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  • 中国土壤重金属污染严重修复技术仍在追寻中

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2020-01-05
    作者:杨晓鸿李小龙资料来源:杜南每周发行日期:2010年

    商品名称选择:萧中

    中国仍在寻找的土壤重金属污染修复技术;全国各城市估计有7800块重金属污染的土地。其中大部分尚未开始修复

    各种被重金属污染的土地能恢复使用吗?目前,虽然中国乃至世界上有多种修复技术,但真正经济、有效、规模化的土壤重金属修复技术仍在探索之中。

    幸运的是,一项专门针对砷污染的生物修复技术现已进入中国的大规模实验阶段。

    关注西南地区的防控。就污染面积而言,镉是第一位的。就健康风险而言,砷是毒性最大的。地球也会生病。

    2009年,陕西凤翔铅污染,湖南浏阳镉中毒,山东临沂砷污染.土壤中的重金属污染强烈刺痛了人们的神经。

    这个国家有多少土地被重金属污染,或者暴露在被污染的悬崖下?

    事实上,2005年,在全国各地发生重金属污染事件之前,由国家环境保护部、国土资源部和其他国家部委牵头,在全国范围内开展了一项大规模的土壤重金属污染调查。这也是中国历史上第一次土壤健康调查。参与调查的科研人员接受了专门培训,通常按照8公里×8公里的平均调查范围抽样,以网格模式调查全国各地不同土地的现状一位参与全国土壤重金属调查的科研人员表示,除了明显的山区、荒地和人类干扰少的地区外,包括青海和新疆在内的所有调查都是标准样本。

    然而,迄今为止,持续了5年多的全国土壤重金属调查结果尚未正式公布。相关消息人士透露,除去当地配套资金,整个项目目前已耗资10多亿元。

    “从调查方法来看,不够科学,或者科学严密性不够,如人口稀少地区、污染密集地区,都用同样的标准密度进行抽样调查,结果不可信”;“此外,在64平方公里的范围内,选择哪个调查样本点来收集数据是非常随意的。”中国科学院地理与资源研究所环境恢复研究中心主任陈佟彬举例说,就北京市区300平方公里的面积而言,全国调查只取了五个样本点。无论这些点是在学院旁边还是工厂旁边,获得的调查数据差异很大。

    陈推测可能是由于调查方法的争议或不足以及土壤中重金属污染的严重后果,一旦形成,就不可逆转且难以恢复,“比水污染和空气污染更难控制”,从而导致国家有关部委对最终调查结论持谨慎态度。

    “如果我们真的想准确了解我国土壤重金属污染的现状,还需要进行深入的调查。”“毕竟,土壤调查涉及许多专业问题,这些问题并不简单,例如空间尺度效应,小尺度(调查)不成问题,大尺度(调查)不成问题,准确测定土壤中重金属含量相当困难,”陈说。

    1999年,为了掌握北京土地重金属污染现状,中国科学院和北京自然基金会在北京进行了一次高密度采样调查。“平均而言,每100亩土地分布一个样本点。整个北京市已经采集了1000多个样本点。如果放在全国土壤调查中,根据调查标准,只有200多个采样点。”陈佟彬说,几年后,他的科研团队40多人拿出了一份《北京市土壤和蔬菜(农产品)重金属调查和健康风险评估》。

    虽然此次调查的结果至今尚未公开,陈说:“调查结果证明土壤重金属污染相对严重”。他从事土壤修复研究已有多年。他分析说,非正规采矿业及其下游冶炼行业是造成该国重金属污染的主要罪魁祸首。同时,我国西南山区多雨,易传播,健康风险高。我国的重点防治区应该在我国西南地区,那里矿业开发密集,而长江三角洲等地也受到严重污染。“从污染区域来看,国内专家认为镉污染最严重,但从健康风险评估的角度来看,我认为它是金属样砷污染,因为砷的致死剂量很小”。

