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第1章 绪论1

1.1 土壤污染现状与修复的紧迫性1

1.2 生物修复的概念3

1.3 生物修复工程技术体系4

1.3.1 微生物修复技术4

1.3.2 植物修复技术5

1.3.3 生物联合修复技术5

1.4 生物修复研究进展7

参考文献9

第一篇 土壤环境的性质、质量与典型污染物11

第2章 土壤的性质和环境容量11

2.1 土壤环境的物质组成与结构11

2.1.1 土壤环境的物质组成11

2.1.2 土壤结构与土壤环境结构13

2.2 土壤的性质14

2.2.1 土壤的吸附性14

2.2.2 土壤的酸碱性17

2.2.3 络合-螯合性19

2.2.4 土壤环境中的氧化还原性20

2.2.5 土壤微生物功能及其环境效应21

2.2.6 土壤动物种类及其环境效应25

2.3 土壤环境背景值26

2.3.1 土壤环境背景值概述26

2.3.2 土壤环境背景值的应用29

2.4 土壤环境容量33

2.4.1 土壤环境容量的概念33

2.4.2 土壤环境容量的应用36

2.5 环境污染对人体健康的危害39

2.5.1 急性危害39

2.5.2 慢性危害41

2.5.3 远期危害41

参考文献43

第3章 土壤污染与可持续利用45

3.1 土壤污染的产生45

3.1.1 土壤污染物的种类45

3.1.2 污染物进入土壤的途径47

3.1.3 土壤污染的发生因素47

3.1.4 土壤污染的影响和危害49

3.2 土壤环境质量标准50

3.2.1 土壤质量的定义与关键科学问题50

3.2.2 中国土壤环境质量分类和标准分级51

3.3 国内外土壤污染防治与修复相关法规52

3.3.1 美国52

3.3.2 英国54

3.3.3 荷兰54

3.3.4 加拿大55

3.3.5 瑞典55

3.3.6 新西兰58

3.3.7 日本60

3.3.8 中国61

3.4 土壤资源的可持续利用62

3.4.1 土壤污染现状及引发的社会问题63

3.4.2 土壤资源可持续利用的内涵65

3.4.3 土壤资源可持续利用存在的障碍66

3.4.4 实现土壤可持续利用的途径68

3.4.5 加强土壤资源质量管理69

参考文献71

第4章 污染物在土壤环境中的化学行为及其生态效应73

4.1 重金属在土壤中的化学行为及其生态效应73

4.1.1 土壤重金属来源及其危害73

4.1.2 土壤理化性质与重金属的关系73

4.1.3 重金属在土壤中的化学行为75

4.1.4 土壤环境重金属污染的特征78

4.1.5 土壤中重金属的生态效应79

4.1.6 有毒重金属在土壤中的迁移转化及其危害81

4.2 土壤中有机污染物的化学行为及其生态效应82

4.2.1 有机污染物在土壤中迁移转化83

4.2.2 土壤中有机污染物的化学行为84

4.2.3 典型有机污染物在土壤中的化学行为及其生态效应86

4.3 重金属复合污染112

4.3.1 土壤中重金属的种类和形态112

4.3.2 重金属复合污染的表征112

4.3.3 重金属复合污染的生态效应115

4.3.4 重金属之间的联合作用117

4.3.5 交互作用的影响因素119

4.4 有机污染物-重金属复合污染120

4.4.1 有机污染物-重金属复合污染研究的重要性120

4.4.2 有机污染物-重金属在土壤中交互作用的形式及其特点120

参考文献122

第二篇 生物修复的原理126

第5章 有机污染物微生物修复126

5.1 有机污染物微生物降解概述126

5.1.1 微生物摄取有机污染物的方式126

5.1.2 微生物降解有机污染物的途径127

5.1.3 共代谢128

5.1.4 有机污染物的化学结构对微生物降解的影响130

5.1.5 有机污染物微生物降解的条件134

5.2 石油污染物的微生物降解138

5.2.1 石油污染物的微生物降解过程139

5.2.2 石油类物质在土壤中微生物降解的影响因素141

5.2.3 微生物降解在修复石油污染土壤上的应用142

5.3 农药的微生物降解143

5.3.1 降解农药的微生物144

