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一、技术趋势
根据环保部和国土资源部2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国土壤总的点位超标率为16.1%,其中镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种重金属污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。废气沉降、农业活动、工矿生产、固体垃圾排放以及自然背景值高是造成土壤重金属污染的主要原因。
近年来,对土壤重金属污染修复技术的研究已经逐渐转向投资少、效率高的生物修复手段,尤其是植物修复,成为该领域的研究重点。另外多种技术的组合修复、土壤重金属污染评价以及土壤重金属污染的监测预警方法等方面的研究仍是目前研究的重点和前沿。
本报告针对土壤重金属污染修复领域的基础研究和相关专利进行检索与分析,并结合相关报道对土壤重金属修复产业进行分析,揭示该领域当前的研究热点和技术特点。报告中的科技论文数据来源于美国汤森路透科技公司(Thomson Reuters Scientific)引文检索平台Web of ScienceTM核心合集数据库,并利用关键词设计检索策略,共计检出相关论文8600篇(文献类型为Article);国际专利数据来源于数据检索与分析平台DII(Derwent innovations index)数据库,通过关键词和国际专利分类号进行组合检索,共计得到相关专利3472篇。上述检索时间均为2015年7月1日,所采用的主要分析工具为TDA(Thomson Data Analyzer)、TI(Thomson Innovation)和MS Excel。
1. 土壤重金属污染修复发展态势
土壤重金属污染修复的专利申请最早出现于1974年,日本朝日化学公司发明了一种能够修复汞污染土壤的材料。随后该领域的专利技术发展较为缓慢,到80年代末才开始出现密集申请,一直到2003年始终呈缓慢增长的态势,随后该领域专利申请量略有回落,但一直处于平稳增长的阶段。
相比专利申请,土壤重金属污染修复的基础研究要相对领先,从上世纪八十年代末开始有关于土壤重金属污染修复相关研究论文的发表,虽然晚于相关专利的申请,但是一直保持快速增长的势头。并在2013年达到峰值(847篇)。
2. 土壤重金属污染修复领域重点国家/地区分布
全球共有117个国家和地区发表了土壤重金属污染修复相关研究的论文,其中发文量最多的前12个国家/地区分别是美国、中国、西班牙、英国、意大利、法国、德国、加拿大、印度、韩国、澳大利亚和日本等,其中位列前三位的美国、中国和西班牙的发文量分布占全球总量的18%、18%和8%(图2)。
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本文介绍了农田土壤重金属污染的来源及危害,简述了土壤重金属污染植物修复技术的概念和分类,并针对各种植物修复技术的修复原理、适用情况和研究实例进行详细阐述。综述了当前国内外可用于提高植物修复效率的方法措施,指出了当前植物修复技术存在的修复周期及修复效果的局限性。最后,在现有研究分析的基础上,对今后土壤重金属植物修复技术的发展方向提出了几点展望,以期为今后农田土壤重金属污染植物修复工作提
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