主持人:刘 斐记者、通讯员:河南省地矿局 周 强四川省地矿局 罗会江广东省地质局 刘如春湖南省国土资源厅 刘泉子主持人:如今,“土壤污染”引起越来越多人的关注。今年政府工作报告首次明确提出要实施“土壤修复工程”;4月通过的《环境保护法》修订案增加了土壤修复的内容;今年国家还将出台并实施《土地污染防治行动计划》,遏制土壤污染恶化趋势。在此大背景下,除了开展多目标地球化学调查为土壤体检,我国的地勘单位也越来越关注环境地质中土壤修复技术的研发与应用。全国土地日宣传周期间,我们连线本报驻广东、河南、湖南、四川等地

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聚焦湘粤川豫土壤污染修复技术研发及推广现状

2014-06-30 13:57 来源:中国国土资源报 作者: 刘斐 周强 罗会江 刘如春 刘泉子

主持人:刘 斐

记者、通讯员:河南省地矿局 周 强

四川省地矿局 罗会江

广东省地质局 刘如春

湖南省国土资源厅 刘泉子

主持人:如今,“土壤污染”引起越来越多人的关注。今年政府工作报告首次明确提出要实施“土壤修复工程”;4月通过的《环境保护法》修订案增加了土壤修复的内容;今年国家还将出台并实施《土地污染防治行动计划》,遏制土壤污染恶化趋势。

在此大背景下,除了开展多目标地球化学调查为土壤体检,我国的地勘单位也越来越关注环境地质中土壤修复技术的研发与应用。全国土地日宣传周期间,我们连线本报驻广东、河南、湖南、四川等地的记者和通讯员,围绕各地存在的污染问题,介绍各具特色的土壤修复技术,以及研发推广现状与前景。

1 修复污染土壤刻不容缓

主持人:各位了解到自己所在省份的土壤污染类型是什么?带来哪些危害?

周强:据调查,河南主要是石油开发及相关产品的加工过程中产生的污染,约7050亩土地受到影响。

所幸的是,一般情况下,石油在土壤中的迁移能力很弱,多聚集在表层,而且土壤中的微生物对石油类污染物质也有一定的降解作用。土壤表面的石油还可通过挥发进行自净。但当污染强度较大且小分子烃类含量较高时,也会迁移进入地下水含水层中,还是有较大危害的,所以开展污染调查评价和土壤修复技术研究,防治污染进一步蔓延很有必要。

罗会江:镉是人类健康的一大杀手,会在人体内形成镉硫蛋白,选择性地蓄积肝、肾中,从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能,使骨骼的生长代谢受阻碍,从而造成骨质疏松、萎缩、变形等。

四川省“金土地工程”部分土地整理区在2010~2011年就进行了农业地质调查。成果显示有的区域土壤环境质量为三级,大部分受到镉污染。这除自然地质背景较高的原因外,人为叠加因素也不能忽视。土壤镉污染已通过土壤—植物生态系统对大宗农作物水稻等食品安全产生影响。四川省曾专门研究部署防治稻米镉污染工作,强调四川省国土资源厅要结合“金土地工程”的土地整理,开展重金属污染土地的修复试验工作。

刘如春:从污染分布情况看,南方土壤污染重于北方。

近年来,作为百姓“米袋子”、“菜篮子”的耕地正在承受越来越多的污染,以致一些地方农产品质量告急,“镉大米”、“毒蔬菜”事件屡见报端。今年4月,国家环境保护部和国土资源部联合发布了《全国土壤污染状况调查公报》,调查结果显示全国近两成耕地土壤重金属超标,以镉、汞、砷、铜、铅等无机污染物为主,珠江三角洲地区土壤污染问题较为突出。

广东作为最早开展农业地质调查的省份之一。 “广东省珠江三角洲经济区农业地质与生态地球化学调查”等项目发现,珠江三角洲地区土壤环境质量堪忧,有22.8%的区域为三级土壤及劣三级土壤,土壤污染治理修复工作已迫在眉睫,刻不容缓。

刘泉子:湖南省不仅是全国最大水稻主产区,也是著名的有色金属之乡,有色冶金、化工占全省工业的80%以上。2013年5月,大米镉超标事件经媒体曝光在社会上引起了强烈反响,湖南省内大米加工企业受到重挫,当地大米滞销,农民亏损严重。而后,湖南的土壤重金属污染问题也浮出水面。

2 地勘单位关注土壤环境健康

主持人:土壤安全已经受到了广泛关注。各位在采访中了解到,本省地勘单位围绕土壤污染修复工作,作了哪些卓有成效的努力?