5.3.2 农药污染土壤的微生物修复145

5.4 多氯联苯的微生物降解146

5.4.1 多氯联苯的处理方法146

5.4.2 多氯联苯的微生物降解149

5.5 三氯乙烯的微生物降解150

5.5.1 氯代烃污染与微生物降解150

5.5.2 三氯乙烯的微生物降解作用150

5.6 多环芳烃类化合物的微生物降解153

5.6.1 多环芳烃在环境中的微生物降解153

5.6.2 多环芳烃污染土壤的微生物修复155

5.7 五氯酚的微生物降解156

参考文献158

第6章 植物修复原理161

6.1 有机污染物植物修复原理162

6.1.1 植物对有机物的吸收积累和代谢162

6.1.2 根际对有机污染物降解的影响163

6.2 重金属污染土壤植物修复原理163

6.2.1 重金属污染土壤植物修复163

6.2.2 植物积累重金属的分子生物学机理165

6.3 重金属超积累植物166

6.3.1 超积累植物特征166

6.3.2 超积累植物的来源和分布现状166

6.3.3 超积累植物的局限性169

6.3.4 超积累植物研究展望169

6.4 环境条件对植物修复的影响169

6.4.1 气候因子170

6.4.2 土壤因子170

参考文献172

第7章 动物修复原理174

7.1 土壤动物的生物指示作用174

7.1.1 土壤动物的类型及作用174

7.1.2 土壤动物的生物指示作用175

7.2 污染物对土壤动物的生态毒理作用176

7.3 蚯蚓对污染土壤修复的原理178

7.3.1 蚯蚓对土壤物理性质及过程的调节178

7.3.2 蚯蚓对土壤化学性质及过程的调节178

7.3.3 蚯蚓对土壤生物学性质及过程的调节179

参考文献180

第三篇 生物修复工程技术182

第8章 生物修复工程技术182

8.1 概述182

8.1.1 生物修复的特点182

8.1.2 生物修复的方法183

8.1.3 生物修复的可行性187

8.1.4 植物修复过程中修复植物的处置188

8.2 微生物修复工程技术189

8.2.1 堆积法189

8.2.2 生物反应器195

8.3 植物修复工程技术201

8.3.1 植物提取修复201

8.3.2 植物挥发修复201

8.3.3 植物稳定修复202

8.3.4 植物代谢修复202

8.4 联合修复工程技术203

8.4.1 污染物的根际修复203

8.4.2 污染物的微生物-电动修复204

8.4.3 污染物的化学／物化-生物联合修复205

参考文献206

第9章 生物修复工程设计211

9.1 场地特点211

9.1.1 土壤中的污染物211

9.1.2 土壤中的微生物212

9.1.3 土壤特性212

9.1.4 土壤的水文、地理、气象、空间等特征和条件212

9.1.5 有关法律法规213

9.2 选择修复技术路线213

9.3 修复可行性研究213

9.3.1 可行性研究的总体目标213

9.3.2 实验设计214

9.3.3 实验方法217

9.4 设计的修改218

9.5 工程设计219

9.5.1 原位生物修复的工程设计219

9.5.2 异位生物修复设计224

9.6 污染场地评估技术226

9.6.1 污染场地环境风险评估226

9.6.2 污染场地修复效果评估228

9.6.3 生物修复项目的评价和综合管理228

参考文献229

第四篇 生物修复工程应用231

第10章 生物修复技术的实际应用231

10.1 石油污染土壤和地下水的原位生物修复231

10.1.1 石油污染物降解的影响因素232

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实例233

10.2 含氯有机溶剂的自然生物修复255

10.3 土壤中有机污染物的植物修复256

10.3.1 有机污染物植物修复的定义及其类型256

10.3.2 有机污染物植物修复应用实例256

10.4 重金属污染土壤的植物修复257

10.4.1 重金属污染土壤植物修复的定义及其类型257

10.4.2 重金属污染土壤植物修复应用实例258

参考文献259