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            重金属污染耕地土壤修复技术集成体系研究

            时间:2019-03-04 13:17

            来源:《农业环境科学学报》

            作者?#21644;?#36827;进等

            重金属单项控制技术在我国农田土壤修复中已有很多应用,但是面对复杂的土壤污染现状,缺乏基于不同风险等级的控制技术和治理体系,难以应对污染日益严重的不利局面,因此需要将各种单项修复技术进行合理的集成,形成污染耕地修复处理技术的筛选与集成方法体系。

            本研究基于适用于农田土壤修复的单项技术,包括植物修复技术、农艺修复技术、间套种技术、土壤淋洗技术和土壤钝化技术等,归纳和总结出不同类型技术的技术特性,形成土壤单项修复技术知识库,根据土壤污染风险等级、土壤理化性质、技术特性和人为因素等提出一种适宜的土壤修复技术筛选与集成的方法,为我国农田土壤修复/安全利用和可?#20013;?#21033;用管理提供技术支撑。

            前 言

            当前世界各国对土壤污染修复技术均进行了广泛的研究,但与?#35775;?#31561;发达国家相比,我国土地污染研究起步较晚,且一般为单一的物理、化学与工程方法,缺乏基于不同风险等级的控制技术、分级管理和治理体系,难以应对污染日益严重的不利局面,不足以支撑农产品安全生产和产地环境可?#20013;?#21457;展的现实需求,难以成为保障农田农产品安全生产的主?#25216;?#26415;,而且大部分研究成果?#24418;?#36827;行大规模生产?#23548;?#25105;国地域辽阔,不同地区土壤类型、气候、水文等有?#27927;?#24046;异,耕地污染类型多样,生态环境风险不等,因此我国耕地土壤污染防控技术的研究是一项长期、复杂、艰巨且极其迫切的任务。

            由于土壤环境的复?#26377;裕?#29992;原有的物理、化学、植物及微生物等单一的方法对复合污染进行修复,都很难达到较好的效果,因此需要将各种单项修复技术进行合理的集成,形成污染耕地过程控制技术体系。耕地土壤修复技术的集成需要基于不同风险等级的控制技术,综合考虑各个单项技术的特点、资金投入、分级管理和治理模式。根据不同地区农业资源?#23548;?#38382;题,针对不同类型农田污染开展安全利用技术研究,形成相应的技术体系与模式,使这部分耕地的?#20013;?#23433;全利用成为可能,是应对人口迅速增长、耕地面积减少、环境日趋恶化局面的必然选择,其生态效益、环境效益和社会效益将十分巨大。

            1 适用于耕地土壤修复的单项技术入库

            重金属污染耕地修复的技术集成首先需要对现有的、适用于农田土壤修复的单项技术进行总结、归纳和入库。我们选取了植物修复技术、农艺修复技术、间套种技术、土壤淋洗技术和土壤钝化技术等?#22797;?#31867;技术,通过国内外文献调研、相关国家环境保护部门门户网站查阅以及专家咨询、研讨等方式,系统收集和整理?#20013;?#30340;耕地土壤修复技术进行入库。根据现有的各项重金属单项控制技术的研究及工程应用案例,我们凝练出适用于农田土壤修复的单项技术推荐及其相应的技术特性,具体如表 1~表 6。

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            2 不同污染风险等级农田土壤的单项修复治理技术归纳

            现阶段污染修复项目资金投入?#27927;螅?#35797;验技术繁杂,鉴于有些技术的投?#35270;?#36816;行?#38382;?#19981;完整、?#23548;?#24212;用时间不长、推广价值有待检验等原因,试点选取的技术可偏向于植物修复、微生物修复、电化学修复等原位修复技术。经济条件宽裕的省区,可因地制宜地开展各类修复技术的试点示范。表 7 归纳了适用于不同污染风险等级农田土壤的修复治理技术。

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            3 重金属污染耕地修复技术集成总体思路及筛选步骤

            依据农田污染的生态净化功能与机制建立农田污染的分级分类管控技术模式具有重要意义。根据污染源和污染物情况,?#33539;?#27745;染农田风险等级,基于各项单项过程控制技术进行不同风险等级耕地过程控制技术的组合集成,针对不同风险等级的污染耕地需要因地制宜地选取合适的过程控制组合技术体系。耕地土壤污染的风险管控模式和技术集成体系的选择需要考虑污染风险等级、污染源、污染途径、污染土壤特性、单项技术体系特性五个影响因素。在修复技术的选择上需要确保污染农田的修复效果以及农田安全利用和风险控制的要求,优先选择能够降低污染物毒性、迁移性和含量的技术。

            在选取的单项过程控制技术入库后,需要建立单项过程控制技术的筛选机制。根据耕地污染风险等级,结合影响区域耕地土壤环境质量的因素,并考虑耕地土壤污染修复的单项过程控制技术主要受土壤特性、单项技术的适用性等方面因素的影响。在两个影响因素中选取特征因子如土壤pH、土壤机械组成等,开展典型案例?#27835;觥?#19987;家经验论证,将各个单项过程控制技术的特点与特征因子对应。构建单项过程控制修复技术体系中单项技术的筛选机制,以为后续土壤环境保护和综合管控模式和技术集成体系做基石铺垫。

            技术选取的基本原则是:

            (1)短期效果;(2)长期效果;(3)对污染物毒性、迁移性和数?#32771;?#23569;的程度;(4)可操作性;(5)成本;(6)符合应用与其他相关要求;(7)全面保护人体健康与环境;(8)政府的接受程度;(9)公众接受程?#21462;?p style="text-indent: 2em;">上述内容中推荐了一些可行的技术,而技术的选择需要结合具体的农田土壤环境质量特征来进行。因此,重金属污染农田土壤修复技术的筛选步骤应如图 1 进行。

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            编辑:刘影

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