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    中國生態修復網:目前,我國政府多個相關部門在土壤重金屬污染修復治理方面積極協作、開展工作,在局部地區取得了明顯的修復治理效果,但還不足以有效遏制土壤重金屬污染惡化的趨勢。在目前污染狀況下,請您談一下國內規模化、連片治理土壤重金屬污染的必要性、治理現狀及面臨挑戰都有哪些?

    周靜:近年來,我國土壤重金屬污染事件頻發,對經濟發展、生態環境、食物安全、國民健康,甚至對社會穩定等構成威脅。2014年公布的全國土壤污染狀況調查結果顯示,我國部分地區土壤污染較重,耕地土壤環境質量堪憂,工礦業廢棄地土壤環境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%,以無機型為主,占全部超標點位的82.8%。主要是鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無機污染物。我國土壤重金屬污染區域分散于全國各省,且呈區域性分布。2014年中央1號文件明確提出要“啟動重金屬污染耕地修復試點”工作,2015年中央1號文件再次明確要求實施耕地質量保護與提升行動,擴大重金屬污染耕地修復等工作。因此,對受重金屬污染的區域開展規模化、連片治理具有重要意義。

    當前,我國在規模化、連片治理土壤重金屬污染方面已有一些嘗試,如湖南長株潭地區、江西貴溪、廣西環江、湖北大冶等地。這些區域土壤重金屬污染修復治理過程中,在降低土壤重金屬生物有效活性(如降低米鎘含量)、減存土壤重金屬總量等方面取得一定成效。但是也存在諸多的問題有待進一步解決。比如,如何維持持久的修復效果?提高修復土地的產出?降低修復的成本?修復模式的復制推廣?提高公眾參與的能力等等。

    中國生態修復網:規模化治理土壤重金屬污染工程涉及面積千畝或萬畝甚至更大范圍,那么,與小規模土壤污染修復相比,大規模土壤重金屬污染修復工程的常用的技術有哪些特點,處理效果如何,哪些方面有待改進呢?

    周靜:大規模土壤重金屬污染修復工程使用的技術核心是成本控制,其次是環境友好與農民參與,最后是修復效果的持久性。總結目前適合重金屬污染土壤修復的技術措施,在規模化的農田土壤修復工程中適用的技術主要有兩種,一是土壤重金屬活性化學鈍化/穩定化技術;二是植物修復技術。化學鈍化/穩定化技術是指通過向土壤中添加改良材料使重金屬向低溶解、固定態等低毒形態轉化,達到降低污染土壤重金屬生物有效性和環境風險的方法。常用的鈍化材料分為有機(農業廢棄物、有機肥、生物質炭等)和無機(如鈣、磷類礦物、含硅類粘土礦物)兩大類型。該技術的優點是原位固化(吸附或共沉淀)降低重金屬的有效性,成本較低,缺點是重金屬仍滯留在土壤中。植物修復技術是指利用植物及根際微生物來去除、轉移、提取和固定土壤、沉積物、地表水、地下水甚至大氣中的重金屬,用于重金屬污染土壤修復的理想植物需要滿足對重金屬有一定的耐性或超積累能力、生長迅速且具有較大的生物量等條件。該技術優點是實施簡便,投資較少,對環境擾動性小。缺點是修復效率低,同時因改變種植結構,農民不易接受。實際工程中,規模化的耕地土壤重金屬治理往往采用重金屬活性化學鈍化/穩定化+植物(作物)+農藝調控相結合的組合式(綜合性)技術。

    以上兩種方法需要改進的地方,主要表現在:(1)進一步研發“綠色、廉價、高效、持久”的新型鈍化材料;(2)研發鈍化材料便于農用的劑型、安全施用機械、投加時間等;(3)篩選有較高生物量的超積累植物;(4)采用農藝等措施提高超積累植物修復效率或降低水稻等農作物重金屬鎘等轉運富集能力。

    中國生態修復網:您參與的江西貴溪市貴冶周邊區域九牛崗土壤修復示范工程,是目前國內重金屬污染土壤修復單體面積最大的一個項目,也是我國大型冶煉行業周邊區域重金屬污染修復治理的一個典型工程。請您介紹一下此項目的基本情況、治理過程中遇到的問題,以及取得的經驗,以便后續為其他地區規模化治理提供借鑒。

    周靜:該示范工程直接影響周邊3個鄉鎮15個自然村,1萬余人。2007年6月12日《人民日報》報道江銅貴冶對周邊環境污染后,引起了江西省政府、省環保廳、鷹潭、貴溪兩級市委、市政府、環保局及江銅集團的高度重視。2012年初開始,在國家環保部以及貴溪市政府及環保局的大力支持下,我們南京土壤所承擔實施了“江銅貴冶周邊區域九牛崗土壤修復示范工程”,現已完成2500.7畝連片污染耕地土壤修復治理,取得顯著的環境效益、經濟效益和社會效益。

