熱門關(guān)鍵詞: 微生物菌劑生產(chǎn)廠家 高濃縮菌劑批發(fā) 生物肥料代理 重金屬修復(fù)治理 有機(jī)廢棄物無害化處理
這么多年來,,不斷有人問我?guī)讉€問題:一是土壤污染 到底是不是病,。有人說,我們長期生活在土壤污染的區(qū)域(如湖南,、廣西),,但是我也沒有得什么病。那么土壤污染到底有什么危害,?我們國家是不是需要花大力氣來治理污染土壤,。二是如果土壤污染是病,怎么治,?很多人認(rèn)為,,土壤污染好像沒有辦法治理,怎樣把污染物從土壤中拿出來,,或者是把污染物消解,?特別是重金屬,土壤沒有辦法降解,,怎么治?三是假如要治理土壤污染,,國家要花多大的代價進(jìn)行治理,?這也是本文將探討的三個問題。
當(dāng)前耕地 土壤重金屬污染 現(xiàn)狀和特征
綜合多部門調(diào)查結(jié)果判斷,,目前我國重金屬污染耕地面積約1.8~2.7億畝,,主要分布在我國南方湘,、贛、鄂,、川,、桂、粵等省區(qū),,污染區(qū)域主要為工礦企業(yè)周邊農(nóng)區(qū),、污水灌區(qū)、大中城市郊區(qū)和南方酸性水稻土區(qū)等,。土壤重金屬污染具有以下特征:
首先,,土壤重金屬污染具有隱蔽性和滯后性,一般是看不見摸不著的,。因此,,很多人都會問土壤污染到底是不是病,?比如說重金屬鎘污染,,都看不到鎘,無法讓地方政府和老百姓感覺到有害,。除非有表觀現(xiàn)象,,或者有繼發(fā)性的毒害事件,才會引起人們對土壤污染的關(guān)注,。
其次,,土壤污染呈現(xiàn)的危害一般是潛伏和間接的。我在湖南做了一個案例,,試圖找到土壤污染與人體健康間的關(guān)系,。在一個信息隔絕的小村子里,土壤受到了污染,,但這個地方的水是干凈的,,老百姓吃的蔬菜也是干凈的。通過連續(xù)三年的觀察,,沒有發(fā)現(xiàn)兩者的必然聯(lián)系,。后來查找了國際上很多相關(guān)研究,確實(shí)發(fā)現(xiàn)土壤污染對人體健康沒有直接的關(guān)系,。
再次,,土壤中的重金屬具有積累性和地域性。我國大面積的土壤重金屬污染已經(jīng)有了報道,,包括我們自己也做了研究,,多半與水系有關(guān),具有一定的流域性,如發(fā)生在湘江流域,、西江流域的土壤污染,。
最后,土壤重金屬污染具有不可逆性和難以修復(fù)的特點(diǎn),。耕地土壤重金屬污染為什么非常復(fù)雜,?一是污染來源非常復(fù)雜,灌溉水,、大氣沉降,、農(nóng)業(yè)投入品都會影響耕地土壤中的重金屬含量。二是農(nóng)業(yè)的種類繁多,,有水田,、旱地,有的種小麥,、有的種菜,。因?yàn)榉N類繁多,所以目標(biāo)值比較多樣化,,這就導(dǎo)致修復(fù)非常復(fù)雜,。三是在耕地污染治理方面,部門管理割裂,。由于重金屬污染影響的目標(biāo)非常多樣,,不同部門的關(guān)注點(diǎn)不同,與耕地有關(guān)的有農(nóng)業(yè)部,、糧食局,、質(zhì)量監(jiān)督局,還有環(huán)保部,、水利部,、國土部等,這種部門割裂導(dǎo)致了土壤治理的復(fù)雜性,。
國際修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)
國際上,,美國和日本這些國家對于土壤污染的認(rèn)識至少比中國早二三十年。美國1935年開始有土壤保護(hù)法,,1978年因拉弗河(LoveCanal)污染事件促使了超級基金法案的誕生,,開始對污染場地治理和管理。
目前,,國際上關(guān)于土壤修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)非常多,,已經(jīng)有了比較完整的技術(shù)體系。按照位置變化,,有原位,、異位,、原地、異地處理,;按操作來講有物理、化學(xué),、生物,、綜合方法。具體的技術(shù)體系有挖掘,、填埋等一系列技術(shù)方法,。但是這些技術(shù)的發(fā)展基本上以物理化學(xué)為基礎(chǔ),大部分是不適合治理耕地污染的,。在為數(shù)不多的案例中,,日本“痛痛病”發(fā)源地污染土壤花了30~40億來治理,采用的是客土法,;臺灣的這種案例采取的方法是翻耕稀釋法,,也就是大家俗稱的深耕改土。
