究所李润杰研究员介绍说，让松散的沙子凝固在一起的是一种化学药剂，这种药剂无任何毒副作用，能使沙子变成橡皮状的固体，既可以渗水又可以保持水分，防止水分的蒸发。在草生长的过程中，药剂中的化学物质则会逐渐降解。待草长成后，枯黄的沙漠被碧绿的青草所代替，沙漠也就变成了绿洲

“我们还将这一技术用于青藏铁路的防沙治沙中，使侵袭铁路的流沙得到了固定。”李润杰说。

科学家们还研究出了沙区典型荒漠植物和人工牧草的需水规律，针对不同的区域提出了相应的灌溉模式；引进筛选了49种草种和树种，掌握了6种当地优良灌木、9种外域树种和6种优良草种的繁育技术；对绿洲防护林建设、盆地内的移民生态等存在的问题提出了综合治理的对策和建议。

中国的荒漠化问题很严重。有关资料显示，中国水土流失面积达356万平方公里，而沙化土地174万平方公里。

李润杰说，项目的开展为治理荒漠化寻求了新的有效途径，和过硬的技术方法。他同时表示，项目的经济效益和生态效果还需要进一步的跟踪评估。

矿区土地复垦技术

矿区废弃地是指在采矿过程中所破坏的、不经一定处理无法使用的土地。一般分为4类：

①由剥离的表土、开采的废石及低品位矿石堆积形成的废石堆砌废地。废弃物粒径大，难

以在

短期内自行粉碎风化。该类废石堆弃地空隙大，持水性差。②矿石采完后留下的采空区和塌陷

区形成的采矿废弃地往往形成深坑，常年积水或形成湿地。③开采出的矿石经选矿后产生的尾

矿堆积形成的尾矿废弃地。尾矿常含有一些有价值组分，是潜在的矿产资源。但同时往往含有

有毒元素，如重金属和氰化物等。④采矿作业面、机械设施、矿区辅助建筑物和道路交通等先

占用后废弃的土地。

土地复垦和生态修复是解决矿山环境保护和综合治理的最有效途径。主要指对采矿引起的

土地功能退化、生态结构缺损、功能失调等问题，通过工程、生物及其他综合措施来恢复和提

高生态系统的功能，逐步实现矿区的可持续发展。矿区的土地复垦和生态修复应与采矿活动同

步进行，根据矿山不同开采时期的技术特点和自然环境等因素，及时作出相应的复垦或生态修

复方案，尽量避免或减少对环境的破坏，实现采矿与生态修复的一体化。

矿区土壤的表土常常会流失或遭到破坏。土壤物理性修复与恢复的关键是覆盖、培育与维

持表土，改善土壤结构，建立植被覆盖，有效控制土壤侵蚀。粉碎压实、剥离、分级、排放等

技术被用于改进矿区退化土地的物理特性，实际操作还包括梯田种植、排流水道和稳定塘设置、

覆盖物或有机肥施用等。植物残体余物(如稻草或大麦草)可作为覆盖物将土表层与极端气候变

化隔开，增加土壤的持水量和减少地表径流对土壤造成的侵蚀。施用有机肥可显著改善土壤结

构。一种客土、排土法。由于重金属污染大多集中于地表数厘米或较浅层。挖去污染层，用无

污染客土覆盖于原污染层位置可以解决重金属污染问题。此法需耗费大量劳动力，并需有丰富

的客土资源。

矿山尾矿及废弃矿中均缺少植被生长所必须的有机质和氮、磷、钾等物质。如果将修复后

的土地用于农业生产，首先要恢复土壤肥力，提高土壤生产力。有机废弃物如污水污泥、垃圾或

熟堆肥可作为土壤添加剂，并在某种程度上充当一种缓慢释放的营养源，同时可通过螯合有毒金

属而降低其毒性。有机肥对多种污染物在土壤中的固定有明显影响。

土壤活化剂应用研究获突破

吉林农业大学与乌克兰切尔卡斯农业科学研究所合作，开展土壤生物活化剂应用研究取得突破，并在田间实验中获得理想效果。

土壤生物活化剂是乌克兰切尔卡斯农业科学研究所研制的一种高活性、高效能、无公害绿色生态农业产品，解决了很多土壤调节剂用量大、成本高，以至于难以推广的问题。吉林农业大学与乌方合作引进了该活性剂。在乌方提供土壤活化剂的生产技术、配方、产品的食量标准及实验数据的基础上，吉林农业大学进行了土壤生物活化剂对土壤理化与生物学性状、植株生长、产量和质量的影响以及施用方法的研究。结合吉林省作物的生长特点，目前已研制出适合吉林省施用的土壤生物活化剂，并获得两项发明专利。

特种植物开发土壤修复新技术

中国土壤修复专家正在试验砷、铜、锌等重金属污染土壤的植物修复技术，通过在矿区及其周边重金属污染土地种植超富集植物，吸收土壤中对人体有害的重金属物质。 中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任陈同斌研究员19日在接受新华社记者采访时说：“我们已在广西环江、湖南郴州、云南个旧、浙江富阳、广东乐昌等地建立起重金属污染土壤修复工程，前期工作已取得重要进展。”

科学家已在全国20多个省（市）200多座矿山开展了污染土地及其植被调查，在矿区发现了多种超富集植物，并筛选出19种对铜、铅、锌、镉、镍、钴、锰等重金属具有潜在超富集功能的植物。科学家还利用发现的超富集植物及其优良生态型，研制出3种强化植物修复的化学和微生物添加剂，优化了植物修复的成套技术。

土壤的植物修复技术因其安全、廉价而成为世界上该领域研究和开发的热点。植物修复就是筛选和培育超富集植物，利用植物把土壤中的有毒重金属元素吸收起来，再将植物收获，回收植物中的重金属物质。植物修复既能大量减少土壤中的重金属污染，又为回收利用重金属资源提供了可能。

土壤改良技术

土壤改良技术主要包括土壤结构改良、盐碱地改良、酸化土壤改良、土壤科学耕作和治理土壤污染。

土壤结构改良是通过施用天然土壤改良剂(如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等)和人工土壤改良剂(如聚乙烯醇、聚丙烯腈等)来促进土壤团粒的形成,改良土壤结构，提高肥力和固定表土,保护土壤耕层,防止水土流失。

盐碱地改良，主要是通过脱盐剂技术盐碱土区旱田的井灌技术、生物改良技术进行土壤改良。

酸化土壤改良是控制废气二氧化碳的排放，制止酸雨发展或对已经酸化的土壤添加碳酸钠、硝石灰等土壤改良剂来改善土壤肥力、增加土壤的透水性和透气性。 采用免耕技术、深松技术来解决由于耕作方法不当造成的土壤板结和退化问题。 土壤重金属污染主要是采取生物措施和改良措施将土壤中的重金属萃取出来，富集并搬运到植物的可收割部分或向受污染的土壤投放改良剂，使重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗作用。

矿区土地复垦技术

矿区废弃地是指在采矿过程中所破坏的、不经一定处理无法使用的土地。一般分为4类：

①由剥离的表土、开采的废石及低品位矿石堆积形成的废石堆砌废地。废弃物粒径大，难以在短期内自行粉碎风化。该类废石堆弃地空隙大，持水性差。②矿石采完后留下的采空区和塌陷区形成的采矿废弃地往往形成深坑，常年积水或形成湿地。③开采出的矿石经选矿后产生的尾矿堆积形成的尾矿废弃地。尾矿常含有一些有价值组分，是潜在的矿产资源。但同时往往含有有毒元素，如重金属和氰化物等。④采矿作业面、机械设施、矿

区辅助建筑物和道路交通等先占用后废弃的土地。

土地复垦和生态修复是解决矿山环境保护和综合治理的最有效途径。主要指对采矿引起的土地功能退化、生态结构缺损、功能失调等问题，通过工程、生物及其他综合措施来恢复和提高生态系统的功能，逐步实现矿区的可持续发展。矿区的土地复垦和生态修复应与采矿活动同步进行，根据矿山不同开采时期的技术特点和自然环境等因素，及时作出相应的复垦或生态修复方案，尽量避免或减少对环境的破坏，实现采矿与生态修复的一体化。