周强:河南省地矿局地勘一院在收集、整理、分析工作区的相关地质资料及油田开发等资料的基础上,通过对河南油田采油区930多平方千米土地进行实地调查、土壤采样化验测试,开展了工作区的石油污染评价,并对石油污染物的迁移途径及污染特征进行了研究,得出“土壤微生物原位修复技术可行,符合河南油田的生产实际,可以用于大规模实地修复石油污染土壤”的结论。

罗会江:2012年,四川省地调院选择了四川省“金土地工程”部分土地整理区农业地质调查项目区,垫资开展了土地镉含量监测及盆栽试验工作。

2013年1月,四川省国土资源厅科技处正式安排部署了这项科研课题。项目在大棚试验结果基础上,开展了大田试验工作,根据调查区镉中度污染、多为酸性土壤及普遍缺硅的实际情况,确定加入钝化剂,并将土壤的pH调节到6.5~7.5之间的试验方案,通过土地镉污染修复试验研究,筛定18个钝化剂配方;水稻盆栽实验结果表明,18个配方中6个配方的钝化效果显著,使水稻籽实中镉元素降低了45~60%,将其用于进行水稻大田实验,结果大米镉含量降低了21~51%,表明钝化剂在大田实验中显著地降低了大米中镉含量水平。

刘如春:广东省地质局地质实验测试中心科研团队经10多年科研攻关,今年成功研制出代号为Mont-SH6号的土壤重金属钝化剂修复材料。水稻盆栽模拟修复试验显示,产出的稻米中重金属镉含量对比总体降低了90%以上,模拟水田水中镉含量监测结果比对照组降低50%以上,展示了Mont-SH6号修复材料对产“镉米”污染土壤的良好治理修复前景。不得不说,这是土壤重金属污染修复治理之路上坚实的一大步。

刘泉子:对于重金属污染经历过镉米危机的湖南有着切肤之痛,开展土壤污染治理刻不容缓,而面临的第一关就是技术。

目前,湖南已在土壤修复技术的研究方面取得了一定的实效。如建立了以“农艺措施调控—化学钝化处理—切断食物链改制”为核心的重金属污染土壤综合治理技术体系,如应用分子键合TM技术进行土壤修复。下一步,湖南省还将对重金属污染较严重的湘潭易家湾地区开展土壤修复研究。

3 具有地质特色的土壤修复技术日臻成熟

主持人:土壤环境问题受到越来越多的重视,地质环境修复被认为孕育千亿市场潜力,不少资金也尝试进入这一领域。如果有机会走向市场,我们现有土壤修复技术的优势在哪里?

周强:修复治理的意义与污染的危害是成正比的。石油对海洋的污染,大家应当都不陌生,2010年的中石油大连海域污染事件就是个例子。那次事件对大连湾的海水质量、生态系统和海洋生物都产生了威胁和影响。石油污染对土壤环境同样构成威胁——石油烃的某些成分在粮食中积累,并通过食物链,对哺乳类动物及人类产生致癌、致畸、致突变的作用。

虽然热处理法通过焚烧或煅烧,可净化土壤中大部分有机污染物,但会破坏土壤结构和组分,且价格昂贵而很难实施;化学浸出和水洗也可以获得较好的除油效果,但所用的化学试剂的二次污染问题限制了其应用。相比而言,微生物修复技术在土壤石油残油污染降解中呈现出有效性和应用的可行性。

河南省地矿局地勘一院通过室内筛选培养放大认为,适宜于降解河南油田(南阳)土壤中石油污染物的菌群包括:假单胞菌属、微球菌属、放线菌属、真菌类(毛霉、青霉、曲霉)等菌群。他们已从南阳油田油污土壤中分离培养出原位土著优势降解菌群,在液相和土壤中对石油污染去除效果显著。

