石油污染土壤的化学修复是利用化学反应原理和工程技术，将土壤中的污染物分解成无毒小分子，从而达到土壤修复的目的。化学修复法常用于高浓度污染场地的处理，常见的修复技术包括化学氧化、等离子体降解和光催化降解等。
化学氧化法。化学氧化修复技术是指向污染土壤加入化学氧化剂，通过氧化剂和污染物之间发生化学反应来使土壤中中的污染物降解。
等离子体降解。等离子体是由大量离子、电子、原子、分子以及未电离的中性粒子组成的中性集合体，在宏观上呈电中性。随着技术的提升，等离子体降解法也慢慢被运用到环境领域。在电离产生等离子体过程中，会产生大量活性物质如O3、H2O2、自由基等，相当于创造出强氧化环境，将处于电离场中的有机物进行氧化分解。
光催化降解。当半导体材料吸收的光能大于或等于半导体禁带宽度时，电子从半导体的价带跃迁到导带上产生高活性电子e。同时，在原来的价带上形成一个空穴h+。产生的空穴具有强大的氧化型，可以获取电子，继而与水发生作用形成羟基自由基，直接将有机物降解成小分子物质。
石油污染土壤的生物修复包括微生物修复法、植物修复法、植物固定法等。
微生物修复法。微生物修复法是利用细菌和真菌等微生物在代谢过程和工程技术将土壤中的污染物分解，以达到土壤修复的目的。通常该法适用于低浓度污染场地的处理，主要修复技术包括生物增强、生物刺激和生物通风。
1、生物增强。生物强化是指在污染土壤中加入特殊功能的微生物，比如工程细菌和真菌等，或是利用驯化土壤中原有的微生物来提高污染物降解速率的修复方法。简单来说，就是将拥有高效石油降解能力的菌株加入到石油污染土壤中，利用其直接降解作用或共代谢作用强化污染物降解速率。石油类污染物的去除过程，如何选择高效降解菌是生物强化的关键。
2、生物刺激。生物刺激是指在修复过程中，通过工程调控措施加入生物表面活性剂、释氧剂、生物营养物等其他物质，对土壤中土著微生物的生长加以刺激，进而促进土著微生物对土壤中石油污染物的降解；
3、生物通风。生物通风是一种具有广阔应用前景的原位生物修复方法。其通过风机和空气注射井向污染土壤中注入适量的空气，为土著微生物的生长创造良好环境，从而增强污染物的降解速率。
植物修复法。其原理是利用植物根部辅助微生物降解。植物根部及其周围微生物可以相互作用，显著降低石油类污染物的毒性和持久性。但是前提是植物的非根部分能够为根部提供必要的营养物质，促进根的生长，同时分泌有机物质，增加石油污染物的生物可利用性。另外，植物根部能够创造富含糖类、氨基酸、有机酸、维生素、单宁、生物碱、固醇、生物酶、生长素等营养物质的多元有机环境，为周边微生物群落的新陈代谢活动起增强作用。还有就是，在根际微生物代谢作用下，将石油污染物降解为自身生长所需的碳源，同时减少石油污染物对植物的毒害作用。
植物固定。是指通过植物根表面吸附或在植物根内部的吸收沉积，消化污染物，从而有效阻止污染物通过腐蚀、渗漏以及扩散等方式在土壤中迁移。植物根部细胞壁在相关酶和蛋白质的作用下与污染物结合在一起，将其固定在细胞膜外面。同时，部分酶能够促使特定污染物透过根部细胞壁和细胞膜进入细胞液泡中，从而起到固定作用。还有，植物分泌生物酶进行催化，能增加石油污染物与土壤中有机物之间的相互作用，形成无害的腐殖质，从而提高石油污染物的生物可利用性。
植物降解。是指污染物被植物根部吸收，然后在植物组织输运作用下，参与植物体内新陈代谢过程，*后实现降解。研究结果表明，植物对有机物具有直接降解作用。此外，在植物分泌的生物酶催化作用下，石油类污染物还能在植物体外部发生化学反应，然后实现间接降解。
植物挥发。是指污染物被植物吸收后，污染物中的易挥发组分和某些代谢物通过植物茎叶的蒸腾作用释放到大气环境中，达到将污染物从土壤中移除的目的。
动物修复法。主要是利用土壤性动物在土壤生态系统中分解有机质、改变土壤理化性质、保持土壤持水性和通透性、熟化土壤、促进物质循环等重要作用，不过目前还处于研究探索阶段，其中研究*多的生物是蚯蚓。
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