矿区土壤的表土常常会流失或遭到破坏。土壤物理性修复与恢复的关键是覆盖、培育与维持表土，改善土壤结构，建立植被覆盖，有效控制土壤侵蚀。粉碎压实、剥离、分级、排放等技术被用于改进矿区退化土地的物理特性，实际操作还包括梯田种植、排流水道和稳定塘设置、覆盖物或有机肥施用等。植物残体余物(如稻草或大麦草)可作为覆盖物将土表层与极端气候变化隔开，增加土壤的持水量和减少地表径流对土壤造成的侵蚀。施用有机肥可显著改善土壤结构。一种客土、排土法。由于重金属污染大多集中于地表数厘米或较浅层。挖去污染层，用无污染客土覆盖于原污染层位置可以解决重金属污染问题。此法需耗费大量劳动力，并需有丰富的客土资源。

矿山尾矿及废弃矿中均缺少植被生长所必须的有机质和氮、磷、钾等物质。如果将修复后的土地用于农业生产，首先要恢复土壤肥力，提高土壤生产力。有机废弃物如污水污泥、垃圾或熟堆肥可作为土壤添加剂，并在某种程度上充当一种缓慢释放的营养源，同时可通过螯合有毒金属而降低其毒性。有机肥对多种污染物在土壤中的固定有明显影响。

为全球土地退化防治树立典范

“内蒙古乌海市乌达区通过实施土地退化防治能力建设项目，大力发展设施农业，利用日光温室生产绿色有机蔬菜，引进新品种，推广新技术，年人均蔬菜生产收入达到了4500多元。”

“甘肃景泰项目示范点在盐碱弃耕地中发展枸杞600多亩，亩产干果50公斤以上，有效地控制了土地次生盐碱化，取得了显著的经济效益。”

在日前召开的综合生态系统管理理念与应用国际研讨会上，来自西部土地退化防治能力建设项目代表的发言受到广泛关注。

据介绍，早在4年前，中国就与全球环境基金（GEF）建立了干旱生态系统土地退

化防治伙伴关系。这是GEF在全球实施的第一个防治土地退化的伙伴关系，也是中国在生态领域第一次以长期规划的形式将综合生态系统管理（IEM）引入中国西部退化土地治理事业的项目。该项目的主要目标是创立一种跨部门、跨行业、跨区域的可持续的自然资源综合管理框架，把来自、地方以及国际组织的资金整合起来，实现资源和资金的优化配置，创新管理，完善运行机制，探索从根本上解决土地退化问题的新途径。

“土地退化防治能力建设项目”是伙伴关系下执行的第一个项目，主要目的是采用综合生态系统管理的方法，加强基础条件和机构能力建设，为有效遏制土地退化、减少贫困、恢复西部地区干旱生态系统奠定基础。

在很短时间内，就成立了由财政部、全国法制工作委员会、国家发展与改革委员会、科技部、国土资源部、水利部、农业部、国家环保总局、国家林业局、法制办和中国科学院等11个部门和单位组成的项目指导委员会、项目协调办公室和项目执行办公室与此相应，在6个项目省(区)也分别成立了由多个部门和单位参与的领导小组、协调办和执行办。

该项目综合考虑生态系统类型、土地退化类型、土地利用状况、经济社会发展水平和民族差异等多种因素，在内蒙古、陕西、甘肃、青海、宁夏、等土地退化最为严重的西部6个省（自治区），选择了22个示范点，全面开展了以综合生态系统管理理念为指导的土地退化防治的实践。

财政部助理张通对“土地退化防治能力建设项目”实施以来取得的成效给予了高度评价。他说，该项目为建立和完善中国西部干旱地区土地退化防治的技术、、法律和机构的框架发挥了积极作用，加快了中国西部干旱地区土地退化防治的进程，有效促进了中国西部干旱地区脆弱生态系统的恢复和干旱区生物多样性的保护，也为全球土地退化防治树立了典范。

“中国和GEF的土地退化防治伙伴关系的成果充分说明，以综合生态系统管理理念为指导，是防治土地退化最有效的途径。”国家林业局副李育材表示，中国将进一步加强与全球环境基金等国际组织的合作，争取到2010年，使荒漠化地区生态环境恶化的趋势基本遏制，重点治理地区的生态状况得到明显改善。

⑵ 需要对生活污水进行处理且需要中水回用的生态型居住小区、别墅等；

⑶ 季节性、间断性使用的风景区饭店、大型体育设施、会场、高尔夫球场和公园等地；

⑷ 水源性水库区； ⑸ 河流的一、二级保护区。 1.2 毛管渗滤处理工艺设计 1.2.1工艺流程 1.2.2工艺流程说明

⑴ 化粪池或隔油池排出口的污水经格栅预处理后，用污水泵提升或自流进入毛管渗滤装置。

⑵ 毛管渗滤装置由配水系统、厌氧滤层、好氧滤层、集水系统组成，污水经截留、吸附过滤及生物降解处理后，已基本达到中水用水的最高标准——景观用水标准。

⑶ 中水经集水系统收集自流入集水井，再经消毒处理后，用泵提升或自流至各中水回用点使用。 1.2.3基本设计参数 ⑴ 表面负荷设计参数

一般应根据施工地点的土质情况及生活污水水质现状确定。基本设计参数：每天处理1m3生活污水需要8m2面积的土地，水力停留时间为5.6d. ⑵ 高程设计参数

在非冰冻地区，毛管渗滤装置配水管最小埋设深度为地表下200mm；在冰冻地区，毛管渗滤装置配水管最小埋设深度为当地冰冻深度以下。 1.2.4进出水水质 ⑴ 进水水质指标预测

进水水质指标：BOD5≤250mg/L，CODcr≤500mg/L，SS≤180mg/L. ⑵ 出水中水水质指标

符合国家标准《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T120-2002）和《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T121-2002）的要求。 2 毛管渗滤土地处理技术对住区水环境的保护 2.1住区水环境保护的主要内容与要求[4]

《健康住宅建设技术要点》在“居住环境的保护”方面对水环境的要求主要包括排水系统和中水系统中的污废水的收集、处理及其达标排放或回用，具体内容与要求为：

⑴ 住区排水系统应实行雨污分流，设有完善的污水收集、污水处理和污水排放等设施。

⑵ 住区污水排放水质应满足国家标准《污水综合排放标准》（GB78-1996）或参照《地面水环境质量标准》（GHZB1-1999）的有关规定。

⑶ 污水处理站产生的污泥，应具有配套的处理措施和综合利用能力。 ⑷ 建筑面积在50000m2以上的住宅小区应设置中水系统，中水可回用于冲厕、绿化浇灌、洗车和景观用水等。中水水质控制指标应符合《建筑中水设计规范》的规定。

⑸ 中水系统应设置，严禁中水接入生活饮用水系统供水管道内。 ⑹ 中水系统的建设应与住区的污水系统、雨水回用系统和景观水系统建设统一考虑，综合布置，统一利用。

2.2毛管渗滤土地处理技术对住区水环境的保护

毛管渗滤土地处理技术应用于住区生活污水的处理，能较好地满足健康住区对水环境保护的内容与要求。

⑴ 生活污水就地处理，出水能够达到现行国家标准《污水综合排放标准》（GB78-1996）或《地面水环境质量标准》（GHZB1-1999）的有关规定，可直接排放。

⑵ 处理出水经消毒，即可作为中水进行回用。 ⑶ 不产生污泥，无需配套相关污泥处置措施。

⑷ 整个系立设在地下，卫生安全性好，与生活饮用水完全分开。

⑸ 其上为绿地，能渗透、畜积雨水，且其出水经消毒即能满足景观环境用水水质要求，因而可与雨水（间接）利用和景观环境水体进行有机融合。 2.3毛管渗滤土地处理技术用于住区水环境的保护的优越性 ⑴ 生态环保，符合健康住区对水环境保护的要求

毛管渗滤土地处理系统是一种利用了大自然的天然净化能力、处理分散排放污水的实用技术，它充分利用了土壤—植物—微生物系统的净化能力，既可去除有机污染物，又可去除造成水体富营养化的氮、磷等污染物，无污泥产生。同时由于该系统主要构筑物处于地表下，故还具有不产生臭味和不影响地表景观的特点。符合健康住区对水环境保护的要求。 ⑵ 卫生安全，对公众健康和环境无不良影响