罗会江:土壤修复技术在吸收钝化超标重金属等污染物的同时,保留土壤中有益成分,是科研人员要重点考虑的问题之一。

耕地修复涉及农学、土壤学、环境科学、微生物学等众多学科。农田是用来种粮食蔬菜的,土壤修复并不是简单地把重金属去除。既不能一味地添加很多化学药剂,造成二次污染,要保证土壤里的微生物、有机质、有益元素能够保留,还要考虑修复成本和农民的接受度。

四川省地调院开展实验的稻田土壤硒含量较高,加入其研发的钝化剂后,对水稻硒吸收并无明显的影响,试验田大米全部样品的硒含量均达到富硒大米国家标准。初步试验结果表明,在本试验区采用钝化剂的方法,可达到降镉保硒的目的,将大大提高农产品的经济价值,可在保障人们身体健康的同时,不对农民的收入造成损失。在6个配方大田实验中,最高钝化修复费用为210元/亩,而且不需要每年都加入同样重量的钝化剂,非常经济。

刘如春:Mont-SH6号也属于改性钝化修复材料,对活动态镉、铅、汞、铜、锌等土壤中主要毒性重金属具有强吸附稳定钝化能力,可以将土壤中重金属从活性态转化为固定态,显著降低了土壤中重金属的可移动性和生物毒性,显著降低农作物中的镉、铅、镍等重金属含量。省内已有不少学者在土壤修复技术方面开展了大量研究,包括重金属超积累及低累积作物筛选、重金属有机钝化剂、叶面控制技术及化学与植物联合修复等方面。

相对于其他土壤污染修复技术,改性黏土材料钝化修复技术具有实施方法简单、投放方式简便易行、修复效果好、不产生二次污染、不破坏土壤结构,甚至有改良土壤的等优势。

刘泉子:湖南省土壤修复技术经过实际验证,比较成熟,推广效果比较有保障。如2009年通过验收的株洲新马村土壤重金属污染防治示范项目,通过对中度污染农田施用海泡石、钙镁磷肥和石灰等钝化剂,建立了以“农艺措施调控—化学钝化处理—切断食物链改制”为核心的重金属污染土壤综合治理技术体系。通过样板带动和技术培训等措施,在项目区完成了23.4亩苎麻高产示范样板、820多亩稻田和750多亩菜地施用钝化剂的示范推广任务,并通过农艺调控措施改良利用了433.4亩轻度污染农田,生产的农产品经授权检测机构抽检,其镉等重金属含量均能控制在国家《食品中污染物限量》标准以内,产生了良好的社会反响。日前,这种技术已趋于成熟,并广泛应用于实际土壤修复工程中。根据农业部、财政部《湖南重金属污染耕地修复及农作物种植结构调整试点意见》和湖南省政府部署安排,今年在长株潭地区19个县市区部分存在重金属污染的耕地全面施用石灰。

4 土壤修复路上:利好令人鼓舞,瓶颈亟待破解

主持人:在技术的科研与推广应用方面,有没有感受到市场的认可和政府的支持?

刘泉子:据湖南省地质调查院院长黄建中介绍,目前的土壤污染修复治理技术,无论是科研还是推广,在面向工矿业污染场地的治理时,投入大、见效相对较快,一般能产生经济效益,市场推广空间还是比较大的。

如浏阳市长沙湘和化工厂镉污染土壤修复示范工程和昭山示范区新南化工厂重金属污染土壤修复项目都采用分子键合TM技术对污染土壤进行修复。湘和化工厂镉污染土壤修复示范工程实施后,在经过治理后的土壤上种植的水稻体内重金属含量均符合国家粮食标准。昭山示范区新南化工厂重金属污染土壤修复项目在对厂区拆除后的建筑垃圾进行集中后,对周边的受污染土壤采用分子键和稳定化技术进行治理,处理达到标准后,将与厂区周边的30亩处于警戒范围内的土壤一起送至规划的绿地建设区作为绿化用地下层填埋土使用。

资金问题是最大问题,目前,大部分治理项目需要政府财政拨款推动,政府在尽力给予支持。《湘江流域重金属污染治理实施方案》规划了927个项目,规划总投资超过595亿元,为推动实施,湖南省申请发行了重金属污染治理债券。

刘如春:当前取得的阶段性科研成果令人鼓舞。去年,广东省成为中国首个披露省内局部地区土壤污染数据的省份,意味着中国土壤修复市场将要扩容,对新型的土壤修复技术的需求将不断扩大。

主持人:我国土壤修复还处于起步阶段,肯定是机遇与挑战并存的。在工作推进中有哪些瓶颈呢?

