《電子廢物拆解場(chǎng)地復(fù)合污染土壤生物炭 固載微生物原位修復(fù)技術(shù)規(guī)范》 編制說(shuō)明

《電子廢物拆解場(chǎng)地復(fù)合污染土壤生物炭

固載微生物原位修復(fù)技術(shù)規(guī)范》

編制說(shuō)明

（征求意見(jiàn)稿）

《電子廢物拆解場(chǎng)地復(fù)合污染土壤生物炭固載微生物原位修復(fù)

技術(shù)規(guī)范》編制組

二○二三年四月

目錄

1項(xiàng)目背景....................................................................................................................................2

1.1任務(wù)來(lái)源........................................................................................................................2

1.2工作過(guò)程........................................................................................................................3

1.3主要工作方式及參加單位............................................................................................4

2標(biāo)準(zhǔn)編制的必要性....................................................................................................................4

2.1行業(yè)發(fā)展規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)政策要求....................................................................................4

2.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況....................................................................................................7

3標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則和技術(shù)路線..........................................................................................10

3.2標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則..................................................................................................10

3.3標(biāo)準(zhǔn)制定的技術(shù)路線..................................................................................................10

4標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容..................................................................................................................11

4.1適用范圍......................................................................................................................11

4.2規(guī)范性引用文件..........................................................................................................11

4.3術(shù)語(yǔ)和定義..................................................................................................................11

4.4修復(fù)劑的技術(shù)原理及適用條件..................................................................................12

4.4.1生物炭負(fù)載菌群修復(fù)劑..................................................................................12

4.4.2生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑..........................................................................12

4.5功能菌的選擇和培養(yǎng)..................................................................................................13

4.6生物炭材料的選擇......................................................................................................15

4.7修復(fù)劑的制備及試驗(yàn)方法..........................................................................................15

4.8修復(fù)劑應(yīng)滿足的技術(shù)要求..........................................................................................15

4.9技術(shù)實(shí)施流程...............................................................................................................16

4.10監(jiān)測(cè)與分析...................................................................................................................16

4.11驗(yàn)收...............................................................................................................................17

4.12附錄說(shuō)明.......................................................................................................................17

5修復(fù)劑的應(yīng)用效果..................................................................................................................17

6標(biāo)準(zhǔn)名稱變更..........................................................................................................................17

參考文獻(xiàn)..........................................................................................................................................22

1

1項(xiàng)目背景

1.1任務(wù)來(lái)源

隨著信息技術(shù)的發(fā)展與電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，以電子電器廢棄物為代表的廢舊物

質(zhì)產(chǎn)生量大幅增加，形成巨量的電子垃圾。同時(shí)，資源短缺壓力的日趨增加，使得以循環(huán)經(jīng)

濟(jì)為特征的經(jīng)脈產(chǎn)業(yè)成為緩解資源壓力的必由之路。華南地區(qū)以貴嶼、清遠(yuǎn)為代表的電子垃

圾之都，曾經(jīng)擁有超6000家電子拆解廢物經(jīng)營(yíng)單位，行業(yè)從業(yè)人員超20000人，年拆解量

達(dá)45萬(wàn)噸。電子電器廢棄物具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其中含有大量的金、銀、鉑等稀有貴金

屬和銅、鐵等常規(guī)重金屬。然而20多年來(lái)，電子電器廢棄物的不當(dāng)拆解導(dǎo)致當(dāng)?shù)赝寥?、水?/p>

空氣等被嚴(yán)重污染，大量的有毒有害重金屬鎘Cd、銅Cu和鉛Pb等，以及多環(huán)芳烴（Polycyclic

AromaticHydrocarbons,PAHs）、多溴聯(lián)苯醚（Polybrominateddiphenylethers,PBDEs）等持

久性有機(jī)物（POPs）進(jìn)入環(huán)境中。盡管近年來(lái)貴嶼與清遠(yuǎn)地區(qū)環(huán)境質(zhì)量在政府監(jiān)管下已有

了持續(xù)改善，但面對(duì)電子垃圾回收以及拆解過(guò)程所造成的POPs-重金屬?gòu)?fù)合污染及其生態(tài)與

健康風(fēng)險(xiǎn)不斷加劇的嚴(yán)峻形勢(shì)，開(kāi)展電子垃圾拆解區(qū)水土污染治理及典型污染物的消除技術(shù)

研究迫在眉睫。

微生物修復(fù)技術(shù)具有成本低，環(huán)境友好，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但微生物生長(zhǎng)情況不穩(wěn)定，

易受外界環(huán)境因素影響限制了其在土壤修復(fù)中的應(yīng)用。生物炭固載微生物原位修復(fù)劑是微生

物修復(fù)技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的，它的核心技術(shù)為固定化微生物技術(shù)。該技術(shù)在70年代末由固

定化酶技術(shù)演變而來(lái)，與游離微生物相比，固定化微生物具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，可以抵抗

環(huán)境毒性（如污染物的高毒性、低含氧量和不適宜的生長(zhǎng)溫度等），實(shí)現(xiàn)多菌株的共同協(xié)作。

其中，載體材料的選擇關(guān)系著固定化技術(shù)的成敗，是該技術(shù)中最重要的一環(huán)，載體自身的環(huán)

境安全性以及對(duì)微生物活性和環(huán)境中污染物遷移的影響均是載體選擇時(shí)需考慮的關(guān)鍵因素。

生物炭固載微生物修復(fù)劑在土壤復(fù)合污染原位修復(fù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在[1-3]：（1）生物

炭豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積使其能夠有效吸附土壤中的污染物，使污染物在生物炭

功能菌劑表面富集，縮短了微生物對(duì)污染物的利用距離，從而提高了污染物的代謝去除效率；

（2）生物炭的多孔結(jié)構(gòu)還能夠?yàn)槲⑸锏恼掣胶驮鲋程峁┳銐虻臈⒌兀刮⑸锔玫?/p>

與生物炭結(jié)合，并且，生物炭作為微生物固定化場(chǎng)所對(duì)微生物起到了一定的保護(hù)作用，提高

了生物炭功能菌劑的環(huán)境適應(yīng)能力；（3）生物炭含有足夠數(shù)量的不穩(wěn)定基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在

一定程度上延長(zhǎng)了微生物的存活時(shí)間，還可能會(huì)使微生物群落的多樣性指數(shù)增加；（4）微生

2

物固定后的生物炭在官能團(tuán)豐度、活性物質(zhì)含量等方面均得到了一定的提升，提高了生物炭

與環(huán)境中污染物的結(jié)合能力；（5）生物炭的堿性可以中和微生物代謝產(chǎn)生的小分子有機(jī)酸，

對(duì)土壤pH的變化也起到了一定的緩沖作用，從而在一定程度上避免了重金屬污染物的解吸

復(fù)溶。

華南理工大學(xué)以尹華老師團(tuán)隊(duì)為首進(jìn)行的大量前期研究工作表明，電子廢物拆解場(chǎng)地土

壤污染成分復(fù)雜，重金屬和毒害物并存且發(fā)生交互作用，極大增加了污染土壤的治理難度。

近十幾年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金和廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目等的

資助下，以電子垃圾污染土壤為研究對(duì)象，對(duì)環(huán)境中POPs-重金屬?gòu)?fù)合污染的微生物修復(fù)進(jìn)

行了大量的研究。因此，應(yīng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃電子廢物拆解場(chǎng)地復(fù)合污染土壤修復(fù)、風(fēng)險(xiǎn)管

控與工程示范項(xiàng)目要求，按照《國(guó)家生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作規(guī)則》（國(guó)環(huán)規(guī)法規(guī)〔2020〕4

號(hào)），整理編制了《電子廢物拆解場(chǎng)地復(fù)合污染土壤生物炭固載微生物原位修復(fù)技術(shù)規(guī)范》，

以滿足目前國(guó)家及場(chǎng)地修復(fù)企業(yè)對(duì)環(huán)境友好型復(fù)合修復(fù)材料的渴求，解決該類場(chǎng)地復(fù)合污染

