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序論：在您撰寫修復(fù)技術(shù)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：鑄造金屬樁；玻璃纖維樁；烤瓷冠；根折
烤瓷冠是目前牙體大面積缺損修復(fù)時普遍采用的修復(fù)方法，由于牙體缺損面積較大，根管治療后牙體失水變脆，常出現(xiàn)基牙折斷，患者往往要求利用原冠修復(fù)重建，本文觀察研究了玻璃纖維樁和鑄造金屬樁與原烤瓷冠聯(lián)合應(yīng)用修復(fù)折斷基牙的成功率及遠(yuǎn)期療效。
1資料與方法
1.1臨床資料選擇2004-2005年來我院修復(fù)科就診患者44例，男32例，女12例，年齡18～65歲，平均年齡46.8歲，患者共46顆，均為上前牙及前磨牙，入選患牙須具備下列條件［1］。（1）患牙無松動、無明顯牙周炎；（2）折斷線如在齦下，應(yīng)小于2mm；（3）根尖無病變，并已經(jīng)過完善根管治療。
1.2方法將46顆患牙隨機(jī)分為兩組，每組23顆，A組用鑄造金屬樁（Ni-Cr合金），B組用玻璃纖維樁（產(chǎn)地規(guī)格）。
1.2.1鑄造金屬樁拔除原存于根管內(nèi)樁釘,修整增生齦緣,常規(guī)根管預(yù)備,一般至根長2/3～3/4,根管內(nèi)滴入石蠟油,用嵌體蠟取樁,不斷修整樁核大小及形狀,使原冠能準(zhǔn)確就位,包埋鑄造后粘固樁釘,調(diào)牙合后粘冠。
1.2.2玻璃纖維樁選擇與所用玻璃纖維樁相匹配的車針進(jìn)行根管預(yù)備,按說明粘固纖維樁,用光敏樹脂（卡瑞斯瑪）分次成核,成核過程中不斷試戴原冠,準(zhǔn)確就位后調(diào)牙合粘固。
2結(jié)果
2.1評判標(biāo)準(zhǔn)參考戴瑋霞［2］等判斷標(biāo)準(zhǔn)，記錄2年療效。成功：修復(fù)體完好、穩(wěn)固、邊緣密合無齦炎、咬合關(guān)系好無自覺癥狀。失敗：根尖區(qū)病變、疼痛、樁折斷、根折。
2.2結(jié)果見表1。表1兩組療效比較注：經(jīng)t檢驗，t=0.6705，<1.96，P>0.05
3討論
牙體大面積缺損，牙髓治療后未采取可靠的抗折措施而進(jìn)行大面積充填，樁釘過小，過細(xì)，鑄造時有砂眼，牙合力過大以及咬合創(chuàng)傷等因素常是冠折的原因。
失敗病例中有3例繼發(fā)根尖病變，可能原因為根管預(yù)備過深，使根尖部牙膠尖松動，破壞根尖封閉繼發(fā)感染所致。4例為樁折，均為上前牙咬合過緊、牙合力過大所致，其中2例是由于金屬樁有砂眼，2例發(fā)生于玻璃纖維樁，可能與玻璃纖維樁抗折強(qiáng)度小于金屬樁有關(guān)。
牙根折斷4例，均發(fā)生于金屬樁組，根管治療后行樁核修復(fù)，如果樁比容納樁的牙根強(qiáng)度稍弱，在受超負(fù)荷力時，樁先于牙根折斷，從而保護(hù)了牙根，另外由于金屬的機(jī)械特性與牙體差異較大，金屬樁修復(fù)后的患牙常出現(xiàn)根折［3］，牙根大多無法利用，玻璃纖維樁呈透明狀，物理機(jī)械性能與牙本質(zhì)接近，耐腐蝕性能優(yōu)越，可有效防止牙根折斷［4］，即使治療失敗，牙根也可行二次修復(fù)，修復(fù)后兩年成功率與金屬樁接近（無統(tǒng)計學(xué)意義），且操作簡單，一次完成，節(jié)省了醫(yī)患雙方時間，又能有效保護(hù)牙根，應(yīng)具有很好的應(yīng)用前景。
【參考文獻(xiàn)】
1李國強(qiáng)，黃慧來.后牙殘根殘冠的核-樁冠鑄造修復(fù).實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志，2001，17（4）：314.
2戴瑋霞,劉魯閔.兩種金屬烤瓷樁核修復(fù)前牙的比較研究.實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志，2001，17（3）：250-251.
1.概述
我國地處世界上兩個最大地震集中發(fā)生地帶——環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，地震較多，大多是發(fā)生在大陸的淺源地震，震源深度在20km以內(nèi)。位于青藏高原南緣的川滇地區(qū)，主要發(fā)育有北西向的鮮水河-安寧河-小江斷裂、金沙江-紅河斷裂、怒江-瀾滄江斷裂和北東向的龍門山-錦屏山-玉龍雪山斷裂等大型斷裂帶[1]。該區(qū)新構(gòu)造活動劇烈，絕大多數(shù)屬構(gòu)造地震，地震活動頻度高、強(qiáng)度大，是中國大陸最顯著的強(qiáng)震活動區(qū)域[2]。
而西南地區(qū)蘊(yùn)藏了我國68％的水力資源，水利工程較多，且主要集中在川滇地區(qū)。據(jù)
2005年數(shù)據(jù)，四川省有大中小型水庫約6000余座[3]。2008年5月12日的四川省汶川大地震，初步統(tǒng)計，已導(dǎo)致803座水庫出險，受損的大型水庫有紫坪鋪電站和魯班水庫，中型水
庫36座，小一型水庫154座，小二型水庫611座[3]。此外，地震還致使湖北和重慶地區(qū)各
79座水庫出現(xiàn)險情[4，5]。為保證水利工程的安全運(yùn)行，地震之后及時對水利工程進(jìn)行檢測，并對受損工程進(jìn)行監(jiān)
測和修復(fù)是必要的。有關(guān)震災(zāi)受損水利工程修復(fù)方面的文獻(xiàn)不多，散見于各種期刊或研究報告，為便于應(yīng)用參考，本文搜集、篩選了一些震災(zāi)受損水利工程的案例，并對一些實(shí)用技術(shù)進(jìn)行了介紹。
2.地震對水利工程的危害
由于地震烈度、地震形態(tài)以及水庫本身工程質(zhì)量的不同，地震對于水利工程的危害也有所區(qū)別。高建國[6]對我國因地震受損水利工程進(jìn)行分類整理，認(rèn)為水庫壩體險情主要可分為
3級：1級，一般性破壞，不產(chǎn)生滲漏；2級，嚴(yán)重性破壞，壩體開裂滲漏；3級，垮壩（崩塌），水庫水全部流走。
我國因地震引起的水庫垮壩并不多見，總結(jié)國內(nèi)外地震對水利工程的危害，主要有以下幾種形式：
2.1壩體裂縫
地震作為外力荷載將會導(dǎo)致大壩尤其是土石壩整體性降低，防滲結(jié)構(gòu)破壞，引起大量裂縫。地震會產(chǎn)生水平和垂直兩個方向的運(yùn)動，并使周期性荷載增大，壩體和壩基中可能會形成過高的孔隙水壓力，從而導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度與變形模量的降低，引起永久性（塑性）變形的累積，進(jìn)而導(dǎo)致壩體沉降與壩頂裂開。
2003年10月甘肅民樂—山丹6.1級地震引起雙樹寺水庫大壩、翟寨子水庫大壩，壩頂
均出現(xiàn)一條縱向裂縫，長約401~560m，最大寬度2cm左右，并有多處不同長度斷續(xù)裂縫，
防浪墻局部錯動約0.5cm。大壩右側(cè)出現(xiàn)山體滑坡，形成長條帶及凹陷，滑坡長37m左右，凹陷坑深2.5~3m、寬7m左右，凹陷處上部山體有多條斜向裂縫，縫寬20cm左右。李橋水庫壩頂有縱向裂縫，多處縫寬在2~5mm，其中一條長約100m左右，出現(xiàn)橫向貫通裂縫，防浪墻出現(xiàn)多處豎向裂縫。這些裂縫在壩體漏水、自然降水和溫度作用下，又將產(chǎn)生新的凍融、凍脹破壞，影響大壩的整體性和穩(wěn)定[7]。
托洪臺水庫位于新疆布爾津縣境內(nèi)，1995年被列為險庫，1996年新疆阿勒泰地震（6.1級），使攔水壩出現(xiàn)10處橫向裂縫，3處縱向裂縫，最寬處達(dá)16cm，長17m，防浪墻垂直裂縫27處。經(jīng)評估，水庫震后只能在低水位運(yùn)行，致使發(fā)電系統(tǒng)癱瘓，同時對于下游構(gòu)成潛在威脅[6]。
岷江上的紫坪鋪水利工程位于都江堰市與汶川縣交界處，2006年投產(chǎn)，是中國實(shí)施西部大開發(fā)首批開工建設(shè)的十大標(biāo)志性工程之一。2008年5月12日的汶川地震造成紫坪鋪大壩面板發(fā)生裂縫，廠房等其他建筑物墻體發(fā)生垮塌，局部沉陷，整個電站機(jī)組全部停機(jī)。[3]。此外，地震對泄水輸水建筑物也將造成巨大危害。2003年8月16日赤峰發(fā)生里氏5.9級地震，使沙那水庫混凝土泄洪灌溉洞產(chǎn)生縱向裂縫，長15m，最大裂縫15mm；環(huán)向裂縫
22m，最大裂縫寬度1.8mm；洞出口消力池兩側(cè)邊墻產(chǎn)生豎向裂縫，總長15m，最大裂縫寬
度25mm。大冷山水庫溢洪道兩側(cè)導(dǎo)流墻產(chǎn)生裂縫，以縱向裂縫為主，最大縫寬12mm[8]。
2.2壩體失穩(wěn)
地震可能引起壩基液化，從而導(dǎo)致大壩失穩(wěn)。地震時，受到周期性或波動性荷載作用，土石壩內(nèi)土體將產(chǎn)生遞增的孔隙水壓力和遞增的變形。粘性土體構(gòu)成的土石壩在地震中相對安全。但相對密度低于75%的粉砂土和砂土，在幾個循環(huán)之后孔隙水壓力就會顯著上升，當(dāng)達(dá)到危險應(yīng)力水平時，土體在周期性荷載作用下顯示出極大的變形位移，壩內(nèi)土體就會呈現(xiàn)出液化的流態(tài)，導(dǎo)致壩體失穩(wěn)[9]。
喀什一級大壩1982年施工時，其壩體及防滲墻都未進(jìn)行碾壓，致使密實(shí)度降低，1985
年地震時，由于液化和沉陷，導(dǎo)致該壩整體失穩(wěn)破壞。
美國加州的Sheffield壩，1917年建成，壩高7.63m，壩頂寬6.1m，長219.6m，水庫庫
容17萬m3。1925年6月距壩11.2km處發(fā)生里氏6.3級地震，長約128m的壩中段突然整體滑向下游。事后，經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，壩體潰決的主要原因是地震使飽和土內(nèi)的孔隙水壓力增大，造成壩下部和壩基內(nèi)的細(xì)顆料無凝聚性土發(fā)生液化。
地震還會造成土石壩體脫落或堆石體沉陷，從而引起壩體失穩(wěn)。在庫水位較高的情況下，堆石體沉陷會造成壩體受力不均，更嚴(yán)重的會引起庫水漫頂，引發(fā)壩體垮塌。1961年4月
13日在距西克爾水庫庫區(qū)約30km處發(fā)生里氏6.5級地震，該水庫位于VIII度區(qū)[10]，壩體出現(xiàn)了嚴(yán)重的堆石體沉陷現(xiàn)象，一段220m長的壩體沉陷值達(dá)到2~2.5m，崩塌范圍在從壩軸線上游3~10m到下游的35~50m[11]。
前面述及的沙那水庫土壩和朝陽水庫因地震致使土壩排水體砌石脫落，經(jīng)抗震復(fù)核下游壩坡不穩(wěn)定[8]。
2.3岸坡坍塌
若水庫兩岸有高邊坡和危巖、松散的風(fēng)化物質(zhì)存在，地震發(fā)生后，造成的巖體松動，可誘發(fā)產(chǎn)生崩塌、滑坡和泥石流，甚至形成堰塞湖等現(xiàn)象。
烏江渡水庫處于地震多發(fā)區(qū)，1982年6月地震中，化覺鄉(xiāng)東部厚層灰?guī)r和白云巖地層
中發(fā)生大面積崩塌。同年8月，化覺、柏坪一帶又發(fā)生較大規(guī)模的地層滑動，影響面積約
18km2[12]。