    在工程示范中遇到了以下幾大問題:(1)環保與利益博弈,在利益面前,無視環保的觀念不僅存在于一些排污企業中,普通群眾更為常見,而它的存在是我國環保事業的發展的最大障礙;(2)修復裝備研發不足,沒有成熟的可用于大面積農地投加鈍化材料的機械;(3)法規和標準不完善,目前尚未有針對農田污染土壤修復的專門法規,以及相關的評價標準;(4)治理工程施工和管理難,不同于普通的建筑工程施工,規模化治理耕地土壤重金屬污染工程涉及連片治理面積千畝或萬畝甚至更大范圍,最重要的是涉及廣大農民的切身利益,農民群眾的組織和參與是非常重要的,也是修復治理目標實現的最終落腳點。

    工程示范中獲得以下經驗:(1)案例中采取政府推動、村組動員、技術引導、示范引領、成效教育、利益保障等多種帶有政策性、情感性、利益保障性等工作辦法,解決了治理工程施工、推廣和管理中的難題。(2)本案例,我們在技術研發和社會調研基礎上,選擇了低成本的農田原位鈍化聯合植物修復治理技術,把“消減存量”以減存土壤中重金屬總量為唯一目標的思路,轉變為“降活減存”以降低土壤重金屬活性,植物安全生長,恢復土壤生態功能,同時減存總量,以時間換成本,達到安全利用大面積修復后的耕地,產生效益為主要治理目標的思路。(3)技術路線采用“分區(一區一策)、分類(主要污染物類型劃分)、分級(輕度、中度和重度劃分)、分段(工程實施先易后難)”思路,將土壤污染修復和耕地綜合利用有效結合起來,治理產生效果,耕地產生效益。

    中國生態修復網:土壤重金屬污染規模化治理任重道遠,您有什么思考和展望?

    周靜:當前,我國大規模治理耕地土壤重金屬污染在總體形勢處于守勢,對局部典型地區發生的污染事件被動應對或者應急處置多,相對缺乏大規模大區域性的“攻堅”和打“殲滅戰”治理的準備;在工程治理與修復市場方面有點熱,缺少真正有效的技術儲備及行業規范,技術治理或修復公司出現不少,但真正有技術有責任有能力的不多;治理工程項目設置前期調研不足,影響項目實施質量;治理目標不明確,實施內容與治理目標關聯性差;項目實施周期普遍過短;技術路線模糊,示范或推廣性、可復制性差。治理工程的實效與時效關注度不夠,后評估少。

    在未來的土壤修復工作中應該注意做好以下工作:(1)分區、分類(耕地污染物類型)、分級(污染程度)制訂耕地土壤重金屬污染治理戰略思路、技術路線,建立土壤污染管理和防治技術支撐體系,編制修復技術指南,制訂污染土壤的修復技術、治理目標,開展環境風險與治理效益后評估等。

    (2)全國分區域分類型建立規模化治理重金屬污染耕地示范區。在示范區內優化區域性應用技術,集成低成本高效技術體系,創新系統化修復工程;集中展示可組裝、可移動、簡單易行技術模式。通過示范區平臺,集中攻克形成一批需求迫切的關鍵成熟技術,研發安全、實用、高效、低廉的修復新技術、新產品和新裝備等實用化修復技術體系,形成多樣化的修復技術模式;構建我國主要土壤類型區、重金屬污染類型及糧食主功能區等重點區域耕地土壤環境管理技術體系。

    (3)健全治理資金投融資機制,探索“誰投資、誰受益”的土壤治理資金投入市場機制。

    (4)增強土壤污染治理工程的項目設置科學合理性,工程項目實施“政-學-研-產”結合,實現以污染耕地安全利用和“邊修復、邊利用”、“邊治理、邊受益”等符合我國現階段國情的修復治理模式。

    針對不同的污染土壤,修復技術的選擇要結合技術的特點,并充分考慮修復經費的數量、未來土地的利用方式、區域地形和氣候特點、污染物種類、污染程度及修復周期等一系列因素。對于重金屬污染 土壤,其修復技術主要有客/換土、土壤淋洗、穩定化、電動和植物修復等。

    化學鈍化 穩定化技術

    通過向土壤中添加改良材料使重金屬向低溶解、固定態等低毒形態轉化,達到降低污染土壤重金屬生物有效性和環境風險的方法。

    • 研究課題:

      國家重金屬污染修復專項

      國家科技支撐計劃課題

      中科院知識創新工程重大專項

      中科院知識創新領域前沿課題

      中國工程院和相關省(區)的研究課題

    • 論文專著:

      發表論文100余篇,其中SCI和EI收錄論文31篇,授權和受理專利8項

      參研成果多次獲國家和省部級科技獎

      獲全國科技扶貧獎勵基金獎、全國野外科學工作突出成績獎

      入選江蘇省優秀青年科技工作者、江西省新世紀百千萬人才工程、江西省委“贛鄱英才555工程”

    隨著國家對重金屬污染綜合防治資金的投入,我國重金屬污染土壤的修復事業會迎來一個發展時期。因此,盡管我國污染土壤修復產業處于起步階段,但發展潛力大。從我國當前經濟和技術發展的水平來看,我國還不具備對規模化重金屬污染土壤進行徹底清潔治理的修復技術和經濟實力,但是已經具有降低一些嚴重污染土壤的環境風險的能力。今后一段時期內,我國污染土壤的修復治理工作的重點是實施一批示范工程項目。尤其是對于一些亟待開發并成為城市土地開發利用中有環境隱患的污染土壤,根據輕重緩急采取不同的管理對策,盡可能地降低污染土壤的環境風險。

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