污染土壤的物理修复是指用物理的方法进行污染土壤的修复，主要有翻土、客土、热处理、淋洗、固化和填埋等。这些工程措施治理效果通常较为彻底、稳定，但其工程量较大，投资大，易引起土壤肥力减弱，因此目前它仅适用于小面积的污染区。

一、翻土和客土

土壤污染通常集中在土壤表层，例如沈阳张士灌区土壤剖面中的镉(Cd)含量大部分都累积在0～30 cm土层，尤以0～10 cm内含量最高。翻土就是深翻土壤，使聚积在表层的污染物分散到较深的层次，达到稀释的目的。该法适用于土层较深厚的土壤，且要配合增加施肥量，以弥补根层养分的减少。客土法就是在污染的土壤上加入大量的干净土壤与原有的土壤混匀，使污染物浓度降低到临界危害浓度以下；或将客土覆盖在表层以减少污染物与植物根系的接触，从而达成减轻危害的目的。对于浅根植物(如水稻等)和移动性较差的污染物，采用覆盖法较好。客土应尽量选择比较赫重或有机质含量高的土壤，以增加土壤对污染物的负载容量。日本富士县神通川流域镉污染土壤通过挖去15 cm表土，压实心土，并覆盖20～30 cm客土，在适当的水肥管理条件下，可使稻米中Cd的含量降低到符合卫生标准的要求。翻土法和客土法换出的土壤应妥善处理，以防止二次污染。

二、高温热解

高温热解法即热处理技术(thermal treatment)，是通过向土壤中通入热蒸气或用射频加热等方法把已经污染的土壤加热，使污染物产生热分解或将挥发性污染物赶出上壤并收集起来进行处理的方法。该法多用于能够热分解的有机污染物，如石油污染。产生热的方法有多种，例如红外线辐射、微波和射频方式等，亦可用管道输入水蒸气，或打井引入地热等来加热土壤，从而使污染物变为气态而挥发去除。研究表明，高温热解法的最低温度为300℃，持续时间应在30分钟以上。该法可去除土壤中99％的PAHs和挥发性污染物(Pope et al.2000)。

除有机污染物之外，热处理技术也可用于挥发性的重金属，如汞污染土壤的修复。通过加热的方法能将汞(Hg)从土壤中解吸出来，然后再回收利用。此种Hg去除/回收技术包括以下几道工序：

1)将被污染的土壤和废弃物从现场挖掘后进行破碎。

2)往土壤中加具特定性质的添加剂，此添加剂既有利于Hg化合物的分解，又能吸收处理过程中产生的有害气体。

3)在不断向土壤通入低速气流的同时，对土壤进行加热，且加热分两个阶段：第一阶段为低温阶段(88～100℃)，主要去除土壤中的水分和其他易挥发的物质；第二阶段温度较高(538～650℃)，主要是从干燥的土壤中分解Hg化合物并使Hg气化，让其凝结成纯度为99％的金属Hg后而收集。

4)对低温阶段排出的气体通过气体净化系统，用活性炭吸收各种残余的含Hg蒸气和其他气体，以防Hg对大气的污染。

5)对在高热阶段产生的气体通过与第4)道工序相同的处理净化后再排入大气为了保证工作环境的安全，程序操作系统采用双层空间，空间中为负压，以防止事故发生时Hg蒸气向大气中散发。经过治理后可使土壤中的Hg含量低于土壤背景值。

适当的催化剂可以加速污染土壤中Hg的去除率(Matsuyama et al. 1999)，在加热去除火山灰土壤中的硫化汞时(Hg含量为400 mg/kg)，向土壤中添加氯化铁作催化剂，Hg的去除率可随土壤温度的增加而增加。在300℃时，无论何种类型的土壤，如果添加氯化铁的量等于或略大于土壤中Hg的浓度时，99％的硫化汞均可去除。在空气中加热氯化铁时构成了氧化还原气氛，产生了氧化铁和氯化氢气体，促进了三价铁和硫化汞之间的反应。高温热解法的不足之处在于土壤有机质和结构水遭到破坏，驱赶土壤水分需要消耗大量能量。

三、蒸气抽提

土壤蒸气抽提技术(SVE)的基本原理是通过降低土壤孔隙内的蒸气压把土壤介质中的化学污染物转化为气态而加以去除。这一过程主要通过固态、水溶态和非水溶性液态之间的浓度差，以及通过土壤真空浸提过程引入的清洁空气进行驱动，因此有时也将其称为“土壤真空浸提技术”。

从广义的角度理解，土壤蒸气抽提技术包括原位生物强化土壤蒸气抽提技术、原位充气修复技术和原位热修复技术等。特别是生物强化土壤蒸气抽提技术结合了生物修复的一些优点，更具有技术上的优势。在美国的“国家优先控制场地名录”污染场地中，已实施或计划实施的修复技术中，有25％的污染源控制项目采用了原位土壤蒸气抽提技术(谷庆宝等2008)。

土壤蒸气抽提技术一般要求：①待治理的污染物必须是挥发性的或者是半挥发性有机物，蒸气压不能低于0.5 Torr(1 Torr=1mmHg压强)；②污染物必须具有较低的水溶性，并且土壤湿度不可过高；③污染物必须在地下水位以上；④被修复的污染土壤应具有较高的渗透性，而对于容重大、土壤含水量大、孔隙度低或渗透速率小的土壤，土壤蒸气迁移会受到很大限制。

四、固化与填埋

固化技术是将重金属污染的土壤按一定比例与固化剂混合，经熟化最终形成渗透性很低的固体混合物。固化剂种类繁多，主要有水泥、硅酸盐、高炉矿渣、石灰、窑灰、粉煤灰和沥青等。固化技术的处理效果与固化剂的成分、比例、土壤重金属的总浓度以及土壤中影响固化的干扰物质有关。采用高炉渣含量不超过80％的水泥固化铬(Cr)污染土壤的结果表明，Cr浓度超过1 000 mg/kg的土壤经固化后，浸提出的Cr浓度可以低于5.0 mg/kg。而且，随着高炉渣比例的提高，浸提液中Cr的浓度进一步降低，固化后的混合物强度很大。固化技术不仅可以减轻土壤重金属污染，而且其产物还可用于建筑、铺路等，可谓一举两得。它的不足之处在于会破坏土壤，而且需要使用大量的固化剂，因此只适用于污染严重但面积较小的土壤修复。固化/稳定化技术在重金属污染场地的修复中特别受到重视，从而可避免或减轻重金属污染对建筑物地基和地下结构物的影响。

玻璃化是固化的另一种形式，其原理是通过加热将污染的土壤熔化，冷却后形成比较稳定的玻璃态物质，金属很难被浸提出来。对某些特殊废物(如放射性废物)是非常适用的，因为在通常条件下玻璃非常稳定，一般的试剂难以破坏它的结构。并且玻璃化之后污染土壤的体积可以降低到20%～40％。

填埋处理是将固化后的污染土壤，或将污染土壤挖掘出来，按照固体废弃物土地处置的方式进行填埋，从而使污染土壤与未污染土壤分开，以减少或阻止污染物扩散到其他土壤中。该法适用于污染严重的局部性、事故性土壤。