嚴(yán)重且修復(fù)難度大的問(wèn)題，為生物炭負(fù)載微生物原位修復(fù)技術(shù)在實(shí)際場(chǎng)地復(fù)合污染修復(fù)中的

應(yīng)用提供行為指南和條例規(guī)范。

1.2工作過(guò)程

2020年12月，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目啟動(dòng)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人下達(dá)標(biāo)準(zhǔn)制修訂任務(wù)。

2020年1月，成立《電子廢物拆解場(chǎng)地復(fù)合污染土壤生物炭固載微生物原位修復(fù)技術(shù)

規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)編制組。

2020年2月至2021年1月，標(biāo)準(zhǔn)編制組依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及編制要求，開(kāi)展華南地區(qū)

電子廢物拆解場(chǎng)地調(diào)研、污染指標(biāo)分析，搜集國(guó)內(nèi)外重金屬及有機(jī)污染物復(fù)合污染場(chǎng)地修復(fù)

技術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)及實(shí)際案例并對(duì)其進(jìn)行總結(jié)和歸納。

2021年5月至2022年10月，標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)室成果及現(xiàn)場(chǎng)示范工程數(shù)據(jù)進(jìn)

行收集和整理，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)主題內(nèi)容及工程實(shí)施流程進(jìn)行了討論，完成標(biāo)準(zhǔn)草案。

2022年11月至2023年3月，廣東省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)組織召開(kāi)了標(biāo)準(zhǔn)草案立項(xiàng)論證

線上會(huì)議，會(huì)后標(biāo)準(zhǔn)編制組針對(duì)專家意見(jiàn)進(jìn)行了補(bǔ)充調(diào)研，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案中的適用范圍、術(shù)語(yǔ)

及定義進(jìn)行了明確規(guī)定，同時(shí)對(duì)編制說(shuō)明進(jìn)行了修改完善，形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)初稿。

2023年3月至2023年4月，廣東省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)組織召開(kāi)專家咨詢會(huì)。專家組聽(tīng)

取了標(biāo)準(zhǔn)編制單位所做的標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿及編制說(shuō)明的內(nèi)容介紹，經(jīng)質(zhì)詢、討論，出具咨詢

意見(jiàn)，會(huì)后經(jīng)修改完善后形成征求意見(jiàn)稿。

3

1.3主要工作方式及參加單位

華南理工大學(xué)負(fù)責(zé)生物炭固載微生物原位修復(fù)劑的實(shí)驗(yàn)室研發(fā)及效果驗(yàn)證，《電子廢物

拆解場(chǎng)地復(fù)合污染土壤生物炭固載微生物原位修復(fù)技術(shù)規(guī)范》的草案撰寫及修訂，主要參與

人員有馮春華、尹華、李晗、趙萌萌、許璋奕。

航天凱天科技有限公司負(fù)責(zé)場(chǎng)地調(diào)研及生物炭固載微生物原位修復(fù)劑的示范場(chǎng)地應(yīng)用，

主要參與人員有曾毅夫、何曦、陳婉。

2標(biāo)準(zhǔn)編制的必要性

2.1行業(yè)發(fā)展規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)政策要求

電子廢棄物拆解，是指將電子廢棄物進(jìn)行拆解，從中提取有用物質(zhì)作為再生材料，對(duì)剩

余部分使用改變其物理、化學(xué)特性的方法減少或消除其有害成分，最終將其處置的活動(dòng)。2016

年3月新實(shí)施的《廢棄電器電子產(chǎn)品處理目錄》中，規(guī)定了行業(yè)內(nèi)企業(yè)拆解的電子廢棄物種

類，包括“四機(jī)一腦（電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)和微型計(jì)算機(jī)）”、吸油煙機(jī)、電熱水

器、燃?xì)鉄崴?、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、監(jiān)視器、手機(jī)、電話機(jī)共14類，其中“四機(jī)一

腦”的拆解量占絕大部分。隨著電子產(chǎn)品需求量的增加、更新?lián)Q代速度的加快，電子產(chǎn)品淘

汰數(shù)量與日俱增，成為增長(zhǎng)速度最快的廢物流種類。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《2020年全國(guó)

大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報(bào)》相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，截至2019年底，全國(guó)年處理

廢電視等電子產(chǎn)品約1.6億臺(tái)，共29個(gè)省份的94家企業(yè)實(shí)際開(kāi)展了廢棄電器電子產(chǎn)品拆解

處理活動(dòng)，共拆解處理廢棄電器電子產(chǎn)品8417.1萬(wàn)臺(tái)（套），同比增長(zhǎng)3.9%。2019年，廢

電器拆解處理總重量為217.9萬(wàn)噸，得到拆解處理產(chǎn)物為215.4萬(wàn)噸，產(chǎn)出率為98.9%，拆

解處理產(chǎn)物情況見(jiàn)圖1。傳統(tǒng)的廢棄電器電子產(chǎn)品處理方式絕大多數(shù)是以家庭小作坊的非正

規(guī)化拆解為主，拆解工藝以手工拆解、酸洗、露天高溫焚燒、填埋等落后工藝為主，拆解過(guò)

程中產(chǎn)生的“三廢”直接排放，對(duì)拆解場(chǎng)地及其周邊的大氣、沉積物、土壤造成了嚴(yán)重污染，

尤其是對(duì)土壤環(huán)境造成了惡劣的影響。電子廢物中含有較多有害物質(zhì)，電子垃圾拆解和處置

特別是不規(guī)范的非法傾倒、露天焚燒和隨機(jī)處置殘余塑料等，會(huì)產(chǎn)生大量持久性有機(jī)污染

（POPs）和持久性有毒化學(xué)污染物（PTS），如二惡英類、溴代阻燃劑、重金屬等。為切實(shí)

減少?gòu)U棄電器電子產(chǎn)品處理過(guò)程中的污染物排放，規(guī)范電子廢物拆解流程，國(guó)務(wù)院分別于

2007年及2009年先后發(fā)布了《電子廢物污染環(huán)境防治管理辦法》和《廢棄電器電子產(chǎn)品回

收處理管理?xiàng)l例》，建立了廢棄電器電子產(chǎn)品的目錄制度、處理基金制度、處理企業(yè)資質(zhì)許

4

可制度以及處理企業(yè)報(bào)送信息制度，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子廢物拆解場(chǎng)地污染源頭的管控。盡管

如此，由于廢棄電器電子拆解企業(yè)門檻很高，工序繁多的同時(shí)也增加了人工成本，同時(shí)回收

廢棄電器電子產(chǎn)品需要支付給居民或回收商費(fèi)用，拆解下來(lái)的危險(xiǎn)廢物還需要付費(fèi)給有危險(xiǎn)

廢物經(jīng)營(yíng)資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行回收利用。電子廢棄物拆解行業(yè)仍存在回收價(jià)格難以達(dá)到消費(fèi)者預(yù)

期，基金補(bǔ)貼細(xì)則遲遲未能出臺(tái)，拆解企業(yè)利潤(rùn)微薄，零配件元器件拆解回收利用有待規(guī)范

管理等問(wèn)題，這表明中國(guó)廢舊電子產(chǎn)品領(lǐng)域總體來(lái)看仍處于多渠道并存，合法非法共生的現(xiàn)

狀，污染場(chǎng)地問(wèn)題依舊對(duì)城市土地的開(kāi)發(fā)利用造成潛在影響。

圖12019年廢棄電器電子產(chǎn)品拆解處理產(chǎn)物情況[4]

在《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》和基金制度的推動(dòng)下，我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)

品處理行業(yè)快速發(fā)展。不論是處理技術(shù)水平，還是管理水平，都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)程度（如圖

2）。從2015年開(kāi)始，每年廢棄電器電子產(chǎn)品的處理量在8000萬(wàn)臺(tái)左右。2021年，除了新

冠疫情的持續(xù)影響，處理基金補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)的下調(diào)對(duì)行業(yè)產(chǎn)生了重大的沖擊。補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)下調(diào)直接

