目前迫切需要根據(jù)我國(guó)區(qū)域土壤污染現(xiàn)狀和污染特征,研發(fā)集成各類土壤重金屬污染治理技術(shù)、材料和裝備,以污染重、影響面大的礦山開采及其下游流域?yàn)橹卫韱卧?建設(shè)若干 技術(shù)體系相對(duì)完備、示范效果比較突出的重金屬污染連片綜合治理示范區(qū)。通過綜合治理技術(shù)的集成示范應(yīng)用,大力提升土壤污染治理效率,探索產(chǎn)業(yè)化發(fā)展途徑,并在全國(guó)同類區(qū)域推廣應(yīng)用,加速解決我國(guó)土壤重金屬污染問題。
如何建立綜合治理示范區(qū)？
我國(guó)土壤污染的科技研發(fā)和小型試驗(yàn)較多, 但總體上成效不高,缺乏針對(duì)具體區(qū)域污染特征的技術(shù)集成和綜合治理。根據(jù)現(xiàn)階段我國(guó)土壤重金屬污染治理現(xiàn)狀,從國(guó)情出發(fā),理清我國(guó)土壤重金屬污染修復(fù)治理戰(zhàn)略思路,設(shè)立有限修復(fù)治理目標(biāo),選擇危害嚴(yán)重、影響較大的污染流域或縣(市)域?yàn)榈湫蛥^(qū)域,以成熟技術(shù)成果的規(guī)模化工程示范為切入點(diǎn),以污染土壤的安全利用為目的, 將經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益統(tǒng)一,“一區(qū)一策”、“分類分級(jí)” 設(shè)計(jì)污染修復(fù)技術(shù)體系,建立國(guó)家級(jí)重金屬污染 土壤修復(fù)技術(shù)綜合性試驗(yàn)示范區(qū)。在示范區(qū)內(nèi)創(chuàng)立土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用平臺(tái),突破個(gè)性技術(shù),推廣共性技術(shù),進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)體系集成,為全國(guó)樹立典型。
我國(guó)土壤重金屬污染特征
污染成因與分布
土壤重金屬污染來源有金屬礦山開采冶煉、化工工業(yè)生產(chǎn)、重金屬農(nóng)藥化肥施用以及自然高地質(zhì)背景值等,其中有色金屬礦業(yè)采選和冶煉所排放的含重金屬的廢氣沉降和廢水灌溉,或因廢渣等固體廢料溶蝕擴(kuò)散進(jìn)入土壤等,是重金屬污染的主要途徑。礦冶活動(dòng)導(dǎo)致周邊及下游江河沿岸土壤重金屬大量積累,在地理空間上沿重有色金屬礦冶活動(dòng)地區(qū)呈流域性或典型區(qū)域性分布。我國(guó)土壤重金屬污染區(qū)域主要相對(duì)集中于云南、貴州、廣西等西南地區(qū),江西、 湖南等中南地區(qū),以及珠三角地區(qū)和長(zhǎng)三角地區(qū)等。
污染類型
這些典型區(qū)域重金屬污染類型多樣 ,主要以鎘 、砷 、鉛 、銅 、鉻 、汞等為主 ,不同區(qū)域間又呈現(xiàn)一定的差異性。整體而言,以鎘-銅、砷-鎘-鉛等為主的多金屬?gòu)?fù)合污染,是代表我國(guó)大部分國(guó)土面積的土壤重金屬污染類型。
我國(guó)土壤重金屬污染修復(fù)治理存在的問題
治理示范規(guī)模小、試點(diǎn)少。
目前，國(guó)內(nèi)不同部門在土壤重金屬污染修復(fù)治理技術(shù)多是小規(guī)模的試驗(yàn)性示范,不足以有效遏制土壤重金屬污染的惡化趨勢(shì),將其實(shí)際應(yīng)用推廣需要進(jìn)一步示范實(shí)踐。只有建設(shè)大規(guī)模的連片治理綜合示范, 方能充分體現(xiàn)土壤重金屬污染治理的技術(shù)發(fā)展趨 勢(shì)與社會(huì)推廣前景。
缺少符合我國(guó)土壤重金屬污染特征的“分 類分區(qū)”治理技術(shù)模式。
我國(guó)土壤重金屬污染區(qū)域特征明顯、土壤屬性差異大,重金屬污染物類型 多樣,污染治理技術(shù)與模式在不同區(qū)域、不同污染 物類型及土地利用方式上實(shí)用效果差異度顯著。 只有建設(shè)具有區(qū)域代表性的綜合治理示范區(qū),方能充分展示土壤重金屬污染修復(fù)“一區(qū)一策”的治 理理念。
