土壤污染与修复技术

土壤污染与修复技术主讲人：张耀目录土壤污染状况修复技术概述行业发展现状及市场前景我们的优势目录土壤污染状况修复技术概述行业发展现状及市场前景我们的优势我国的土壤和地下水污染事件频发•人类活动产生的污染物（pollutant）进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。•土壤被污染的程度主要决定于进入土壤的污染物的数量、强度和土壤自身的净化能力大小，当进入量超过净化力，就将导致土壤污染。什么是土壤污染？土壤污染的特点隐蔽性或潜伏性后果的严重性不可逆性和长期性水体和大气的污染比较直观，严重时通过人的感官即能发现；而土壤污染则往往要通过农作物以及摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生恶果有一个相当长的逐步积累过程。土壤一旦遭受污染后极难恢复，重金属元素对土壤的污染是一个不可逆过程，而许多有机化学物质的污染也需要一个比较长的降解时间。通过食物链危害动物和人体的健康。土壤和粮食的污染与一些地区肝肿大之间有着明显的剂量—反应关系。污染物类型以上这些化学污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥带进土壤并积累起来的。污染物（以性质分类）无机物有机物汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等污染物来源污水排放冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染灌溉土壤污染物来源工业废气气体污染，如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等气溶胶污染，如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾，雾气等液体粒子沉降或降水土壤污染物来源化肥长期大量使用氮肥，会破坏土壤结构，造成土壤板结，生物学性质恶化，影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥，会使饲料作物含有过多的硝酸盐农药农作物从土壤中吸收农药，在根、茎、叶、果实和种子中积累，通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康固体污染工业废物和城市垃圾主要危害导致农作物减产和农产品品质降低污染地下水和地表水影响大气环境质量危害人体健康•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。污染调查镉汞砷铅西北东南西南东北升高全国受有机污染物污染的农田已达3600万公顷；因油田开采造成的严重石油污染土地面积达1万公顷，石油炼化业也使大面积土地受到污染;全国受重金属污染土地达2000万公顷，其中严重污染土地超过70万公顷，其中13万公顷土地因镉含量超标而被迫弃耕。广东省珠三角多地蔬菜重金属超标率达10%～20%；湖北省受三废污染的耕地面积约40万公顷，占全省耕地面积的10%；湖南被重金属污染的耕地占全省耕地面积的25%。广东耕地以化工、电镀、印染等行业企业发展造成污染为主。江西、湖北、湖南、广西、四川、贵州、云南等省份重金属本底值本来就比较高，长期的重有色金属、磷矿等矿产资源开发、重化工业发展是耕地严重污染的重要原因。污染调查常见的专业术语环境容量背景值自净作用修复效率暴露途径未受人类污染影响的自然环境中化学元素和化合物的含量指在一定条件下环境对污染物最大容纳量土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化而使土壤污染物浓度降低甚至消失的过程经修复处理后，土壤污染物含量降低的百分比吸入污染的土壤尘及土壤中的挥发性有机污染物；通过食物链进入到人体内常见的专业术语土壤改良复合污染环境质量标准针对土壤的不良质地和结构，采取相应的物理、生物或化学措施，改善土壤性状，提高土壤肥力，增加作物产量，以及改善人类生存土壤环境的过程多元素或多种化学品即多种污染物对同一介质（土壤、水、大气、生物）的同时污染国家对污染物在土壤中的最大容许含量所作的规定，主要是在土壤中不易降解和危害较大的污染物土壤修复土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。