人们对水处理回用的卫生安全性一直非常关心。生活污水中含有许多影响公众健康和环境的污染物质，这些成分会造成环境的生物性污染，去除污废水中主要污染物是减轻其对公众健康和环境影响的主要措施。因此，毛管渗滤土地处理技术用于住区水处理排放或回用，在处理污水和绿化美化环境的同时，还要考虑其对公共健康的影响问题，即有关卫生学指标的问题。为此，北京环境保护科学研究院在试验中[5]选取总大肠杆菌和粪大肠杆菌作为评价系统生物学污染净化指标，对毛管渗滤土地处理系统的进水、出水和表层土壤（10cm）进行了取样分析。

⑶ 经济适用、高效灵活，综合效果好

毛管渗滤系统具有建设费低、运行费低、操作简单和净化效率高，可分散、分期建设等优点，特别适用于没有完善的城市污水管网系统居住小区的水处理排放和回用，将此项技术与住区绿地建设结合起来，在有效处理污水的同时还可取得美化与改善环境和节约

3、 毛管渗滤土地处理技术应用实例及评析

毛管渗滤处理技术比较适合用于生活污水的处理与回用，能够较好地满足健康住区对水环境保护的要求，优越性明显，发展态势良好。目前，我国的北京、上海、辽宁、贵州、浙江、福建等地均已有成功应用的实例[5-9].表2是毛管渗滤土地处理系统部分实例的基本情况及简要评析。

水源为水上运动中心的生活污水，处理水量30 m3/d，回用于景观补水。 贵州省环保局、上海交通大学环境工程系 2001年4月 日本国环境省无偿援助的毛管渗滤土地处理技术示范项目。

北京“上海沙龙”住宅小区生活污水处理及回用工程 水源为20万m2小区的全部生活污水，处理水量1280 m3/d，回用于景观补水、绿化、洗车和路面洒水。剩余的出售。 北京绿叶环境技术发展中心 2003年7月 处理装置按建筑组团分为九块，大幅度地节约了小区污水管线投资，就地收集就地回用；装置埋深1.5米，装置上正常铺设小区的其他管线、道路、停车场甚至是篮球场，不影响土地的正常使用。本小区的剩余中水出售给市政绿化队；委托专业环保公司运行。 北京太伟运动休闲度假村生活污水处理及回用工程 水源为高尔夫球场会所和别墅小区的生活污水，处理水量400 m3/d，回用于景观补水和绿化。 北京绿叶环境技术发展中心 2003年9月 利用自然地形，合理规划设计，实现全部自流，无需任何提升，整个处理系统没有用电设备。实现污水“零排放”。 北京首创“百善别墅”小区生活污水处理及回用工程 水源为36万m2别墅小区的生活污水，一期工程处理水量40 m3/d，回用于景观补水和工地用水。 北京绿叶环境技术发展中心 2003年9月 中水处理工程与开发商的开发进度合理搭配，销售出一片别墅做一个处理装置，滚动进行。合理使用资金，减轻开发商的资金压力；同时做到完工一个处理装置，投入运行一个装置，无需等待至整个36万m2别墅小区完工和入住后才能投入运行。 4 、结语

毛管渗滤土地处理系统是一种利用了大自然的天然净化能力、处理分散排放污水的实用技术，特别适用于没有完善的城市污水管网系统居住小区的水处理排放和回用，具有建设费低、运行费低、操作简单、无污泥产生、无环境污染等优点。通过有关卫生学指标测试分析，毛管渗滤土地处理系统不会对公共健康造成影响，符合健康住区对水环境保护的要求。

中国科学院东北地理与农业生态所最新研究表明，先进技术的集成应用可迅速提高严重侵蚀退化黑土的地力，该所科研人员在松嫩平原海伦试区开展的攻关实验中，集成应用耕作、栽培、施肥等先进技术，当年就获得使严重侵蚀退化的低产田提升为中高产田的

良好效果。

黑土侵蚀退化是影响我国东北黑土区粮食生产的突出因子。“十五”的一项调查显示，东北黑土区近20年黑土有机质含量仍以年平均5‰的速率下降，水土流失严重的地区年平均下降13.5‰以上。严重的水土流失逐年剥离肥沃的黑土表层，受侵蚀退化黑土土地生产力下降明显，近20%的中高产田已变为低产田。如何恢复和提高侵蚀退化黑土的生产力已成为黑土区粮食发展所面临的一项重要课题。

东北地理所黑土生态重点实验室的科研人员在取得大量试验数据基础上，集成栽培、耕作、施肥等先进技术，在松嫩平原黑土区中部黑龙江省海伦市前进乡选择一典型水土流失地块开展攻关试验，试区耕地1.4公顷、坡度4.5度。采取的主要措施为：选择高产大豆品种；改顺坡垄作为横坡等高垄作；大型拖拉机深耕，耕层由原来不足15厘米增深至20厘米；除正常施用化肥外每亩增施1吨干牛粪。试验过程中，他们以试验前的2004年和实验后的2008年产量为对比进行了全坡面大样本调查，并利用空间分析的地统计学方法绘制了试验前后的大豆产量及增产空间分布图。结果表明，通过先进技术的集成应用，大豆产量由攻关前的平均2670斤/公顷增加到攻关后的5036斤/公顷，全坡面平均增产88.6％，变幅55%～140％，低产田一举上升为中高产田。研究小组通过对不同时期田块耕层含水量、土壤有机质、全氮等与大豆产量的空间相关分析，对侵蚀退化黑土的增产机理进行了深入的理论探讨。主要结论为，坡耕地大豆产量首先受水分胁迫影响，其次为养分胁迫。实施等高垄作，使生育期降雨不出田块，提高了水分利用效率，而攻关前所采用的顺坡垄作有30％以上的降水通过地表径流移出田地，坡降越大，保水越差，产量越低；深耕的作用主要体现为打破犁底层，增加降雨入渗速率，减少地表径流；牛粪的主要作用是改善土壤结构、促进作物生长、提供部分养分。

该项研究证明，只要采取科学的技术措施，仅增加有限的物质投入就可以快速提升侵蚀退化黑土的地力，乃至当年就可使严重侵蚀退化的低产田提升为中高产田。有关专家认为，这一研究结果对于提高约占东北黑土农田60％的中低产田的土地生产力，具有重要的实践意义。

给耕地做“表皮移植” 土壤表层剥离技术有效保护耕地

11月25日，天津大学电子信息工程学院大二学生陈明收到国土资源部徐绍史亲笔信，对他暑期调研报告———《给耕地做“表皮移植”———土壤表层剥离的成功实

践》给予了高度评价。

暑假中，陈明收集了宁波市余姚临山镇“表皮移植”的相关资料并进行了论证，撰写了题为《给耕地做“表皮移植”———土壤表层剥离的成功实践》一文，从土壤与耕地、我国耕地现状、目前的保护措施、土壤表层剥离法、表土剥离的推广实施等方面进行了全面论证。

陈明在调研报告中认为，土壤只是地球表面尺度内的一个薄层。所谓耕地资源，可以近似认为是表层的土壤资源。耕地不可移动，土壤却是可以运动的。如果征用耕地，而把挖出的肥沃土壤和其他材料混合用于填方，就将是资源的极大浪费。如果把土壤经过简单的挖掘、移动，将采石场这样的废弃土地改造成农田，可以基本保持原有农田的质量。这种方法不但能有效保护耕地，在适宜条件下，甚至可以用挖出的土壤改造生态破坏、水土流失、沙化严重的地区。

“这种方法既保证城镇、农村建设用地的供应，又能有效保护耕地资源，也就缓解了由此引发的农民住房、粮食问题、粮食蔬菜价格上涨等众多问题。”陈明说，“在论证过程中，我愈发感觉到耕地保护的重要性，如果宁波市这种给耕地做‘表皮移植’的措施能够在全国推广，经济效益，生态效益，社会效益都会相当可观。”陈明说。于是，他便萌生了给国土资源部领导写信的想法。