土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)工程化 、技術(shù) (裝備)產(chǎn)業(yè)化亟待加強(qiáng)。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的土壤重金屬污染修復(fù)治理技術(shù)缺少產(chǎn)業(yè)化目標(biāo),缺乏跨部門、 行業(yè)( 包括企業(yè) )的聯(lián)動(dòng) ,難于形成低成本 、環(huán)境友好型、具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的土壤修復(fù)產(chǎn)品、易操作性 的技術(shù)和設(shè)備。亟待通過綜合示范區(qū)建設(shè),加強(qiáng)對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)與模式的工程化程度,體現(xiàn)技術(shù)的明確工程指標(biāo),推動(dòng)修復(fù)治理技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的配套與可植入性。
建設(shè)土壤重金屬污染綜合治理示范區(qū)
從我國(guó)土壤重金屬污染特征和治理技術(shù)問題出發(fā),理清我國(guó)土壤重金屬污染修復(fù)治理戰(zhàn)略思路,以污染土壤的安全利用為目的,將經(jīng)濟(jì)和生態(tài) 效益統(tǒng)一,分區(qū)、分類、分級(jí)設(shè)計(jì)污染土壤修復(fù)技術(shù)體系,建立我國(guó)不同區(qū)域重金屬污染土壤修復(fù)治理技術(shù)綜合治理示范區(qū)。 選擇危害嚴(yán)重、影響較大的國(guó)家重金屬污染防治重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的污染流域或涉重工礦企業(yè)周邊區(qū)域或縣(市)域?yàn)榈湫褪痉秴^(qū)域,在已有治理工作基礎(chǔ)上,聯(lián)合相關(guān)力量,進(jìn)一步研發(fā)和完善土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù),開展集成創(chuàng)新,形成因地制宜的修復(fù)技術(shù)體系和科學(xué)合理的治理模式,建設(shè)土壤重金屬污染大規(guī)模連片治理示范樣板。通過綜合示范區(qū)建設(shè),展示實(shí)用技術(shù),積累應(yīng)用 經(jīng)驗(yàn),以點(diǎn)帶面,在同類區(qū)域大規(guī)模推廣應(yīng)用。
示范區(qū)主要示范內(nèi)容
“分區(qū)、分類、分級(jí)”治理的關(guān)鍵配套技術(shù)
針對(duì)土壤類型、土地利用方式、作物 種類與植被類型和水文條件等不同地理背景下不同種類的重金屬元素,結(jié)合國(guó)土、環(huán) 保和農(nóng)業(yè)等部門的區(qū)劃部署,按照不同區(qū)域、不同污染程度,進(jìn)行修復(fù)治理的關(guān)鍵技術(shù)集成示范,將修復(fù)藥劑、制劑、菌劑、化學(xué) 穩(wěn)定劑和誘導(dǎo)劑等修復(fù)劑產(chǎn)品,超富集、強(qiáng) 耐性、低積累修復(fù)植物或作物的品種選育與 規(guī)模化栽培,以及相關(guān)設(shè)備裝置等組成完整 的關(guān)鍵與配套技術(shù),通過示范不斷優(yōu)化完 善,是土壤重金屬污染修復(fù)治理的關(guān)鍵。
覆蓋控源-阻斷-治理全污染鏈條的完整技術(shù)體系
重金屬污染區(qū)的治理是源 頭控制、擴(kuò)散路徑截?cái)唷⑺畾饩C合治理和土 壤修復(fù)的控制全過程。單純進(jìn)行土壤治理 只可能是“邊治理、邊污染”,難以達(dá)到治理 的預(yù)期目的。重金屬污染治理需要具備對(duì) 應(yīng)全污染鏈條各環(huán)節(jié)的完整技術(shù)體系:在源 頭上,發(fā)展廢氣、廢水、廢渣的處理技術(shù);在路徑的截?cái)喾矫?結(jié)合工程措施發(fā)展污染阻 斷和攔截技術(shù);在土壤治理方面,應(yīng)針對(duì)污染區(qū)的不同土地利用類型,開展修復(fù)技術(shù)示范。
支撐工程化、規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化的土壤清潔與安全生產(chǎn)技術(shù)
實(shí)現(xiàn)連片重金屬污染土壤的清潔與安全生產(chǎn),需要相關(guān)技術(shù) 的工程化、規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化,包括修復(fù)藥劑 和修復(fù)植物種苗的規(guī)模化生產(chǎn)、修復(fù)設(shè)備的放大,以及修復(fù)材料噴淋、混翻機(jī)械和修復(fù) 植物的安全處置與資源化設(shè)備研發(fā)等。修復(fù)機(jī)械與裝備的研制是實(shí)現(xiàn)修復(fù)技術(shù)大規(guī)模推廣的重要因素,這方面的相關(guān)技術(shù)在我國(guó)尤為薄弱。
