电动修复是通过施加电场对危险废物场地进行原位修复的创新型修复方法。将电极插入土壤或泥浆中并施加直流电产生电场，可以实现对泥浆和土壤中污染物的提取、迁移及生物地球化学修复。电动修复的作用机制是污染物在电场条件下（特别是电渗析和离子迁移）发生转移，同时伴随着电动化学反应。

对于重金属污染物，电动修复有着特殊的处理效果和效率。一般重金属污染后的土壤通入直流电，会产生电沉积、沉淀或者离子交换等作用，将重金属沉淀或者促进重金属的形态改变从而修复重金属污染的土壤。对于有机污染物，电动产生的化学反应可以提供电子，在电极发生氧化、还原反应可以直接降解，也可通过电动转移、收集在外部继续进行异位修复。电动修复对于放射性污染物等也有很好的处理效果。电动修复不仅可以用于土壤修复还可以用于地下水等修复，应用范围广泛。

图1 电动过程示意图

电动已经被广泛的应用于各种污染土壤修复过程中，由于其电迁移、电渗析、电泳这三种电动效应，可以在土壤修复过程中起到不同的作用，比如，土壤加固、电动脱盐、污染物的去除、电动注入等。电动注入是利用电动效应中的电迁移和电渗析等效应，将所需要的营养物质、与污染物去除有关的化学药品或者某些催化反应的催化剂、表面活性剂等物质输入土壤中，随着电动的进行，带电的物质会在电场下向着与其带电性相反的电极移动，而不带电的能溶于水的物质，可以在电渗析下不断的输入到土壤与电极之间，这可以有效的提高污染物与化学药剂的接触。某些营养物质随着电渗析在土壤中运移，大大的增加了某些降解菌与这些营养物质的接触，从而促进微生物的生长和繁殖，进而增大对污染物的降解速率和降解率。目前电渗析和电迁移在修复土壤重金属污染方面有广泛的应用。

图2 电动修复石油污染土壤实验场地

虽然电动修复技术已经取得了良好的应用，但是随着电动修复时间的延长，电化学反应产生的反应物与土壤中的水分盐分等物质发生反应，会改变土壤pH，土壤中某些离子也发生改变，离子变化也会引起土壤胶体结构的变化，进而对土壤的物理化学状态、土壤胶体结构的完整性、土壤中离子的形态和含量造成影响，最终也会造成电动效应的持续衰减。

植物修复是一种原位修复方法，植物通过植物提取、植物固定、植物降解、植物分泌等方式并结合土著微生物降解和转化土壤、沉积物和地表水中的污染物。

植物提取是指利用植物提取土壤中一种或多种重金属，通过植物吸收、富集、运输、转移并贮存到地上的部位。植物生长过程也吸收本身必须的元素，如K、Mg、Ca等。植物固定主要是利用一些特殊植物对某些离子进行吸收、分解、络合、氧化还原以及沉淀固定等多种复杂的过程。离子被植物根系以质流、扩散的方式吸附稳定，如Ca、Mg可以以质流形式迁移到根际。植物根系分泌一些初生代谢产物氨基酸、小分子酸和糖类等影响根际环境（如pH）。

图3 植物对土壤中水和营养物质的影响

植物修复技术已经广泛的应用于多种污染物场地的修复工程中，如植物修复重金属污染场地。某些植物对于重金属有超级累积效应，可以超量的吸收土壤污染的重金属，吸收到植物体内后将植物收割，而后进行集中处理。对于一些易挥发的有机污染物如多环芳烃，植物可以通过植物挥发等方式，将这些污染物通过蒸腾作用等方式吸收到植物体内，再通过植物叶片等位置将其排出植物体。对于不容易挥发的有机物如石油烃，植物可以通过根际效应和改善根际微生物数量和群落变化的方法促进石油烃的降解。

图4 盘锦盘山县植物修复石油污染土壤场地

虽然植物修复在各种污染物修复处理得到广泛应用，但是植物修复由于植物自身生长等限制也有不可避免的缺点，包括修复周期较长、污染物浓度不能过高、高效的降解区域仅限于植物根际、修复污染物局限于植物种类等。

由上述两种技术的介绍可以看出，电动和植物修复都存在着局限性而限制了其发展。但是二者存在着相互联系，优势互补，所以考虑在电动修复过程中结合植物修复方式，为改善电动修复的修复效率提供一个新的解决途径。

植物在电动过程中保持了电动通量，周期性极性反转电场可以促进植物生长。此外，植物可以扩大根际微生物的存在规模，而电动可以促进污染物的扩散和养分的输送，克服固有贫瘠带在植物修复中的局限性。电动修复过程中联用植物修复技术不仅可以解决植物修复周期长、修复范围局限于根际等缺点，还可以缓解电动过程对土壤结构的破坏作用。

图5 电动-植物联合修复机理

电动-植物修复技术已经在很多领域得到应用。有研究表明，电动与植物在很多方面有协同作用。Sánchez等研究发现电动-植物联用可以减少水分蒸发，促进农药阿特拉津降解^[1]。Wu等研究发现，电动-植物联用可以提高土壤中十六烷的降解率^[2]。研究人员还联合植物与电动技术处理复合的重金属污染，与单一方法相比，去除效率显著提高^[3]。电动-植物联合修复技术，不仅利用了电动传输优势，还利用了植物吸收重金属离子的特点，故可被应用于复合污染土壤，在促进重金属污染修复的同时，由于植物根系微生物数量和多样性的增加也促进了有机污染物的降解。

图6 电动-植物联合修复污染土壤概念图