今年开学初，陈明给国土资源部领导写了一封信，并附上了自己的调研报告。徐绍史在回信中对陈明的调研报告给予高度评价，表示这是一篇源于生活、很有见解的实践报告，从中感到陈明强烈的社会责任感和使命感。他看到21世纪青年大学生积极参与社会管理，了解国情，研究问题，勇于提出建议，感到由衷的欣慰和高兴。

徐绍史在信中说，给耕地做“表皮移植”进行土壤表层剥离的方法是保护耕地的有效举措，已经在三峡库区土地整理移土培肥等许多工程中取得了重大成效，国土资源部也在实践中不断对这一技术加以总结和完善。党的十七届三中全会通过的《关于推进农村改革发展若干重大问题的决定》强调要实行“两个最严格制度”，实行最严格的耕地保护制度，坚守18亿亩耕地红线；实行最严格的节约用地制度，严格控制城乡建设用地的总规模。这是党和人民赋予国土资源部门的法定职责，是全国人民的共同责任。

德研究能中和盐碱地的农作物

随着气候变暖和人们对耕地的过度利用，耕地的盐碱化趋势日趋严重，预计全球已有400万平方公里面积的耕地因此失去了种植功能。荷兰阿姆斯特但大学的专家耶特?罗茨马最近在《科学》杂志上发表了全球耕地盐碱化的研究报告，并呼吁研究能中和盐碱地的

农作物。

400万平方公里的耕地盐碱化相当于半个欧洲的面积，专家担心今后几年盐碱化耕地的面积还会不断扩大，这一方面是因为随着气候变暖，海平面上升，导致更多的沿海耕地被淹没和盐碱化；另一方面是干旱地区的人口急剧增加，对耕地的过度灌溉和耕作使耕地盐碱化，这一现象在印度和埃及尤其明显。

解决耕地的盐碱化问题，农业专家开始研究通过作物的基因转变，使其适应盐碱化的耕地。德国波茨坦马普分子植物生理学研究所专家艾伦?祖特长期从事水稻适应盐碱化耕地的研究，她称，这项研究的困难在于作物有多种基因受盐碱化环境的影响，单独改变某种基因产生的效果很小，最好是找到起关键作用的“调节基因”，模拟这种“调节基因”在理论上是简单的，但实践上非常困难。

另一种方法是寻找植物的生物标志，这种生物标志记录着植物的整个遗传片断或在适应盐碱化环境时物质转化过程的信息。为鉴别出这种生物标志，需要对植物从种子培育到大田种植进行长期的观测和研究。

解决耕地盐碱化的另一种可能是种植具有较高有机矿物质含量的植物，例如耐盐碱地的小麦。德国植物基因和农作物研究所对300种耐盐碱地植物进行过研究。另外盐碱地还可以用来种植能源作物，例如一种“海蓬子属”的盐碱地植物，每公顷可生产18吨生物质和2吨含油种子，相比较每公顷向日葵平均只能提供1.7吨含油种子。

我国高原冻土研究独领风骚

由中国科学院作为主要单位完成的“青藏铁路工程”和“多年冻土青藏公路建设和养护技术”分别在日前举行的国家科学技术奖励大会上获得国家科技进步奖特等奖和一等奖。两项成果保障了青藏铁路和公路的良好运行，也打破了国外专家的一个预言：按人类现有的科技水平，要让铁路横穿昆仑山和唐古拉山，至少要在100年以后。这标志着我国的高原冻土研究技术已在世界同行中独领风骚。

被誉为地球第三极的青藏高原，以其海拔高、空气稀薄、含氧量少、紫外线强烈、常年积雪、气候复杂而著称于世。青藏铁路和青藏公路是世界上海拔最高的运输线之一，也是与祖国内地联系的重要通道，承担着进藏和出藏物资的运输任务，被誉为的“生命线”。在铁路开通前，青藏公路是与祖国内地联系的重要通道，承担着85%以上进藏物资和90%以上出藏物资的运输任务，青藏铁路开通后，75%的进出藏物资将由铁路承

担，从而改变了以往公路运输运距长、运费高、损耗大的缺点。

在青藏铁路和公路建设中，冻土一直是困扰工程建设的最大难题。中科院自上世纪60年代起，就协同铁道部、中国铁科院西北分院等单位，承受着恶劣的气候、缺氧和高山反应等高原作业危险，破解了高原冻土、生态环境等世界难题，为青藏铁路顺利通车和青藏公路的畅通作出了一系列重大创新贡献。

为攻克冻土难题，自1961年起中科院就自己组织队伍，陆续对青藏公路沿线进行了冻土调查与勘探，并建立了观测站进行长期观测。在此期间，科研人员进行了冻土分布特征研究、冻土区筑路工程条件、青藏公路沿线不良冻土地质现象研究、青藏公路沿线冻土考察、青藏公路沿线冻土考察与测绘、青藏高原冻土区水源问题研究，为冻土区工程设计提供了所需的有关参数和冻土病害治理措施。青藏铁路开工后，中科院高度重视青藏铁路冻土攻关难题，先后组织了冻土工程国家重点实验室和多家科研院校的专家，并安排了上千万元科研经费用于冻土研究，获得了大量科研数据和科研成果。青藏铁路冻土攻关借鉴了青藏公路、青藏输道、兰西拉光缆等大型工程的冻土施工经验，并探讨和借鉴了俄罗斯、加拿大和北欧等国的冻土研究成果。我国科学家主要采取了以桥代路、片石通风路基、通风管路基、碎石和片石护坡、热棒、保温板、综合防排水体系等措施，冻土攻关取得重大进展，在国际上首次创造性地提出了以热的传导、对流、辐射为理论基础的冷却路基、降低多年冻土温度的设计新思路，解决了青藏铁路冻土路基稳定性等世界难题。青藏铁路的冻土研究基地已成为中国乃至世界上最大的冻土研究基地。

在工程冻土研究中，我国科学家在国际上创造性地提出“冷却路基、降低多年冻土温度”的主动保护多年冻土的创新性设计思路，以及提出了高温、高含冰量冻土路基的工程稳定性的科学和技术措施，同时，也开创性地提出了冻土铁路沿线生态环境保护的国际先例，走出了我国在高原多年冻土区修建公路和铁路的一条具有多项自主知识产权的创新之路。

可持续性污水土地处理新技术

污水土地处理系统已经有了100多年的历史，但传统的污水土地处理系统存在着很多缺点，处理能力低、需要的土地面积大、处理效果差、用于污水处理的土壤质地要求较高、土壤易发生退化等。为了解决这些问题，中国水科院和澳大利亚科学与工业组织合作，共同试验研究了一种既经济又具有可持续性的污水灌溉和污水土地处理结合技术。 该技术使用高污染物含量的生活污水进行作物灌溉，通过土壤过滤汇集到密集的地下暗管排水系统，然后排放到地面沟渠或其他地表水体中，或进行二次利用。通过土壤过滤、

吸附以及其他物理化学过程，处理后污水中，污染物含量降低，水质达到环保部门的排放要求。积累在系统中的污染物，能够被作物吸收利用，从而达到动态平衡。由于系统中安装了密集的地下排水系统，使得在作物耗水强度较低的季节，该系统也具有较高的污水处理能力。为了取得良好的污水处理效果，该系统运行过程中，污水的施加以及排出前在系统内保持的时间、排水管以上地下水位的深度、滤出水的排出过程都是可控制的。该系统不仅对污水进行了处理，还能使种植的作物产量保持稳定或提高，以补偿系统的建设和运行费用。该技术可用于城镇生活污水的处理。

为了保证污水处理效果，该系统中地下暗管排水部分必须是完全可控制的。排水暗管埋深一般为1米～1.5米，暗管间距与设计处理能力和土质有关，可为5米～12米。排水暗管通过集水管将滤出水汇集到集水井，并通过水泵排出。该系统的运行周期一般为半个月，包括灌前平衡、排水、灌后平衡以及排水四个阶段。前三个阶段各需1天～2天，排水阶段需要10天左右。每个周期以及一个周期内各阶段的天数可以根据气象和作物情况进行调整。