成套高效經(jīng)濟(jì)的重金屬鈍化、去除 技術(shù)與修復(fù)過程中資源化和無(wú)害化處理技術(shù)
我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染治理需研發(fā)切合我國(guó)當(dāng)前污染現(xiàn)狀和污染區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)現(xiàn)狀的經(jīng)濟(jì)適用技術(shù),主要包括去除修復(fù) 和鈍化穩(wěn)定等修復(fù)成套技術(shù)。修復(fù)技術(shù)需充分利用當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)以廢治廢;在修復(fù)技術(shù)規(guī)模化推廣后,還需對(duì)修復(fù)工程中 產(chǎn)生的廢水、廢氣、有毒植物等進(jìn)行無(wú)害化和資源化處置,發(fā)展相關(guān)處置技術(shù)。
因地制宜發(fā)展修復(fù)產(chǎn)業(yè)
土壤修復(fù)過程帶動(dòng)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展,是修復(fù)技術(shù)推廣的動(dòng)力。在中科院廣西環(huán)江重金屬污染土壤修復(fù)示范工程中,修復(fù)土壤面積 1200余畝, 篩選桑樹、甘蔗等非糧作物與超富集植物蜈蚣草間種,利用修復(fù)土壤發(fā)展桑蠶產(chǎn)業(yè),農(nóng)產(chǎn)品和蠶絲重金屬含量符合國(guó)家飼料和紡織標(biāo)準(zhǔn)和要求,每畝創(chuàng)收超過 1 500 元,解決了當(dāng)?shù)?6 000 余人 的生計(jì)問題。
建立污染土壤規(guī)模化工程修復(fù)的管理體系、規(guī)范和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
基于“污染源頭控制-污染 物擴(kuò)散阻斷-土壤修復(fù)”的全過程工程管理,涉及 施工設(shè)備安全性、藥劑的管理與安全使用、修復(fù)過 程中二次污染的控制、地下水和空氣的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等各項(xiàng)管理規(guī)范。結(jié)合污染土壤的生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)和快速污染診斷設(shè)備,需對(duì)不同典型污染區(qū)土壤 修復(fù)建立從污染物總量到有效性的聯(lián)合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。
示范區(qū)建設(shè)選點(diǎn)
選點(diǎn)依據(jù)
我國(guó)土壤重金屬污染主要集中于西南、中南、長(zhǎng)三角和珠三角等地區(qū)。國(guó)家土壤重金屬污染治理“十二五”規(guī)劃確定了廣西、湖 南、江西、廣東等 14 個(gè)重點(diǎn)省區(qū)作為重金屬土壤污 染重點(diǎn)防治地區(qū)。同時(shí),這些地區(qū)也是國(guó)家糧食 等農(nóng)產(chǎn)品的主產(chǎn)區(qū)。中科院等在上述地區(qū)長(zhǎng)期開展過修復(fù)技術(shù)試驗(yàn)研究,針對(duì)西南、中南、珠三角 以及長(zhǎng)三角等地區(qū)土壤特征、種植習(xí)慣、重金屬類 型和污染程度等特征,選擇了部分典型地區(qū),開展 了土壤重金屬污染修復(fù)相關(guān)的去除、鈍化、農(nóng)藝調(diào) 控、功能制劑、裝備制造等共性關(guān)鍵技術(shù)和一般配套技術(shù)的小范圍試驗(yàn)示范,建立了小規(guī)模的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)和平臺(tái),為大規(guī)模推廣應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。
示范區(qū)域
根據(jù)上述依據(jù),結(jié)合《土壤環(huán)境保護(hù)和污染治理行動(dòng)計(jì)劃》等國(guó)家和部門的土 壤重金屬治理規(guī)劃,建議在污染嚴(yán)重、影響較大的污染流域或涉重大型礦冶企業(yè)周邊區(qū)域設(shè)立萬(wàn)畝 級(jí)的綜合治理示范區(qū),如:廣西環(huán)江流域土壤砷鎘污染修復(fù)示范區(qū)、江西貴冶周邊及樂安河流域土 壤鎘鉛銅鋅污染修復(fù)示范區(qū)、湖南湘江流域土壤 鎘鉛污染修復(fù)示范區(qū)、長(zhǎng)三角太湖流域土壤銅鋅 鎘鉛污染修復(fù)示范區(qū)、珠三角珠江流域土壤銅鋅鎘鉛污染治理示范區(qū)等。