刘泉子:如果说,工矿业污染场地的治理技术研究及推广因其本身潜在的经济效益,可以走商业发展途径,而大面积农用地污染的治理修复迫切需要政府的支持,否则推进工作就存在相当大的困难。

因为大面积农用地的污染受农药、化肥、灌溉水的质量以及大气降尘等影响很大,治理过程又与超标粮食的处理、抗污染作物品种的筛选推广等密切相关,整个过程涉及到国土、环保、粮食、水利等多个部门,如果没有各部门的协调安排,治理工作就很难奏效。

刘如春:要打赢土壤污染治理修复一战,将科研成果转化为生产力,实现良好的经济、社会、生态效益,除了技术方面需要不断完善外,各地应该普遍存在研究经费不足、示范场地难确定、地方政府协调配合上的问题,需要逐步解决。

目前,广东省地质实验测试中心科研团队正积极通过各方面渠道申请项目资金支持。

5 加强科研,提高土壤修复水平

主持人:地勘单位下一步工作瞄准什么?

罗会江:很多专家认为“十二五”是土壤修复产业积累技术、市场萌发的基础时期,“十三五”该产业将进入黄金时期。作为地勘单位来说,加强技术研发,积蓄能量很关键。修复实验成果不是一蹴而就的,须要继续反复试验,筛选并改进配方方案,最终达到安全标准。

刘如春:要想达到好的修复效果,要有过硬的技术。广东省地质局地质实验测试中心科研团队将在原有的科研成果基础上,进一步完善改性黏土材料钝化修复重金属污染土壤技术,力求形成一套成熟稳定的农用地土壤重金属污染修复技术。

一是进一步开展新型改性黏土材料的优化及生产工艺研究,形成性能稳定的修复产品。同时,开展新型改性黏土材料的生态风险评价研究。

二是进一步开展不同污染场地的控制修复试验研究。在省内继续选择典型重金属污染农田,重点是“镉米”产地,开展针对不同污染程度的重金属污染土壤采用的联合修复技术研究。将“改性黏土钝化技术+低累积镉水稻品种技术+植物提取修复技术”组合在一起,充分利用改性黏土钝化土壤重金属镉简单高效的优势,结合植物提取修复技术,形成一套能广泛适用于镉污染农田修复的联合修复技术,并进行推广示范研究。

三是开发研制重金属阻隔肥料。采用土壤修复材料Mont-SH6号与常用肥料相结合的思路,开发出一种新型的修复型重金属阻隔肥料,探索出适宜Mont-SH6修复材料治理土壤重金属污染的推广利用模式。

四是开展矿区剥离土壤复绿研究。科研团队目前正在开展广东大宝山矿区剥离土壤复绿研究,期望通过土层的综合研究,形成一整套适合矿山强酸性剥离土层复绿技术,为矿区土壤修复及复垦提供技术支持。

刘泉子:据湖南省地质调查院高级工程师林治家介绍,不同地质背景区、景观区和土地利用类型区的土壤污染机理和污染特征存在显著差异,造成土壤污染和农产品污染的分布并非完全吻合、甚至差异较大,尤其是地质背景复杂,工矿业发达,耕地农药、化肥施用过多,大面积农用地污染的源头尚未调查清楚的地区,还须要进一步加强调查、评价和综合研究,为制定修复方案和实施修复打下基础。湖南省今后将加强同地质背景区、景观区和土地利用类型区的土壤污染机理和污染特征研究以及适宜湖南本地区的土壤污染评价标准研究。

原标题:聚焦湘粤川豫土壤污染修复技术研发及推广现状

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