研究发现：土壤有机碳含量增加

日前，我国科学家利用农田生态系统生物地球化学模型（DNDC），完成了定量评价耕地土壤有机碳含量对作物产量影响的研究。研究表明，每公斤土壤有机碳含量增加1克，东北地区玉米产量每亩可增加11.7公斤；华北地区夏玉米与冬小麦轮作，每亩可增产约30.3公斤；西北地区春玉米产量每亩约增加21.9公斤；中南地区单季水稻产量每亩可增加约12.3公斤；华东地区双季稻产量每亩可增加约17.7公斤；西南地区水稻与冬小麦轮作产量每亩可增加约15.3公斤。保持较高水平的土壤有机碳含量对增加作物产量、节本增效、保障粮食安全都具有十分明显的作用。《中国农业科学》2009年第1期刊登了这篇题为《农田土壤有机碳含量对作物产量影响的模拟研究》的报告。

粮食安全一直是我国农业发展的首要问题，刚性增长的粮食需求和不断减少的农田面积之间的矛盾日益突出，为了满足我国未来的粮食需求量，必须大幅度提高单位面积的粮食产量。土壤有机碳是耕地土壤的重要组成部分，在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面均起着极其重要的作用，是土壤质量和功能的核心，是影响土壤肥力和作物产量高低的决定性因子。当前，我国农业化肥用量居高不下，农田固碳形势不容乐观，东北肥沃的黑土区有机碳在大量流失。在全球气候变化的形势下，如何提高作物产量、保障粮食安全格外受到关注。

文章第一作者、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员邱建军等利用DNDC模型，以我国东北、华北、西北、中南、华东和西南6个典型农业区域为研究对象，每个

区域选择典型的种植模式和现行的农田管理措施，在各自特定的土壤和气候条件下，输入并运行模型，模拟考察在其他投入条件不变的情况下，改变土壤有机碳本底值对作物产量的影响。结果表明，在其他投入既定的条件下，全国各地区均存在通过提高耕地土壤有机碳含量来增加作物产量的潜力。此项研究定量评价了土壤有机碳含量对作物产量的影响，进一步强化了培肥土壤的重要性，为保障国家粮食安全和耕地持续利用与管理提供了科学依据。

研究表明气候变暖增加土壤二氧化碳释放量

芬兰的一项新研究表明，气候变暖将导致土壤的二氧化碳释放量增加，有关森林吸收二氧化碳的数据有待进一步评估。

共同参加这项研究的芬兰林业研究所和赫尔辛基大学等机构报告说，研究人员发现，土壤中被循环利用的有机碳对气候变暖十分敏感，在全球气候进一步变暖的情况下，土壤释放的二氧化碳量也将随之增加，并远远超过森林的二氧化碳吸收量。

芬兰专家指出，此前一些研究人员采用的测算方式过高估计了森林对二氧化碳的吸收能力。按照此前的测算结果，从理论上讲，如果森林植被的生长速度提高７０％至８０％，树木吸收的二氧化碳可抵消土壤释放的二氧化碳量。但芬兰研究人员的新研究表明，森林植被的生长速度必须提高１００％至１２０％才能达到这一效果。

芬兰研究人员建议，有关机构在预测气候变化结果时更细致地考虑土壤释放二氧化碳的趋势，更深入地评估与恢复森林植被有关的气候变化应对。

土壤氧化还原作用

土壤氧化还原作用是土壤中的主要化学反应或生化反应。土壤中存在的氧化态与还原态物之间的土壤反应。土壤是一个复杂的氧化还原体系，存在着多种有机、无机的氧化、还原态物质。一般土壤空气中的游离氧、高价金属离子为氧化剂，土壤中的有机质及其厌氧条件下的分解产物和低价金属等为还原剂。土壤氧化还原条件不仅包括纯化学反应，且很大程度上是在生物（微生物、植物根系分泌物等）参与下完成的。土壤氧化还原反应条件受季节变化和人为措施（如稻田的灌水和落干）而经常变化的，衡量土壤氧化还原反应状况的指标是氧化还原反应电位(Eh)。在我国自然条件下，一般认为Eh低于300mv时为还原状态，淹灌水田的Eh值可降至负值。土壤氧化还原电位一般在200-700mv时，养分供应

正常。土壤中某些变价的重金属污染物，其价态变化、迁移能力和生物毒性等于土壤氧化还原状况有密切的关系。如土壤中的亚砷酸(H3AsO3)比砷酸(H3AsO4)毒性大数倍。当土壤处于氧化状态时，砷的危害较轻，而土壤处于还原状态时，随着Eh值下降，土壤中砷酸还原为亚砷酸就会加重砷对作物的危害。

四川土壤家底 绵阳遂宁“黄金地”

一捻土里，含有哪些化学元素？这一片土壤的“体质”，适合栽种哪类农作物？2000多个日夜、100951件样品，181万个分析测试数据……一项历时6年、耗资4650万元完成的国土资源部和四川省的合作项目，摸清了成都、德阳、绵阳等成都经济区的土地质量家底。该项目获得2009年四川省科技进步奖一等奖。 高科技上阵做“体检”

“这项课题非常庞大。相当于给我们赖以生存的土地、水和大气做一次‘体

检’。”四川省地质调查院副院长阚泽忠说，该项目于2003年正式启动，2009年结束，地质科技人员的足迹踏遍了包括成都、德阳、绵阳、眉山、雅安、乐山市人口密集区在内的成都经济区6万多平方公里的土地，最终摸清了成都经济区的土地质量家底。阚泽忠说，在采样环节中，全程运用GPS导航系统，数据处理采用GIS，同时还有RS卫星遥感技术。 “天府之国”名符其实

“经过对成都经济区生态地球化学评价，结果表明该区的土地质量总体还是好的，三等以上的良好土地占93.6%，天府之国名符其实。”省地调院参与该项目的研究人员刘应平介绍。最令人惊喜的是，在绵阳、江油、遂宁等涪江流域，他们首次发现了富硒集区，这相当于发现了“黄金土地”。“在成都经济区发现大面积分布的富硒土地，这还是首次！”研究人员金立新说，此次发现的硒富集区，面积达9078平方公里。目前，地质院研究人员准备在该区域开辟一片试验点，种植大米、小麦等农作物。 地下水和大气较好

对成都经济区的土壤进行了精细“体检”，得到“天府之国名符其实”的答案。那么，该区的地下水水质和大气尘质量“体检”结果如何呢？”“总体情况还是较好的。”刘应平一脸地说，在对成都经济区地表水36项及浅层地下水43项指标进行分析，得到的

答案是水质总体良好。其中，水质良好面积18421平方公里，较好区为30367平方公里，两者面积占全区总面积的80%以上。不过，刘应平也表示，地表水的质量不容乐观，需要进一步加强整治。

研究发现：土壤有机碳含量增加

日前，我国科学家利用农田生态系统生物地球化学模型（DNDC），完成了定量评价耕地土壤有机碳含量对作物产量影响的研究。研究表明，每公斤土壤有机碳含量增加1克，东北地区玉米产量每亩可增加11.7公斤；华北地区夏玉米与冬小麦轮作，每亩可增产约30.3公斤；西北地区春玉米产量每亩约增加21.9公斤；中南地区单季水稻产量每亩可增加约12.3公斤；华东地区双季稻产量每亩可增加约17.7公斤；西南地区水稻与冬小麦轮作产量每亩可增加约15.3公斤。保持较高水平的土壤有机碳含量对增加作物产量、节本增效、保障粮食安全都具有十分明显的作用。《中国农业科学》2009年第1期刊登了这篇题为《农田土壤有机碳含量对作物产量影响的模拟研究》的报告。

粮食安全一直是我国农业发展的首要问题，刚性增长的粮食需求和不断减少的农田面积之间的矛盾日益突出，为了满足我国未来的粮食需求量，必须大幅度提高单位面积的粮食产量。土壤有机碳是耕地土壤的重要组成部分，在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面均起着极其重要的作用，是土壤质量和功能的核心，是影响土壤肥力和作物产量高低的决定性因子。当前，我国农业化肥用量居高不下，农田固碳形势不容乐观，东北肥沃的黑土区有机碳在大量流失。在全球气候变化的形势下，如何提高作物产量、保障粮食安全格外受到关注。

