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2014年我国土壤修复产业技术环境分析

    土壤污染指人类生产、生活产生的废气、废水、固体废物向土壤系统排放后,当数量超过一定限度时破坏土壤成分结构的平衡、造成土壤功能及其自净能力的损失,乃至危害人体的现象。土壤污染按照污染成分可以划分为无机物污染和有机物污染。无机物污染包括酸、碱、重金属以及砷、硒等非金属化合物造成的污染;有机物污染包括农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂等造成的污染。

    一、我国土壤污染现状不容乐观

    2014年4月公布的土壤污染调查公报显示我国土壤污染情况结果不容乐观。根据国务院决定,2005年4月至2013年12月,我国开展了首次全国土壤污染状况调查,本次调查历时8年,实际调查面积是630万平方公里。调查结果显示:全国土壤总的超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%;污染类型以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染分布情况看,南方土壤污染重于北方;长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出,西南、中南地区土壤重金属超标范围较大;镉、汞、砷、铅4 种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。

    全国受污染耕地1.5亿亩,占18亿亩耕地的8.3%,大部分为重金属污染。根据2013年12月公布的第二次全国土地调查结果,我国中重度污染耕地大体在5000万亩左右,这部分耕地已经不能种植粮食。受此类污染的重点区域多是过去经济发展比较快、工业比较发达的东中部地区,长三角、珠三角、东北老工业基地。其中,珠三角地区部分城市有近40%的农田菜地土壤重金属污染超标,其中10%属于严重超标。

    场地污染指有工业厂区布局的土地上主要来自冶金、石化、化工、农药等工业行业的污染物排放导致的土壤污染。在工业化进程推进,城市用地调整过程中,工业迁出城市,形成了城市中较大规模的已受污染的遗留、遗弃场地。我国对这一污染的关注开始较晚,直到2004年原国家环保总局才要求对工业搬迁遗留的城市污染场地进行监测和修复。目前这部分土壤污染形成了城市地区对土壤修复的主要需求。

    国土部与环保部在公布全国土壤污染调查公报的同时,列举了污染土壤的三大危害。首先是土壤污染会对农产品产量和品质的影响,这既表现在作物减产、质量受损、经济效益损失,更表现在“长期食用受污染的农产品可能严重危害身体健康”。第二大危害是对人居环境安全的影响。住房、商用等建设用地土壤污染,可经口鼻摄入、皮肤接触等多种方式危害人体健康,未经治理直接开发建设的污染场地还会对人群造成长期危害。

    第三大危害是对生态环境安全的威胁。土壤污染不仅会使土壤的正常功能受损,还可能发生转化迁移,继而进入地表水、地下水和大气环境,影响其他环境介质,威胁饮用水源。

    根据环保部、发改委和国家统计局即将完成的全国第四次环保产业调查结果来看,在我国环境服务业中,涉及土壤治理的生态修复企业仅仅占3.7%,还有巨大的提升空间。

    江苏省环保产业技术研究院日前发布报告预测,从2014年至2020年,国内土壤修复市场规模可达6856亿元。

    耕地土壤环境质量堪忧,治理需求迫切。根据2014年发布的土壤污染状况调查公报数据,耕地土壤点位超标率为19.4%。全国粮食播种面积为20.27亿亩,由此推测有待修复的耕地污染面积约3.9亿亩。据估计,采用较为便宜的植物修复法修复土壤,每亩修复成本约为2万元,按照污染程度的不同,每亩耕地土壤的修复成本也有不同,目前进行修复的耕地多为污染程度比较严重的,据此推算全国耕地修复成本接近4万亿。

    二、土壤修复技术众多,国内技术尚不成熟

    智研咨询发布的《2014-2019年中国土壤修复行业市场分析及投资趋势预测报告》指出:土壤修复行业的发展依赖于相关修复技术的研发和创新,因为不同修复项目的土壤质地、污染情况以及所在地的经济社会发展条件不同,对于土壤修复提出了各异的需求,只有具备完善的土壤修复技术,才能提供更加全面,因地制宜的土壤污染治理方案。