關(guān)于代表性綜合示范區(qū)的建議
廣西環(huán)江流域重金屬污染土壤治理修復(fù)示范
以廣西地區(qū)砷、鎘等污染土壤為對(duì)象,針對(duì)農(nóng)田重金屬污染修復(fù)的工程化設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)合理的修復(fù)模式需求,研發(fā)相關(guān)的污染土壤植物修復(fù)技術(shù)、修復(fù)劑生產(chǎn)技術(shù)、超富集植物的組培繁殖、土 壤重金屬現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備、含重金屬物質(zhì)安全焚燒技術(shù)。研發(fā)針對(duì)提取土壤中的砷、鎘等重金屬的超富集植物萃取修復(fù)技術(shù)及其物化強(qiáng)化技術(shù),研發(fā)利用超富集植物提取土壤重金屬、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)作物生長(zhǎng)的間、套作修復(fù)模式,研發(fā)利用鈍化劑降低重金屬活性鈍化修復(fù)技術(shù),研發(fā)針對(duì)減少重金屬進(jìn)入農(nóng)作物可食部位的植物阻隔技術(shù),開展土壤重金屬治理的全產(chǎn)業(yè)鏈清潔生產(chǎn)與植物安全種植技術(shù)示范。
江西貴溪冶煉廠周邊區(qū)域及樂安河流域 鎘銅污染農(nóng)田土壤修復(fù)治理技術(shù)示范
以涉重大型工礦企業(yè)周邊及流域內(nèi)銅、鎘等重金屬與含硫、 氟等酸性物質(zhì)疊加污染土壤為對(duì)象,開展污染土壤重金屬含量物理調(diào)節(jié)、化學(xué)調(diào)理技術(shù)研發(fā),開展無(wú)機(jī)修復(fù)劑、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合調(diào)理劑等土壤鎘銅污染鈍化技術(shù),以及超耐性、超富集植物選育以及綜合農(nóng)藝管理等配套技術(shù)研發(fā),開展針對(duì)調(diào)理污染土壤重金屬介質(zhì)環(huán)境的“物理調(diào)節(jié)-化學(xué)改良技 術(shù)”研發(fā),針對(duì)降低污染土壤重金屬銅和鎘總量或有效態(tài)含量的“物理化學(xué)-植物/生物聯(lián)合技術(shù)”研 發(fā),針對(duì)土壤生態(tài)功能恢復(fù)的“調(diào)理污染土壤介質(zhì) 環(huán)境-消減土壤重金屬銅和鎘濃度-聯(lián)合生物及農(nóng)藝管理技術(shù) ”研發(fā) ,開展輕度 、中度 、重度重 金屬污染土壤的“物理-化學(xué)-生物”聯(lián)合修復(fù)技術(shù)示范。
湖南湘江流域重金屬污染土壤的農(nóng)業(yè)安全利用與技術(shù)集成示范
選擇湖南省湘江流域等重金屬污染土壤典型區(qū)域建設(shè)示范區(qū),研發(fā)針對(duì)流域鎘、鉛、砷等重金屬污染土壤的消減重金屬含量的功能復(fù)合肥、降低重金屬活性的復(fù)合鈍化劑、 強(qiáng)耐與低積累重金屬水稻新品種選育、強(qiáng)耐重金屬經(jīng)濟(jì)作物栽培等技術(shù),針對(duì)輕度污染農(nóng)田 農(nóng)藝綜合調(diào)控的科學(xué)施肥與田間水分管理 技術(shù),針對(duì)中度污染原位鈍化修復(fù)技術(shù)的復(fù) 合鈍化劑產(chǎn)品,針對(duì)重度污染區(qū)污染土壤的 種植制度調(diào)整技術(shù),開展稻米降鎘技術(shù)模式的示范。
長(zhǎng)三角太湖流域土壤重金屬污染修復(fù)治理示范
以水網(wǎng)密集地區(qū)銅 、鋅 、鎘 、鉛等重金屬污染土壤為對(duì)象,研發(fā)針對(duì)減弱重金遷移性的重金屬固化技術(shù),研發(fā)富集植物 的育苗、移栽、密植以及土地深松與平整技 術(shù),研發(fā)針對(duì)田間科學(xué)管理的田間肥料選擇 施用、水分管理以及農(nóng)藝調(diào)控技術(shù),針對(duì)減 少修復(fù)過程中二次污染的有毒修復(fù)植物的安全焚燒裝備和污染物控制技術(shù),研發(fā)針對(duì)增加重金屬富集的不同重金屬富集植物的 套種技術(shù)、鋅鎘超富集植物伴礦景天-鎘低 積累水稻輪作模式與技術(shù),研發(fā)針對(duì)減少農(nóng)作物對(duì)重金屬的吸收和積累的修復(fù)植物與農(nóng)作物套種技術(shù),開展針對(duì)不同污染程度的土壤重金屬污染治理示范。