文章第一作者、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员邱建军等利用DNDC模型，以我国东北、华北、西北、中南、华东和西南6个典型农业区域为研究对象，每个区域选择典型的种植模式和现行的农田管理措施，在各自特定的土壤和气候条件下，输入并运行模型，模拟考察在其他投入条件不变的情况下，改变土壤有机碳本底值对作物产量的影响。结果表明，在其他投入既定的条件下，全国各地区均存在通过提高耕地土壤有机碳含量来增加作物产量的潜力。此项研究定量评价了土壤有机碳含量对作物产量的影响，进一步强化了培肥土壤的重要性，为保障国家粮食安全和耕地持续利用与管理提供了科学依据。

土壤无机胶体

土壤中由黏土矿物等无机物形成的胶体物质。

包括层状铝硅酸盐矿物(蒙脱石、伊利石、高岭石等黏土矿物)、铁或铝的水合氧化物胶体和硅酸无定形胶体等。这些层状黏土矿物一般带较多负电荷、阴离子交换量大(蒙脱石120mmol/100g)和巨大的表面积(蒙脱石类700m2/g，伊利石100～200m2/g)，因而对土壤中离子态污染物有较强的吸附、固定和离子交换的能力，由此可降低或缓和其危害性。土壤中铁、铝氧化物胶体带正电荷，有较大的表面能；因而对土壤中的含氧酸根负离子(如砷、铬等污染物)有很强的吸附能力，减少对土壤的污染。

土壤的污染源

土壤的污染，一般是通过大气与水污染的转化而产生，它们可以单独起作用，也可以相互重叠和交叉进行，属于点污染的一类。随着农业现代化，特别是农业化学化水平的提高，大量化学肥料及农药散落到环境中，土壤遭受非点污染的机会越来越多，其程度也越来越严重。在水土流失和风蚀作用等的影响下，污染面积不断地扩大。

根据污染物质的性质不同，土壤污染物分为无机物和有机物两类：无机物主要有汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属；有机物主要有酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等。以上这些化学污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥带进土壤并积累起来的。

（一）污水灌溉对土壤的污染

生活污水和工业废水中，含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分，所以合理地使用污水灌溉农田，一般有增产效果。但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质，如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉，会将污水中有毒有害的物质带至农田，污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染；石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。

（二）大气污染对土壤的污染

大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气，它的污染面大，会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类：气体污染，如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等；气溶胶污染，如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾，雾气等液体粒子，它们通过沉降或降水进入土壤，造成污染。例如，有色金属冶炼厂排出的废气中含有铬、铅、铜、镉等重金属，对附近的土壤造成污染；生产磷肥、氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟污染。

（三）化肥对土壤的污染

施用化肥是农业增产的重要措施，但不合理的使用，也会引起土壤污染。长期大量使

用氮肥，会破坏土壤结构，造成土壤板结，生物学性质恶化，影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥，会使饲料作物含有过多的盐，妨碍牲畜体内氧的输送，使其患病，严重的导致死亡。

（四）农药对土壤的影响

农药能防治病、虫、草害，如果使用得当，可保证作物的增产，但它是一类危害性很大的土壤污染物，施用不当，会引起土壤污染。喷施于作物体上的农药（粉剂、水剂、乳液等），除部分被植物吸收或逸入大气外，约有一半左右散落于农田，这一部分农药与直接施用于田间的农药（如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等）构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药，在根、茎、叶、果实和种子中积累，通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。此外，农药在杀虫、防病的同时，也使有益于农业的微生物、昆虫、鸟类遭到伤害，破坏了生态系统，使农作物遭受间接损失。 （五）固体废物对土壤的污染

工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如，各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用，如果管理、回收不善，大量残膜碎片散落田间，会造成农田“白色污染”。这样的固体污染物既不易蒸发、挥发，也不易被土壤微生物分解，是一种长期滞留土壤的污染物。

污水土地处理技术的优势及其应用前景

我国的水资源总量较丰富,但人均水资源占有量仅有2700m3,为世界平均值的1/4,是13个贫水国之一。目前绝大部分城市的居民区没有实现清污分流,不管是饮用水还是杂用水,全部以饮用水供应,造成了水资源严重浪费,灌溉利用率仅0·45,复用率仅为30% ~40%。据有关资料, 2000年我国废污水排放总量达到620亿,t其中工业废水约占66%、生活污水占34%,由于工业废水和生活污水直排入河,污染物大量增加,河流富营养化趋势加速。据统计,全国监测的1200多条河流中有850条受到污染, 230条受到严重污染,有60%的水质达不到饮用水标准,有11%的水质不符合农业灌溉要求,有6%的毒物含量超过污水排放标准。全国每年因水污染造成的经济损失达数百亿元。水资源短缺与水污染严重已成为影响我国工农业可持续发展的重要问题。 1 传统工程措施处理污水存在的问题

当前水污染人工处理技术已经发展到相当高的水平,技术上日趋成熟,它们对水污染控制起到了积极的推动作用,但事实也说明,单纯依靠传统的污水工程处理技术并不能够从根本上解决水污染问题。活性污泥法、生物膜法和膜生物法等常规污水人工生物处理,都存在着基建投资大、运行费用高、剩余污泥处理难度大等缺点,我国目前的经济实力难以承

受,而活性炭吸附由于投资大等原因了其大规模推广使用。二级生物处理对N、P等营养物质的去除率低,不能根本解决诸如水体富营养化的问题。所以即使在生物处理厂普及率较高的国家和地区,仍然有相当多的河流受到水体富营养化等不同程度的污染[5],我国目前由于城市污水富含N、P等元素处理不彻底或直接向水体排放造成的水体富营养化问题已相当严重。三级深度处理可进一步解决上述问题,但处理工艺流程更长、能耗高、占地面积大,基建、运行费用昂贵,要广泛使用并不现实。因此寻求低成本、低污染、高效率的新型城市污水处理技术是解决我国乃至世界的水污染和水资源短缺问题的有效途径。 2 土地处理系统概述

土地处理系统是一种处理污水的生态工程技术,它可以简要定义为:污水经过一定程度的预处理,然后有控制地投配到土地上,利用土壤—微生物—植物生态系统的自净功能和自我机制,通过一系列物理、化学和生物化学等过程,使污水达到预定处理效果,并对污水中氮、磷等资源加以利用,使其成为植物自身营养成分的一种污水处理技术。土地处理系统是由若干部分组成的整体,完整的土地处理系统由预处理、水量调节与储存、配水与步水、土地处理田间工程、植物、排水及监测等七部分组成。污水土地处理系统与传统的污灌农业有很大的区别,主要表现在:土地处理坚持处理与利用相结合的方向,在实现废水资源化的过程中自始至终把环境效益和环境质量控制问题放在首位,它在设计、运行和管理方面遵循现代生态学三大原则:整体优化、循环再生和区域分异。并在严格控制重点污染源的基础上,可通过低费用、低能耗的生态工程措施,达到社会、经济、生态环境效益的统一。根据处理目标、处理对象的不同,土地处理系统可分为快速渗滤(RI)、慢速渗滤(SR)、地表漫流(OF)、地下渗滤(UG)、湿地系统(WL)等5种工艺类型。 3 土地处理系统的优势

土地处理系统的高效净化功能土地处理系统大多数污染物的去除主要发生在地表下30~50cm处具有良好结构的土层中,该层土壤、植物、微生物等相互作用,从土表层到土壤内部形成了好氧、缺氧和厌氧的多项系统,有助于各种污染物质在不同的环境中发生作用,最终达到去除或削减污染物的目的。 3.1 对氮、磷的去除

实际测定结果表明,污水土地系统中氨化细菌、亚硝化菌、硝化菌、反硝化菌数量都处于较高水平,其中的硝化菌达到肥沃土壤的104倍,因此具有硝化—反硝化脱氮的良好基础和很大的潜力。氮素的形态为无机态和有机态两类,污水中的氮以有机氮和氨(或铵离子)的形式进入土壤,有机氮首先被截留或沉淀,然后在微生物作用下转化为氨氮,再通过硝化作用转化为NO-3,一部分NO-3随水分下移而流失,一部分NO-3中的N素作为植物的营养元素被植物吸收转化后成为构造植物体自身的物质成分。一部分NO-3发生反硝化反应,最终转化为气体挥发掉,其中能被植物直接吸收利用的无机氮仅占土壤全氮的5%左右。北京某

