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全球镉污染治理及湖南省对策研究(二)

湖南省科技信息研究所 icm-travel.com     时间:2021月02月19日   [字体: ]

 
  2 全球镉污染治理情况
  

     2.1全球镉污染治理区域

  上世纪30年代开始,德国、美国等发达国家积极开采镉矿,应用于电镀产业防止钢材生锈的问题,这种工业应用主流持续到70年代。镉的性能被发掘出来作为高效能电池使用,而电池生产厂区在近年二十年已从欧洲、美国等地转移集中到东亚地区。职业性镉中毒事件也多发于东亚各国,职业性镉中毒发病人群范围小,污染区域都控制在厂区内。因此,镉污染区域大部分集中工业厂区和矿区周边地区。
  镉污染治理领域,发达国家的治理手段和方式都采取了因地制宜,美国设立了超级基金、欧盟有完整的环境保护法律和标准、日本有相对完善的防治技术标准和流程。如下表所示,国外成熟的农田耕地治理技术是客土法,城市棕地土壤修复主要是化学修复和物理固化相结合。
  

    

    

  2.2全球镉污染治理的技术发展情况
  利用Orbit专利检索系统,对镉污染治理等主题词进行检索发现,1994-2003年,国外发达国家的镉污染治理技术保持年均6条的申请高水平。2004年以后,专利的申请量大幅降低到年均3-4条。国外的镉污染爆发期主要集中在上世纪70年代,近年来发达国家将采矿、电池加工等污染产业向发展中国家转移,加上制定了相对完善的法律规定,使镉污染的源头得到有效控制。由于国外发达国家多年的镉污染治理已取得一定的成效,政府及民间团体对镉污染治理技术的研发投入减弱,技术研发转向微生物修复等领域,受研发周期长等因素影响,专利申请数量也在逐年下降。
    
      如下图所示,镉污染治理技术主要集中在日本、美国、德国三个国家,其专利申请数占到总数的50%以上,这三个国家也是镉矿开采、加工和工业化应用的主要国家。
  
  国外发达国家的镉污染治理技术主要集中在G01、B09、G08领域,G01领域主要涉及镉污染的测量和测试技术,B09技术主要涉及固体废物的处理和被污染土壤的修复,G08技术主要是信号装置。可以看出国外的镉污染治理技术主要是依靠对污染源的监测和土壤修复等工作来开展。
  
  镉污染治理技术经过多年发展,部分技术已发展成熟,根据应用土壤条件和相关因素,会造成使用效果各有差异。详细方法如下表所示。

  

  

  国外的环境治理企业受我国政策等多方面因素影响,不能进入我国的土壤修复产业,大部分与我国环保企业合作交流,或是承担工程咨询等业务。机构的具体情况如下表所示。  

   

  

  镉污染调查分析主要有两个专题,一是土壤环境与镉,包括土壤临界值、镉在土壤中的迁移、镉的形态及其生物有效性、区域土壤植物的镉污染调查及垃圾对农田镉污染的影响等研究内容;二是镉的分析测试,主要有原子吸收法、电化学法、分光光度发、色谱法等。关于镉污染的治理和控制,主要有含镉污水的处理和污染土壤的改良利用两大内容。有关污水处理方法主要是利用真菌、海泡石、凤眼莲及活性污泥等吸收和净化污水中的镉。包括工程物理发(客土)、农业化学法(包括施用各种改良剂如石灰、炉渣硅肥、天然沸石及堆肥和农作物秸秆等),生物生态法(调整耕作制度,合理轮作套种及林业生态工程治理等,镉污染植物修复法研究是当今最为热门的农作物轮种及林业生态工程治理等)。

  2.3重点国别-日本镉污染治理情况

  上世纪三十年代开始在日本富山县神通川流域,出现一种“怪病”,不少妇女进入中年以后感到身体各部位有剧痛感,骨头变脆,易发生骨折。因为疼痛难忍,患者们不断哭叫,这种病被称为“痛痛病”。由于原因不清,当时的人们认为这是长期营养不良和过度体力劳动造成的。后有医生研究发现该症状是镉中毒的表现,政府介入调查后认为1889年三井金属矿业神冈矿山开采铅锌矿产生的镉所致。开采过程中含镉污水流入当地土壤中,被当地种植农作物所吸收,进入人类的食物链,而稻米是当地的主要粮食。

  1977年富山县政府对神通川流域3000公顷农地进行了全面调查,确定1500.6公顷为污染地,开始大规模土壤修复计划。根据1971年实施的《农用地土壤污染防治法》,稻谷中镉含量超过1ppm的农用地被制定为污染地,地方政府必须消除污染。费用的派分比例为:污染企业40%、中央政府40%、地方政府20%。2013年,当地政府宣布镉污染治理成功,花费了33年时间,使用客土法修复,总共投入3.4亿美元。

  因为该事件的影响广泛,促使日本中央政府对镉污染治理项目引起高度重视。近年来,农林水产省对镉污染水稻项目等设立专项进行研究,主要承担机构是位于茨城县的独立行政法人农业环境技术研究所,由于位于日本新兴的科技战略大学筑波大学校区边上,拥有需要优秀的人才团队和资源。

  农业环境技术研究所的主要课题之一是确保粮食和环境的安全性,其中又以开发水稻的镉污染降低技术项目为主,至今已取得多项先进的研究成果。如下表所示,近年来该研究所开发和整理的治理镉污染土壤技术和方法。

   

  全球的镉污染治理技术已发展多年,植物修复和微生物修复已成主流,但是这些修复技术的周期长,经济效益还有待考证。已有客土法、化学修复和物理修复法已是成熟技术,有我们借鉴学习其成功应用和失败经验的价值。


  

      

信息来源:竞争情报研究中心
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