珠三角珠江流域土壤重金屬污染修復(fù)治理示范
以鎘、鉛、鋅等重金屬污染土壤為對(duì)象,研發(fā)針對(duì)不同“控源-調(diào)理-品種 選育-農(nóng)藝管理”農(nóng)田污染源修復(fù)技術(shù)體系, 研發(fā)污染尾砂安全填埋技術(shù),研發(fā)針對(duì)調(diào)理 污染土壤酸堿度的調(diào)理劑技術(shù),研發(fā)針對(duì)不同污染程度的重金屬鈍化劑和土壤修復(fù)劑 以及相應(yīng)的生態(tài)噴播技術(shù),研發(fā)污染土壤修 復(fù)區(qū)域的植物群落構(gòu)建、生態(tài)恢復(fù)技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制技術(shù),并研發(fā)針對(duì)不同污染類型的抗性修復(fù)植物選育技術(shù),全面開展污染 土壤的植物安全種植與土壤安全利用技術(shù)示范。
預(yù)期效果
通過 5~10 年左右綜合修復(fù)治理,在我國(guó)西南地區(qū)、中南地區(qū) 、珠三角和長(zhǎng)三角等典型污染區(qū)域,初步建成若干個(gè)技術(shù)體系完備、示范效果突出的重金屬污染治理示范區(qū),形成萬(wàn)畝級(jí)規(guī)模的重金屬污染耕地示范樣板。通過綜合治理技術(shù)的示范推廣應(yīng)用, 促進(jìn)這些地區(qū)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并產(chǎn)生可觀 的經(jīng)濟(jì)效益。
據(jù)中科院在江西試點(diǎn)示范效果分析,中度和輕度污染土壤修復(fù)后,種植業(yè)可以安全利用,單位面積糧食(水稻)產(chǎn)量可以提高10%以上,寸草不生的重度污染土壤修復(fù)后可以種植非食物鏈作物,產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)效益。依據(jù)利用方式,年均每畝產(chǎn)值可達(dá) 1 000—2 000 元。據(jù)不完全估計(jì),我國(guó)受鎘、 砷等重金屬污染的耕地土壤面積約 1.5 億 畝,約占全國(guó)耕地總面積的 8%,我國(guó)每年因 土壤污染而減產(chǎn)糧食約 100 億公斤,另有120 億公斤糧食受污染,二者之和直接經(jīng)濟(jì) 損失 200 多億元。全國(guó)重污染土壤治理修 復(fù)后,每年可為國(guó)家增加糧食 100 億公斤產(chǎn) 量,而且還提高產(chǎn)品質(zhì)量,增強(qiáng)區(qū)域農(nóng)業(yè)和 農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展能力,產(chǎn)生更優(yōu)的環(huán)境和 社會(huì)效益。增加我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力等。 另外就土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)而言,“十三五”期間國(guó) 內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將超過 1 000 億元,通過綜合示 范區(qū)建設(shè),提升修復(fù)劑產(chǎn)品及配套技術(shù)水 平,形成高效合理治理模式,若降低修復(fù)成 本 25%—30%,近期就可節(jié)省成本 250 億—300億。
總體上,我國(guó)土壤重金屬污染問題日益突出,建立土壤重金屬污染綜合治理示范區(qū)是有效緩解土壤重金屬污染的重要途徑。 目前我國(guó)已具備了開展大規(guī)模土壤重金屬污染治理的技術(shù)條件,環(huán)保部、國(guó)土部、農(nóng)業(yè) 部、中科院等國(guó)家有關(guān)部門共同努力,在我國(guó)土壤重金屬污染防控和治理方面發(fā)揮引 領(lǐng)作用,促進(jìn)我國(guó)土壤重金屬污染現(xiàn)狀的根本好轉(zhuǎn),助力我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)。
作者：周桔 周建軍
來源：農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué) 生態(tài)修復(fù)網(wǎng)
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