    一位也参加过全国土壤重金属污染调查的华南专家证实,“国家形势不容乐观”,“重金属土壤污染面积绝对不低于国土面积的5%”。

    城市“有毒地带”全国各城市估计有7800块重金属污染土地,其中大部分尚未修复。

    人们通常指密度大于4.5g/cm3、原子量大于55 A的重金属,而就环境污染而言,重金属通常指有毒有害物质,如汞(H g)、镉(C d)、铅(Pb)、铬(Cr)、砷(A s)等。

    被污染的寂静之地也会直接危及人类健康。20世纪60年代,土壤重金属污染的危害首先出现在美国,敲响了人们的警钟。

    在美国西部一个叫欢乐谷的地方,随着城市的扩张,人们住在新城市新建的建筑里,很快居民们发现自己一个接一个生病了。经过专业调查,发现房子建造的地方原来是一个农药厂。工厂所在地的土地被重金属污染了。正是每天生活在被污染的土壤上,导致人们一个接一个地生病。

    通过这次欢乐谷事件,土壤重金属污染危害的防治已经进入科学家的视野。科学家发现,被重金属污染的土地主要分为两类,一类是农田或耕地,另一类是城市土地。在城市,被重金属污染的土地往往伴随着有机污染,如挥发性或半挥发性多氯联苯、多环芳烃和卤代烃。

    后来,英国科学家阿朗伯通过实验成功修复了1平方米的重金属污染土地,使重金属污染土壤修复技术从实验室进入实际应用阶段。“虽然只有1平方米,但这无疑是一个巨大的进步,”陈佟彬说。此后,世界各国开始研究土壤重金属修复技术,涉及物理、化学、微生物学和生物修复等多个领域。然而,到目前为止,只有不超过10种修复技术具有真正的推广前景,可以大规模使用。

    2006年,当北京地铁5号线在宋家庄站周围开挖时,尽管工人们在地下27米处工作,但两名建筑工人却莫名其妙地被撞倒。中国科学院地球化学研究所的专家赶到现场,发现施工现场原来是农药厂所在地。后来农药厂搬离了城市,但是土地被重金属污染了。消息传来,宋家庄的房价当年每平方米下跌了1000多元。

    根据现场调查,宋家庄地铁站下的污染土地总量约为10万吨。当时,一些专家建议挖出受污染的土地并焚烧,然后加入水泥,最后焚烧以生产约1000吨水泥。“更不用说燃烧被污染的土地会产生更致命的污染物二恶英,也就是最终的水泥,其质量也不如水泥。在像北京这样的大城市,生产低等级水泥用于生产是不划算的,”陈佟彬透露,焚化计划最终失败了。

    就在奥运会前夕,北京当局非常焦虑,希望不惜任何代价修复被污染的土地。中国科学院地球化学研究所表示:“理论上讲,只要成本是多少,任何被污染的土地都可以修复,但在不到两个月的时间里就无法完全修复。”。最后,100,000吨被污染的土壤被密封起来,作为危险废物储存起来。由于城市的扩张,原来分布在城市远郊的一些农药厂、化肥厂和化工厂已经变成了中心城区,在土地利用变化过程中,土壤发生了重金属污染中国科学院地球化学研究所估计,目前全国城市有7800块被重金属污染的土地,其中大部分尚未修复。

    蜈蚣草占地1000-2000亩,是世界上最大的砷污染农田修复工程。

    除了城市中重金属污染的地块外,露天堆积的矿渣或溶解在矿山附近废水中的无色无味的重金属,如果没有经过标准化的开采或冶炼,也很容易无意识地渗透到附近的农田中,造成农田遭受巨大损失。

    2009年,湖南省浏阳市镇头镇地区,由于大量村民体检发现尿液中镉超标,镉中毒事件时有发生。原来,在村子附近的一家化工厂,由于环保措施不充分,冶炼渣被堆放在露天,工厂废水被非法排放。雨天,含镉废水从厂区流出,不仅污染附近大片农田,还流入村民的水井,导致许多人长期中毒。“人们生病时可以去医院。农田呢?”以土地为生的当地农民很担心。

    去年夏天,在恢复之前,记者看到大片被污染的稻田仍然长满了绿色水稻。然而,大米是一种特别容易积累镉的植物,生产的镉大米最终会流入市场。

    如何大规模修复被重金属污染的农田一直是世界上的难题。那一年,在日本“痛苦疾病”的发源地富士山县文迪雅谷,当修复镉污染农田时,表层土被移除15厘米,下层土被压实。结果表明,在连续淹水条件下,水稻中镉含量低于0.4m g/kg。然而,对于总污染面积超过10,000亩的湖南镉污染农田来说,如果将土壤清除,该项目显然也将是巨大的。更大的问题是:为了避免二次污染,被替换的污染土壤将被安全储存在哪里?