帶來(lái)利潤(rùn)下降，間接的影響是私拆問(wèn)題更加嚴(yán)峻。2021年，廢棄電器電子產(chǎn)品處理行業(yè)的

內(nèi)部分化更為嚴(yán)重，但整個(gè)行業(yè)的處理量在穩(wěn)步上升。目前我國(guó)廢棄電器電子產(chǎn)品的流向主

要有四個(gè)方面：再使用、存儲(chǔ)、拆解和填埋，其中被拆解處理的比例不足20%，而拆解工

藝多為物理拆解，缺乏深度加工，導(dǎo)致對(duì)廢棄電器電子產(chǎn)品的回收利用率非常低。為從源頭

管理控制污染，國(guó)家出臺(tái)的一系列條例及法案，有效的遏制了電子廢棄產(chǎn)品的私拆。具體條

例列舉如下：

《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》要求企業(yè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先使用清潔能源，采用資源利用率高、

5

污染物排放量少的工藝、設(shè)備，廢棄物綜合利用技術(shù)和污染物無(wú)害化處理技術(shù)，減少污染物

的產(chǎn)生。電鍍是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要基礎(chǔ)工業(yè)的通用工序，在鋼鐵、機(jī)械、電子、精密儀器、兵

器、航空、航天、船舶和日用品等各個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。電鍍加工過(guò)程大量使用各種含

重金屬以及含氰化物的鍍液，外排廢水中含對(duì)人體、魚(yú)類等生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大危害的重金屬、

氰化物等。

《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》要求推廣減少工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量和降低

工業(yè)固體廢物危害性的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，推動(dòng)工業(yè)固體廢物綜合利用。電器電子、鉛蓄電池、

車用動(dòng)力電池等產(chǎn)品的生產(chǎn)者應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定以自建或委托等方式建立與產(chǎn)品銷售量相匹配

的廢舊產(chǎn)品回收體系，實(shí)現(xiàn)有效回收和利用。拆解、利用、處置廢棄電器電子產(chǎn)品、廢棄機(jī)

動(dòng)車船等，應(yīng)當(dāng)遵守國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定，采取防止污染環(huán)境的措施。

《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》（國(guó)發(fā)〔2021〕33號(hào)）提出：引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)向園區(qū)

集聚，推動(dòng)工業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)整體優(yōu)化和污染綜合整治，鼓勵(lì)工業(yè)企業(yè)、園區(qū)優(yōu)先利用可再

生能源。以省級(jí)以上工業(yè)園區(qū)為重點(diǎn)，推進(jìn)供熱、供電、污水處理、中水回用等公共基礎(chǔ)設(shè)

施共建共享，對(duì)進(jìn)水濃度異常的污水處理廠開(kāi)展片區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)化整治，加強(qiáng)一般固體廢物、

危險(xiǎn)廢物集中貯存和處置，推動(dòng)揮發(fā)性有機(jī)物、電鍍廢水及特征污染物集中治理等“綠島”

項(xiàng)目建設(shè)。到2025年，建成一批節(jié)能環(huán)保示范園區(qū)。

《電子廢物污染環(huán)境防治管理辦法》（總局令第40號(hào)）提出：電子電器產(chǎn)品、電子電氣

設(shè)備的生產(chǎn)者、進(jìn)口者和銷售者，應(yīng)當(dāng)依據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定公開(kāi)產(chǎn)品或者設(shè)備所含鉛、汞、鎘、

六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）等有毒有害物質(zhì)，以及不當(dāng)利用或者處置

可能對(duì)環(huán)境和人類健康影響的信息，產(chǎn)品或者設(shè)備廢棄后以環(huán)境無(wú)害化方式利用或者處置的

方法提示。

《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕969號(hào)）提出：我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

仍面臨重點(diǎn)行業(yè)資源產(chǎn)出效率不高，再生資源回收利用規(guī)范化水平低，回收設(shè)施缺乏用地保

障，低值可回收物回收利用難，大宗固廢產(chǎn)生強(qiáng)度高、利用不充分、綜合利用產(chǎn)品附加值低

等突出問(wèn)題。動(dòng)力電池、光伏組件等新型廢舊產(chǎn)品產(chǎn)生量大幅增長(zhǎng)，回收拆解處理難度較大。

稀有金屬分選的精度和深度不足，循環(huán)再利用品質(zhì)與成本難以滿足戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材

料要求，亟需提升高質(zhì)量循環(huán)利用能力。

《“十四五”時(shí)期“無(wú)廢城市”建設(shè)工作方案》（環(huán)固體〔2021〕114號(hào)）提出：落實(shí)新

修訂《固體廢物污染環(huán)境防治法》等法律法規(guī)要求，健全固體廢物污染環(huán)境防治長(zhǎng)效機(jī)制。

6

推動(dòng)大宗工業(yè)固體廢物在提取有價(jià)組分、生產(chǎn)建材、筑路、生態(tài)修復(fù)、土壤治理等領(lǐng)域的規(guī)

?；谩?/p>

圖2中國(guó)的電子廢物管理制度框架[5]

2.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況

鑒于大量廢棄電器電子產(chǎn)品帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，土壤治理成為工作重點(diǎn)。2004年，國(guó)家環(huán)

?？偩洲k公廳發(fā)布《關(guān)于切實(shí)做好企業(yè)搬遷過(guò)程中環(huán)境污染防止工作的通知》（環(huán)辦〔2004〕

47號(hào)）通知規(guī)定，由于遺留污染物或土壤污染造成環(huán)境污染事故，為保障人民群眾的生命

安全和維護(hù)正常的生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)，防止環(huán)境污染事故發(fā)生，對(duì)遺留污染物造成的環(huán)境污染問(wèn)

題，由原生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位負(fù)責(zé)治理并恢復(fù)土壤使用功能。2008年《關(guān)于加強(qiáng)土壤污染防治工

作的意見(jiàn)》（環(huán)發(fā)〔2008〕48號(hào)）明確了需加強(qiáng)對(duì)化工、電鍍、油料儲(chǔ)存等重點(diǎn)行業(yè)、企業(yè)

的監(jiān)督檢查。在健全土壤污染防治法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系的同時(shí)，加強(qiáng)篩選污染土壤修復(fù)實(shí)用

技術(shù)，編制污染土壤修復(fù)實(shí)用技術(shù)指南。2016年的《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)〔2016〕

31號(hào)）要求重點(diǎn)監(jiān)測(cè)土壤中鎘、汞、砷、鉛、鉻（Cr）等重金屬和多環(huán)芳烴（PAHs）、多氯

聯(lián)苯（PCBs）、多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）等有機(jī)污染物，重點(diǎn)監(jiān)管有色金屬礦采選、有色金屬

冶煉、石油開(kāi)采、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革等行業(yè)。2019年的《土壤污染防治

法》系統(tǒng)的對(duì)污染地塊防控及修復(fù)提出了具體要求。為貫徹落實(shí)上述法律法規(guī)的要求（表1），

指向性應(yīng)對(duì)特定條件下的土壤污染，需制定不同的污染修復(fù)方案。目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)有機(jī)物的

修復(fù)規(guī)范大多以化學(xué)淋洗、熱解吸、固化穩(wěn)定化為主，針對(duì)重金屬的規(guī)范大多為固化穩(wěn)定化，

缺少對(duì)有機(jī)物-重金屬?gòu)?fù)合污染場(chǎng)地的高效材料及技術(shù)指南。

表1國(guó)內(nèi)現(xiàn)行土壤污染防治相關(guān)法律標(biāo)準(zhǔn)及場(chǎng)地污染修復(fù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和指南

7

國(guó)內(nèi)現(xiàn)行土壤污染防治相關(guān)法律及標(biāo)準(zhǔn)

《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》

《中華人民共和國(guó)土壤污染防治法》《中華人民共和國(guó)土地管理法》

《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》

國(guó)內(nèi)場(chǎng)地污染修復(fù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和指南

GB36600-2018土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污HJ25.4-2014污染場(chǎng)地土壤修復(fù)技術(shù)導(dǎo)

染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）則

HJ25.5-2018污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控與土壤修復(fù)效DB45/T2144-2020工業(yè)企業(yè)重金屬污染

果評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則（試行）地塊修復(fù)技術(shù)規(guī)范

