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1　绪论1

1.1 土壤污染的现状和修复的紧迫性1

1.2　生物修复的概念2

1.3　生物修复工程技术体系3

1.3.1　微生物修复技术3

1.3.2　植物修复技术4

1.4　生物修复研究进展5

第一篇 土壤环境的性质、质量与典型污染物8

2　土壤的性质和环境容量8

2.1 土壤环境的物质组成与结构8

2.1.1 土壤环境的物质组成8

2.1.2 土壤结构与土壤环境结构10

2.2　土壤的性质11

2.2.1 土壤的吸附性11

2.2.2　土壤的酸碱性12

2.2.3　络合-螯合性14

2.2.4　土壤环境中的氧化还原性15

2.2.5 土壤微生物功能及其环境效应16

2.2.6 土壤动物种类及其环境效应17

2.3　土壤环境背景值18

2.3.1 土壤环境背景值概述18

2.3.2 土壤环境背景值的应用20

2.4.1　土壤环境容量的概念23

2.4　土壤环境容量23

2.4.2 土壤环境容量的应用26

2.5　环境污染对人体健康的危害29

2.5.1 急性危害29

2.5.2　慢性危害30

2.5.3　远期危害31

3　土壤环境质量和可持续利用33

3.1 土壤污染的产生33

3.1.1 土壤污染的途径33

3.1.2　土壤污染物的种类34

3.1.3 土壤污染的发生因素35

3.1.4 土壤污染的影响和危害37

3.2　土壤环境质量标准38

3.2.1 土壤质量的定义与关键科学问题38

3.2.2 土壤环境质量分类和标准分级39

3.3 瑞典、日本等发达国家土壤污染防治与修复相关法规40

3.3.1 瑞典污染土壤修复综合体系40

3.3.2　新西兰污染土壤修复基准与标准43

3.3.3 日本的土壤保护及其标准45

3.4 土壤资源的可持续利用46

3.4.1 土壤污染现状及引发的社会问题47

3.4.2 土壤资源可持续利用的内涵48

3.4.3 土壤资源可持续利用存在的障碍50

3.4.4 实现土壤可持续利用的途径52

3.4.5　加强土壤资源质量管理53

4　土壤-植物系统污染物的化学行为及其生态效应55

4.1 重金属在土壤中的化学行为及其生态效应55

4.1.1 土壤理化性质与重金属的关系55

4.1.2　重金属在土壤中的化学行为57

4.1.3 土壤环境重金属污染的特征58

4.1.4 土壤中重金属的生态效应59

4.2.1 土壤-植物系统中重金属的种类和形态61

4.2.2 重金属复合污染的生态效应61

4.2 土壤-植物系统重金属复合污染61

4.2.3 重金属之间的联合作用63

4.2.4 交互作用的影响因素65

4.3　重金属复合污染的表征66

4.3.1　复合污染概念66

4.3.2 复合污染的表征方法66

4.4 重金属对土壤微生物的生态效应及其评价指标69

4.4.1 重金属对微生物生物量和群落结构的影响69

4.4.2 重金属对土壤微生物毒性的评价指标72

4.5　根际环境重金属化学行为研究74

4.6 土壤中有机污染物的化学行为及其生态效应75

4.6.1 有机污染物在土壤中迁移转化实质76

4.6.2 土壤中有机污染物的化学行为77

4.7.1 农药的土壤化学行为79

4.7　农药的土壤化学行为及其生态效应79

4.7.2　农药对土壤产生的生态效应82

4.8 除草剂的土壤化学行为及其生态效应85

4.8.1 除草剂的土壤化学行为85

4.8.2 除草剂对土壤产生的生态效应90

4.8.3　部分除草剂种类及其污染实例90

4.9 土壤中有机污染物-重金属的交互作用92

4.9.1 有机污染物-重金属复合污染研究的重要性92

4.9.2 有机污染物-重金属在土壤中交互作用的形式及其特点92

5.1 有机污染物微生物降解概述96

5.1.1 微生物摄取有机污染物的方式96

5　有机污染土壤微生物修复96

第二篇 生物修复的理论基础96

5.1.2　微生物降解有机污染物的途径97

5.1.3　共代谢98

5.1.4 有机污染物的化学结构对微生物降解的影响99

5.1.5 有机污染物微生物降解的条件103

5.2　石油污染物的微生物降解107

5.2.1　石油污染物107

5.2.2 石油污染物的微生物降解107

5.2.3 石油类物质在土壤中微生物降解的影响因素109

5.2.4　微生物降解在修复石油污染土壤上的应用110

5.3.1 农药对土壤的污染及其在土壤中的行为111