5•12汶川大地震造成四川多處山體滑坡，堵塞河道，形成34處堰塞湖。其中唐家山堰塞湖蓄水過1億m3，另外水量在300萬m3以上的大型堰塞湖有8處[13]，對下游地區(qū)造成嚴(yán)重威脅。
另外，地震還可能對水利工程一些其它部分造成損壞。如1995年1月日本阪神淡路7.2
級地震[14，15]中，使堤防基礎(chǔ)液化發(fā)生側(cè)向流動，造成堤防破壞以及護(hù)岸受損。我國歷次地震中，出現(xiàn)較嚴(yán)重險情的多為土石壩，且多為年代較久遠(yuǎn)的土石壩，如果發(fā)
生強(qiáng)地震就更容易造成損壞[16]。
3.震災(zāi)受損水利工程的修復(fù)技術(shù)
地震后受損水利工程修復(fù)措施主要包括以下幾個方面：
3.1壩體監(jiān)測
地震后，對于受損水利工程，應(yīng)及時降低水庫運(yùn)行水位，并進(jìn)行充分的壩體探測。對土石壩，可開挖土坑檢測，對混凝土壩，則可用無損探傷檢測[17]。包括使用地震波法、地質(zhì)雷達(dá)、水下聲納法檢測侵蝕程度，必要時還需要采取槽探、鉆孔、孔內(nèi)地球物理方法進(jìn)行檢測。根據(jù)地震前后大壩監(jiān)測結(jié)果的對比分析，判明是否存在普遍的結(jié)構(gòu)損傷跡象。尤其需要加強(qiáng)對壩體變形和滲透的觀測，防止裂縫前后貫通，內(nèi)部發(fā)育，產(chǎn)生滲漏通道。同時，加強(qiáng)對輸水洞漏水、溢洪道裂縫的監(jiān)測，以防滲漏進(jìn)一步擴(kuò)大[18]。
震后壩體探測中，作為一種非破壞性的探測技術(shù)，地質(zhì)雷達(dá)具有探測效率高、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以快捷、安全地運(yùn)用于壩體現(xiàn)狀檢測和隱患探查[1
9]。
2003年甘肅山丹地震后，利用地質(zhì)雷達(dá)對雙樹寺、瞿寨子、瓦房城等水庫的震后壩體裂縫、壩基滲透、溢洪道、高邊坡開裂和庫岸道路滑坡等進(jìn)行了探測[20]，效果很好。
3.2裂縫修復(fù)
對于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，要對其分布、走向、長度和開度等進(jìn)行定時觀測和檢測。在大壩主裂縫部位設(shè)置標(biāo)志，縫口要覆蓋塑料布，防止雨水流入加速其惡化。對受洪水威脅的建筑物，要采取臨時措施（如圍堰）進(jìn)行保護(hù)。
裂縫的修補(bǔ)應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，在安全可靠的基礎(chǔ)上，同時考慮技術(shù)和施工條件的可行性，力求施工及時、簡單易行、經(jīng)濟(jì)合理。常用的有以下幾種處理方法：
3.2.1表面處理法
表面處理法[21]主要適用于對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響或者影響很小的表面裂縫及深層裂縫，同時還可以處理大面積細(xì)裂縫的防滲防漏。常用的有表面涂抹水泥砂漿、表面涂抹環(huán)氧膠泥以及表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料等，從而達(dá)到封閉裂縫和防水的作用。在防護(hù)的同時應(yīng)當(dāng)采取在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施，這樣可以防止混凝土在各種作用下繼續(xù)開裂。
3.2.2灌漿法
灌漿法主要應(yīng)用于對結(jié)構(gòu)整體有影響或有防水防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)。經(jīng)修補(bǔ)
后，能恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性和使用功能，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。
灌漿法[22]分水泥灌漿和化學(xué)灌漿。水泥灌漿適用于裂縫寬度達(dá)到1mm以上時的情況；裂縫較窄的情況下宜采用化學(xué)灌漿。此外，工程經(jīng)驗表明水泥漿適于穩(wěn)定裂縫的灌漿處理，不適用于活縫或伸縮縫的處理?；瘜W(xué)灌漿也存在類似問題，應(yīng)用最廣的環(huán)氧樹脂漿固結(jié)體是脆性材料，因此對活縫應(yīng)選用彈性材料。部分化學(xué)灌漿還有毒性，應(yīng)加強(qiáng)施工人員的保護(hù)措
施。
大量實(shí)踐證明，灌漿法是目前最有效的裂縫修補(bǔ)處理方法。
3.2.3結(jié)構(gòu)加固法
危及結(jié)構(gòu)安全的混凝土裂縫都需作結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。結(jié)構(gòu)加固法適用于對整體性、承載能力有較大影響的較深裂縫及貫穿性裂縫的加固處理?；炷两Y(jié)構(gòu)的加固，應(yīng)在結(jié)構(gòu)評定的基礎(chǔ)上進(jìn)行，以達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度加固、穩(wěn)定性加固、剛度加固或抗裂性加固的目的。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。結(jié)構(gòu)加固法還適用于處理對結(jié)構(gòu)的承載能力、整體性、耐久性有較大影響的不均勻沉陷裂縫和較為嚴(yán)重的張拉裂縫
[23]。
3.3滑坡處理
土壩滑坡有剪切破壞、塑流破壞、液化破壞三種形式[24]?？刹捎谩吧喜繙p載”與“下部壓重”法來處理?！吧喜繙p載”就是在滑坡體上部的裂縫上側(cè)削坡，以保持穩(wěn)定；“下部壓重”就是放緩下部壩坡，在滑坡體下部做壓坡體等。當(dāng)滑坡穩(wěn)定后，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行滑坡處理[17]。主要處理方法介紹如下：
3.3.1放緩壩坡
若滑坡由于剪切破壞造成，則放緩壩坡為最好的處理方法?？商钊胪馏w將壩坡放緩，或是先削掉滑動面上壩頂?shù)耐馏w，使滑動面壩坡變緩，然后再加大未滑動面的斷面[24]。
對存在失穩(wěn)危險的土石壩也可采用水上拋石法放緩上游壩坡，施工方法簡單，且不受季節(jié)和水位的變化。加固工程不破壞原壩體結(jié)構(gòu)，減去拆除原有的壩體護(hù)坡石和反濾料工序，對保護(hù)原壩體非常有利。石料滲透系數(shù)大，在庫水位降落時，新筑部分的自由水面線，幾乎與庫水位重合，這樣就造成新增斷面和原有斷面共同承擔(dān)原有壩殼中庫水位降落時產(chǎn)生的滲透水壓力及地震產(chǎn)生的超隙孔壓力，起到壓重的作用，從而有利于大壩的穩(wěn)定[25]。
3.3.2壓重固腳
若滑坡體底部滑出壩趾以外，則需要在滑坡段下部采取壓重固腳的措施，以增加抗滑力。壓重固腳的材料最好用砂石料。在砂石料缺乏的地區(qū)，也可用土工織物，代替反濾，以達(dá)到排水的要求[17]。
通過在壩體上加壓蓋重，或?qū)误w培厚加固處理，可以進(jìn)一步提高防滲流土、壩體抗裂和抗?jié)B性能，同時增加壩體穩(wěn)定性。
實(shí)例：1999年山西大同堡村發(fā)生5.6級地震，對位于震中附近的冊田水庫造成VII度影響，壩體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形[26]。震后對主壩和北副壩下游壩坡采用石渣進(jìn)行培厚加固處理。主壩所在956m高程以下石渣培厚體，壩坡分別為1:2.75，在956m高程設(shè)12m寬的平臺，在
949m高程、940m高程設(shè)3.0m寬的馬道，并在石渣體與原壩體設(shè)置反濾層。培厚壩體后，
即使再次遭遇地震，由于壩體在正常水位下（956m高程）寬度增加，也可避免大壩整體失
穩(wěn)，從而保證大壩的安全[27]。
3.3.3庫岸巖體加固
對于地震中松動的庫岸巖體，應(yīng)采取工程措施進(jìn)行加固。地震后，首先需要對庫岸巖石情況進(jìn)行重新評估，選擇加固方式。庫岸加固通常采取錨固、支擋、排水相結(jié)合的方式。錨固措施是利用預(yù)應(yīng)力錨索和錨桿固定不穩(wěn)定巖層，適用于震后加固巖體滑坡和不穩(wěn)定的局部巖體。通過一端與建筑物結(jié)構(gòu)相連，一端打入巖體內(nèi)部，在增強(qiáng)巖體抗拉強(qiáng)度的同時，
改善庫岸巖體的完整性[28]。該方法在高切坡中被廣泛應(yīng)用。支擋方法是通過支擋體來平衡滑坡體的下滑力，確保滑坡體的穩(wěn)定安全。支擋結(jié)構(gòu)能有
效地改善滑坡體的力學(xué)平衡條件，阻止滑坡、泥石流等。常用的方法有重力式擋墻、拉釘擋墻、加筋土擋墻、抗滑樁等[29]。
此外，由于地震過后經(jīng)常伴隨暴雨，更易在松動巖石處產(chǎn)生滑坡、泥石流等災(zāi)害，因此需及時排水，包括地表水和地下水?？稍O(shè)置截水溝排除地表水；排除地下水可用廊道、豎井和水泵等。在美國、加拿大和日本等國家較多采用專用鉆機(jī)打水平孔的辦法排地下水[28]。
3.4滲漏修復(fù)
應(yīng)根據(jù)具體情況降低庫水位或放空水庫，徹底修復(fù)防滲體，對由于浸潤線過高而逸出坡面或者由于大面積散浸引起的滑坡，除結(jié)合下游導(dǎo)滲設(shè)施外，還應(yīng)考慮加強(qiáng)防滲。
3.4.1劈裂灌漿
對于土石壩較嚴(yán)重的滲漏破壞，可以采取劈裂灌漿或加強(qiáng)防滲斜墻等方式解決。劈裂灌漿是指在垂直滲流的方向沿壩軸線劈開壩體，灌入稠泥或水泥砂漿，截斷滲流通道，可以在短時間內(nèi)壩體內(nèi)的滲流，使大壩轉(zhuǎn)危為安。
采用劈裂灌漿技術(shù)的嶺澳水庫具體做法如下：根據(jù)壩長選用適量的灌漿機(jī)，多臺灌漿機(jī)同時開灌，為使?jié){液盡快硬化固結(jié)，所用漿料為摻入速凝劑的水泥加粘土。在灌漿工藝上，連續(xù)的多次復(fù)漿，使混凝土或泥漿墻盡快加厚，并使貫通的漏水通道通過灌漿壓力和多次灌漿擠壓膨脹與原壩土體緊密結(jié)合，最終形成垂直連續(xù)的防滲混凝土砂漿墻，防止再次出現(xiàn)漏水通道的可能[30]。
3.4.2開挖置換
置換技術(shù)是土石壩震后修復(fù)中的一種重要手段，尤其對于心墻開裂的土石壩具有重要意義。首先需要通過探測技術(shù)檢測到侵蝕的區(qū)域，然后在心墻的下游側(cè)補(bǔ)填塑性混凝土，并用顆粒反濾層加以支持。最后使用水泥膨潤土混合物進(jìn)行灌漿。置換技術(shù)可以有效阻止土石壩心墻的進(jìn)一步破壞，達(dá)到防滲漏的目的[18]。
實(shí)例：新西蘭的馬拉希納壩，在經(jīng)歷埃奇克姆地震后，初期表現(xiàn)穩(wěn)定，在1987年12月后出現(xiàn)水位明顯下降的現(xiàn)象。通過詳細(xì)的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，雖然大壩沒有遭受嚴(yán)重的滲漏，但左壩肩心墻和下游副心墻出現(xiàn)明顯的開裂和侵蝕，且侵蝕依然在繼續(xù)發(fā)展。持續(xù)不斷的侵蝕導(dǎo)致庫水位不斷下降，因而采取心墻置換的方式，即對左右岸壩肩進(jìn)行開挖，噴上混凝土，置換開挖出來的材料。水庫再次蓄水時沒有出現(xiàn)新的事故[18]。