HJ1165-2021污染土壤修復(fù)工程技術(shù)規(guī)范原HG/T20713-2020重金屬鉛、鋅、鎘、銅、

位熱脫附鎳污染土壤原地修復(fù)技術(shù)規(guī)范

HJ1282-2023污染土壤修復(fù)工程技術(shù)規(guī)

DB42/T1464-2018農(nóng)業(yè)土壤生物修復(fù)菌劑

范固化/穩(wěn)定化

DB12/T951-2020農(nóng)田土壤鎘和莠去津復(fù)合污

染原位鈍化修復(fù)技術(shù)規(guī)程

歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家完善的場(chǎng)地土壤污染防治法律法規(guī)體系對(duì)我國(guó)法律體系的構(gòu)建具有非

常重要的指導(dǎo)意義。美國(guó)出臺(tái)的《綜合環(huán)境污染響應(yīng)、賠償和責(zé)任認(rèn)定法案》（也稱“超級(jí)

基金法”）和《資源保護(hù)及恢復(fù)法案》對(duì)美國(guó)開(kāi)展土壤污染防治具有里程碑式的意義，旨在

預(yù)防固體廢物、工業(yè)廢物和危險(xiǎn)廢物對(duì)地下水和土壤的潛在污染，并規(guī)范治理已產(chǎn)生的污染

問(wèn)題?！董h(huán)境保護(hù)法案》第2A部分是英國(guó)污染場(chǎng)地管理的核心法規(guī)，為土壤污染鑒定及恢

復(fù)整治提供了依據(jù)，并明確了污染場(chǎng)地的定義，將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的思想納入土壤污染防治。丹麥

出臺(tái)的《土壤污染法》建立了適用于所有類型和不同時(shí)期土壤污染的法律制度，在土壤修復(fù)

的資金來(lái)源方面嚴(yán)格執(zhí)行“誰(shuí)污染、誰(shuí)付費(fèi)”的原則。荷蘭發(fā)布的《土壤質(zhì)量法令》強(qiáng)調(diào)了

土壤的可持續(xù)管理，探索健康的人居環(huán)境與土壤功能間的平衡，并考慮到土壤治理成本和治

理目標(biāo)的可行性，根據(jù)土地當(dāng)前用途和再開(kāi)發(fā)用途確定治理目標(biāo)。澳大利亞頒布的《國(guó)家環(huán)

境保護(hù)措施》中包含基于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的土壤質(zhì)量指導(dǎo)值，即土壤生態(tài)調(diào)查值，用于指導(dǎo)澳大利

亞污染場(chǎng)地的評(píng)估。加拿大建立了包含土壤和水體環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南的“聯(lián)邦污染場(chǎng)地行動(dòng)

計(jì)劃”以規(guī)定要優(yōu)先解決最高風(fēng)險(xiǎn)的污染場(chǎng)地，根據(jù)土壤污染對(duì)人體健康和環(huán)境形成的風(fēng)險(xiǎn)

大小，采取基于風(fēng)險(xiǎn)的管理模式，首先降低人體健康風(fēng)險(xiǎn)，其次降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)以及地下水污

染風(fēng)險(xiǎn)，以降低成本，清理盡可能多的污染場(chǎng)地，并促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。

完整有效的土壤污染防治體系應(yīng)包括法律法規(guī)的保障、技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo)這兩個(gè)重要組成

要素。目前，我國(guó)雖已逐步建立了適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的土壤污染防治法律法規(guī)體系，但技術(shù)規(guī)范

的缺乏使法律法規(guī)的可行性無(wú)法進(jìn)一步細(xì)化和具象。美國(guó)修復(fù)技術(shù)圓桌會(huì)議推薦在決策初期

8

使用場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)篩選矩陣評(píng)價(jià)修復(fù)技術(shù)，將64種原位和異位土壤/地下水修復(fù)技術(shù)分成14

大類，篩選變量包括適用污染物類型、成本、修復(fù)周期、技術(shù)推廣程度等16個(gè)指標(biāo)，針對(duì)

場(chǎng)地污染表征調(diào)查、修復(fù)技術(shù)初篩和修復(fù)技術(shù)綜合評(píng)價(jià)等污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)篩選的不同階段，

設(shè)計(jì)了不同的數(shù)據(jù)信息表格，供評(píng)估者查詢，尤其為相似背景場(chǎng)地修復(fù)的技術(shù)篩選與可行性

評(píng)估節(jié)省了時(shí)間投入與經(jīng)濟(jì)成本。歐盟提出的“溫和修復(fù)”是為治理修復(fù)重金屬或類金屬污

染的土壤而采取的風(fēng)險(xiǎn)管控決策或風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)（包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)技術(shù)），其在

有效控制潛在風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)可改善土壤功能，通過(guò)原位穩(wěn)定化、提取、轉(zhuǎn)化或降解污染物，減

少其向當(dāng)?shù)厥荏w的轉(zhuǎn)移。目前，溫和修復(fù)已被成功運(yùn)用于法國(guó)、德國(guó)、西班牙等歐洲國(guó)家修

復(fù)其污染工業(yè)用地、農(nóng)業(yè)用地、礦區(qū)等多種土地利用類型。我國(guó)土壤污染防治工作較歐美發(fā)

達(dá)國(guó)家起步晚，且由于國(guó)情、污染背景的不同，需在借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的土壤污染防治技術(shù)

體系及成熟的規(guī)范化治理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上因地制宜，逐步填補(bǔ)我國(guó)在土壤污染防治技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方

面的空缺。

表2國(guó)外現(xiàn)行土壤污染防治相關(guān)法律標(biāo)準(zhǔn)及場(chǎng)地污染修復(fù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和指南

國(guó)外現(xiàn)行土壤污染防治相關(guān)法律及標(biāo)準(zhǔn)

ComprehensiveEnvironmentalResponse,ResourceConservationandRecoveryAct（美

CompensationandLiabilityAct（美國(guó)）國(guó)）

CanadianEnvironmentalProtectionAc（t加拿FederalContaminatedSitesActionPlan（加拿

大）大）

EnvironmentalProtectionAct1990:Pt.2A

SoilQualityDecree（荷蘭）

（英國(guó)）

NationalEnvironmentProtectionMeasures

aflovomforurenetjord（丹麥）

（澳大利亞）

ContaminatedLandManagementAct1997

No140（澳大利亞）

國(guó)外場(chǎng)地污染修復(fù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和指南

InSituRemediation:DesignConsiderationAnalyticalMethodCertification

andPerformanceMonitoringTechnicalRequirementsfortheSiteRemediation

GuidanceDocument（美國(guó)）Program（美國(guó)）

ReferenceGuidetoNon-combustion

Handbookoninsitutreatmentofhazardous

TechnologiesforRemediationofPersistent

waste-contaminatedsoils（美國(guó)）

OrganicPollutantsinSoil（美國(guó)）

NetherlandsSoilProtectionGuidelineforEnvironmentalGuidelineforContaminated

IndustrialActivities（荷蘭）SiteRemediation（加拿大）

Soilquality—Guidanceontheestablishment

AustralianContaminatedLandGuidelines（澳

andmaintenanceofmonitoringprogrammes

大利亞）

（加拿大）

Riskassessmentforcontaminatedsitesin

9

Europe（歐盟）

3標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則和技術(shù)路線

3.1標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則

本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》的規(guī)定起草。標(biāo)準(zhǔn)的制訂，以滿足生物炭固載微生物原位修復(fù)劑的制備需求，及電子廢

物拆解場(chǎng)地有機(jī)物-重金屬?gòu)?fù)合污染原位修復(fù)技術(shù)可操作性、安全性的要求為基本原則。

3.2標(biāo)準(zhǔn)制定的技術(shù)路線

標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性一般要素，規(guī)范性技術(shù)要求，資料性要素等技術(shù)內(nèi)容的編排及陳述形式的

修訂均遵循《環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)編制出版技術(shù)指南》（HJ565-2010）及《標(biāo)準(zhǔn)化文件的起草》的

有關(guān)規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)制定編制的技術(shù)路線圖見(jiàn)圖3。

