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科技與產(chǎn)業(yè)推廣并重,江西貴溪探索重金屬污染土壤修復機制

“毒地”修復,也能有景看有錢賺

2016年10月31日 15:15 5019次瀏覽 來源:   分類: 銅資訊   作者:

  “發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞!”“發(fā)現(xiàn)螞蟻!”“發(fā)現(xiàn)苔蘚!”“發(fā)現(xiàn)蘑菇!”……在一棵4年齡的香樟樹腳下,正在扒拉灌草的中國科學院南京土壤研究所研究員周靜,為這一連串“重大發(fā)現(xiàn)”興奮得叫起來。
  香樟樹種在江西省貴溪市濱江鎮(zhèn)柏里村九牛崗地區(qū)的重金屬污染土壤中。隨行的當?shù)刈o林員老江,對周靜的“失態(tài)”有些不解:不就是蹦出了幾只小蟲子嘛,科學家就喜歡小題大做!但對周靜來說,這些“底棲生命”是傳送佳音的“小天使”。“前不久,它們還沒來這里安家落戶,現(xiàn)在居然拖兒帶女來了,說明這片修復區(qū)的生物多樣性正在恢復。”
  上世紀八九十年代,因受周邊企業(yè)“三廢”污染影響,在九牛崗地區(qū)的土壤中,銅、鎘等重金屬含量超標,其中重度污染面積2075畝。2010年,九牛崗土壤修復工程被列入國家重金屬污染防治示范項目,中國科學院南京土壤研究所成為中標單位。經(jīng)過5年多治理,如今土壤中的有效態(tài)重金屬濃度下降50%以上,植被覆蓋率達100%。
  重金屬污染導致耕地功能喪失
  僅讓土壤鎘含量達標,就需治理10年左右
  記者在一塊重度污染區(qū)內(nèi)探尋,只見溪水潺潺、草木蔥蘢,根本看不到重金屬污染的影子。遠處的大片水稻田與周邊景觀一起,形成一派田園風光。走近觀察時才發(fā)現(xiàn),田里的稻株異常矮小,且葉片泛黃,稻穗間雜黑色。
  “這就是我們用于研究的‘鎘大米’,也就是俗稱的‘毒大米’,可不能食用。”周靜說,這塊嚴重污染的“毒地”,經(jīng)過一定程度的治理,才能種出這種水稻,但現(xiàn)在其中的鎘含量仍高達0.7毫克/千克。如果經(jīng)常食用,會導致骨質(zhì)疏松,患上“痛痛病”。上世紀六七十年代,日本在快速工業(yè)化過程中,因重金屬污染問題,導致不少人患上這種奇怪的“痛痛病”。
  目前,聯(lián)合國食品準則委員會規(guī)定,每千克大米的鎘含量不超過0.4毫克,歐盟的規(guī)定是不超過0.2毫克,我國的標準也是0.2毫克。顯然,上述水稻的鎘含量嚴重超標,離達標還有很長的一段路要走。
  跑來“看熱鬧”的當?shù)卮迕耜惢鹜?,下田摘來一?ldquo;鎘稻穗”,發(fā)現(xiàn)谷子的灌漿較差,還雜有一些黑色的死谷子。“估計畝產(chǎn)也就是200來斤,遠低于正常的700斤左右。”陳火旺介紹說,前幾年,由于污染過重,這塊田里的水稻全部爛根死掉了,最后變得寸草不生。“經(jīng)過幾年修復治理,現(xiàn)在至少能長出稻子了,我們總算有盼頭了!”
  據(jù)周靜估計,按目前治理情況,讓這塊田鎘達標成為可耕地,還要花10年左右;如果算上其他重金屬污染治理的時間,還要更久。
  公開資料表明,我國耕地土壤點位超標率分別為19.4%,重金屬污染超標問題突出,鎘是其中的首要污染物。“工礦企業(yè)排放污染物、農(nóng)田施放化肥和農(nóng)藥、畜禽養(yǎng)殖用藥等,都有可能造成土壤和農(nóng)作物中的鎘污染超標。”貴溪市環(huán)保局總工程師王璞陽表示,最好的治理辦法就是杜絕源頭污染,因為修復的難度和所需時間,遠遠超出想象。
  “排毒”需要精選技術(shù)路徑
  植物吸附的辦法讓修復看到曙光,評定標準尚在制訂
  如何進行土壤修復?就是將土壤中的重金屬提取出來,并將其轉(zhuǎn)移到安全之處。
  土壤重金屬污染具有移動性差、滯留時間長、不易被微生物降解等特點,其治理和修復難以一次到位。過去,人們常采用比較粗放的辦法,比如在南方的一些酸性紅壤地區(qū),通過撒入堿性石灰,降低土壤酸性,減少重金屬活性,從而減少農(nóng)作物對重金屬的吸附量。
  “但這只是權(quán)宜之計,解決不了根本性問題,還會使土壤退化、板結(jié)等。”周靜表示,對于人少地多的國家,土壤修復只需休耕或輪耕就可以了;但對于人多地少的中國,不僅要解決重金屬污染問題,還要讓修復的土地盡快能夠重新耕種,因而難度更大。
  周靜表示,目前最合理的技術(shù)路徑,就是有針對性地改變土壤中的重金屬活性,然后利用植物來吸附、提取和轉(zhuǎn)移。