常用土壤修复技术及其使用特点

技术名称
适用范围
费用(美元/吨)
修复周期(月)
优势
不足
挖掘填埋
高污染区
250
<3
对设备及操作要求低
不能消除污染物
客土法
大部分污染
20-50
<3
修复方法简单且速率快
不能消除污染物
土壤气提/生物气提
挥发性污染物
80-230
6-24
对挥发性有机物效果好,可与生物降解联用
要求污染土层渗透性好,地下水位影响修复,难以达到高修复效率
淋洗法
可溶性污染物
55-165
<12
适于污染严重的土壤治理
土壤须具有高渗透能力,带来的次生污染问题,土壤肥力减弱
植物修复
矿区、农田土壤
<20
>12
植物修复费用低,易操作,二次风险低,易大范围应用,修复植物可资源化利用
处理深度有限,周期长
微生物修复
农田土壤等
50-140
6-24
操作简便,环境友好
不适于高浓度污染物
化学萃取
可溶性污染物
65-300
<6
适于重污染土壤治理
处理费用昂贵,对土壤有破坏性
化学氧化
可氧化还原的污染物
150-450
<6
适于重污染土壤治理
处理费用昂贵,对土壤有破坏性
低温热脱附
具有挥发性的污染物
<150
6-12
有效去除土壤中挥发性物质,并收集其蒸气
破坏土壤中的有机质和水分,能耗较大
高温热脱附
具有挥发性的污染物
150-450
6-12
有效去除土壤中挥发性物质,并收集其蒸气
破坏土壤中的有机质和水分,能耗较大
固化/稳定化
高污染区
70-200
<6
所用物料价格便宜,易购,操作简单,处理效果较好
难以处理有机污染、成本上升快、修复难度高
剥离固化
高污染区
770
<5
稳定性高,可确保长期稳定
不能去除污染物

资料来源:智研咨询整理

    因为我国因城市工业迁移而造成的场地土壤污染问题十分严峻,所以适用于城市场地污染的修复技术在我国土壤修复市场中更受欢迎。在城市工业污染场地的修复过程中,城市这一特殊社会和地理环境对土壤修复提出了修复周期短、二次污染小、稳定性高、对土壤结构变动小等要求,根据这些要求可以选择适合城市工业污染场地的土壤修复技术。

    据欧洲环境署统计,欧洲43%的污染场地采用原位修复技术,42%的污染场地采用异位修复技术,原位和异位处理的比重大致相当。然而在实际施工中,欧洲的场地土壤污染是以原位生物处理技术应用最多,比重高达22%。此外,将已污染的土壤当做废弃物处理而非可再生资源处理的工程项目比重较大,约为37%左右。此外,由于欧洲各国具体土壤污染以及土壤质地不同等因素,各国所采用的具体土壤修复技术有所不同。

    据美国数据统计,其2002年至2005年的污染场地土壤修复中,使用原位修复技术的占所有污染源修复项目的60%,且这一比重呈现快速上升的趋势,这主要是因为原位修复技术不需要挖运土壤,相对修复成本较低。而在原位修复项目中,30%以上采用土壤蒸汽抽提技术,化学抽提也逐渐获得更多的使用,相比之下,焚烧技术因为造成二次污染而减少使用。

    我国土壤修复技术相对世界广泛应用的技术种类而言数量相对较少,虽然部分企业正在同高校等科研机构联合进行土壤修复技术的研发创新以及产业化运用,但受到研发成本以及修复成本的制约,研发规模尚小。而且,在我国很多土壤修复项目中,仍然采用最基础的土壤挖掘转移方法,这一方法对土壤污染并没有实质的去除作用。和欧美国家相比,我国土壤修复技术有待丰富和提高。

我国普遍应用的土壤修复技术

修复技术
内容
稳定、固化
物理隔离或化学转变为不活泼的物质形态,包括原位和异位两种。适用于重金属污染土壤的修复,不适用于有机物污染
化学氧化
将化学氧化剂注入土壤中,使氧化剂与污染物产生氧化反应,达到使污染物降解或转化为低毒、低迁移性产物的一 项土壤原位修复技术 。主要应用于修复污染期长和难以生物降解的污染物,比如农药污染。
化学淋洗
向土壤中注入可以促进污染物溶解或迁移的溶剂,再将液体抽离实现土壤修复。但对土壤属性要求高,不适于我国土壤环境。
生物修复
利用微生物、植物和动物将土壤、地下水中的危险污染物降解、吸收或富集的生物工程技术系统。适用于羟类及衍生物,不适用持久性有机污染物。
气提技术
降低土壤孔隙的蒸汽压,把土壤中的污染物转化为蒸汽形式而加以去除。适用于去除挥发性有机化合物。

资料来源:智研咨询整理 

本文采编:CY209
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