3.4.3排水設(shè)施
在阻止?jié)B流發(fā)生的同時，需要做好排水工作，通過設(shè)置寬敞的排水帶，使?jié)B流能順利排走，降低壩體內(nèi)的浸潤線，減小孔隙水壓力。
4.典型水利工程抗震搶險及修復(fù)實(shí)例
4.1美國Hebgen壩
Hebgen土石壩[31]位于美國Montana州，1915年建成，1959年8月遭受里氏7.1級的強(qiáng)烈地震，壩和水庫所在地變形并整體下沉約3.1m，右岸溢洪道嚴(yán)重?fù)p壞，壩體沉陷開裂，水庫岸坡坍塌，庫水震蕩并漫溢壩壩。當(dāng)時此壩并無抗震設(shè)計，承受地震對其的各種危害而未垮壩，其破壞模式和耐震經(jīng)驗極有借鑒意義。
當(dāng)時業(yè)主Montana電力公
司采取的緊急搶救措施包括：
（1）立即將泄水底孔進(jìn)水口原用迭梁封閉的二個孔口開啟，以80m3/s的流量泄水降低庫水位。
（2）對半角沉陷區(qū)和被流沖蝕的壩下游面填土修復(fù)。檢查表明，心墻與溢洪道連接處的漏水并非通過心墻上的裂縫而是從破壞的溢洪道流出。
（3）在心墻的大裂縫處下游，打豎井檢查和修補(bǔ)。同時對下游河岸坍方區(qū)進(jìn)行了修整。此后于1960年4月開始對溢洪道、壩體心墻和上游面進(jìn)行了全面的修復(fù)和加固工作。
至今運(yùn)行完好。
4.2美國LowerSanFernando壩
LowerSanFernando壩[31]位于美國加州洛杉磯市北，1912年動工，最大壩高43.2m，壩頂寬6m，長634m。1971年2月在壩東北12.9km處發(fā)生里氏6.6級地震，致使主壩發(fā)生巨大滑坡，壩的上游部分帶動壩上部9.2m高的壩體和壩頂一起坍落滑向水庫20多米遠(yuǎn)。
事故發(fā)生后，救援人員立即采取了如下措施：一方面立即運(yùn)來砂袋加固筑高壩的低陷部位；另一方面緊急撤離壩下游地區(qū)8萬居民；此外，通過2條泄水道和3條引水管排放水庫中的水。
經(jīng)初步調(diào)查和后期進(jìn)一步挖槽、鉆孔取樣研究得出，壩內(nèi)有大范圍土區(qū)在地震后液化，但液化區(qū)被強(qiáng)度較高的非液化土約束住，因而直到液化區(qū)內(nèi)有足夠擴(kuò)張力，促使土向外和向下移動時，才出現(xiàn)大規(guī)?；瑒?。
4.3新疆西克爾水利工程
西克爾水庫[10，11]位于新疆伽師縣東北西克爾鎮(zhèn)，1959年建成使用，為均質(zhì)土壩，設(shè)計庫容10053萬m3，屬大型攔河式平原水庫。該工程自建成以來共經(jīng)歷了15次地震，其中較嚴(yán)重的有3次：1961年4月13日發(fā)生6.5級地震，震中距水庫約30km，致使220m長的壩出現(xiàn)沉陷崩塌，余壩產(chǎn)生165條裂縫；1996年3月19日發(fā)生6.4級地震，壩段出現(xiàn)涌沙，裂縫，局部產(chǎn)生沉陷；2002年3月3日，阿富汗發(fā)生里氏7.1級地震，造成水庫副壩段出現(xiàn)決口，并迅速擴(kuò)大到50m左右，決口流量約120m3/s，損失慘重。
由于西克爾水庫運(yùn)行年限長，且早年建設(shè)時沒有進(jìn)行地質(zhì)勘探，因此極易糟受地震破壞。多次地震后，主要采取的措施有：
（1）加高壩頂，壩后設(shè)置壓重，并鋪設(shè)無紡布反濾。
（2）大壩決口后，進(jìn)行搶險封堵，修復(fù)缺口。
（3）按庫區(qū)基本烈度八度進(jìn)行設(shè)計校核，對西克爾水庫主壩、副壩和其它建筑物進(jìn)行加固修復(fù)。針對部分壩段壩基地震液化問題，主壩采用壓蓋重措施，以進(jìn)一步提高防滲流土、壩體抗裂和抗?jié)B性能。副壩部分改線，采用粘料含量高的土進(jìn)行填筑，加固填筑總方量為
58.59萬m3，其中粘土39.29萬m3，占60%。
4.4北京密云水庫
密云水庫位于北京密云縣城北13km處，庫容43.8億m3，是北京市民用、工業(yè)用水的主要來源。水庫始建于1958年9月，分白河、潮河、內(nèi)湖三個庫區(qū)，主要建筑有白河主壩
（高66m，長1100m）、潮河主壩（高56m，長960m）和5道副壩等。
1976年7月28日，河北唐山發(fā)生里氏7.8級強(qiáng)烈地震，白河主壩發(fā)生強(qiáng)烈扭動，主壩水面以下6萬m2的塊石坡和砂礫保護(hù)層滑落，受損嚴(yán)重。地震后，采取的主要措施[6]有：
（1）及時探測大壩裂縫，并派潛水員進(jìn)行水下探測。
（2）通過筑堰建閘，把密云水庫分隔成兩個庫區(qū)，放空庫水后，進(jìn)行全面檢查加固。清除白河主壩上的砂礫保護(hù)層，加厚鋪蓋粘土斜墻，改用碴石保護(hù)層，往水下填粘土及砂石
達(dá)20萬m2。隨后，打通白河廊道、削坡清基，進(jìn)行壩體加固。
（3）加固了3座副壩，并增建了3條泄水隧洞、1座溢洪道等。
白河主壩加固工程于1977年11月21日完成，達(dá)到了國家一級工程標(biāo)準(zhǔn)，至今完好。
5.小結(jié)
地震后受損水利工程修復(fù)是項復(fù)雜的工作，要因地制宜盡快采取最合適的方法進(jìn)行修復(fù)。幾條主要結(jié)論如下：
（1）地震發(fā)生后，各級水行政主管部門應(yīng)該對境內(nèi)的水利工程，尤其是堤防、水庫大壩、水閘等工程進(jìn)行排查，及時掌握工程破壞的情況及其隱患，有針對性地制定搶修方案。對地位重要、關(guān)系重大、危險性高的受損水利工程，要抓緊修復(fù)，確保度汛安全。
（2）壩和地基土料的液化，是導(dǎo)致垮壩或嚴(yán)重破壞的主要原因，此外，較普遍的震害有滑坡、開裂、沉陷和位移。
（3）盡可能保證水壩順利泄水，降低蓄水位，避免出現(xiàn)垮壩事故。
（4）目前對于水利工程一般都有相應(yīng)的突發(fā)事故（如地震、洪水等）預(yù)警機(jī)制，但對于如何應(yīng)對出現(xiàn)的險情，采取必要的工程措施，尚是一個薄弱環(huán)節(jié)，宜提高認(rèn)識，加強(qiáng)要應(yīng)的工作。
（5）對山區(qū)河流因沿岸崩山、泥石流等形成的堰塞湖，要當(dāng)機(jī)力斷主動盡早清除，以避免水位升高，堰塞湖潰決形成洪災(zāi)。
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2001.2
Casestudiesandrepairingtechniquesrelatedtohydraulic
engineeringprojectsdamagedbyearthquakes
MaJiming,ZhengShuangling
DepartmentofHydraulicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing(100084)
Abstract
EarthquakesfrequentlyoccurinChina,especiallyintheSichuan-Yunnanregionwheredensehydro
projectsareconstructed.Actingasexternalforces,earthquakescandecreasetheintegrityofthedams,causedamcracks,landslide,settlementanddisplacement,foundationliquefaction,resultingindaminstabilityorevendamfailure,aswellasthedamageofoutletstructures.Besidesthedamageofhydroprojects,seismicactivitiesalsothreatenthedownstreamarea.Basedontheexistingliteraturedataindomesticandabroad,thispaperintroducestheseismicdisastersregardinghydroprojects,especiallythesoilandrockfilldams.Somepracticalremedialmeasuresandrepairingtechniquesaresummarized
關(guān)鍵詞:土壤污染、生物修復(fù)、研究進(jìn)展
前言
土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點(diǎn)，對土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進(jìn)入人體，嚴(yán)重危害人體健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態(tài)環(huán)境保護(hù)日趨受到重視,國家對污染土壤治理和修復(fù)的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復(fù)問題,已成為土壤環(huán)境研究領(lǐng)域的重要課題。而生物修復(fù)技術(shù)是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術(shù),同傳統(tǒng)處理技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢，例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達(dá)到很低水平;對環(huán)境影響小,無二次污染,最終產(chǎn)物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節(jié)省了處理費(fèi)用，因而該技術(shù)成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬暗男迯?fù)技術(shù)。
1.污染土壤生物修復(fù)的基本原理和特點(diǎn)
土壤生物修復(fù)的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構(gòu)建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì),使土壤恢復(fù)其天然功能。由于自然的生物修復(fù)過程一般較慢,難于實(shí)際應(yīng)用,因而生物修復(fù)技術(shù)是工程化在人為促進(jìn)條件下的生物修復(fù),利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機(jī)污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養(yǎng)添加等)來完成,也可接種經(jīng)特殊馴化與構(gòu)建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的種類
目前,微生物修復(fù)技術(shù)方法主要有3種:原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位-異位修復(fù)技術(shù)。