同時,,我也檢索了國內(nèi)外相關(guān)的科技文章,,2005年到2010年之間大部分都是生物修復(fù)、植物修復(fù),、鈍化修復(fù),。2010年以后,技術(shù)開始多樣化,。但是,,1600多篇文獻(xiàn)中大概有一半是針對污染場地的,一半是針對耕地的,。治理污染場地的方法比較多樣化,,但治理污染耕地技術(shù)就比較簡單,多半是固化/穩(wěn)定化,。SCI檢索的大部分文章都是停留在機(jī)理研究,。在耕地研究方面,中國的研究非常多,,國際上基本上沒有,。
國內(nèi)修復(fù)技術(shù)進(jìn)展
中國真正關(guān)注土壤污染應(yīng)該是在“十二五”期間,2006~2008年大家開始關(guān)注土壤污染,,大規(guī)模研究也是在“十二五”后期,。有幾件較有影響的事情,其中有2000年啟動的“863”項目,,和2014年啟動的湖南“長株潭”試點(diǎn),。
“十五”期間的一個“863”項目中有關(guān)重金屬污染修復(fù)技術(shù),,主要是開展超富集植物的篩選,國家大約投入1000萬元來進(jìn)行技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā),?!笆晃濉逼陂g,國家投入相對改變了,,在礦山修復(fù),、石油污染修復(fù)、多環(huán)芳烴污染農(nóng)田修復(fù)方面,,大概投入了2000萬元,。之后,國家環(huán)保部在“十一五”末期開展工業(yè)場地修復(fù),,這個階段農(nóng)田修復(fù)反而被忽略了,。“十二五”末期的“長株潭”試點(diǎn)和“十三五”的重點(diǎn)研發(fā)任務(wù),,對耕地污染的治理越來越重視,,投入更多。目前國內(nèi)常用的技術(shù)體系主要有如下5種:
一是原位鈍化技術(shù),。通過吸附,、耦合、沉淀,、氧化還原反應(yīng),,把重金屬變成不活潑的,減少植物對重金屬的吸收,。該技術(shù)主要產(chǎn)品就是鈍化材料,,現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)得非常多。從原來非常簡單的含磷物質(zhì),,到現(xiàn)在的納米材料等,,還包括各種新型材料,這是我國目前研究的熱點(diǎn),。
二是植物阻隔技術(shù),。就是種植低吸收品種,一種是通過常規(guī)的篩選方法,,一種是通過選育方法,,這種技術(shù)是非常有效的,能夠大幅度降低重金屬在農(nóng)產(chǎn)品中的累積,。例如,,低吸收的水稻品種和常規(guī)的水稻品種的鎘吸收量相差一倍;不同的蔬菜品種,,鎘的累積有很大的差別,。
三是超富集植物提取技術(shù),。這是我國發(fā)展最早的、在世界上最有話語權(quán)的技術(shù),,就是在污染區(qū)種超富集植物,。所謂超富集植物,就是植物地上部污染物的積累量大于根部的積累量,。最早提出超富集植物的是一位國外科學(xué)家,,國內(nèi)最早研究超富集植物的是南京大學(xué)馬奇英教授和中科院地理科學(xué)與資源研究所陳同斌研究員,他們發(fā)現(xiàn)了蜈蚣草,。目前,有很多團(tuán)隊比如南土所,、浙江大學(xué)在做超富集植物提取的相關(guān)研究,,很有成效。
四是種植結(jié)構(gòu)調(diào)整,。針對中高風(fēng)險的農(nóng)田,,也就是說在重金屬污染的田地,種植不具備超富集植物能力的經(jīng)濟(jì)作物,,切斷重金屬往植物轉(zhuǎn)運(yùn),。很多人考慮能源植物、經(jīng)濟(jì)作物,、中草藥等,,但最關(guān)鍵的,種植結(jié)構(gòu)調(diào)整要形成新興的產(chǎn)業(yè),。