  哪些植物的“提取功夫”更好呢?為了做好對比實驗,周靜引種了巨菌草、香根草、海州香薷、伴礦景天等數(shù)十種植物,發(fā)現(xiàn)它們各懷絕技。海州香薷本身對重金屬具有強吸附力。據(jù)測算,在重度污染區(qū),如果利用海州香薷來提取土壤中的鎘元素和銅元素,分別需要10年和60年左右,能達到我國的食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量  評價標準,即可作為農(nóng)耕地來耕作。
  修復好不好,誰說了算?目前,我國土壤修復工作尚處于摸索階段,還沒有具體的修復標準。周靜帶領(lǐng)的團隊,正在協(xié)助制定相關(guān)國家標準。“除了常規(guī)的土壤修復標準外,為了評定修復土壤的健康狀況,也許還要制定蚯蚓、線蟲、螨蟲以及微生物等單位數(shù)量標準,目前我們正在調(diào)查研究。”
  制定土壤修復的國家標準,僅僅是一個基礎(chǔ)性工作。實際上,從應(yīng)用層面看,我國的土壤修復工作,需要綜合考慮生態(tài)效果、二次污染、修復成本、經(jīng)濟效益等問題。
  土壤修復需產(chǎn)業(yè)化推進
  降低成本提高經(jīng)濟性,讓修復也有產(chǎn)出才能長效治理
  修復是個吞錢的事,如何讓其持久推進,當?shù)卣涂萍脊ぷ髡呦肓瞬簧俎k法。
  要修復污染地塊,使用市場上購買或?qū)嶒炇抑苽涞耐寥勒{(diào)理劑,成本高昂,如果沒有前端產(chǎn)業(yè)鏈支撐,實驗證明可行的辦法也難以推廣。怎么辦?經(jīng)過調(diào)查研究,周靜發(fā)現(xiàn),利用附近燃煤發(fā)電廠成本極低的廢爐灰,通過改性處理,做成的土壤調(diào)理劑也同樣有效,而且大幅降低了前端成本。
  被證明有效的吸附植物也必須有經(jīng)濟價值,才有可能大面積推廣。東非引進的巨菌草等“能源草”就讓科學家們眼前一亮。雖然對重金屬的吸附比例與普通植物差不多,但由于單位面積的生物量大,吸附效果不錯。同時,這些草“身高體壯”,可長至2米多高,每畝干草產(chǎn)量高達4—5噸,相當于2噸標準煤的燃燒熱值。用它們做生物質(zhì)油料或燃料,有較好的經(jīng)濟價值。去年,附近有一家生物質(zhì)發(fā)電廠拉走了700畝巨菌草,既解決了發(fā)電廠燃料不足的難題,又讓農(nóng)民獲得了收益。若以生物質(zhì)發(fā)電廠每噸290元的收購價計算,每畝產(chǎn)值可達1200元左右,比種植水稻的收益還高。
  引入“觀賞產(chǎn)業(yè)鏈”也是一個好辦法。周靜團隊與貴溪市政府合作,引入江西嘉禾落羽杉農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司,種下了香樟、落羽杉、廣玉蘭等景觀綠化植物,取得了初步成效。據(jù)落羽杉公司負責人朱斌介紹,他們共流轉(zhuǎn)了2000畝受污染土地,公司從2012年開始種植這些景觀植物,目前每畝苗木市值約7萬元,前不久剛賣了300多棵香樟,總金額近10萬元。其余的香樟樹在栽種3年后,也可逐步進入市場,前景很好。對于被流轉(zhuǎn)土地的農(nóng)民,當?shù)卣疵慨€500斤稻谷的價格給予補貼,農(nóng)民也因此獲得了一定補償。
  據(jù)王璞陽介紹,經(jīng)過多年研究實踐,目前貴溪確立了分類治理辦法,“貴溪模式”逐漸成形。在重度污染區(qū),主要種植觀賞性好的本地樹種,植被覆蓋度逐漸達到85%以上,以實現(xiàn)生態(tài)恢復為主要目的;在中度污染區(qū),種植有經(jīng)濟價值的纖維、觀賞或經(jīng)濟林木等植物,以獲取較好的經(jīng)濟效益;在輕度污染區(qū),在保持原有農(nóng)作物耕作基礎(chǔ)上,持續(xù)進行土壤調(diào)理,力求實現(xiàn)糧食作物達到食用標準。
  “除輕度污染區(qū)外,在重度和中度污染區(qū),由于修復情況復雜,我們認為不再適合種植水稻等食用型農(nóng)作物。”周靜表示。前年,在當?shù)卣С窒?,周靜租下一處300多畝的輕度污染區(qū)進行實驗。他用300多公斤土壤調(diào)理劑進行修復,并請當?shù)剞r(nóng)民繼續(xù)種植水稻,結(jié)果令人興奮。“經(jīng)過兩年的種植調(diào)理,如今稻米的鎘含量基本達標,說明我們的辦法有效,可以進一步推廣應(yīng)用。”

責任編輯:付宇

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