2.1原位修復(fù)技術(shù)：
原位修復(fù)技術(shù)是在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下的微生物修復(fù)技術(shù)。有投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法等,主要用于被有機(jī)污染物污染的土壤修復(fù)。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同時投加微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),通過微生物對污染物的降解和代謝達(dá)到去除污染物的目的。生物培養(yǎng)法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養(yǎng)物,過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體,以滿足土壤微生物代謝,將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上幾眼深井,安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī),將空氣強(qiáng)行排入土壤中,然后抽出,土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物也隨之去除。在通入空氣時,加入一定量的氨氣,可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2異位修復(fù)技術(shù)：
異位修復(fù)處理污染土壤時,需要對污染的土壤進(jìn)行大范圍的擾動,主要技術(shù)包括預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。預(yù)制床技術(shù)是在平臺上鋪上砂子和石子,再鋪上15-30cm厚的污染土壤,加入營養(yǎng)液和水,必要時加入表面活性劑,定期翻動充氧,以滿足土壤微生物對氧的需要,處理過程中流出的滲濾液,即時回灌于土層,以徹底清除污染物。生物反應(yīng)器技術(shù)是把污染的土壤移到生物反應(yīng)器,加水混合成泥漿,調(diào)節(jié)適宣的pH值,同時加入一定量的營養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑,底部鼓入空氣充氧,滿足微生物所需氧氣的同時,使微生物與污染物充分接觸,加速污染物的降解,降解完成后,過濾脫水這種方法處理效果好、速度快,但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術(shù)適于高濃度有機(jī)污染的土壤處理,但處理條件難于控制。常規(guī)堆肥法是傳統(tǒng)堆肥和生物治理技術(shù)的結(jié)合,向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥,加入石灰調(diào)節(jié)pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化,是一種有機(jī)物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率,關(guān)鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機(jī)污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此,尋找高效污染物降解菌是生物修復(fù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
3.影響污染土壤生物修復(fù)的主要因子
3.1污染物的性質(zhì)：
重金屬污染物在土壤中常以多種形態(tài)貯存,不同的化學(xué)形態(tài)對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強(qiáng)的修復(fù)作用。此外,重金屬污染的方式(單一污染或復(fù)合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復(fù)效果的重要因素。有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)不同,其在土壤中的降解差異也較大。
3.2環(huán)境因子：
了解和掌握土壤的水分、營養(yǎng)等供給狀況,擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案,補(bǔ)充微生物和植物在對污染物修復(fù)過程中的養(yǎng)分和水分消耗,可提高生物修復(fù)的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學(xué)形態(tài)、生物可利用性及生物活性有密切關(guān)系,也是影響生物對重金屬污染土壤修復(fù)效率的重要環(huán)境條件。
3.3生物體本身：
微生物的種類和活性直接影響修復(fù)的效果。由于微生物的生物體很小,吸收的金屬量較少,難以后續(xù)處理,限制了利用微生物進(jìn)行大面積現(xiàn)場修復(fù)的應(yīng)用，
植物體由于生物量大且易于后續(xù)處理,利用植物對金屬污染位點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)成為解決環(huán)境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢,且對重金屬存在選擇作用,不適于多種重金屬復(fù)合污染土壤的修復(fù)。因此,在選擇修復(fù)技術(shù)時,應(yīng)根據(jù)污染物性質(zhì)、土壤條件、污染程度、預(yù)期修復(fù)目標(biāo)、時間限制、成本及修復(fù)技術(shù)的適用范圍等因素加以綜合考慮。
4.發(fā)展中存在的問題：
生物修復(fù)技術(shù)作為近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術(shù),雖取得很大進(jìn)步和成功,但處于實(shí)驗室或模擬實(shí)驗階段的研究結(jié)果較多,商業(yè)性應(yīng)用還待開發(fā)。此外,由于生物修復(fù)效果受到如共存的有毒物質(zhì)(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制；電子受體(營養(yǎng)物)釋放的物理;物理因子(如低溫)引起的低反應(yīng)速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉(zhuǎn)化成有毒的代謝產(chǎn)物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學(xué)能力的微生物等因素制約。因此,目前經(jīng)生物修復(fù)處理的污染土壤,其污染物含量還不能完全達(dá)到指標(biāo)的濃度要求。
5.應(yīng)用前景及建議：
隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展,土壤生物修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復(fù)技術(shù)、植物生物修復(fù)技術(shù)和菌根技術(shù)的綜合運(yùn)用將為有毒、難降解、有機(jī)物污染土壤的修復(fù)帶來希望。為此,建議今后在生物修復(fù)技術(shù)的研究和開發(fā)方面加強(qiáng)做好以下幾項工作:
(1)進(jìn)一步深入研究植物超積累重金屬的機(jī)理,超積累效率與土壤中重金屬元素的價態(tài)、形態(tài)及環(huán)境因素的關(guān)系。(2)加強(qiáng)微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯(lián)合修復(fù)對污染物的修復(fù)作用與植物種類具有密切關(guān)系。
(3)應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)與基因工程技術(shù),使超積累植物的生物學(xué)性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進(jìn)一步改善與提高,培養(yǎng)篩選專一或廣譜性的微生物種群(類),并構(gòu)建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物與微生物對污染土壤生物修復(fù)的效率。
(4)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境,協(xié)調(diào)土著微生物和外來微生物的關(guān)系,使微生物的修復(fù)效果達(dá)到最佳，并充分發(fā)揮生物修復(fù)與其他修復(fù)技術(shù)(如化學(xué)修復(fù))的聯(lián)合修復(fù)作用。
(5)盡快建立生物修復(fù)過程中污染物的生態(tài)化學(xué)過程量化數(shù)學(xué)模型、生態(tài)風(fēng)險及安全評價、監(jiān)測和管理指標(biāo)體系。
結(jié)論
綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)由于土壤重金屬來源復(fù)雜,土壤中重金屬不同形態(tài)、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產(chǎn)生各種復(fù)合污染物的復(fù)雜性增加了對土壤重金屬治理和修復(fù)難度,且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性,同時進(jìn)一步惡化了土壤條件，嚴(yán)重制約了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的加速發(fā)展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發(fā)出更好的效率更高的修復(fù)治理技術(shù)，同時我們還不應(yīng)該忘記必須加強(qiáng)企業(yè)自身的環(huán)保意識，提高企業(yè)自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業(yè)工作的頭等大事來抓，把企業(yè)對環(huán)境的污染程度降到最低限度，形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環(huán)保氛圍，逐步改善我們的土壤生態(tài)環(huán)境。
參考文獻(xiàn)：
[1]錢暑強(qiáng),劉錚.污染土壤修復(fù)技術(shù)介紹[J].化工進(jìn)展,2000(4):10-12,20.