    据计算,与物理修复技术相比,生物修复技术的成本通常仅为前者的1/10-1/100,安全性高,更适合需要大面积修复的污染农田。

    为了找到一种安全、经济的修复重金属污染农田的方法,陈佟彬和他的研究团队在大量前期研究的基础上,决定遵循进化思维,前往南方,刻意寻找植物克星来根除土壤重金属污染。“南方温暖潮湿,生物多样性高。就概率而言,在南方更有可能找到富含重金属的植物,”陈说。这种植物不仅对重土壤有超强的吸收能力,而且易于饲养,生物量大。一般来说,植物不能同时具备这两种特性。

    中国占世界砷储量的70%,但大部分是伴生矿物,开发利用价值很低。一直密切关注砷污染防治的陈佟彬和他的研究团队将在中国砷浓度最高的地区之一广西环江地区寻找超富集植物并锁定。经过2-3年的研究,科研人员发现了一座有1500多年历史的石门矿,该矿附近有100多种植物被纳入了搜索圈。经过层层筛选和遗传性能鉴定,该地区丰富的优势植物蜈蚣草胜出。

    “普通植物土壤中的砷含量仍可高达50 ppm。在植物中,由于植物通常不吸收这种有毒物质,它们更不愿意将其转移到地上部分,但蜈蚣草中的砷含量可以达到1-2%,其中大部分集中在地上部分,一年可以收获三次。”陈佟彬做了一个比较。蜈蚣草的吸收能力是普通植物的20万倍,蜈蚣草的生物量非常大。收割和焚烧其地面部分后,残留的重金属含量非常低。“土壤中的重金属含量可在两至三个月内降至安全阈值,并可在三至五年内完全修复”。

    五六年前,广东华南农业大学、中山大学、广东土壤研究所等一批科研机构相继开展了土壤重金属污染处理的理化、生物、微生物技术研究。2005年,刚刚从日本留学归来的广东土壤研究所陈能昌博士选择粤北进行镉污染农田修复实验。在一个6亩左右的田地里,陈先后尝试了硅肥和水管理、叶面调节剂等多种方法。最后,陈介绍了一种高镉浓度的水稻,并通过轮作和间作(水稻、玉米等高镉浓度的商品作物)修复了镉污染的农田。“从治疗效果来看,边生产边修复的方法相对成熟,”陈能昌说,目前仍在试验中。此外,另一家专门针对镉污染的筛选工厂东南景天(Sedum alfredii)在中国拥有数百亩实验基地。

    据统计,曾经有多达40种植物被选择用于控制土壤重金属污染。“没有多少真正适用的生物修复技术,”陈佟彬透露。今年10月,国家投资2450多万元的蜈蚣草修复工程在广西环江地区、云南个旧、湖南、江西等地大规模启动,修复耕地总面积达到1000-2000亩。“这将是世界上重金属污染农田面积最大的地区,”陈同时承认,进一步推广和应用这项技术还需要国家从政策上补贴农民,“每亩修复费用将在2000元至5000元之间,至少购买种苗将不得不依靠政府补贴和指导。”

    然而,一些科学家也对重金属修复技术在看似活跃的土壤中的前景感到沮丧,包括土壤交换、沥滤和生物技术。中国人民政治协商会议广东省委员会委员、华南农业大学博士生导师陈日源教授认为,目前中国对控制重金属污染的生物修复方法的探索主要基于土壤中重金属的超积累和非富集两个方向。“然而,从目前的角度来看,国内科学家尚未找到一种经济、有效、适合大规模农田管理的科学修复模式,大多数土壤重金属管理模式仍处于实验室摸索阶段。”

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