圖3標(biāo)準(zhǔn)制定編制的技術(shù)路線圖

10

4標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容

4.1適用范圍

本文件規(guī)定了電子廢物拆解場(chǎng)地復(fù)合污染土壤生物炭固載微生物原位修復(fù)劑的技術(shù)要

求、修復(fù)劑的菌群選擇及培養(yǎng)、生物炭的選擇及原位修復(fù)技術(shù)的工程實(shí)施及效果評(píng)估等技術(shù)

內(nèi)容。

本文件適用于電子廢物拆解場(chǎng)地復(fù)合污染土壤的生物炭固載微生物原位修復(fù)技術(shù)。

4.2規(guī)范性引用文件

GB/T7702.2煤質(zhì)顆?；钚蕴吭囼?yàn)方法粒度的測(cè)定

GB/T12496.22木質(zhì)活性炭試驗(yàn)方法重金屬的測(cè)定

GB20287農(nóng)用微生物菌劑

GB/T23349肥料中砷、鎘、鉻、鉛、汞含量的測(cè)定

GB36600土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）

HG/T20719微生物法修復(fù)化工污染土壤技術(shù)規(guī)范

HJ25.2建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則

HJ/T415環(huán)保用微生物菌劑環(huán)境安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則

HJ682建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)術(shù)語(yǔ)

HJ1231土壤環(huán)境詞匯

NY/T1881.2生物質(zhì)固體成型燃料試驗(yàn)方法第2部分:全水分

NY/T2321微生物肥料產(chǎn)品檢驗(yàn)規(guī)程

NY/T4159生物炭

4.3術(shù)語(yǔ)和定義

本章節(jié)規(guī)定了電子廢物拆解場(chǎng)地、復(fù)合污染土壤、高濃度復(fù)合污染土壤、低濃度復(fù)合污

染土壤、生物炭、包埋材料的定義。電子廢物拆解場(chǎng)地依據(jù)《廢棄電器電子產(chǎn)品處理污染控

制技術(shù)規(guī)范》（HJ527）的相關(guān)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行制定。復(fù)合污染土壤的定義參考發(fā)表在土壤學(xué)報(bào)上

的《鎘砷復(fù)合污染土壤鈍化材料研究進(jìn)展》。在本規(guī)范中，高濃度復(fù)合污染土壤為重金屬與

有機(jī)物濃度在國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量-建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)GB36600均超第二類用

地管制值。低濃度復(fù)合污染土壤為重金屬與有機(jī)物濃度在國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量-建設(shè)用地土壤

11

污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)GB36600均超第一類用地管制值，低于第一類用地篩選值。生物炭與《生

物炭檢測(cè)方法通則》（NY/T3672）相同。包埋材料參考《鉻污染土壤原位強(qiáng)化微生物修復(fù)

技術(shù)指南》（T/ACEF063）。

4.4修復(fù)劑的技術(shù)原理及適用條件

第4小節(jié)對(duì)修復(fù)劑的種類、技術(shù)原理及適用條件進(jìn)行了區(qū)分。

生物炭固載微生物修復(fù)劑中最常用的是生物炭負(fù)載菌群修復(fù)劑和生物炭包埋固定菌群

修復(fù)劑。兩種修復(fù)劑的本質(zhì)區(qū)別在于固定化方法的不同，固定化方法是鏈接生物炭載體與微

生物的媒介，直接影響微生物的負(fù)載量、活性，進(jìn)而影響對(duì)土壤中污染物的修復(fù)效果。因此，

需根據(jù)不同場(chǎng)地土壤的污染特征和土壤理化性質(zhì)選擇合適的修復(fù)劑[6]。

4.4.1生物炭負(fù)載菌群修復(fù)劑

生物炭負(fù)載微生物菌群修復(fù)劑的本質(zhì)是吸附固定法，該方法將微生物菌群直接固定到生

物炭的多孔結(jié)構(gòu)中，微生物與生物炭載體材料之間不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，兩者通過(guò)靜電引力

和粘附力等作用結(jié)合在一起。生物炭豐富的空隙不僅能夠?yàn)槲⑸锾峁┏渥愕母街稽c(diǎn)，還

可以通過(guò)吸附作用使土壤中的營(yíng)養(yǎng)鹽離子在炭表面富集，加之其自身不斷釋放的溶解有機(jī)物

能夠?yàn)槲⑸锏纳L(zhǎng)代謝提供充足的營(yíng)養(yǎng)元素，從而增強(qiáng)了微生物的代謝并降低其氧化應(yīng)激

水平，有效解決土壤重金屬抑制有機(jī)污染物生物礦化問(wèn)題。該修復(fù)劑成本低、制備方法簡(jiǎn)單、

空間位阻較小，但微生物與生物炭之間的相互作用弱且不穩(wěn)定，微生物容易脫落，通常在生

物炭載體的選擇上比較受限，應(yīng)盡量選擇比表面積較大的生物炭，此外，該修復(fù)劑的穩(wěn)定性

和抗干擾能力較弱，一般多用于土壤成分較簡(jiǎn)單、污染濃度較低的復(fù)合污染場(chǎng)地[7,8]。

4.4.2生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑

生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑是將游離微生物以不溶于水的多孔性載體（如明膠、瓊脂糖、

海藻酸鈉等材料）與生物炭包埋在一起，聚合物載體的柵格結(jié)構(gòu)可以防止微生物滲出載體，

但外部環(huán)境的絕大多數(shù)污染物和微生物代謝產(chǎn)物可以自由進(jìn)出載體。該固載方法可以屏蔽固

載微生物與土著菌的競(jìng)爭(zhēng)作用，減少不利環(huán)境條件對(duì)微生物的脅迫，進(jìn)而增加菌群在實(shí)際應(yīng)

用過(guò)程中的穩(wěn)定性和環(huán)境耐受性。與吸附法（適用pH范圍一般為4.5至10.5）相比，包埋

法能在較寬的pH范圍內(nèi)（2.5至10.5）維持較好的修復(fù)能力，具備顆粒強(qiáng)度高和適用范圍

廣等優(yōu)點(diǎn)。但被包埋法負(fù)載的微生物量有限，且固定后的微生物會(huì)在載體的包裹下使傳質(zhì)受

到影響，此外，包埋法制備的材料粒徑較大，使擴(kuò)散受限，多用于滲透系數(shù)較高的土壤修復(fù)

12

中（土壤的滲透性建議參照LY/T1218中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定）。因此，該方法普遍適用于土壤

成分復(fù)雜、滲透性高、微生物生存環(huán)境較差或污染物濃度較高的復(fù)合污染場(chǎng)地的修復(fù)[9]。

4.5功能菌的選擇和培養(yǎng)

生物炭固載微生物修復(fù)劑中修復(fù)菌群的選擇對(duì)土壤中有機(jī)污染物的去除乃至重金屬的

穩(wěn)定化效果具有決定性作用。由于實(shí)際場(chǎng)地中原生微生物以及復(fù)雜非生物因素的存在，添加

單一微生物菌屬難以存活，且微生物菌群間存在的協(xié)同作用使其生存和修復(fù)能力遠(yuǎn)高于單一

菌株。因此，一般選用具有豐富細(xì)菌種類和酶的混合菌群通過(guò)集成多功能性微生物的分解代

謝以相互彌補(bǔ)，有效地降解和礦化毒害性有機(jī)污染物。新添加的能夠針對(duì)性降解某些有機(jī)物

的外源微生物菌群很難在受污染的土壤中生存，因此通常需要以目標(biāo)土壤環(huán)境為篩選條件，

馴化耐受性強(qiáng)和能夠高效降解場(chǎng)地內(nèi)有機(jī)污染物的針對(duì)性功能菌群進(jìn)行固載[10]。

第5小節(jié)說(shuō)明了功能菌的選擇原則和培養(yǎng)過(guò)程。

5.1節(jié)提供了功能菌的選擇原則。對(duì)含PAHs的污染場(chǎng)地，宜選用假單胞菌屬、分枝桿

菌屬、戈登氏菌屬、鞘脂單胞菌屬、黃單胞菌屬、嗜血桿菌屬、紅球菌屬、農(nóng)桿菌屬、伯克

霍爾德氏菌屬、芽孢桿菌屬、類芽孢桿菌屬等；對(duì)含鹵代有機(jī)物（如PCBs、PBDEs）的污

染場(chǎng)地，宜選用脫鹵擬球菌屬、脫鹵單胞菌屬、脫硫桿菌屬、脫鹵桿菌屬、梭菌屬、地桿菌

屬、假單胞菌屬、鞘脂單胞菌、紅球菌屬、不動(dòng)桿菌屬、希瓦氏菌屬、伯克霍爾德菌屬等。

對(duì)兩類有機(jī)污染物在土壤中的代謝途徑及修復(fù)菌屬總結(jié)如下：

（1）PAHs

PAHs是溶解性較低的疏水性化合物，大量吸附在土壤基質(zhì)中。疏水有機(jī)化合物的生物

利用度限制了有機(jī)物的生物修復(fù)，生物炭這類多孔材料的引入，可通過(guò)表面吸附提高微生物

對(duì)該類化合物的利用率。PAHs在土壤中的微生物降解是厭氧發(fā)酵和好氧分解共同作用的結(jié)

