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污染场地修复科技技术新指向

国际节能环保网  来源:中国环境报  作者:蔡新华 徐璐  日期:2018-05-23

  啦啦
        图为国家973项目首席科学家、中科院南京土壤所研究员骆永明正在发言。
         
        第六届国际场地修复论坛近日在上海成功举行。论坛围绕国家土壤污染防治攻坚战的战略需求,设置了“国家宏观战略与发展趋势、创新技术应用与未来、污染场地国家与地方标准探索、重点行业企业土壤环境调查经验分享”四大主题,邀请了领域内知名专家学者做了27场主题报告。本版特刊发相关报道,以飨读者。

1 场地修复有哪些科技创新思路?

土壤污染具有隐蔽性、滞后性、危害性和复杂性4个特性,是当今国际社会普遍关心的环境问题。土壤组成结构复杂,又有时空分异特征,研究难度大。相关数据显示,世界权威文摘数据库WOS核心合集数据库共收录土壤污染防治方面的文献共9323篇。从2012年~ 2016年,文献数量呈现稳步上升的态势,体现出各国对土壤污染防治日益重视的现状。其中,我国位居文献发表榜首,共发表论文2410篇。此外,全球超过80个国家和地区有土壤修复领域的相关专利申请,我国专利申请数量多达24127件,占全球总量的35.8%。

“我国土壤污染防治研究起步晚但发展迅速,目前急需构建适合我国国情的土壤环境安全保障技术体系、产业化支撑体系和先进的风险管控体系。”中国工程院院士、浙江大学教授朱利中表示。

在此背景下,土壤污染防治领域的产学研应如何有效结合?针对污染场地修复,国家973项目首席科学家、中科院南京土壤所研究员骆永明认为,我国场地修复科技创新思路应当强调高风险污染场地修复和中轻度污染农田土壤修复的重点,研发具有重大环境影响的重金属、POPs、VOCs和石油污染的场地、农田、矿区、油田土壤修复技术与设备,突破冶金、化工和石化等行业企业搬迁污染场地和污染农地土壤的分离、钝化、稳定化、脱附和降解修复关键技术,带动同类技术的创新、提升和应用,培育领军人才和龙头企业。

骆永明提出了我国污染场地修复科技创新方向:基于“三精”(即精细调查、精确评估和精准修复)的土壤污染调查、评估与修复以及绿色和可持续的土壤修复技术。他强调,要科学调研和评估土壤污染及风险危害,合理选择修复材料、技术和装备,全过程评价修复有效性、经济性、节能性和安全性,避免二次污染产生,实行修复后土壤资源化安全利用,使土壤修复的生态、环境、健康和社会效益最大化。

2 创新技术在场地修复中有哪些新应用?

会议上,多位活跃在我国场地修复行业的技术专家交流分享了新技术、新工艺、新材料和新装备的应用。

华中科技大学副教授王琳玲介绍说,土壤污染物主要分为重金属、挥发性有机污染物、半挥发性有机污染物和难挥发性有机污染物4种。针对这些污染物的场地修复技术主要是热修复技术,包括热脱附、焚烧和水泥窑协同处置,从技术层面上来说是我国比较成熟的修复技术,但费用相对比较高昂。

“随着热修复技术的升级,土壤微波修复新技术逐渐受到追捧。” 王琳玲解释说,微波修复的基本原理是基于微波独特的内部加热方式,微波技术已在废水处理和污泥脱水中成功应用,运用到土壤修复领域尚处在起步阶段。从过去的研究发现,设定在同一温度时,微波处理下有机物的去除速率比传统的热修复快20%~50%,去除更彻底。

专家团队重点研究了微波修复剂的种类和用量、微波作用功率、作用时间和土壤含水率等影响。为了说明修复机制,团队选取了易挥发的硝基苯和难挥发的氯霉素为代表,研究了模拟土壤中的控制因素,比较了模拟土和实际污染土壤的去除效果和影响因素。结果显示,微波修复可有效实现有机污染土壤的达标处置,与模拟土壤相比,实际土壤中有机质和铁锰矿物促进了微波修复效果。

王琳玲表示,从微波修复目前进行的尝试来看,微波修复技术成本初步估算为250元~1000元/吨。结合有机物的性质,合理设置微波修复技术参数,恰当添加微波修复剂可显著提高修复效果,使之成为绿色经济高效的修复剂。因此,研发也是创新技术发展的重要环节,同时也能显著降低修复成本,促进新技术的产业化。

根据相关数据显示,我国近年来污染场地修复项目量呈上升趋势。中科鼎实环境工程股份有限公司致力于绿色可持续修复技术在国内场地修复中的实践。其总工程师杨勇预测,“十三五”时期土壤修复市场或将达到约900亿元规模。他表示,我国污染场地修复目前仍面临许多挑战。为此,他提出了具有环境、经济、社会影响“三重底线”的绿色可持续修复理念,并进行了探索与实践。

杨勇以北京焦化厂项目为案例,介绍了以常温解吸、热强化常温解吸、低温热解吸、高温热解吸4种关键技术结合的方案深度修复土壤。此举,不仅提高了修复效率,还降低了修复成本。同时他认为,在热解吸修复后要关注土壤的资源化利用,修复后土壤作为原料制作的护坡砖和路面砖均能达标。北京焦化厂项目获得北京市科学技术一等奖等多个奖项,为国家和地方编制标准提供了依据。

3 地方土壤标准体系建设有哪些探索?

来自北京、上海、重庆、浙江和广东等省(市)环科院专家探讨交流了各地土壤风险管控的地方标准、土壤环境管理体系与重点行业企业用地调查等技术支撑工作。

中国环境科学研究院研究员周友亚在《土壤中砷筛选值和修复目标值确定的几种方法和案例介绍》的主题报告中,详细介绍了用区域环境背景作为土壤中砷筛选值制定方法。周友亚表示,“筛选值是一个基于风险的标准,有时计算结果会偏低,对于自然背景浓度较高的元素,筛选值通常会调高到区域元素背景值上限。”就北京为例,北京土壤中砷的背景含量范围2.40mg~19.26mg/kg,平均8.14mg/kg,取最大值20 mg/kg。用场地环境背景作为修复目标时,要对比特定场地数据与场地环境背景值(场地周围区域),以识别一个场地是否受到生产活动的污染。为了评估场地背景变化,应选择一个参考场地,选择时应考虑:相似的地质特点、位于目标场地上游并与目标场地位于同一流域位置以及确定没有受到任何污染源影响3个因素。

一些专家认为,地方政府及企业对土壤环境关注度日益增强,尤其是近期土壤两项标准出台后,土壤防治工作有了抓手。其中,北京和上海标准体系构建都走在前列,其他地方也陆续出台了一系列土壤防治的地方标准。总体而言,标准建设是系统工程,接下来可以进一步完善,分阶段、分类型细分内容,建立更加完备的土壤标准体系。

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