五是農(nóng)藝調(diào)控措施,。我推薦這種方法,這是目前很多區(qū)域做示范時采用的方法,。這種方法比較簡單,,比方針對鎘,長期淹水就能夠降低鎘,,通過施磷肥能夠明顯降低植物中砷的吸收,,通過調(diào)整PH值也能夠改變。
湖南重金屬污染治理案例
2013年爆發(fā)的鎘大米事件,,嚴(yán)重影響了水稻生產(chǎn)和銷售,,造成不良影響,使“重金屬污染問題”成為社會關(guān)注的焦點(diǎn),。2014年農(nóng)財兩部實(shí)施了“湖南重金屬污染耕地修復(fù)及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整試點(diǎn)”工作,,近期我所作為委托方對試點(diǎn)工作進(jìn)行第三方評估。湖南試點(diǎn)工作涉及耕地面積廣,、財政經(jīng)費(fèi)大,、人口數(shù)量多,,也是目前世界上規(guī)模最大的一個耕地污染治理工程。
耕地修復(fù)的總體原則就是“因地制宜,、政府引導(dǎo),、農(nóng)民自愿、收益不減”,,主要修復(fù)技術(shù)就包括剛才講到的5項技術(shù),。針對湖南重金屬污染耕地,相關(guān)部門提出了“分區(qū)分類”治理方案,,以農(nóng)藝措施為主,,實(shí)現(xiàn)“邊修復(fù)邊生產(chǎn)”。
湖南試點(diǎn)工作取得了不錯的成效,。就種植結(jié)構(gòu)調(diào)整措施而言,,從經(jīng)濟(jì)效益方面來說,我們發(fā)現(xiàn)不同替代作物的凈收益差距還是很大的,,其中蛋白桑的效益最好,,其既可作為飼料,也可以作為蔬菜食用,。從成本分析來看,,人工成本投入是最大的,其次是物料成本和農(nóng)機(jī)成本,。
對于湖南試點(diǎn)工作情況,,我們進(jìn)行了大面積的訪談和問卷調(diào)查,訪談對象包括農(nóng)民,、種植大戶,、合作社等,發(fā)現(xiàn)目前試點(diǎn)工作還面臨著一系列的問題:最關(guān)鍵問題是治理資金,;技術(shù)落實(shí)不到位,,導(dǎo)致整個試點(diǎn)面臨著很大壓力;社會力量,,包括企業(yè),、合作社,總體上參與程度不夠,;修復(fù)方案設(shè)計與現(xiàn)實(shí)脫節(jié),。
國內(nèi)耕地重金屬污染修復(fù)展望
隨著“土十條”的發(fā)布,國內(nèi)耕地重金屬污染修復(fù)工作即將開啟新的篇章,。就目前我所了解的情況來看,,耕地重金屬污染修復(fù)工作還應(yīng)該從以下幾方面開展:
一是修復(fù)方法的研究,要從技術(shù)效果到技術(shù)機(jī)理,,從應(yīng)用方法到基礎(chǔ)理論,,從表觀現(xiàn)象到作用機(jī)制,,進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)理、機(jī)制研究,。
二是修復(fù)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化,,要使技術(shù)工程化、市場化,,使修復(fù)產(chǎn)品規(guī)?;_展技術(shù)的多地示范與驗(yàn)證,,建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,。
三是要因地制宜集成解決方案,比如將鈍化和植物阻隔技術(shù)相結(jié)合,,超富集植物與經(jīng)濟(jì)作物相結(jié)合,,鈍化、葉面阻控與農(nóng)藝措施相結(jié)合等,。
四是建立基于地理學(xué)的修復(fù)決策系統(tǒng),建立空間數(shù)據(jù)挖掘及分析技術(shù),。
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