果，且厭氧菌和好氧菌遵循的降解策略類似。首先，具備多環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物被轉(zhuǎn)化為幾個(gè)單

環(huán)中間體。隨后，芳香環(huán)被活化并裂解，產(chǎn)生非環(huán)化合物。在厭氧條件下，主要的中間產(chǎn)物

是苯甲酸酯或苯甲酰輔酶a，其次也可能會(huì)產(chǎn)生間苯二酚和間苯三酚。形成中間體的微生物

降解過(guò)程可能包括羧化、脫羧化、羥基化、還原、還原脫羥化、脫氨、脫氨、芳醚裂解和裂

解酶反應(yīng)等[11]。而好氧降解過(guò)程則是通過(guò)在芳香環(huán)上引入氧原子來(lái)啟動(dòng)PAHs的生物降解。

目前已知的可以降解PAHs的微生物種類，大多數(shù)都是從受污染的土壤或沉積物中富集

分離出來(lái)的。假單胞菌屬（銅綠假單胞菌、熒光假單胞菌等）、分枝桿菌屬、戈登氏菌屬、

鞘脂單胞菌屬、黃單胞菌屬、嗜血桿菌屬、紅球菌屬、農(nóng)桿菌屬、伯克霍爾德氏菌屬、芽孢

13

桿菌屬以及類芽孢桿菌屬是目前研究較多的PAHs降解菌，其中包含的部分菌屬已被證明含

有PAHs降解酶的編碼基因[12]。銅綠假單胞菌分泌的表面活性劑化合物可以增加PAHs在體

系水相中的濃度從而大大提高了微生物對(duì)PAHs的利用率[13,14]。分支桿菌屬已被證實(shí)具有異

常親脂性表面，使其能夠從土壤顆粒中吸收結(jié)合的污染物，被認(rèn)為具備有效降解多達(dá)5個(gè)苯

環(huán)的PAHs的能力[15]。假單胞菌、農(nóng)桿菌、芽孢桿菌、伯克霍爾德氏菌和鞘脂單胞菌對(duì)具有

強(qiáng)致癌性和毒性的苯并(a)芘有較好的降解能力[16]。

（2）鹵代有機(jī)物

鹵代有機(jī)物（如PCBs、PBDEs等），特別是高鹵代有機(jī)物，其疏水性強(qiáng)，易被土壤吸

附，因此在土壤中大多處于厭氧狀態(tài)。鹵代有機(jī)物在土壤中的微生物降解主要包括厭氧脫氯

和好氧分解兩部分。厭氧脫氯涉及到從鹵代有機(jī)物中還原電子從而實(shí)現(xiàn)高鹵化有機(jī)物向低鹵

化有機(jī)物的轉(zhuǎn)化，但該過(guò)程并不能降低污染物的濃度。好氧分解是指低鹵化有機(jī)物在好氧微

生物作用下的氧化分解，該過(guò)程才最終實(shí)現(xiàn)了污染物的降解去除。

典型厭氧脫氯微生物包括脫鹵擬球菌屬、脫鹵單胞菌屬、脫硫桿菌屬、脫鹵桿菌屬以及

未正式命名的Dehalobium。這些微生物能夠通過(guò)自身有機(jī)鹵呼吸代謝去除天然有機(jī)物中的

氯原子，從而減少了有機(jī)鹵化物的“頑固性”，為其它微生物進(jìn)一步代謝轉(zhuǎn)化有機(jī)鹵化物提

供了可能[17,18]。其中，脫鹵擬球菌和脫鹵桿菌屬可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)PCBs和PBDEs的還原脫

氯[19]。此外，還有證據(jù)表明厚壁菌門中的梭菌屬以及δ-變形菌門中的地桿菌屬也可能在鹵代

有機(jī)物的脫氯中起到一定的作用，且脫氯速率很大程度上取決于厭氧細(xì)菌的豐度[20,21]。厭氧

脫氯后的低鹵素化合物通?？稍诤醚鯒l件下被多種常見(jiàn)微生物分解，如假單胞菌、鞘脂單胞

菌、紅球菌、不動(dòng)桿菌、希瓦氏菌和伯克霍爾德菌屬等。其中，大多數(shù)微生物對(duì)PCBs的有

氧氧化是一個(gè)將聯(lián)苯作為生長(zhǎng)底物的共同代謝過(guò)程[22]。電子廢棄物拆解場(chǎng)地中常見(jiàn)的鹵代

有機(jī)物PBDEs和PCBs的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，其好氧降解途徑包括芳香環(huán)裂解、脫溴和羥基化，

一般情況下，能夠好氧降解PCBs等芳香族化合物的特定菌屬均可轉(zhuǎn)化PBDEs。

5.2節(jié)對(duì)功能菌培養(yǎng)的一般流程進(jìn)行了說(shuō)明。功能菌的培養(yǎng)應(yīng)建立在目標(biāo)場(chǎng)地土壤污染

源分析的基礎(chǔ)上。

首先是功能菌的選擇，菌屬的選擇建議參考5.1節(jié)制定的原則，此外，還需根據(jù)類似場(chǎng)

地的工程經(jīng)驗(yàn)及文獻(xiàn)調(diào)研作出相應(yīng)判斷和調(diào)整。隨后以目標(biāo)場(chǎng)地土壤污染物的濃度為依據(jù)設(shè)

置由低到高的濃度梯度對(duì)功能菌群進(jìn)行篩選和馴化。最后對(duì)優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，擴(kuò)大培養(yǎng)

流程建議參照HG/T20719執(zhí)行，擴(kuò)大培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌懸液可用于后續(xù)固載流程。

14

4.6生物炭材料的選擇

第6小節(jié)說(shuō)明了生物炭材料的選擇原則。

6.1節(jié)主要規(guī)定了不同重金屬污染場(chǎng)地中生物炭固載材料的選擇原則。生物炭的性質(zhì)受

生物質(zhì)來(lái)源、熱解溫度及老化時(shí)間等因素的影響存在較大差異，其中，生物炭表面基團(tuán)的差

異對(duì)不同污染物的修復(fù)效果影響較大。以富磷生物質(zhì)燒制得到的生物炭材料（如市政污泥生

物炭）表面含磷基團(tuán)含量豐富，對(duì)環(huán)境中Pb、Cd有顯著的去除效果[23]。以有機(jī)質(zhì)含量較高

的生物質(zhì)制得的生物炭（如秸稈生物炭）表面羧基、羥基和烷基化基團(tuán)較多，對(duì)Cd、Zn的

去除效果較好[24]。含表面硫醇基較多的生物炭（如雞糞生物炭和菇渣生物炭）對(duì)土壤中Hg

有較好的去除效果[25]。

此外，生物炭負(fù)載菌群修復(fù)劑由于微生物與生物炭的結(jié)合能力較差，宜選用比表面積較

大的生物炭材料作為載體，增加微生物的定植率。

4.7修復(fù)劑的制備及試驗(yàn)方法

第7小節(jié)提供了兩種修復(fù)劑的通用制備方法和試驗(yàn)方法。制備方法中涉及的培養(yǎng)溫度、

時(shí)間、添加比例應(yīng)根據(jù)不同功能菌群的生長(zhǎng)特性及不同生物炭材料的結(jié)構(gòu)特征通過(guò)前期調(diào)研