[2]陳玉成.土壤污染的生物修復(fù)[J].環(huán)境科學(xué)動態(tài),
1999，(2):7-11.
[3]李凱峰,溫青,石汕.污染土壤的生物修復(fù)[J].化學(xué)工程師,2002,93(6):52-53.
[4]楊國棟.污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)主要研究內(nèi)容和方法
[5]張春桂,許華夏,姜晴楠.污染土壤生物恢復(fù)技術(shù)[J].生態(tài)學(xué)雜志,1997,18(4):52-58.
[6]李法云,臧樹良,羅義.污染土壤生物修復(fù)枝木研究[J].生態(tài)學(xué)雜志,2003,22(1):35-39.
[7]滕應(yīng),黃昌勇.重金屬污染土壤的微生物生態(tài)效應(yīng)及修復(fù)研究進(jìn)展[J].土壤與環(huán)境,2002,11(1):85-89.
[8]沈德中.污染環(huán)境的生物修復(fù)(第一版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001:14,311.
關(guān)鍵詞:土壤污染、生物修復(fù)、研究進(jìn)展
前言
土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點(diǎn)，對土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進(jìn)入人體，嚴(yán)重危害人體健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態(tài)環(huán)境保護(hù)日趨受到重視,國家對污染土壤治理和修復(fù)的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復(fù)問題,已成為土壤環(huán)境研究領(lǐng)域的重要課題。而生物修復(fù)技術(shù)是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術(shù),同傳統(tǒng)處理技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢，例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達(dá)到很低水平;對環(huán)境影響小,無二次污染,最終產(chǎn)物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節(jié)省了處理費(fèi)用，因而該技術(shù)成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬暗男迯?fù)技術(shù)。
1.污染土壤生物修復(fù)的基本原理和特點(diǎn)
土壤生物修復(fù)的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構(gòu)建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì),使土壤恢復(fù)其天然功能。由于自然的生物修復(fù)過程一般較慢,難于實(shí)際應(yīng)用,因而生物修復(fù)技術(shù)是工程化在人為促進(jìn)條件下的生物修復(fù),利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機(jī)污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養(yǎng)添加等)來完成,也可接種經(jīng)特殊馴化與構(gòu)建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的種類
目前,微生物修復(fù)技術(shù)方法主要有3種:原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位-異位修復(fù)技術(shù)。
2.1原位修復(fù)技術(shù)：
原位修復(fù)技術(shù)是在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下的微生物修復(fù)技術(shù)。有投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法等,主要用于被有機(jī)污染物污染的土壤修復(fù)。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同時投加微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),通過微生物對污染物的降解和代謝達(dá)到去除污染物的目的。生物培養(yǎng)法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養(yǎng)物,過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體,以滿足土壤微生物代謝,將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上幾眼深井,安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī),將空氣強(qiáng)行排入土壤中,然后抽出,土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物也隨之去除。在通入空氣時,加入一定量的氨氣,可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2異位修復(fù)技術(shù)：
異位修復(fù)處理污染土壤時,需要對污染的土壤進(jìn)行大范圍的擾動,主要技術(shù)包括預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。預(yù)制床技術(shù)是在平臺上鋪上砂子和石子,再鋪上15-30cm厚的污染土壤,加入營養(yǎng)液和水,必要時加入表面活性劑,定期翻動充氧,以滿足土壤微生物對氧的需要,處理過程中流出的滲濾液,即時回灌于土層,以徹底清除污染物。生物反應(yīng)器技術(shù)是把污染的土壤移到生物反應(yīng)器,加水混合成泥漿,調(diào)節(jié)適宣的pH值,同時加入一定量的營養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑,底部鼓入空氣充氧,滿足微生物所需氧氣的同時,使微生物與污染物充分接觸,加速污染物的降解,降解完成后,過濾脫水這種方法處理效果好、速度快,但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術(shù)適于高濃度有機(jī)污染的土壤處理,但處理條件難于控制。常規(guī)堆肥法是傳統(tǒng)堆肥和生物治理技術(shù)的結(jié)合,向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥,加入石灰調(diào)節(jié)pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化,是一種有機(jī)物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率,關(guān)鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機(jī)污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此,尋找高效污染物降解菌是生物修復(fù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
3.影響污染土壤生物修復(fù)的主要因子
3.1污染物的性質(zhì)：
重金屬污染物在土壤中常以多種形態(tài)貯存,不同的化學(xué)形態(tài)對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強(qiáng)的修復(fù)作用。此外,重金屬污染的方式(單一污染或復(fù)合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復(fù)效果的重要因素。有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)不同,其在土壤中的降解差異也較大。
3.2環(huán)境因子：
了解和掌握土壤的水分、營養(yǎng)等供給狀況,擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案,補(bǔ)充微生物和植物在對污染物修復(fù)過程中的養(yǎng)分和水分消耗,可提高生物修復(fù)的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學(xué)形態(tài)、生物可利用性及生物活性有密切關(guān)系,也是影響生物對重金屬污染土壤修復(fù)效率的重要環(huán)境條件。
3.3生物體本身：
微生物的種類和活性直接影響修復(fù)的效果。由于微生物的生物體很小,吸收的金屬量較少,難以后續(xù)處理,限制了利用微生物進(jìn)行大面積現(xiàn)場修復(fù)的應(yīng)用，
植物體由于生物量大且易于后續(xù)處理,利用植物對金屬污染位點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)成為解決環(huán)境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢,且對重金屬存在選擇作用,不適于多種重金屬復(fù)合污染土壤的修復(fù)。因此,在選擇修復(fù)技術(shù)時,應(yīng)根據(jù)污染物性質(zhì)、土壤條件、污染程度、預(yù)期修復(fù)目標(biāo)、時間限制、成本及修復(fù)技術(shù)的適用范圍等因素加以綜合考慮。
4.發(fā)展中存在的問題：
生物修復(fù)技術(shù)作為近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術(shù),雖取得很大進(jìn)步和成功,但處于實(shí)驗室或模擬實(shí)驗階段的研究結(jié)果較多,商業(yè)性應(yīng)用還待開發(fā)。此外,由于生物修復(fù)效果受到如共存的有毒物質(zhì)(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制；電子受體(營養(yǎng)物)釋放的物理;物理因子(如低溫)引起的低反應(yīng)速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉(zhuǎn)化成有毒的代謝產(chǎn)物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學(xué)能力的微生物等因素制約。因此,目前經(jīng)生物修復(fù)處理的污染土壤,其污染物含量還不能完全達(dá)到指標(biāo)的濃度要求。
5.應(yīng)用前景及建議：
隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展,土壤生物修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復(fù)技術(shù)、植物生物修復(fù)技術(shù)和菌根技術(shù)的綜合運(yùn)用將為有毒、難降解、有機(jī)物污染土壤的修復(fù)帶來希望。為此,建議今后在生物修復(fù)技術(shù)的研究和開發(fā)方面加強(qiáng)做好以下幾項工作:
(1)進(jìn)一步深入研究植物超積累重金屬的機(jī)理,超積累效率與土壤中重金屬元素的價態(tài)、形態(tài)及環(huán)境因素的關(guān)系。(2)加強(qiáng)微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯(lián)合修復(fù)對污染物的修復(fù)作用與植物種類具有密切關(guān)系。
(3)應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)與基因工程技術(shù),使超積累植物的生物學(xué)性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進(jìn)一步改善與提高,培養(yǎng)篩選專一或廣譜性的微生物種群(類),并構(gòu)建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物與微生物對污染土壤生物修復(fù)的效率。
(4)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境,協(xié)調(diào)土著微生物和外來微生物的關(guān)系,使微生物的修復(fù)效果達(dá)到最佳，并充分發(fā)揮生物修復(fù)與其他修復(fù)技術(shù)(如化學(xué)修復(fù))的聯(lián)合修復(fù)作用。
(5)盡快建立生物修復(fù)過程中污染物的生態(tài)化學(xué)過程量化數(shù)學(xué)模型、生態(tài)風(fēng)險及安全評價、監(jiān)測和管理指標(biāo)體系。
結(jié)論
綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)由于土壤重金屬來源復(fù)雜,土壤中重金屬不同形態(tài)、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產(chǎn)生各種復(fù)合污染物的復(fù)雜性增加了對土壤重金屬治理和修復(fù)難度,且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性,同時進(jìn)一步惡化了土壤條件，嚴(yán)重制約了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的加速發(fā)展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發(fā)出更好的效率更高的修復(fù)治理技術(shù)，同時我們還不應(yīng)該忘記必須加強(qiáng)企業(yè)自身的環(huán)保意識，提高企業(yè)自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業(yè)工作的頭等大事來抓，把企業(yè)對環(huán)境的污染程度降到最低限度，形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環(huán)保氛圍，逐步改善我們的土壤生態(tài)環(huán)境。
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[8]沈德中.污染環(huán)境的生物修復(fù)(第一版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001:14,311.
