20世纪80年代以前，石油污染土壤的治理方法仅限于物理和化学方法。早期的焚烧法、热修复法、换土法、隔离法、机械法等物理方法，要求高温、机械设备或更多人力等，成本较高，且没有从根本上解决污染问题，主要是使污染物发生了转移，还需要对污染物进一步处理。后来，美国开发了净化土壤工艺，由阿伯塔埃德蒙顿热电设计院设计建造了一个处理量为12吨/小时的工厂，1998年处理石油污染土壤2.7万米³。80年代以后，世界各国针对石油污染土壤修复技术开展了大量、系统的研究。污染土壤的微生物修复技术成为人们研究的热点。生物修复技术已成为最有价值和最具生命力的处理技术之一，被美国国家环保局（USEPA）推荐为原油污染土壤修复的首选措施。八九十年代，人们开始尝试用生物通风技术、堆肥法处理含油土壤。此法已在许多国家和地区得到广泛应用。从90年代后期，植物修复成为国际上备受关注的科学前沿和热点研究领域，已被用来修复含油包括多环芳烃等污染土壤。中国在石油污染土壤的生物修复、表面活性剂强化技术等方面也取得了显著进展，在一些油田区开展了污染土壤规模化生物修复工程示范试验，石油污染土壤的修复从研发实验室走向异位修复、原位修复，从规模和理论上不断扩大和深入。

石油开采、运输、加工过程中，不可避免地发生泄漏，或者石油污水未达标排放等成为土壤石油污染的主要来源。

石油中含有芳香烃、饱和烃和其他有害物质，此类有害物质进入土壤环境后，造成土壤理化性质及结构组成方面的改变，污染地表水和地下水，减少土壤中生物多样性，进而直接或间接地影响农作物的生理过程，且石油烃类含有某些致癌物质可以通过食物链的富集作用进而进入人体，严重危害自然环境和人类健康。

石油污染土壤修复的主要方法包括物理修复方法、化学修复方法和生物修复方法。根据修复位置，分为原位修复和异位修复。原位修复技术主要包括土壤气相抽提（主要针对不饱和区的高挥发性的轻质烃、汽油等）、生物通风（主要针对挥发性较差的柴油、燃料油和煤油等）、原位化学氧化、双向抽提等。原位修复技术可在原地对石油污染土壤进行翻耕通风，并通过适当添加营养物质、功能微生物等促进生物降解。常见的异位修复技术如生物堆肥，将石油污染土壤挖掘后送到指定地点进行后续处理，此方法对污染区所有石油组分的去除都有效。但是，石油的组分和残留量很大程度上决定了石油污染土壤修复的技术难度、方法的选择、时间和资金成本。

包括隔离法、热解吸法、土壤气相抽提法和焚烧修复法等。

采用各种防渗材料如水泥、黏土、石板、塑料板等，把污染土壤就地与未污染土壤或水体分开，以减少或阻止石油及烃类扩散到其他土壤或水体的做法。此方只能防止石油污染物向周围环境（土壤、地表水、地下水）的迁移，并没有从根本上修复被石油污染的土壤。此法应用于污染严重情况，如较大规模石油泄漏污染的土壤。

利用石油组成物质特性，将受污染的土壤挖掘放置到一定的设备中加热到一定温度，使土壤中的石油组分在不同的沸点气化，从而达到石油污染土壤的修复目的。此法需要配备影响的蒸汽回收设备，耗能较大，成本较高，并存在修复后土壤回填问题。美国超级基金场地修复案例中，热解吸技术是排在第三位的异位修复技术。

通过强制新鲜空气流经石油污染区域，将石油从不饱和土壤中解吸为空气流，把土壤中的石油和烃类等转化为蒸气的形式，抽取到地面后收集和处理。在美国，气相抽提常被用于修复受加油站污染的地下水和土壤。

将被石油污染土壤挖掘并放置在焚烧炉中进行焚烧，从而达到将土壤中石油成分去除。此法需要对焚烧过程中可能产生的有毒物质进行收集处理。此法耗能大、挖掘土壤和回填土壤的工作量均较大，且对污染土壤焚烧的同时，在一定程度上也使土壤的化学成分和物理组成以及结构发生改变，修复成本过高、修复效果不一定理想。

包括淋洗修复技术、化学氧化方法等。

此法利用淋洗液的疏水性和增溶作用将土壤中的石油污染物转移到液相中，并将液相抽离土壤并进行另外的处理，再排放或回用的一种对土壤修复方法。该修复方法主要应用于渗透性较好的土壤，如砂质土壤，不适用于渗透性不好的黏质土壤。

向土壤中喷射或注入化学氧化剂，利用其氧化性与石油烃组分进行氧化还原反应，从而达到去除石油烃等的目的，以此净化土壤达到修复目的。此法工艺较为复杂，一般为先将石油污染土壤中的水分进行抽取，土壤中的石油成分混于水中而被带离土壤，并同时将石油中大部分易挥发成分去除，然后加入氧化剂，待氧化还原反应过后的水再次注入原土壤中，使氧化剂与土壤中的石油组分充分氧化，达到去除污染物的目的。

包括植物修复、微生物修复（即投菌法）、动物修复和生物联合修复等技术。

植物修复的方式有植物提取、植物降解、植物挥发、植物稳定化等。利用种植植物于被石油污染的土壤上，利用植物的生长发育，对土壤中石油成分进行吸收、分解及挥发等作用，以达到降低土壤中石油含量，在一定程度上达到对污染土壤的修复效果。植物修复技术投入低、操作性强、适应性广、无二次污染，具有潜在或显在的经济效益，是一种更适应环境保护要求的修复技术。

利用某些的生长与繁殖过程中的生物降解作用达到消除土壤中的石油烃类污染物质的目的。某些微生物能够利用石油烃类物质作为其生长所需碳源和能源，最后降解为水和二氧化碳等无毒无害的代谢产物。此微生物的降解过程可以由改变土壤物理化学条件（包括土壤的pH、温度、湿度和通透率及渗透性与营养条件），也可通过接种特殊菌株和工程微生物来促使之完成及提高其降解效率。

利用一些食油动物，直接（吸收、转化和分解）或间接作用（改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进植物和微生物的生长）而修复土壤污染的过程，包括两方面内容：①将生长在污染土壤上的植物体、粮食等饲喂动物，通过研究动物的生化变异来研究土壤污染状况。②直接将土壤动物，如蚯蚓、线虫类饲养在污染土壤中进行有关研究。

植物与微生物复合修复方法、动物微生物复合修复法、动物-植物复合修复法、动植物-微生物修复方法等方法。单一修复方法的修复功效是有限的，修复效率不高，耗时较长，修复方法联合使用，扩大修复效应，改善土壤环境，提高修复功效。利用动物-植物联合修复方法、植物-微生物复合修复方法、以微生物修复为主，联合植物修复方法，辅以物理、化学的方法的微生物生态修复技术，并在修复过程中利用物理、化学和分子生物方法对修复效果进行有效的评估，使石油污染土壤修复过程全面系统化、最优化和成熟化发展。