及現(xiàn)場(chǎng)小試結(jié)果作出相應(yīng)調(diào)整。

生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑制備方法中包埋材料的選擇及濃度、交聯(lián)液的選擇及濃度均

可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。實(shí)際應(yīng)用中最常用的包埋材料為海藻酸鈉，其濃度對(duì)修復(fù)劑的機(jī)械強(qiáng)度和

傳質(zhì)能力影響較大，建議使用的濃度范圍為2%~5%(w/v)[26,27]。

4.8修復(fù)劑應(yīng)滿足的技術(shù)要求

第8小節(jié)對(duì)修復(fù)劑建議滿足的技術(shù)要求進(jìn)行了規(guī)定，無(wú)害化技術(shù)指標(biāo)無(wú)害化技術(shù)指標(biāo)建

議參照GB20287執(zhí)行。

兩種修復(fù)劑因固載方式不同呈現(xiàn)出截然不同的外觀形態(tài)，須分別滿足對(duì)應(yīng)的理化要求才

能發(fā)揮其良好的修復(fù)效果。其中，生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑在海藻酸鈉的包裹下以顆粒狀

小球形態(tài)存在，粒徑需盡量維持在3.5mm以下才能在滿足微生物固載量的前提下，削弱包

埋材料對(duì)傳質(zhì)的影響[28,29]。生物炭負(fù)載菌群修復(fù)劑呈粉末狀，粒徑需盡量小于1mm以保

證其在土壤中的擴(kuò)散能力（參考T/CSTM00469）。

修復(fù)劑應(yīng)滿足的負(fù)載菌群濃度參考了目前國(guó)內(nèi)已發(fā)表文獻(xiàn)和已公開(kāi)專利中的數(shù)據(jù)及GB

20287中的規(guī)定[27,29-31]。建議根據(jù)不同場(chǎng)地小試結(jié)果作適當(dāng)調(diào)整以保證修復(fù)劑在復(fù)合污染場(chǎng)

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地中的修復(fù)能力。

修復(fù)劑建議的含水率參考了GB20287中的規(guī)定。

修復(fù)劑建議的保存溫度參考了NY/T883中的規(guī)定。

4.9技術(shù)實(shí)施流程

9.1節(jié)內(nèi)容規(guī)定了生物炭固載微生物修復(fù)劑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。生物炭應(yīng)符合NY/T4159的相

關(guān)規(guī)定，所使用的微生物應(yīng)符合HJ/T415的相關(guān)規(guī)定，修復(fù)劑制備過(guò)程中所使用的化學(xué)藥

品應(yīng)符合生態(tài)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定，不造成二次污染。

9.2節(jié)內(nèi)容是對(duì)生物炭固載微生物原位修復(fù)技術(shù)工藝流程的簡(jiǎn)單概述。工藝流程主要分

為生物炭固載微生物修復(fù)劑的選擇與制備，原位修復(fù)工藝的設(shè)計(jì)與實(shí)施，監(jiān)測(cè)與效果評(píng)估。

9.3節(jié)內(nèi)容規(guī)定了土壤的預(yù)處理，及污染土壤生物炭固載微生物原位修復(fù)技術(shù)方法。在

進(jìn)行土壤修復(fù)工藝前采用挖掘機(jī)、平整機(jī)、翻耕機(jī)等設(shè)備進(jìn)行土壤預(yù)處理，使表層土壤保持

平整松散。生物炭固載微生物原位修復(fù)工藝的設(shè)計(jì)與實(shí)施參照HG/T20719進(jìn)行。

4.10監(jiān)測(cè)與分析

10.1節(jié)內(nèi)容規(guī)定了修復(fù)目標(biāo)的判定方法。治理單元內(nèi)土壤有機(jī)物濃度，重金屬有效態(tài)影

響、微生物群落結(jié)構(gòu)等為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。

10.2節(jié)內(nèi)容規(guī)定了修復(fù)過(guò)程中監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的要求。土壤的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位最大深度宜不小于土壤

修復(fù)深度，取樣深度間隔根據(jù)滲透距離，宜間隔40cm。

10.3節(jié)內(nèi)容規(guī)定了修復(fù)過(guò)程中的污染物監(jiān)測(cè)內(nèi)容。通過(guò)土壤中有機(jī)物的去除率及重金屬

活性下降率，對(duì)生物炭固載微生物原位修復(fù)施加情況進(jìn)行調(diào)整，保證修復(fù)過(guò)程中土壤環(huán)境參

數(shù)保持穩(wěn)定，污染物修復(fù)效果明顯。

10.4節(jié)規(guī)定了修復(fù)過(guò)程中的生物監(jiān)測(cè)內(nèi)容。復(fù)過(guò)程中進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)水平的生態(tài)毒

性安全性分析，分析結(jié)果需符合HJ/T415的規(guī)定，如發(fā)生不符合規(guī)定的突發(fā)狀況，立即停

止微生物施加。

10.5節(jié)規(guī)定了修復(fù)過(guò)程中的監(jiān)測(cè)頻次要求。修復(fù)過(guò)程中監(jiān)測(cè)頻次按修復(fù)周期取樣。在污

染物去除效率達(dá)到30%前，土壤取樣周期為15天；在污染物去除效率達(dá)到70%前，土壤取

樣周期為30天；在污染物濃度降至修復(fù)目標(biāo)值之前，土壤取樣周期為60天。

10.6節(jié)規(guī)定了達(dá)到修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)后的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)頻次。修復(fù)后長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)宜1~2年一次。防止污

染物濃度出現(xiàn)反彈和拖尾效應(yīng)。

16

4.11驗(yàn)收

第11小節(jié)規(guī)定了修復(fù)終點(diǎn)的判定方法和要求。對(duì)高濃度復(fù)合污染場(chǎng)地修復(fù)后，有機(jī)物

濃度達(dá)到GB36600第一類用地濃度管制值，重金屬的浸出活性降低85%及以上；對(duì)低濃度

復(fù)合污染場(chǎng)地修復(fù)后，有機(jī)物濃度達(dá)到GB36600第一類用地濃度篩選值，重金屬的浸出活

性降低90%及以上。

4.12附錄說(shuō)明

附錄參照HJ527《廢棄電器電子產(chǎn)品處理污染控制技術(shù)規(guī)范》的附錄B廢棄電器電子

產(chǎn)品零部件中含有有害物質(zhì)種類進(jìn)行規(guī)定。

5修復(fù)劑的應(yīng)用效果

該部分內(nèi)容對(duì)修復(fù)劑在實(shí)驗(yàn)室小試及實(shí)際場(chǎng)地修復(fù)中的修復(fù)效果進(jìn)行了補(bǔ)充說(shuō)明。

案例一：生物炭負(fù)載菌群QY1修復(fù)土壤重金屬和PAHs復(fù)合污染[32]