小区土壤毛细管渗滤系统建成运行6a的结果表明,系统对生活污水中有机物、氮和磷的去除率较高,其中NH3-N去除率>90%[19]。废水中的磷可能以无机磷和有机磷的形态存在。磷进入土壤后即被吸附和储存,而且几乎是不流失的。系统中磷的去除主要是通过以下几个过程完成的:土壤颗粒的吸附作用、化学沉淀反应、微生物同化作用和植物吸收作用。文献报道,几乎所有污水土地处理系统常年运行后均未出现磷吸附饱和现象,可以认为,污水土地处理系统中磷的去除主要是由磷的化学沉淀反应过程控制的。地沟式污水土地处理系统总磷的去除率几乎维持在80%以上,最高可达94·85%,这是由于污水中的磷与黄壤中的钙、铝、铁等离子发生沉淀反应,被铁、铝氧化物吸附去除有关,贵州黄壤的实验工艺中,土壤的固磷和除磷明显高于其它生物除磷工艺,而且运行较稳定。土地污水处理系统去除N、P高效性,是其与其他传统工程措施相比的最显著的优势。根据刘超翔等对人工复合生态床处理生活污水小试研究,在整个运行期间, COD、TN和TP的平均去除效率分别在85%、60%和80%以上;张建等在地下渗滤处理村镇生活污水中试的研究中以红壤土作为填充土壤,在2cm/d的水力负荷下,进行了地下渗滤系统处理村镇生活污水的现场中试,结果表明:地下渗滤系统对COD、氨氮、总磷和总氮有良好的去除效果,去除率分别达到84·7%、70·0%、98·0%和77·7%,出水COD、氨氮、总磷和总氮的平均浓度分别为11·7、4·0、0·04、4·7mg/L,达到建设部颁发的生活杂用水水质标准。 3.2 对有机物的去除

土地处理系统对有机物特别对可降解有机物的净化能力较强,污水中的有机质进入土壤后,首先通过过滤、吸附作用被截留下来,然后通过生物氧化作用将其降解,其中大多数BOD的去除反应都发生在地表50cm处。李海军与澳大利亚科学与工业组织(CISCO)对新型FILTER土地处理系统进行的实验结果表明: FILTER系统通过土壤的生物、物理、化学作用,使COD的去除率达到70%以上;从沈阳西部SR-LTS几年的运行数据看,对BOD5的去除率达97·7%, COD的去除率87·8%, TOC的去除率84·1%;郭劲松等对南方地区不同湿干比条件下人工快渗系统污水处理性能的研究结果表明:当湿干比为1∶3时装置对COD的去除效果最好,平均去除率达到84·3%。 3.3 对SS的净化作用

土地处理系统对SS的去除主要靠沉淀、作物和生物的吸附与阻截作用。对投配污水中的悬浮物固体,几乎可以全部去除掉。慢速渗滤出水中SS值可达1mg/L以下。东莞华兴电器厂采用快速渗滤系统对生活污水进行处理,结果表明,在不小于1cm/d的水力负荷条件下,人工快速渗滤系统对生活污水具有较强的抗冲击负荷能力和较好的污染物去除效果,其对SS、COD和BOD5的平均去除率分别为94·14%、91·99%和94·44% 3.4 对其他污染物的净化

在污水土地处理中所关注的病原微生物有细菌、寄生虫和病毒,它们通过过滤、吸

附、干化、辐照、生物捕食以及暴露在不利条件下等方式被去除。此外,土地处理系统还对重金属也有一定的吸附和阻滞作用,金属离子与土壤的某些组分进行化学反应生成难溶性化合物而沉淀,一般来说,重金属含量偏高的特殊工业废水不适于CRI系统。水中的痕量有机物还能通过挥发光分解吸附和生物降解等作用除去。

吉林在硅藻土利用技术上实现新突破

由吉林省临江市天元催化剂有限公司自主开发的利用当地资源生产的硅藻土生产矾催化剂工艺已研制成功并投入生产。此项技术打破了硅藻土在原料使用上的局限，使东北硅藻土在硫酸生产中得到开发利用。

矾催化剂是硫酸生产过程中主要催化剂。此前，国内在生产时至少选用４０％的山东硅藻土作为生产矾催化剂的主要原料。然而由于在开采中出现古生物化石，有关部门对山东硅藻土的开采采取了措施，使得国内矾催化剂的生产受到很大影响。上世纪８０年代，当时的化学工业部曾组织攻关组，研究利用东北长白山硅藻土作为矾催化剂的载体，但是未获成功。

另外，此前的矾催化剂生产工艺流程较长，而且排放大量酸性废水，极易造成环境污染。这项成果使得不用硫酸处理的东北硅藻土可以直接与含钾材料碾合成形生产矾催化剂，在生产过程中没有工业废水排放，工艺流程也被大大缩短，降低了生产成本。 目前，这一研究成果已经通过吉林省科技厅的科学技术成果鉴定，一条利用这项新技术的年产１０００吨的矾催化剂生产线已经建造完成并投入批量生产。

吉林省临江市拥有丰富的硅藻土资源，目前探明的硅藻土储量为７０００万吨，远景储量２．３７亿吨。

土地整理关键技术获新突破

针对土地整理现场调查工作中存在的定位难、测量难、记录难等问题，国土资源部土地整理中心等单位的科研人员研制了一套基于GPS（全球卫星定位系统）和GIS（地理信息系统）技术的土地整理现场调查系统。这一关键技术已在青海、北京、云南、广东、甘肃

等地应用，取得良好效果。该成果对提高国土资源管理水平具有重要意义。

此研究报告刊登于《农业工程学报》2009年第5期，题为“基于GPS和GIS的土地整理现场调查技术开发与应用”，第一作者为国土资源部土地整理中心贾文涛高级工程师。 点评：

GPS、移动GIS技术作为“地上查”的关键技术，与遥感监测技术各有所长，互为补充，相辅相成，并且与遥感技术和网络技术共同构成新时期国土资源“天上看、地上查、网上管”的一体化监管体系。GPS、移动GIS技术在国土资源管理领域的推广应用是提高国土资源管理水平、强化监管手段、提高监管能力的必然选择。

污染土壤修复:萌芽中的新产业

日前，广西壮族自治区人事厅与中国科学院地理科学与资源研究所共同举办了“土壤环境修复院士专家行”活动。到达广西后，专家感觉这里土壤污染问题的确很严重。

考察地之一的河池市环江县，2001年6月遭遇百年一遇的特大洪水袭击，上游3家选矿企业的尾矿库被冲垮，导致尾矿和30家选矿企业历年的废矿渣随洪水淹没两岸农田，洪水退后，尾矿及废矿渣沉积于被淹没的两岸耕地上，造成近万亩农田污染绝收。

广西喀斯特地貌占其总面积的37.8%，农作物产量不高。不少地方粮食不能自给，即使小块土地，农民也很珍惜。因此，一旦发生土壤污染，对这里农民的生活影响非常大。

2005年，中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任陈同斌研究员应环江县委、县的邀请，赴污染现场考察农田污染状况，并带领团队进行土壤修复试验工作。2007年，在国家“863”课题的支持下，又进一步联合中科院生态环境研究中心、广西大学、桂林理工大学、湖南农业大学、中南大学、北京矿业研究总院、云南环科院等单位开展成套技术研究。通过3年的修复，土壤中砷、铅、锌和镉等重金属活性和环境危害大幅度降低，原来寸草不生的污染农田恢复了生产能力，可以种植甘蔗、桑树、苎麻等经济作物。