一、數(shù)碼影像系統(tǒng)的引用
每一幅需要修復(fù)的古字畫，在修復(fù)之前都要在作品旁擺上易于測量的尺子并進(jìn)行拍照，以便對作品的尺寸和原狀有個一目了然的記錄，以便于存檔和后續(xù)工作的進(jìn)行。如果送修的是一幅破損或污跡較嚴(yán)重的古書畫作品，則須將作品原狀及拼對成形后進(jìn)行拍照記錄。再將碎片按一定順序進(jìn)行編碼排序拍攝并存檔，在修復(fù)過程中可以拿出來對比檢驗。并同送修者一同核對所修復(fù)的古舊書畫的材質(zhì)、類別、破損情況及作品尺寸、創(chuàng)作時代、名稱、內(nèi)容、原作作者等用文字形式詳細(xì)記錄，將核對后的詳細(xì)情況用圖文形式按比例縮小打印出來，讓送修者簽字后拍照片留檔。等到所有修復(fù)工序完成之后，再次拍照存檔。將修復(fù)前和修復(fù)后資料照片結(jié)合，形成對比欣賞和檢驗不足之處。
二、計算機(jī)和一些相關(guān)圖像處理軟件（PS）高清顯示屏等的應(yīng)用
對要進(jìn)行裝裱修復(fù)的書畫作品存檔后，緊接著就要根據(jù)書畫的情況制定合理的修復(fù)方案?？梢韵壤糜嬎銠C(jī)對所需修復(fù)的作品進(jìn)行模擬修復(fù)。根據(jù)原作的畫心現(xiàn)狀和送修者提出的修復(fù)要求，在電腦中進(jìn)行模擬拼接、調(diào)色、染色、修補(bǔ)破洞、接筆、裝裱品式、鑲料顏色、圖案等一系列具體操作步驟，確定最終實(shí)施方案。這樣既方便工作人員討論修復(fù)方案，又可減少收展原作的次數(shù)，減輕對原作的損傷。如送修的是一幅屬于珍貴的且破損特別嚴(yán)重的古舊書畫作品時，修復(fù)人員可以在高清晰度的顯示屏上任意放大局部，對畫心的特性及破損情況進(jìn)行科學(xué)的診斷與分析，從而制定切實(shí)可行的揭裱修復(fù)方案。對那些已解決的復(fù)雜問題還可以通過網(wǎng)絡(luò)溝通，將拍攝的書畫作品圖像和相關(guān)資料傳輸在網(wǎng)上，和相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行探討，決定修復(fù)方案。既能提高古書畫確診速度，最大程度地減小對其的二次破壞，還可以節(jié)約時間和費(fèi)用，提高工作效率。引入計算機(jī)影像無疑對書畫的揭裱修復(fù)保護(hù)有著劃時代的意義，科學(xué)地超越了傳統(tǒng)的經(jīng)驗技術(shù)。計算機(jī)軟件的應(yīng)用還可以在局部上很好地應(yīng)用發(fā)揮其獨(dú)特的作用。比如在古字畫破損面積較大的情況下，書法內(nèi)容缺失較嚴(yán)重的情況下，只剩下某個字的某一點(diǎn)筆劃。這就對書畫的修復(fù)填補(bǔ)造成一定的難度。我們就可以先通過網(wǎng)絡(luò)和一些文獻(xiàn)記載先查找相關(guān)資料，確定大概內(nèi)容和形體結(jié)構(gòu)，掃描到電腦里，運(yùn)用Photoshop的圖像處理軟件進(jìn)行模擬修復(fù)，制作修復(fù)方案。然后進(jìn)行影印對比填補(bǔ)缺失部分，從而達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果，還原其真實(shí)面貌，修舊如舊。
三、書畫裝裱機(jī)的應(yīng)用
確定了修復(fù)方案，就該進(jìn)行實(shí)際操作。提到裝裱機(jī)，好多人覺得就是機(jī)器裝裱，其實(shí)不然。在這里我先給大家簡要介紹一下傳統(tǒng)裝裱與機(jī)器裝裱（簡稱機(jī)裱）的區(qū)別。機(jī)裱就是利用膠膜對書畫畫心和裱料進(jìn)行粘合，不可以進(jìn)行二次揭裱；而傳統(tǒng)裝裱在整個裝裱過程中所采用的都是純手工制作的漿糊，具有可逆性，可反復(fù)數(shù)次揭裱而不傷畫心。我這里所說的書畫裝裱機(jī)它的功效就相當(dāng)于一個烘干機(jī)。在對書畫進(jìn)行修復(fù)托心和覆背后可使用裝裱機(jī)對其烘干，使其加速變得平、展、干、凈。在使用裝裱機(jī)的過程中通過對溫度、時間、壓力的調(diào)節(jié)，來控制所要達(dá)到的效果。這種烘干效果具有加熱速度快、烘干速度快、書畫內(nèi)外保持恒溫、變形小等優(yōu)勢。如氣候條件的變化經(jīng)常對畫的裝裱質(zhì)量造成很大的影響。畫心在修復(fù)托心之后都要上墻抻平，如遇天氣干燥或通風(fēng)過大、室內(nèi)外溫度反差大都會對畫心的伸縮造成影響，拉力過大或過小，待其未徹底干透時，干濕不均勻了就會拉裂已上墻的畫心，二次破壞畫心。這時就輪到裝裱機(jī)發(fā)揮它的功效的時候了。但這種機(jī)器也存在一定缺陷，如果對其溫度調(diào)控、烘干時間使用不當(dāng)，也會對畫心造成一些破壞，但這屬于人為可控制的范圍之內(nèi)。
四、空調(diào)器、溫濕度測量儀的應(yīng)用
對書畫作品的修復(fù)是要達(dá)到精益求精，自然對工作室的環(huán)境要求是極高的，如果工作室濕度大，裱件上墻后不易干而易發(fā)霉，會造成染色脫色。若太干燥，裱件上墻后容易繃裂，造成裱件損害。如若夏季冬季自然環(huán)境無法調(diào)控的情況下，就可以通過這些設(shè)備來適當(dāng)調(diào)節(jié)，合理預(yù)防和處理，以增強(qiáng)工作的科學(xué)性，打破外部環(huán)境的限制。
五、X射線、γ射線系統(tǒng)的應(yīng)用
這種技術(shù)在日本的修復(fù)行業(yè)廣泛應(yīng)用，在國內(nèi)還未得到很好發(fā)展。日本的科研人員受到不同波長光源含有不同能量這一特點(diǎn)的啟發(fā)，將其開發(fā)應(yīng)用于日本的修復(fù)行業(yè)。X射線穿透能力較強(qiáng)，未了解作品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，修復(fù)人員會使用它對書畫作品進(jìn)行拍照，觀察畫面下隱藏的修補(bǔ)處。紅外線有較強(qiáng)的熱成像效應(yīng)，可觀察作品表面不同的色彩，更好了解到色彩缺失部分，為修復(fù)工作提供了較為準(zhǔn)確的依據(jù)。還可以高分辨率地分析作品的細(xì)部結(jié)構(gòu)特征，利用掃描電鏡觀察紙張、織物纖維及漿糊顆粒的微觀狀態(tài)。γ射線可用于制作人工老化絹。當(dāng)作品的質(zhì)地是老化絹時，可通過這種技術(shù)制作紋理相同的人工老化絹。過去，補(bǔ)絹的老化通常都是靠自然風(fēng)化完成的，這樣的老化絹制作時間長，老化程度不易控制。修補(bǔ)絹在高能射線的照射下人工老化，即可以得到強(qiáng)度較差的修補(bǔ)絹。在修補(bǔ)殘缺部分時，通過嵌補(bǔ)的方法來完成。人工老化絹，還可以針對特定的作品進(jìn)行專門制作。這樣就極大程度上使修補(bǔ)材料與原材料在質(zhì)地和老化程度上相似。
（1）道路邊坡固坡工程處理技術(shù)：道路挖方邊坡是土石相間的山體邊坡。坡面極易受暴雨沖刷，產(chǎn)生強(qiáng)烈的水土流失。特別是復(fù)雜地形、地質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)，具有裂隙和節(jié)理發(fā)育，坡體巖土層不完整，存在潛在滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，必須進(jìn)行工程加固或支擋，確保沿線坡體穩(wěn)定和行車安全。研究表明[10]，框架錨桿或混凝土骨架梁支護(hù)技術(shù)適用于結(jié)構(gòu)面發(fā)育、巖體風(fēng)化破碎、坡體中元不良結(jié)構(gòu)面和土質(zhì)的路塹高邊坡；預(yù)應(yīng)力錨索梁加固防護(hù)技術(shù)適用于裂隙和斷層發(fā)育的巖石路塹高陡邊坡及易滑坡地段、軟硬質(zhì)巖互層路塹高邊坡；易坍塌滑坡的土質(zhì)、軟巖或順層高邊坡，宜將抗滑樁與框架錨索防滑加固工程結(jié)合使用；風(fēng)化較嚴(yán)重邊坡和坡面穩(wěn)定的較高土質(zhì)邊坡、路堤邊坡，宜采用格子梁護(hù)坡。此外，鋪掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)和錨桿技術(shù)，抗拉力強(qiáng)度大，能有效地防止坍塌和碎石掉落，確保道路安全。在滿足邊坡穩(wěn)定性和安全性下，宜將邊坡工程防護(hù)與土壤生態(tài)植被防護(hù)相結(jié)合，盡量避免混凝土封蓋、漿砌石護(hù)面，以影響生態(tài)景觀。（2）道路邊坡土壤生態(tài)修復(fù)技術(shù)模式：山體邊坡具有土壤剖面的完整性。在土壤修復(fù)過程中，應(yīng)根據(jù)巖土層次和邊坡高度，選擇不同的土壤生態(tài)修復(fù)施工技術(shù)。