（1）修復(fù)劑制備方式

菌群QY1由廣東省清遠(yuǎn)市某電子廢棄物拆解場(chǎng)地土壤富集并添加污染物菲作為碳源馴

化而得，其優(yōu)勢(shì)菌屬為：甲基桿菌屬（35%）、伯克霍氏菌屬（28%）、窄食單胞菌屬（18%）

和鞘脂菌屬（13%）。該菌群的特征是對(duì)土壤中的高濃度菲具有較強(qiáng)的耐受能力和高效降解

能力，并且還可以通過(guò)對(duì)菲的共代謝作用高效降解其它PAHs。

生物炭為105℃干燥12h后的水葫蘆生物質(zhì)首先在500℃的缺氧條件下熱解4h，冷卻

后研磨并過(guò)200目篩制得。水葫蘆生物炭為功能菌群QY1的生長(zhǎng)繁殖提供了良好的生態(tài)位，

并且生物炭老化過(guò)程中釋放的溶解性有機(jī)質(zhì)也能為微生物提供一定的能源物質(zhì)，增加了功能

微生物在環(huán)境中的存留時(shí)間。

生物炭負(fù)載菌群修復(fù)劑的制備：首先將水葫蘆生物炭和菌群QY1混合（1:1（w/w，濕

重））得到生物炭與微生物的混合培養(yǎng)液，再將其置于搖床中（溫度30℃、轉(zhuǎn)速160r/min）

吸附固定24h后取出，離心（8000rpm）5min后棄去上清液，用10mL無(wú)機(jī)鹽溶液重懸下

層固體，即得生物炭負(fù)載菌群修復(fù)劑。

（2）修復(fù)劑對(duì)土壤中PAHs的去除效果

與添加游離菌群QY1修復(fù)的土壤相比，當(dāng)土壤中共存Cd分別為0mg/kg、1mg/kg和

10mg/kg時(shí)，加入生物炭負(fù)載菌群QY1修復(fù)劑修復(fù)60d后，土壤中有機(jī)污染物芘的去除率

均得到了較大提升，分別為62.18%、42.12%、33.22%，這從側(cè)面論證了生物炭的存在有利

17

于減輕外源污染物的毒性作用，并可以為微生物提供額外碳源，促進(jìn)外源降解菌的生長(zhǎng)，增

強(qiáng)其在土壤中的競(jìng)爭(zhēng)力，最終提高其對(duì)土壤中芘的去除能力。

（3）修復(fù)劑對(duì)土壤中有效態(tài)Cd的鈍化效果

當(dāng)土壤中Cd濃度分別為1mg/kg和10mg/kg時(shí)，加入水葫蘆生物炭和生物炭負(fù)載菌群

QY1修復(fù)劑修復(fù)60d后，得到的Cd鈍化率十分接近，均為50%左右，可以看出微生物固

載對(duì)生物炭原本吸附能力的影響微乎其微，因此，該修復(fù)劑在電子拆解場(chǎng)地復(fù)合污染的原位

修復(fù)中具有極大的應(yīng)用前景。

案例二：生物炭負(fù)載菌群QY2修復(fù)土壤重金屬和PCBs/PBDEs復(fù)合污染[33]

（1）修復(fù)劑制備方式

菌群QY2由廣東省清遠(yuǎn)市某電子廢棄物拆解場(chǎng)地土壤富集并添加污染物四溴聯(lián)苯醚作

為碳源馴化而得，其優(yōu)勢(shì)菌為：幾丁質(zhì)菌屬（34.21%）、甲基桿菌屬（30.42%）、貪銅菌屬

（17.98%）、無(wú)色桿菌屬（8.41%）、微桿菌屬（3.00%）、伯克霍爾德菌屬（2.77%）和鞘氨

醇單胞菌屬（2.11%）。

生物炭為水葫蘆生物質(zhì)粉末在500℃缺氧條件下熱解2h制得。

生物炭負(fù)載菌群修復(fù)劑的制備：稱取1g過(guò)100目篩網(wǎng)的水葫蘆生物炭置于150mL三

角瓶中，加入10mL牛肉膏-蛋白胨培養(yǎng)液混勻，滅菌后冷卻至室溫。向三角瓶中加入100mL

QY2菌液，在30℃下以200rpm振蕩培養(yǎng)并浸泡固定24h。將固定后的混合液過(guò)200目篩，

用無(wú)菌水沖洗篩網(wǎng)上的材料以去除未固定的游離細(xì)菌并將其風(fēng)干至30%含水率，最終得到

生物炭負(fù)載菌群QY2修復(fù)劑。

（2）修復(fù)劑對(duì)土壤中PAHs的去除效果

生物炭負(fù)載菌群QY2修復(fù)劑在1%、5%、10%的添加量下，經(jīng)60d修復(fù)后對(duì)PCB118

和四溴聯(lián)苯醚的去除率較相同添加量的游離菌群QY2相比均得到了顯著提升，去除率最高

分別可達(dá)到54.39%及59.26%。這表明生物降解通常會(huì)受到細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞分離、底物抑制

以及環(huán)境因素（重金屬含量和土壤基本理化性質(zhì)）的限制，而將生物炭固載微生物應(yīng)用于土

壤修復(fù)，可以使微生物保持更高的活性、更強(qiáng)的繁殖能力以及對(duì)有毒化合物更強(qiáng)的抵抗力。

（3）修復(fù)劑對(duì)土壤中有效態(tài)Cd的鈍化效果

Cd鈍化效果隨著生物炭添加劑量的增大而增強(qiáng)，施加10%的生物炭可以使低濃度重金

屬污染土壤中的Cd鈍化率在修復(fù)90d時(shí)達(dá)到80.22%。當(dāng)Cd濃度較高時(shí)，10%的生物炭添

加依然可以使鈍化率達(dá)到75.47%，這表明水葫蘆生物炭自身對(duì)Cd具有優(yōu)良的鈍化性能。此

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外，通過(guò)添加等量的生物炭負(fù)載菌群QY2修復(fù)劑可以發(fā)現(xiàn)，雖修復(fù)前期該修復(fù)劑的鈍化能

力較弱，但60d后，該修復(fù)劑對(duì)Cd的鈍化效率逐漸提升，與生物炭組差異不再明顯。

而對(duì)于重金屬Cu的修復(fù)，生物炭負(fù)載菌群QY2修復(fù)劑的鈍化效果明顯高于生物炭，

這可能是因?yàn)镃u是生命體生長(zhǎng)代謝過(guò)程中的微量元素，微生物自身或其代謝物利用生物體

內(nèi)一系列氧化過(guò)程吸附Cu，使其存在形態(tài)發(fā)生變化，從而削弱了其在土壤中的生物有效性。

案例三：生物炭包埋固定化菌群GYB1修復(fù)土壤重金屬和PCBs復(fù)合污染[34]

（1）修復(fù)劑制備方式

菌群GYB1從廣東貴嶼地區(qū)長(zhǎng)期被PCBs污染的某電子廢棄物拆解場(chǎng)土壤富集而得，可

以PCBs為唯一碳源進(jìn)行大量繁殖，菌群相對(duì)穩(wěn)定，其優(yōu)勢(shì)菌為：假單胞菌屬（50.20%）、

窄食單胞菌屬（46.34%）、無(wú)色桿菌屬（0.84%）和假黃單胞菌屬（0.78%）。

生物炭為玉米秸稈生物質(zhì)在500℃的缺氧條件下高溫?zé)峤?h制得，燒制好的生物炭放

置至室溫用去離子水清洗除灰后烘干。隨后，用球磨機(jī)研磨成粉末并過(guò)150目篩網(wǎng)備用。

生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑的制備：在30℃，160rpm的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中培養(yǎng)菌群GYB1，

培養(yǎng)36h后離心收集濕菌體。將50mL（2g濕重）的菌懸液（8×109CFU/mL）與2g生物

炭按1:1（w/w）混合，在160rpm30℃下震蕩2h，使得菌群固定在生物炭孔道內(nèi)。隨后，

將50mL已滅菌的2%海藻酸鈉溶液（w/v）加入到混合體系中，形成海藻酸鈉、生物炭微

生物懸浮液。用10mL注射器將混合后的液體逐滴滴入2%CaCl2（w/v）溶液中得到包埋固

定化小球，繼續(xù)在CaCl2溶液中固化12h后置于4℃冰箱。最后用無(wú)菌水沖洗3遍，得到

0.01-0.02g直徑為1-3mm的生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑。

（2）修復(fù)劑對(duì)土壤中PCBs的去除效果

19

圖2-1不同條件下GYB1菌群和生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑對(duì)PCBs的去除效果

如圖2-1，與游離菌群相比，生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑無(wú)論是在污染物濃度、土壤pH

和環(huán)境溫度變化下還是在毒害重金屬脅迫下，均表現(xiàn)出更優(yōu)異的抗干擾能力以及PCBs降解

能力。

此外，本項(xiàng)目前期實(shí)驗(yàn)室小試階段向土壤中添加了1.5mg/kgCd和250μg/kgPCB118

以探究生物炭包埋固定菌群修復(fù)劑在具備較大生物毒性的重金屬Cd脅迫下對(duì)PCBs的去