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全球镉污染治理及湖南省对策研究(三)

湖南省科技信息研究所 icm-travel.com     时间:2021月04月13日   [字体: ]

 
  3 全国镉污染治理情况
  现阶段,我国镉污染的主要污染源主要来自矿石开采和工厂的三废排放,造成周边土壤及沿江流域的含镉浓度超标,对生活在周边居民的人体健康构成风险。公开资料显示,目前我国污染土壤修复技术体系主要由生物和物化修复技术组成,其中,植物修复技术研究始于20世纪90年代,发展于2000年以后,是目前研究最多,发展最快,应用最广的修复技术。“十一五”后期,国家“863”计划和北京市等地方政府才开始支持土壤气提、化学氧化还原、热脱附、淋洗等物化修复设备的研发。至今为止,我国污染场地修复设备多停留在科研装备开发或实验样机中试阶段,修复设备的产业化应用主要集中在江浙等经济发达的地区。
  经济利益的驱动下,国内房地产开发商通常采用污染物转移的方法,但是土壤挖掘加填埋只是污染物的移位,没从根本上解决问题。同时,国内挖掘填埋只是考虑到挖土、运输和填埋的费用,没有考虑污染情况跟踪和后续的环境风险监测等昂贵的后续监测成本,导致污染土壤的后续工作无法跟上,容易形成土壤的二次污染。
  3.1全国镉污染治理区域
  我国是世界上最大的水稻生产和消费国,水稻也是我国的第一大粮食作物,年种植面积约2860万hm2,占全球水稻种植面积的1/5;我国常年水稻产量约占粮食总产量的40%,年产稻米1.85亿t,占世界总产量的1/3。国内有调查显示,我国受重金属污染的耕地面积已达2000万公顷(3亿亩),占全国总耕地面积的1/6,其中受矿区污染的土地200万公顷、石油污染土地约500万公顷、固体废弃物堆放污染源约5万公顷、工业三废污染耕地近1000万公顷、污染农田面积达330多万公顷。也有调查显示,全国受污染的耕地约有1.5亿亩,污水灌溉污染耕地3250万亩,固体废弃物堆存占地和毁田200万亩,合计约占耕地总面积的1/10以上,其中多数集中在经济较发达的地区,两广与湖南是镉污染严重的三个地区。严重的土壤污染对当地人群的身体健康及粮食安全造成巨大危害。据估算,全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨(其中约有10%的大米重金属镉超标),致减产100亿公斤,造成的直接经济损失超过200亿元。
  如下表所示,我国镉污染区域主要集中镉矿开采和原料加工厂周边地区,特别是南方的有色金属矿区。受南方雨水天气及土壤自然环境的影响,加上采矿过程中管理不足,镉及化合物外流到环境中,造成镉污染的事件时有发生。同时,由于矿区周边经济环境落后,对镉污染治理的经费投入有限,导致镉在当地土壤中不断积累,形成大面积的镉污染区域,对居民的身体健康造成危害。    

    

  3.2全国镉污染治理的科研资源
  我国土壤修复技术的研发历程分为4个阶段:(1)20世纪60年代以前,土壤治理方式为物理修复,主要通过填埋、刮土、复土等措施治理退化土地;(2)20世纪70-80年代,土壤治理方式为物理修复,主要是土地资源的稳定利用,相关基本环境工程的配套;(3)20世纪90年代,土壤治理方式为物理、化学和生物恢复,但主要修复技术是土地复垦,选用先锋植物、耐性植物恢复土壤特性;(4)21世纪以来,土壤治理方式为物理、化学和生物恢复,修复技术主要采用植物、微生物、动物、固化/稳定化、土壤气提、化学氧化还原、热脱附、淋洗、化学萃取等,其中以植物修复为研发应用重点。
  3.2.1 镉污染治理的项目和成果
  如下表所示,我国对镉污染治理技术的研究资助,主要来自国家自然科学基金、国家重点基础研究规划、国家科技支撑计划项目、国家科技重大专项及各省科技厅的科研项目。
  

  

  3.2.2 镉污染治理的专利技术
  利用佰腾网专利系统,采用专利主题词检索,获得国内专利281条。经过分析发现二十世纪末,我国对镉污染治理技术并无太多关注和投入,随着现代工业化的发展,随着镉应用的范围拓展,镉使用过程中的不当废物排放等问题逐年增加,引起了民众、政府和科研机构对镉污染治理的关注度增加。下图可知,2006年后我国的镉污染治理专利呈快速增加的趋势,2012年达到44条专利申请的数量,也显示出我国对镉污染问题的解决达到了一种急不可待的态势。
  
  专利申请主要分布在辽宁、广东、四川、天津等地,其主要原因是由于研究该项技术的人员所属研究机构位于这些地方,如中国科学院沈阳应用研究所位于辽宁沈阳,四川农业大学位于四川省。近年来由于两湖地区、长三角洲的镉污染地区情况严重,当地政府加大了对镉污染治理的投入,其当地研究机构的专利申请和申请科研项目也逐年递增。

  

  

  

  从下表可以看出,中国科学院沈阳应用生态研究所的专利数量最多,其中大部分专利是以周启星教授为中心的团队开发。四川农业大学的专利主要是以张世榕教授为中心的团队研发。  

  

    

    

  

  如下图所示,从IPC技术分类来看,我国的镉污染治理技术专利主要集中在B09技术领域,占到专利申请总量的60%以上,该技术主要被应用于固体废物的处理,被污染土壤的再生等领域。其次是C12、C02、C09领域占到总量的30%左右,这些领域的技术分别涉及突变或遗传工程、微生物学、污水或污泥的处理、黏合剂等材料的应用。  

  

  3.2.3 镉污染治理的主要机构

  我国环境污染治理研究从上世纪50年代开始,全国各科研院所对当地的环境问题都有调查和研究。进入二十一世纪以来,我国环境污染情况越来越严重,受国外环保产业的理念影响,在沿海经济发达地区开始创建了具有针对性的环保企业,通过与当地高校、国外机构的合作,开展本地经济发展过程中的环境污染治理项目逐步发展壮大。

  如下表所示,我国开展镉污染治理企业的主要业务集中在土壤修复和工业废水处理项目,大部分的环保企业都不具备核心的研发团队,主要依托于当地高校的合作来研发和获取相关技术或专利。

  

  

 

彩霸王高手论坛745888-霸王论坛745888-彩霸王高手论坛三中三  我国的高校和科研机构开展环境污染研究时间长,技术积累深厚,拥有大部分的镉污染治理技术专利权。如下表所示,我国研究机构的治理技术分别在土壤、生物修复,化学改良剂,环境监测,病害毒性等领域。整体来说,我国科研机构掌握的专利和技术已包括目前全球污染治理的主流领域,并在部分领域取得了国际先进的成果。

  

 

  

  我国的镉污染治理技术和成果大部分停留在科研院所的实验和验证阶段,缺乏企业对接应用于工程。我国的镉污染土地大都被分隔成小块,治理成本高,应用技术多,效果不统一。   

    

信息来源:竞争情报研究中心
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