表1說明，低矮土質(zhì)邊坡或填方邊坡，可直接噴播灌草種；高陡土質(zhì)邊坡掛EM3（三層三維土工網(wǎng)墊）網(wǎng)噴混植生；強(qiáng)風(fēng)化層掛三維網(wǎng)客土噴混植生；弱風(fēng)化層或局部巖石層，采取錨桿掛鐵絲網(wǎng)、客土噴混植生技術(shù)。坡面噴射植生基材前，采取掛三維網(wǎng)、EM（三維土工網(wǎng)墊）網(wǎng)、鐵絲網(wǎng)（鍍鋅或過塑）、土工格柵和土工格室，以及鋪CF（椰絲纖維）網(wǎng)或植被草毯等，并用錨桿固定。（3）植物選擇與種群配置技術(shù)：植物種群結(jié)構(gòu)是道路邊坡土壤修復(fù)重要環(huán)節(jié)[11，13-14]。經(jīng)研究，植物種類選擇及種群配置的成熟技術(shù)主要有：①按氣候地帶性規(guī)律選擇植物品種，北方以落葉樹種為主，如胡枝子（Lespedezabicolor）、紫穗槐（Amorphafruticos）等；南方以常綠樹為主，如銀合歡（Acaciaglauca）、美國刺（Leucaenaleucocephala）、臺灣相思（Acaciaconfusa）等（表2），以充分利用南方水光熱條件。②南方土壤生態(tài)重建應(yīng)堅持生物多樣性，種群結(jié)構(gòu)以灌木為主，喬灌草藤結(jié)合。③針對路域土壤實(shí)際，應(yīng)以豆科植物為主，多科屬配置，以維護(hù)低肥力下種群植物養(yǎng)分的常態(tài)循環(huán)。④以地方植物品種為主，以適應(yīng)當(dāng)?shù)厣餁夂颦h(huán)境，提高成活率。⑤植物應(yīng)立體配置，形態(tài)共生互補(bǔ)，并與周邊生態(tài)景觀相協(xié)調(diào)。2002年云南元（江）磨（黑）高速公路，我們以坡柳（Dodonaea）、銀合歡等為主，灌草結(jié)合，第一次做出了喬、灌、草混植示范樣板，現(xiàn)與周邊熱帶雨林融為一體，為扭轉(zhuǎn)全國高速公路單一草被生態(tài)作出了貢獻(xiàn)。（4）可規(guī)?；?、機(jī)械化施工的噴混植生創(chuàng)新技術(shù)：路域工程土壤生態(tài)修復(fù)規(guī)模大，工程量多，時限緊。我們自主研發(fā)的噴混植生技術(shù)，從質(zhì)量、速率和效益上，適應(yīng)了國家重大工程項目的需求，已在全國推廣。其主體技術(shù)優(yōu)勢：①灌草種多品種混合噴播；②添加有機(jī)基材、營養(yǎng)物質(zhì)、粘結(jié)劑、保水劑，有利于維護(hù)種苗安全生長環(huán)境；③增厚客土層，對缺少表土的風(fēng)化層或母質(zhì)層更適用。噴混物料厚度10～15cm，每天噴混500～800m28h-1。（5）道路邊坡土壤植被后養(yǎng)護(hù)技術(shù)：“兩高”道路建設(shè)是國家重點(diǎn)工程，要求土壤生態(tài)修復(fù)養(yǎng)護(hù)期長，一般達(dá)2～3年，待植被層穩(wěn)定后方能工程驗收。多年工程實(shí)踐表明，節(jié)水澆灌是后養(yǎng)護(hù)主要技術(shù)。因此，①在500m內(nèi)找好固定水源，否則宜打井，尋找地下水源；②配裝高壓抽水和灌溉機(jī)械，抽水系統(tǒng)是固定的，排灌可移動；③前期勤澆，后期間歇。出苗期一天兩次，齊苗后一天一次，嗣后逐步減少；④南方濕暖氣候下，前期灌溉量3kgm-2左右，后期灌溉量2kgm-2左右，養(yǎng)護(hù)2年約需水量800kgm-2，若1×104m2工作面，即需水8000t。一般養(yǎng)護(hù)1～2年即可依靠自然雨水維護(hù)水分和養(yǎng)分循環(huán)。（6）道路邊坡土壤生態(tài)修復(fù)效果的后觀察：近兩年，對15年來已完成的2000×104m2南方道路邊坡土壤生態(tài)修復(fù)多項工程的實(shí)際效果，進(jìn)行了定點(diǎn)抽樣觀測（表3），表明：①生物群落的演替總趨勢。植物群落是由草本植物群落—灌草混生群落—喬灌草立體群落演變。植物群落立體配置技術(shù)，是保持邊坡人工植被群落可持續(xù)演替和生物多樣性的關(guān)鍵。②草被生態(tài)的演替過程。20世紀(jì)末，多種草種單純噴播工程，有海南西線、昆玉、玉元、漳龍早期參與的高速公路，人工草被壽命短，3～5年后逐漸被芒箕（Dicranopterispedata）侵化，夾有少量山蒼子（Litseacubeba）、黃梔（GardeniajasminoidesEllis）、野茉莉（Styraxjaponicus）叢?？梢姡缆愤吰虏灰藛渭冎膊?，草本植物水光熱利用率極低，植被易退化，延長向自然立體生態(tài)演替過程。③喬、灌、草立體生態(tài)模式的穩(wěn)定性。后期考察的相關(guān)工程有廣惠、開陽、揭普、元磨、昆石、福寧、成南、粵贛粵北段、寧杭、清平等高速主干道，采用喬、灌、草混噴，喬灌木生長茂盛，林下草退化無幾，外來侵入種極少。特別提及的種群組合中的金合歡（Acaciafarnesiana）、銀合歡、山毛豆（Tephrosiacandida）等強(qiáng)結(jié)實(shí)植物，種子成熟后散落地面，產(chǎn)生了多代演替，已成永久性植被。
2城鎮(zhèn)化建設(shè)中山體土壤生態(tài)修復(fù)問題
2.1采石過程破壞城市生態(tài)景觀
2012年末，中國城鎮(zhèn)化率達(dá)到52.57%，相比于西方發(fā)達(dá)國家均在95%以上，美國是97%，中國城鎮(zhèn)化水平仍然較低，但當(dāng)前正處于高速增長時期。大規(guī)模的城市建設(shè)產(chǎn)生了對石料、石材、石灰?guī)r、石英砂等資源的大量需求，在城市周邊山體，形成了大量廢棄采石場和巍聳的高陡巖石邊坡。以深圳為例，城市化初期1953km2的國土面積一度擁有669家采石場，其中3000m2以上456座，邊坡總面積超過1000hm2。無序開采曾對城市生態(tài)景觀造成了嚴(yán)重破壞，給城市和人居環(huán)境帶來了安全隱患。海南省三亞市是旅游島建設(shè)的重點(diǎn)城市，目前周邊有49個廢棄的采石場，總面積達(dá)250×104m2，其中荔枝溝Ⅱ號采石場面積6.3×104m2，正處于城市發(fā)展中央?yún)^(qū)，邊坡高陡，巖石，曾給當(dāng)?shù)爻鞘芯坝^和生態(tài)文明帶來嚴(yán)重破壞。這些采石場亟需政府整治和覆綠，但城市巖石邊坡，土壤破壞徹底，缺乏水肥土等植物生存的基本條件，土壤生態(tài)修復(fù)難度極大[12，16]，已成為我國城鎮(zhèn)化生態(tài)文明建設(shè)的研究熱點(diǎn)和工程難點(diǎn)[15-20]。
2.2城市山體巖石邊坡特征
（1）城市巖體邊坡成型特征：從城市巖體邊坡成型特征看，①城市房建工程需用大量石料耗材，考慮運(yùn)輸成本，以就地取材為主的采石場，大多以城市中央為軸心，散亂分布在城市近郊或城鄉(xiāng)結(jié)合部，地勢較陡峭、巖體外露的高丘或山地。②采石場石壁、山體宕口多為爆炸成型，采用垂直開采方式，自上而下挖掘，機(jī)械與人工結(jié)合環(huán)形開挖，石壁坡面凹凸不平。邊坡坡度在80～90°之間，形成巨大的高低不平的斷崖層面，甚至倒坡，巖體相對高度多在80～130m。③為方便石材、石料運(yùn)輸，廢棄采石場多呈半環(huán)形邊坡。坡面受炸藥震力作用，局部多有裂痕或節(jié)理，但整體巖層結(jié)構(gòu)并未破壞，石壁穩(wěn)固和安全。（2）巖體邊坡立地環(huán)境：從邊坡環(huán)境特征看，采石場立地條件惡劣，高陡石壁坡面缺少平臺或平臺窄小，殘存土壤極少，原生植被破壞，缺乏植被賴以生存的土壤。因此，必須從工程措施上，多途徑解決回填種植土問題。同時，采石場環(huán)形開采的微地形環(huán)境，造成石宕內(nèi)小氣候差異性，形成陰陽坡，坡面溫度、蒸發(fā)量、輻射熱等差異顯著，石壁陽坡夏季溫度可達(dá)50℃以上，陰坡低5～10℃。在南方亞熱帶氣候生物循環(huán)旺盛條件下，應(yīng)利用采石場生物小氣候特點(diǎn)，在土壤生態(tài)修復(fù)和種植養(yǎng)護(hù)技術(shù)上，加以優(yōu)勢利用。（3）水土流失趨向：從水土保持學(xué)特征看，采石場選址確定后，首先采用大型推土機(jī)和挖掘機(jī)，將土層推平運(yùn)出，直見結(jié)實(shí)的巖石層。因此，巖體邊坡早期存在水土流失，并出現(xiàn)高峰，但土層清場后，隨著采石深度的下移，水土流失趨勢減弱。而廢棄采石場即使暴雨也只有水的流失，幾乎沒有土的流失。而且環(huán)形盆底容量很大，遇漬水也可通過周邊滲漏，對下游區(qū)域不構(gòu)成水土沖刷威脅，保障了下游農(nóng)田和人居安全。（4）巖體邊坡剖面形態(tài)：從土壤發(fā)生學(xué)特征看，采石場邊坡不具有完整的剖面特征，腐殖質(zhì)層（O層）、表土層（A層）及淋溶淀積層（B層）基本被機(jī)械鏟除，只剩殘余的弱風(fēng)化層（BC）和母巖層（C層）。我們從深圳和三亞觀察到由花崗巖母質(zhì)發(fā)育的城市巖體邊坡，其周邊殘留體剖面喬灌植被覆蓋良好，表土層（A層）深1～1.5m，風(fēng)化層（B層）厚度3～4m，母巖層（C層）埋藏在5～6m以下?，F(xiàn)狀巖體邊坡，90%為C層，BC層很薄。因此土壤生態(tài)修復(fù)過程中，必須靠外來土源輸入，既要修接納槽體，又要全面掛網(wǎng)錨固，工序復(fù)雜，工程成本較高，現(xiàn)市場價格達(dá)350～400元m-2。但在城市生態(tài)文明建設(shè)的推動下，技術(shù)市場需求仍然廣闊。（5）巖體邊坡力學(xué)性質(zhì)：從巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)特征分析，采石場巖體多為近直立的花崗巖高邊坡，巖體強(qiáng)度較高。受爆炸及開挖等外力卸荷作用影響，巖體內(nèi)產(chǎn)生大量節(jié)理、裂隙，原生或構(gòu)造節(jié)理張開。在各種節(jié)理裂隙作用下，巖體被切割成大塊狀，坡面巖體結(jié)構(gòu)較破碎，具有危巖落石發(fā)生的可能。巖體破壞模式主要為傾倒、墜落及局部崩（滑）塌破壞，造成邊坡局部失穩(wěn)，形成大面積碎石流,采用工程防護(hù)措施時應(yīng)注意這一特點(diǎn)。這增加了城市環(huán)境安全治理和生態(tài)施工的技術(shù)難度。因此，相對于其他山體邊坡，特別是道路創(chuàng)傷邊坡，采石場巖石邊坡生態(tài)修復(fù)的難度更大。