常见的专业术语微生物降解生物修复生物转化生物富集非生物降解利用微生物、动物或植物修复污染土壤微生物把有机物质转化成为简单无机物的现象污染物经生物体或其酶的作用而发生的化学结构改变或价态变化的过程生物将环境中低浓度的化学物质，通过食物链的转运和蓄积达到高浓度的能力。物质通过化学或物理过程的降解。例如，水解、光解、还原和氧化的分解。常见的专业术语生物强化通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物，提高有效微生物的浓度，增强对难降解有机物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。好氧降解厌氧降解在有氧条件下，好氧细菌对有机物进行降解的过程在缺氧或厌氧条件下，厌氧细菌对有机物进行降解的过程微生物固定化将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术常见的专业术语植物稳定化植物在与土壤等环境介质的共同作用下，将污染物固定，从而减少其对生物与环境危害的一种植物修复方法超积累植物指那些能够超量积累重金属的植物，也有称之为超累积植物或超富集体植物挥发植物将污染物吸收到体内后并将其转化为气态物质释放到大气中的一种植物修复方法常见的专业术语植物降解利用植物分泌物直接将土壤中有机污染物降解或将污染物质吸收到植物体内，再将分解后的化合物及其分解碎片贮藏在新的植物组织中，或者使分解后的化合物完全挥发，或将其转化为二氧化碳和水，最终将污染物转化为毒性小或无毒物质的技术目录土壤污染状况修复技术概述行业发展现状及市场前景我们的优势物理修复技术热脱附蒸汽浸提(SVE)客土法加热土壤中有机污染组分到足够高的温度，使其蒸发并与土壤介质相分离的过程。将新鲜空气通过注射井注入污染区域，利用真空泵产生负压，空气流经污染区域时，解吸并夹带土壤孔隙中的VOCs经由抽取井流回地上。在污染土壤上覆盖一层清洁土壤；或者将清洁土混合于污染土壤以降低土壤污染物浓度。化学/物化修复技术固化-稳定化淋洗氧化-还原光催化降解电动力学将污染物在污染介质中固定，使其处于长期稳定状态，是较普遍应用于土壤重金属污染的快速控制修复方法，对同时处理多种重属复合污染土壤具有明显的优势。将水或含有冲洗助剂的水溶液、酸/碱溶液、络合剂或表面活性剂等淋洗剂注入到污染土壤或沉积物中，洗脱和清洗土壤中的污染物的过程。通过向土壤中投加化学氧化剂(Fenton试剂、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等)或还原剂(SO2、Fe0、气态H2S等)。通过电化学和电动力学的复合作用(电渗、电迁移和电泳等)驱动污染物富集到电极区，进行集中处理或分离的过程。生物修复技术生物联合修复植物修复微生物修复已经应用于砷、镉、铜、锌、镍、铅等重金属以及与多环芳烃复合污染土壤的修复。微生物能以有机污染物为唯一碳源和能源或者与其他有机物质进行共代谢而降解有机污染物。这种修复技术已在农药或石油污染土壤中得到应用。联合修复技术微生物/动物-植物化学/物化-生物物理-化学•根瘤菌和菌根真菌双接种能强化紫花苜蓿对多氯联苯的修复作用。•蚯蚓对PAHs污染土壤植物修复的强化效应。化学预氧化-生物降解和臭氧氧化-生物降解等联合技术已经应用于污染土壤中多环芳烃的修复。适用于污染土壤离位处理的修复技术。发展趋势目录土壤污染状况修复技术概述行业发展现状及市场前景我们的优势土壤修复迫切需要2004年《典型区域土壤环境质量状况探查研究》数据显示，珠三角该地区近40%的农田土壤重金属超标，其中10%严重超标；2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总超标率达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%；2015年《土地整治蓝皮书：中国土地整治发展研究报告No.2》显示，我国现有耕地中，有相当数量耕地受到中度、重度污染，土壤点位超标率接近20%，大多不宜耕种。