土壤修复与空气和水污染的治理不同，其耗时长、耗资大、处置过程更复杂，而且很容易产生二次污染。再加上我国土壤污染防治面临的形势很复杂：部分地区土壤污染严重，土壤污染类型多样，呈现新老污染物并存、无机有机复合污染物并存的局面，因而土壤修复工作就显得更重要和复杂。目前土壤污染的主要修复技术有工程修复、物理-化学修复、生物修复及联合修复技术等。
土壤的工程修复技术最重要的包含排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施。客土法是向污染土壤内加入大量的干净土壤，覆盖在表层或混匀，使污染物浓度降低或减少污染物与植物根系的接触。换土就是把污染土壤取走，换入新的干净土壤。翻土就是深翻土壤，使聚集在表层的污染物分散到土壤深层，达到稀释和自处理的目的。通过这一些方法可以降低土壤中污染物的含量，减少污染物对土壤-植物系统产生毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。翻土用于轻度污染的土壤，动土比较少，而客土和换土则是用于重污染区的常见方法。工程措施是比较经典的土壤污染治理措施，它具有彻底、稳定的优点，但工程量大、投资费用高，会破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。
物理-化学修复是利用污染物或污染介质的物理化学特性，以破坏(如改变化学性质)、分离或固化污染物，具有实施周期短、可用于处理各种污染物等优点。最重要的包含：热处理技术、土壤固化-稳定化技术、淋洗技术、氧化还原技术、电动力学修复技术和土壤性能改良技术等。
热处理技术是指通过直接或间接热交换，将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度(150℃～540℃)，使有机污染物挥发或分离的过程，按温度可分为低温热处理技术(土壤温度为150℃～315℃)和高温热处理技术(土壤温度为315℃～540℃)。该技术是应用于工业公司场地土壤有机污染物污染的主要物理修复技术，包括热脱附、微波加热和蒸气浸提等技术。热处理修复技术适用于处理土壤中挥发性有机污染物、半挥发性有机污染物、农药、高沸点氯代化合物，不适用于处理土壤中的重金属(Hg和Se除外)、腐蚀性有机物、活性氧化剂和还原剂等。该技术已应用于苯系物、多环芳烃、多氯联苯和二英等污染土壤的修复。
固化-稳定化技术是将污染物在污染介质中固定，使其处于长期稳定状态，是较普遍应用于土壤污染的快速控制修复方法。该技术可分为原位和异位稳定-固化修复技术。原位稳定-固化技术适用于重金属污染土壤的修复，一般不适用于有机污染物土壤的修复;异位稳定-固化技术通常适用于处理无机污染物质，不适用于半挥发性有机污染物和农药杀虫剂污染土壤的修复。该处理技术费用比较低廉，对一些非敏感区的污染土壤可大幅度的降低污染治理成本。常用的固化稳定剂有飞灰、石灰、沥青和硅酸盐水泥等，其中水泥应用最为广泛。但其所需的设备较多，如螺旋转井、混合设备、集尘系统、大型储存池等。另外，污染物埋藏深度、土壤pH值和有机质含量等都会在某些特定的程度上影响该技术的应用以及有效性。
土壤淋洗技术指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头推动清洗液，将其注入被污染土层中，然后再将包含污染物的液体从土层中抽提出来，进行分离和处理的技术，可分为原位和异位化学淋洗技术。原位化学淋洗技术适用于水力传导系数大于10-3cm/s的多孔隙、易渗透的土壤，如沙土、砂砾土壤、冲积土和滨海土，不适用于红壤、黄壤等质地较细的土壤;异位化学淋洗技术适用于土壤粘粒含量低于25%、被重金属、放射性核素、石油烃类、挥发性有机污染物、多氯联苯和多环芳烃等污染的土壤。
常用的淋洗剂有水、酸/碱溶液、络合剂、表面活性剂、氧化剂和超临界CO2流体等。该技术的关键是提取剂的选择，既能提取污染物又不破坏土壤结构，但事实上特别难找到。而且，如果处理不当的话，引入的提取剂有很大的可能性造成二次污染。因此研发高效的表面活性剂，提高修复效率，降低设备与污水处理费用，防止二次污染等是该技术重要的研究课题。
土壤淋洗技术的周期短，效率高。由于该技术需要用水，所以修复场地要求靠近水源，同时因需要处理废水而增加了成本。土壤淋洗以柱淋洗或堆积淋洗更为实际和经济，这对该修复技术的商业化具有一定的推动作用，该技术在美国、英国、日本等国家已有很多成功的工程实例，商业化程度较高。
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