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2020年我国土壤修复技术研究现状与发展趋势
文章来源:青岛市环境保护产业协会   阅读次数:   发布时间:2020年10月28日 09:49:06

20年的进展,带动了土壤修复技术应用和绿色修复产业化发展,在修复技术、装备及规模化应用上与先进国家的距离在加快缩短。

一、我国土壤修复技术研究历程与现状

近20年来,在国家“863”计划项目等支持下,我国土壤污染修复技术研究,于“十五”起步,“十一五”进步,“十二五”发展,“十三五”跨越;20年的进展,带动了土壤修复技术应用和绿色修复产业化发展,在修复技术、装备及规模化应用上与先进国家的距离在加快缩短。技术支撑上,初步建立了场地土壤修复技术体系,快速、原位的土壤修复技术得到研究与应用;技术装备上,研制了能支持快速土壤修复的多种装备;技术产业上,研发的技术支撑了规模化应用及产业化运作。总体上,在农用地土壤污染管控与修复技术上,我国与发达国家并驾齐驱,有的已处领先地位;在建设用地方面,我国的土壤污染管控与修复技术水平与欧美国家相比尚有距离。

1、农用地方面

根据国际技术的研发历程、产业化程度和应用推广的分析,侧重发展农用地土壤重金属污染管控与修复技术,可归纳为三类:I类技术(植物提取与资源化技术)相对成熟,已经实现产业化,仍是研究热点;II类技术(重金属钝化与替代种植技术)正逐渐成熟,开始进入产业化阶段,缓慢发展;III类技术(植物阻隔与稳定化技术)已有研究基础,正在加快产业化进程,快速发展。相对于发达国家,我国农用地土壤污染治理技术研究起步较晚,但进步迅速。在我国,植物阻隔/稳定化技术研发早于国际,植物提取与资源化技术已处国际领先地位。我国的相关论文、专利数量增幅明显,但篇均引用频次大幅落后美国等发达国家,指明需要继续加强提升研究质量和学术影响力。正在努力的方向是丰富修复植物种质资源、提升修复功能材料产品效益、发展资源-材料-技术-效评体系,继续加大投入,形成高效、廉价、安全、普适的农用地土壤污染管控与修复技术模式。

2、在工矿用地方面

欧美国家已经形成场地土壤污染调查、风险评估、标准制定、管理控制、修复技术和法规体系;正在着力研发高效、安全、低能耗、低成本、低碳排的生物修复技术及多技术耦合智能系统。

近20年来,我国场地-地下水污染风险管控与修复技术发展上,发表的英文(SCI)论文数量快速增加,已经超越美国;虽然在多种新技术发明的时间上落后于美国平均约十年,但我国发明专利占国际的比例接近三分之二。然而,我国的相关技术转化率较低,总体上仍处于跟踪阶段。

(1)在重金属污染修复方面,国内外的共同热点在植物修复、固化/稳定化药剂及设备、淋洗设备,电动修复的电极材料研发和微生物修复的菌剂研发等。

(2)有机污染修复方面,发表的论文数量明显少于重金属;我国的不少工作集中于有机污染物的热脱附设备以及微生物修复药剂的研发。热脱附及相关技术在国际上已步入产业化阶段,在国内异位和原位热脱附技术广泛应用于难降解性或持久性有机物污染场地土壤的修复。

近年来,国内外生物修复技术研究与发展迅速。近10年我国的相关技术研发明显增强。微生物转化技术、生物质炭复合纳米技术、强化氧化/还原技术、多相抽提技术、深度垂向阻隔技术、可渗透反应屏障技术等在国内得到发展,并应用于场地土壤与地下水管控与修复。现正努力创新研发绿色高效环境功能材料,研制智能化、模块化装备,提升绿色和可持续的土壤污染管控与修复技术、产品与装备水平,致力于土壤污染综合防治与安全利用技术体系及模式的形成,提升土壤环境管理与风险监管能力及土壤污染协同治理水平。

二、国内外土壤污染与修复科技研究发展趋势

纵览国内外土壤污染与修复科技研究与发展,其总体趋势表现为:

1、在过程与效应上

从传统污染物、单一污染过程与生态效应关注到新兴污染物及其复合污染过程与健康效应,从单一的物理、化学或生物学过程及机制发展到多介质、多界面、多过程耦合机制。

2、在分析与监测上

从单一的污染物含量分析到多种监测并存分析,从微观的点源分析到宏观的多源、多尺度的土壤立体智慧监测。

3、在风险与管理上

从健康风险到生态风险,从污染源阻隔到过程管控,融合遥感、物联网、大数据的智能风险管理。

4、在修复技术与利用上

单一修复技术到多技术耦合系统,从源头控制、过程阻断、净化修复、安全利用到生态开发的集成治理再发展模式。

5、在修复材料与装备上

从单功能单目标到多功能多目标的靶向修复材料方向发展,从服务于离场异位修复的固定式装备向支持现场原位修复的移动式、模块化装备方向发展。

6、在工程应用方面

从单项修复走向场地土壤污染协同智慧修复方向发展。就近五年来的污染修复技术热点及趋势分析而言,国际上更多地关注生物修复、植物修复、固化/稳定化等原位技术研究。例如,关注于生物群落结构对污染物去除的作用、植物生长状态对重金属的富集、长效性的固化/稳定化材料(如生物质炭)等。总体而言,我国的研究热点与国际的相一致。

来源:韦伯咨询