2.3城市高陡巖石邊坡土壤生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系
（1）城市巖體邊坡土壤生態(tài)修復(fù)技術(shù)：實(shí)踐表明，巖體邊坡視角景觀特別是俯視景觀太差，生態(tài)修復(fù)技術(shù)難度太大。主要采?。孩賾?yīng)以生物遮擋為主，輔以全面覆蓋；②以種植苗木為主，結(jié)合灌草種子坡面混播；③充分利用邊坡及坡底平臺，種植高大喬木，以促早成林，發(fā)揮綠色遮擋效果；④坡面縱向間隔2m沿等高線設(shè)置植生槽，回填營養(yǎng)土；⑤充分利用槽內(nèi)土壤資源栽植大苗木，建好植生帶。（2）V型槽+掛網(wǎng)噴混技術(shù)模式：針對80～90°坡度和土肥水皆無的城市高陡巖體邊坡的特殊性，單用掛網(wǎng)噴草或噴混植生技術(shù)效果很差。采用V型槽技術(shù)加掛網(wǎng)噴混植生技術(shù)模式，將工程措施與生物技術(shù)緊密結(jié)合，在垂直坡面上創(chuàng)造植物生長的微環(huán)境或植生帶。V型槽的作用：①V型槽由鋼筋混凝土現(xiàn)澆，深度約80cm，面寬約70cm，并與坡面成45°，2m間距等高線布設(shè)，主要功能是接納回填土和營養(yǎng)土；②分層切割坡面鐵絲網(wǎng)和噴植層重力下垂拉力，減少災(zāi)害性拉力崩塌；③充分利用V型槽有限土壤資源，種植大苗，建立多層次植物生長帶。（3）V型槽技術(shù)模式的工藝流程[12]：包括：坡面亂石清理掛鐵絲網(wǎng)錨桿固網(wǎng)構(gòu)筑鋼筋混凝土V型槽（搭設(shè)腳手架鉆孔錨桿制作綁扎鋼筋安裝模板澆筑混凝土）槽內(nèi)回填種植土噴混植生（種植基材配置噴基底土層噴播種子無紡布覆蓋）V型槽栽種大苗植物帶建滴灌系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)。（4）垂直巖體坡面噴混植生關(guān)鍵技術(shù)：南方80～90°巖石坡面推廣噴混植生，宜采取：①掛雙層鐵絲網(wǎng)，并用長、短錨桿固網(wǎng)；②在有機(jī)基材混合料中添加粘結(jié)劑，為降低成本，粘結(jié)劑可用國產(chǎn)膠粉，甚至可用硅酸鹽產(chǎn)品替代；③在網(wǎng)下墊草把或噴PE（聚乙烯）絲，可增加噴植層孔隙度和粘結(jié)力；④保障噴混層厚度10～15cm，可分2～3次噴基底，待物料凝結(jié)后再噴，以避免瀉底；⑤在噴播灌草種過程中，宜加入少量藤本種子，以加快覆綠，并攀緣局部倒巖。（5）V型槽種植帶建植技術(shù)：根據(jù)深圳、廣州南沙、海南三亞8個巖體邊坡治理工程實(shí)踐認(rèn)為：①在回填土中加入營養(yǎng)基質(zhì)，由腐殖質(zhì)土、禽畜有機(jī)肥、復(fù)合肥、蘑菇肥及保水劑等組成，創(chuàng)造良好的根際土壤肥力環(huán)境；②針對南亞熱帶和熱帶氣候特點(diǎn)，種植帶建植堅持生物多樣性，強(qiáng)調(diào)以豆科、灌木、常綠及鄉(xiāng)土植物為主的原則（表2），增強(qiáng)植物的適應(yīng)性和抗逆性；③加大藤本植物配置比例，組成喬、灌、藤、草人工生物群落；④提倡高密度種植，大苗、袋苗移栽。槽內(nèi)分兩排進(jìn)行種植，內(nèi)側(cè)種植爬藤類，間距20cm；外側(cè)間隔50cm栽植灌木袋苗，每米段栽植苗木株數(shù)5～7株，主栽苗木為臺灣相思、小葉榕（Ficusmicrocarpa）、勒杜鵑（Bougainvilleaglabra）等，藤本植物包括爬山虎（Parthenocissusplanch）和葛藤（Puerariaphaseoloides）。（6）節(jié)水滴灌養(yǎng)護(hù)技術(shù)：水肥管理是V型槽及邊坡植物生長的安全保障。V型槽種植和噴混施工完成后，原工作臺、架拆除，養(yǎng)護(hù)工作困難，且不安全。因此，采用節(jié)水滴灌技術(shù)勢在必行。節(jié)水滴灌系統(tǒng)由高壓抽水泵站，蓄水池，PC（聚碳酸酯）主管、分管及滴水支管組成。蓄水池多設(shè)在山頂，以增加下泄壓力，或自流灌溉，直接將水滴送入植物根際。必要時可添加水溶性復(fù)合肥，水利用率高、工作方便，非常適合采石場邊坡水肥調(diào)節(jié)。同時做好缺苗修補(bǔ)、雨后追肥、防治病蟲鼠害等。養(yǎng)護(hù)2～3年，即可依靠自然雨水維護(hù)植被生長。
3結(jié)論
有價值的微生物獲取一般通過三種方式，一是人工馴化，二是固定化微生物，三是轉(zhuǎn)基因工程菌。據(jù)有關(guān)研究報道，將某種特定的固定化微生物用于污染的底泥中，發(fā)現(xiàn)底泥厚度有降低現(xiàn)象，水體和底泥中的NTU、COD、NH3-N和TP含量也明顯降低。如果采用某種凈化促生液對水環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，底泥中的生物多樣性逐漸增加，有機(jī)物的含量逐漸減少，主要微生物類群則由厭氧型向好氧型演替，水體的生物多樣性不斷的增加;如果在專業(yè)培養(yǎng)基上接種河道底泥，制成底泥生物氧化復(fù)合制劑，此制劑對河道底泥氧化層的形成有明顯的促進(jìn)作用，對底泥有機(jī)污染物分解能力也有顯著的強(qiáng)化作用，同時，底泥對上覆水體生物氧化能力也逐步增強(qiáng);如果對底泥進(jìn)行生物修復(fù)，能夠有效地減少河道污染負(fù)荷，同時，強(qiáng)化河道的自凈功能。目前，國內(nèi)很多研究人員，對上述底泥處理微生物應(yīng)用研究已有成果，并成功應(yīng)用到河道底泥污染處理中，并取得了顯著成效。
2千燈河道底泥修復(fù)工程試驗
2.1底泥處理試驗方法2013年，針對千燈河道樣板區(qū)底泥進(jìn)行生態(tài)修復(fù)試驗，通過“消毒劑+微生物制劑”相結(jié)合的綜合修復(fù)處理方式進(jìn)行了處理研究。未處理前，隨機(jī)取2份河道底泥試樣檢測污染物，之后，進(jìn)行修復(fù)措施處理:按75kg/畝、50kg/畝標(biāo)準(zhǔn)，先后均勻噴灑消毒劑和微生物制劑到河道底部。分別于7天后、12天后，對處理過的區(qū)域隨機(jī)取2份樣進(jìn)行檢測，檢測比較結(jié)果見表1～表3。
2.2底泥處理效果分析從表1～表3中可以看出通過處理后的底泥pH偏堿，但仍在一個合適范圍內(nèi);試劑與底泥接觸的時間越長其殺菌效果越明顯，有機(jī)質(zhì)的降解率越高。處理7天后有機(jī)質(zhì)降解率為70%～80%，12天后有機(jī)質(zhì)的降解率達(dá)到50%;大腸菌群含量降了1～2個數(shù)量級，處理時間越長其大腸菌群數(shù)量越少。
3微生物底質(zhì)改良處理技術(shù)
微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者，對養(yǎng)分的循環(huán)和污染物的降解、去除起著十分重要作用，并具有廣泛的應(yīng)用價值。相關(guān)研究報道顯示，通過光合細(xì)菌、復(fù)合光合細(xì)菌作用，可降低、甚至去除富營養(yǎng)化水體中的NH3-N和有機(jī)質(zhì);也可以通過溶藻菌控制藍(lán)藻，去除水體富營養(yǎng)化，抑制“水華”現(xiàn)象的產(chǎn)生。本工程試驗主要通過先向污染底泥中投放消毒劑，減輕底泥中的毒性;然后通過投放微生物制劑，形成一個能完成自然降解的底泥環(huán)境，進(jìn)而加強(qiáng)被污染底泥的自凈功能，實(shí)現(xiàn)對有機(jī)污染物的快速、高效的降解，從而達(dá)到改善底泥的污染狀況，提高水體中溶氧量。
4小結(jié)