5.3　农药的微生物降解111

5.3.2　农药的微生物降解112

5.3.3 农药污染土壤的微生物修复113

5.4 多氯联苯的微生物降解114

5.4.1　概述114

5.4.2 多氯联苯的环境行为115

5.4.3 多氯联苯的处理方法117

5.4.4 多氯联苯的微生物降解119

5.5 三氯乙烯的微生物降解120

5.5.1 氯代烃污染与微生物降解120

5.5.2　三氯乙烯的微生物降解作用121

5.6.1 多环芳烃的性质及其在环境中的分布123

5.6 多环芳烃类化合物的微生物降解123

5.6.2 多环芳烃在环境中的微生物降解124

5.6.3 多环芳烃污染土壤的微生物修复126

5.7　五氯酚的微生物降解128

5.7.1 五氯酚污染与降解128

5.7.2　五氯酚微生物降解128

6　植物修复理论基础131

6.1　有机污染土壤植物修复理论基础132

6.1.1　植物对有机物的吸收积累和代谢132

6.1.2　根际对有机污染物降解的影响132

6.2.3 重金属污染土壤植物修复133

6.2.2 土壤中重金属形态分类133

6.2　重金属污染土壤植物修复理论基础133

6.2.1 土壤重金属来源133

6.2.4　植物积累重金属的分子生物学机理135

6.3　重金属超积累植物136

6.3.1　超积累植物特征136

6.3.2　超积累植物的来源和分布现状136

6.3.3　超积累植物的局限性139

6.3.4　超积累植物研究展望139

6.4　环境条件对植物修复的影响139

6.4.1 气候因子139

6.4.2　土壤因子140

7.1.1 土壤动物的类型及作用142

7.1.2 土壤动物的生物指示作用142

7　动物修复理论基础142

7.1 土壤动物的生物指示作用142

7.2 污染物对土壤动物的生态毒理作用144

7.3 蚯蚓对污染土壤修复的理论基础145

7.3.1　蚯蚓对土壤物理性质及过程的调节145

7.3.2　蚯蚓对土壤化学性质及过程的调节146

7.3.3 蚯蚓对土壤生物学性质及过程的调节146

第三篇 生物修复工程技术、设计与应用150

8　生物修复工程技术150

8.1.1　概述152

8.1　原位生物修复152

8.1.2　原位生物修复的类型153

8.1.3　原位生物修复的影响因子153

8.2　异位生物修复154

8.2.1 异位生物修复的主要类型154

8.2.2 影响生物修复的因素155

8.3　堆积法生物修复156

8.3.1 堆积法的分类157

8.3.2　针对有机污染的土壤堆积法应用158

8.3.3　堆肥处理技术应用于有机污染土壤时的影响因素160

8.3.4　堆肥法处理有机污染土壤展望161

8.4　生物反应器162

8.4.1 生物反应器概述162

8.4.2 生物反应器工艺技术162

8.5　根际修复168

8.5.1　持久性有机污染物的根际修复168

8.5.2　持久性有机污染物的根际研究方法171

9　生物修复工程设计173

9.1 场地特点173

9.1.1 土壤中的污染物173

9.2　选择修复技术路线174

9.1.4 土壤的地理、水文、气象、空间等特征和条件174

9.1.5　有关法律法规174

9.1.3 土壤特性174

9.1.2 土壤中的微生物174

9.3　修复可行性研究175

9.3.1 可行性研究的总体目标175

9.3.2　试验设计176

9.3.3　试验方法179

9.4　设计的修改180

9.5 工程设计181

9.5.1　原位生物修复的工程设计181

9.5.2　异位生物修复设计185

9.6 生物修复项目的评价和综合管理188

10.1.1 石油污染物降解的影响因素190

10.1 石油污染土壤和地下水的原位生物修复190

10　生物修复技术的应用190

10.1.2 石油污染土壤和地下水原位生物修复方法及其应用191

10.2　含氯有机溶剂的自然生物修复193

10.2.1 含氯有机溶剂的危害193

10.2.2　含氯有机溶剂自然生物修复应用实例194

10.3　土壤中有机污染物的植物修复195

10.3.1 有机污染物植物修复的定义及其类型195

10.3.2 有机污染物植物修复应用实例195

10.4 重金属污染土壤的植物修复196

10.4.1 重金属污染土壤植物修复的定义及其类型196

10.4.2 重金属污染土壤植物修复应用实例196

参考文献199