土壤修复政策环境分析2014年，环保部通过《土壤污染防治行动计划》的审议，计划包括建设6个土壤环境保护和污染治理示范区，预计单个示范区的财政投入在10亿至15亿元之间；2015年，中央为支持30个地方重点区域重金属治理和37个重金属土壤污染治理与修复示范工程，下达了重金属专项资金36亿元；2015年9月28日，福建出台《福建省土壤污染防治办法》；2016年2月1日，《湖北省土壤污染防治条例》通过表决，将于10月1日起正式施行。2016年要全面实施《土十条》，到2020年，受污染耕地安全利用率达到90%左右，污染地块安全利用率达到90%以上。到2030年，受污染耕地安全利用率达到95%以上，污染地块安全利用率达到95%以上。中国土壤修复市场尚处于起步阶段，据统计，我国约43.75%土壤修复项目规模较小，集中在5000万以下。2亿以上相对大规模项目比例仅占18.75%。与美国和欧洲分别已修复30283处和80700处污染场地项目相比，我国已修复的场地数不超过200个，土壤修复市场尚处萌芽阶段，但发展态势良好。市场规模与从业企业数量双增：土壤修复市场发展分析2014年2015年12.74亿21.28亿500900以上合同签约额企业数量土壤修复工程项目建设情况项目资金来源项目分布情况土壤修复类型污染类型及投资主体相关企业修复项目项目资金来源资金问题是很多修复项目的主要障碍，与脱硫脱硝有电价补贴、污水处理有污水处理费不同，土壤修复没有一套收费机制，资金大多数依赖于政府，缺乏明晰的盈利模式。目前，70%的资金来源仍是政府，而通过市场融资的项目较少，仅6.3%。项目分布情况2015年上半年全国土壤修复类项目主要分布在11个省直辖市地区，且主要集中在江浙沪、鄂湘粤地区。两地区项目数量均占比31.6%，总计占比63.2%；投资金额分别占比37.4%和58.3%，总计占比达95.7%。可以看到江浙沪、鄂湘粤仍旧是土壤修复的主力市场。土壤修复类型2015年上半年，全国土壤修复项目仍以污染场地修复为主，其中场地修复占到总量的78.6%，耕地修复仅占7.1%。调查发现，耕地修复上半年仍处于试点阶段，预计未来的一段时间仍会维持现。污染物类型及投资主体已开展的土壤修复项目中的污染物仍旧以重金属和VOCs为主。其中重金属修复项目比例为64.1%，VOCs修复项目比例为17.9%。2015年上半年全国土壤修复项目中，投资主体为企业的超过半数，达到68.4%；政府开展的土壤修复项目则占31.6%。其中企业多以投资开发公司的形式，在地块开发前，组织并开展对退役场地的修复；而政府多以当地环境保护局、土地资源储备中心为主。相关企业修复项目2015年上半年治理企业是本地企业的项目占总量的50%以上。土壤修复工程投资金额动辄千万甚至过亿，据JIEIDatabase统计显示，2015年上半年开展的土壤修复项目中投资过亿的项目占总量的35.7%，而千万以下的修复项目仅占28.6%。土壤修复前景预测土壤修复产业具有一定的生命周期，与此相同，修复资金占GDP的比重也遵循相同的规律，即先低后高，然后再回落维稳，而且越是经济发达的国家，这种趋势越为明显。美国土壤修复资金占GDP比重我国土壤修复各细分领域市场空间市场空间巨大！目录土壤污染状况修复技术概述行业发展现状及市场前景我们的优势中科院土壤研究所生态修复项目的技术合作方和工程实施方，主要从事微生物土壤修复菌剂的研发与生产、农田与场地土壤修复工程、生态高值农业与生态扶贫工程以及农业废弃物资源化利用。公司拥有一批国际领先的研发及技术团队，具备土壤污染防治领域完整的自主知识产权，拥有研发、生产、销售及技术服务的完整功能，能够针对重金属污染、有机污染、连作障碍、盐碱化、酸化、稀土污染等多种常见农田污染提供技术解决方案公司简介司序号申请(专利)号专利名称1CN200510038453.4降低污染土壤中多氯联苯和多环芳烃的双接种生物学方法2CN200610039351.9漆酶高产菌的快速筛选方法3CN201310411124.4以桔皮为原料发酵木霉菌的生产工艺4CN201310157616.5土壤持久性有机污染物的低温等离子体处理装置及方法5