但目前的修复工作仍是示范性的，开展更大规模的修复治理尚需配套和资金的支持。

在国家层面开始提上议事日程

污染土壤不仅是单纯的环境要素，也涉及食品安全、人体健康乃至区域经济的发展和社会稳定，对广西来说，在一些地方还会影响到老百姓的脱贫。

“污染土壤修复，功在当代，利及千秋，非常重要。此次专家行活动是很好的启动与宣传。”广西人事厅副何利顺表示。

“土壤污染问题必须想办法尽快予以解决。”广西环保局副钟兵表示，与水和大气污染相比，土壤污染的治理难度更为巨大，修复时间长，投入大，往往很难彻底恢复到原来的状态。

目前，值得欣慰的是，高度重视这方面工作，提出要加强农村环境保护工作。

“此次就土壤污染修复及阶段性成果进行这样的专家、的专题调研和讨论，建立了产学研结合的土壤修复综合研发和技术示范平台，对其他地方的污染治理是很好的借鉴。”环境保护部生态司土壤处张山岭表示。

在国家层面，最近几年土壤污染问题已开始提上议事日程。在2005年人口资源环境工作座谈上，总提出“把防治土壤污染提上重要议程”。

特别是从2006年起，批准环保部、国土资源部开展全国土壤污染现状调查及污染防治攻关专项，目前该项工作已进入后期总结阶段。

2008年1月8日，环保部在京召开了第一次全国土壤污染防治工作会议，对全国土壤污染防治工作进行了全面总结，并提出未来的工作计划和目标。2008年6月，环保部特别出台《关于加强土壤污染防治工作的意见》。

从2006年开始，在环境保护专项资金中，除了能力建设、水、大气方向的治理，在涉及新农村方面，就包括规模化畜禽养殖废弃物综合利用及污染防治示范项目和土壤污染防治示范项目，从2006年至2008年，对这一专项投入约为4000万元。“虽然资金有限，但毕竟开了头。”张山岭说。

从去年底至明年，环保部一直在筹划“十二五”的环保工作。张山岭介绍，其中已经确定有土壤污染防治专项规划。下一步，除了就此问题加大与有关部门的协调力度外，也需要与各省一起，共同努力把土壤污染防治规划做好。

“从国家目前的管理方向来看，地方要争取项目支持，如果没有规划就比较困难。”张山岭提醒，“对中西部，支持多，但也不是全部投入，地方和企业要合理承担一部分配套资金。”

治标更要治本：

怎么解决源头问题

“矿业采、选、冶三位一体，一旦造成污染，后果严重。从现在就抓起很有必要，否则治理成本远远高于源头治理。”中科院沈阳应用生态所研究员李培军表示。

从源头及早解决问题也是多位活动参与者的共识。

张山岭表示，土壤问题不单纯是就土壤污染治理而言，尤其在环江，共性的问题是由于矿山开发甚至冶炼加工等一系列活动所衍生的土壤环境问题。要系统考虑、整体规划、分步实施。不是说哪一片污染了，就去做个方案拿钱治理。流域管理如果跟不上，再来一场大水，成果可能就会毁于一旦。

钟兵认为，长期以来，在工矿企业资源开发中，环保观念、理念不到位，也使不少区域土壤污染问题突出。他表示，环江遭遇暴雨袭击所导致的尾矿库冲毁，如果当时及时采取措施，污染不会有今天这么严重。“上游尾矿库治理必须解决，要进行系统综合的工程部署。”钟兵说。

中科院资环局研究员芮海凤表示，从源头上，要考虑尾矿治理。在土壤环境方面，中科院地理资源所等单位从20世纪70年代就已开始相关研究工作，并且在污染土壤修复技术方面取得了令人瞩目的重要成果。在尾矿清洁生产方面，中科院过程工程所就工艺改造方面有很好的工作，能够达到综合利用零排放。科研上有各种各样的工作在做，如果有需要，可以为全国的土壤环境修复提供各种服务。

芮海凤表示，此次工作既是广西与中科院工作的对接，也希望有多部门的协同合作，以期达到更好的效果。

广西矿产资源比较丰富，但目前从管理来说，整个国家层面对采矿业导致土壤污染的法律约束不够，管理相对粗放，更多还是靠地方自觉。这方面的法律规范有待加强。

技术推广期待国家层面的统领带动

实验表明，陈同斌课题组1999年筛选出的超富集植物蜈蚣草对砷（砒霜）的吸收能力可以达到普通植物的20万倍。该超富集植物是环境修复领域中具有重要潜在应用价值的修复植物材料，受到国内外同行和科技部、中科院、环保部等管理部门的高度重视，并推动了我国土壤环境修复领域的技术研发和产业发展。

全球砷矿资源的分布很不均匀，其中砷探明储量的70%集中在中国。而中国的砷矿资源则大部分集中在广西、云南和湖南。

土壤中的砷可以通过非食物链途径，如地表扬尘，大量进入人体。在被砷污染的土地，即使不种植农作物、不食用当地的受污染蔬菜和水，人体和环境仍会受到很大影响。

在陈同斌领衔的国家“863”计划“重金属污染土壤的联合修复技术示范”重点项目中，有一支专门的力量——在中科院生态环境研究中心、北京矿业研究总院、广西大学、桂林理工大学、湖南农业大学、中南大学、云南环科院等单位配合下，中科院地理资源所解决超富集植物蜈蚣草焚烧和砷的回收等配套技术问题。目前，已有较成熟的专利技术，蜈蚣草的推广应用一旦达到一定规模，就可以发挥作用。

中科院地理资源所环境修复与资源工程室副主任、“863”计划“砷污染土壤联合修复技术”重点课题负责人雷梅博士则领导课题组建立了蜈蚣草与桑树、甘蔗和苎麻间作的修复模式。

中科院生态环境研究中心开发出污染土地的重金属钝化技术，能阻止重金属进入食物链。

陈同斌介绍，他们的土壤修复成果是多团队参与的大集体成果，集成了20个科研院所、高校和企业的力量，围绕重金属污染土地的修复工作已经开展成套技术的研发和工程示范研究。所筛选出的大豆、玉米、红薯等修复植物，不限于环江的品种，也选择了适合其他地方的品种。作为广西人，陈同斌希望下一步能把广西的力量组织起来、队伍带起来，以更好地承担相关国家项目，促进广西发展。

参与此次活动的不同单位的多位专家，在土壤修复领域都有比较专业和长期的工作，并与陈同斌团队合作过。

“要有很好的技术推广、规范、规程，下一步应该由国家项目带动，从国家层面进一步推动，了解关键技术是什么，涉及哪些问题。”中科院地理资源所、副所长成升魁研究员建议，以科学家的积累，把河池市的环江、南丹作为典型，形成系统到位的污染土壤修复咨询报告，向提交。与多个研究所一起联合起来申报国家支撑计划，深层

次解决土壤污染修复的关键技术。他同时建议，支撑技术应有地方企业配套，也应该提高老百姓的环境意识。

成升魁表示，可以通过一个系统工作，包括把河池地区的水、土壤、空气等问题放在一起来考虑。

李培军也认为应通过争取大的科技项目的关注，利用成熟技术，在地方热情匹配的地方进行试点，以尽早解决现实问题。

广西壮族自治区副陈章良对陈同斌团队的工作给予高度评价并强调指出，污染土壤修复是广西生态环境建设和可持续发展的重大环境问题，希望中科院的技术为广西解决污染农田修复的难题。

污染土壤修复是一个正在诞生中的新兴环保高技术产业。2002年以来，陈同斌团队研发的污染土壤修复技术已先后在湖南郴州、云南个旧、广西河池和北京进行应用示范，为推动污染土壤修复技术的产业化奠定了一定基础。

液态土壤混凝土新技术

近日, 深圳特福隆公司新技术——SC-01液态土壤混凝土在通江县民胜镇周子坪村村道路建设中进行了示范。该技术由通江县科技局、招商局联合引进，交通局、民胜镇协助示范。

SC-01系一种含特殊化学成份，由碱性金属水溶液等元素化合而成的液态无机性特殊固化剂。SC-01液态土壤混凝土就是将各种土壤加入水泥及SC-01液态土壤固化剂并加以充分拌合后产生固结化合作用，造成各种元素固化并产生很高的抗压强度，主要用于道路、公园广场、运动场、停车场等工程，不易遭雨水、高温与紫外线破坏，寿命比沥青或混凝土的耐久性长2—3倍，且翻修的泥土废料可重复使用，不须处理废土，成本仅为混凝土的30—40％。

该技术示范成功后，在工程建设特别是道路建设中，可以减少沙、石的开采，降低成本，具有极大的经济效益和生态效益。