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预测未来之污染土壤修复技术

2017-08-30 08:57来源:《环境工程学报》作者:郭书海 吴波等关键词:土壤污染土壤修复重金属污染收藏点赞

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导读:《全国土壤污染状况调查公报》显示,耕地土壤点位超标率近20%,重污染企业用地、工业废弃地、采矿区等土壤污染点位超标率高于30%,严重威胁人体健康和农产品质量安全。

土壤污染已成为世界性环境问题。20世纪70年代开始,欧美等工业化国家为解决工矿企业遗留、搬迁等形成的“棕色地块”,陆续启动了污染场地、农田土壤、矿业开发污染土壤的治理项目,污染土壤修复技术应运而生。美国于20世纪80年代建立了“超级基金(Superfund)”项目用以支持土壤污染治理,研发了一系列污染土壤治理与修复技术,并逐渐进入产业化阶段。

与西方发达国家相比,我国土壤污染现状更为严峻。《全国土壤污染状况调查公报》显示,耕地土壤点位超标率近20%,重污染企业用地、工业废弃地、采矿区等土壤污染点位超标率高于30%,严重威胁人体健康和农产品质量安全。上世纪改革开放初期,由于我国对土壤污染问题重视程度不够,技术发展起步较晚,目前设备化能力薄弱,产业化程度很低,与国际上先进的污染土壤修复技术水平相比存在较大差距。但由于其在城市发展转型、区域产业布局与农产品质量安全保障中的重要作用,已引起了政府和全社会的广泛关注。

本研究采用文献计量学方法,以经验统计规律为核心,重点对比国内外技术发展水平、发展阶段及差距,实现土壤修复技术体系的量化与系统分析,阐述我国污染土壤修复技术的未来发展情况。

1数据与方法

1.1技术初选

目前,污染土壤修复的技术体系已基本形成,如采用物理方法的气体抽提/热脱附等有机物分离技术,采用化学方法的固化/稳定化等重金属污染物钝化技术,采用生物方法的功能微生物降解等有机物削减技术,还有很多对各种方法进行组合的集成技术。同时,适合不同地区及国家的土壤环境管理政策与法规也陆续实施,逐渐形成了以风险控制为核心的制度管理体系。

根据国内外文献与专利报道,检索到的污染土壤修复技术类型很多,但大多数是在原创技术基础上经过改进和调整的衍生技术。因此,参照国内外的技术分类方法,对改进、调整及组合了的衍生技术进行归类和剔除,并兼顾各类技术的重要性和典型性,筛选出12种重要技术,其技术主要特点和应用范围详见表1。

1.2文献统计方法

本研究以ISIWebofScience的ScienceCitationIndexExpanded引文索引数据库与作为外文相关文献检索的数据源,以CNKI中国期刊全文数据库、万方数据库及维普数据库作为中文相关文献检索的数据源,以ISIDerwentInnovationsIndex专利创新索引数据库作为外文专利检索的数据源,以中国知识产权局数据库与CNKI中国期刊全文数据库作为中文专利检索的数据源。

利用关键词设计检索式,检索式如下:TS=(SoilVaporExtractionandSoil)ORTS=(ThermalDesorp-tionandSoil)ORTS=(Incinerationandsoil)ORTS=(InSituChemicalOxidationandsoil)ORTS=(ElectrokineticRemediationand(heavymetalororganic))ORTS=(Bioremediationandsoilandpollution)ORTS=((soilflushingorsoilwashingorsoilleaching)and(heavymetaloromeorCrorcadmiumorCdorleadorPbornickelorNiorarsenicorAsormercuryorHgorcopperorCuorzincorZn))ORTS=((solidificationorstabilization)andsoiland(heavymetaloromeorCrorcadmiumorCdorleadorPbornickelorNiorarsenicorAsormercuryorHgorcopperorCuorzincorZn))ORTS=(phytoremediationandsoiland(heavymetaloromeorCrorcadmiumorCdorleadorPbornickelorNiorarsenicorAsormercuryorHgorcopperorCuorzincorZn))ORTS=((oxidationordeoxidizationorreductionorredox)andheavymetalandsoil)ORTS=((contaminatedsitesorcontaminatedsoilorcontaminatedland)and(GuidanceDocumentorreferencemanualorordinanceorGuidelinesorguide)and(protectionormanagementorEnvironmentalprotectionact)),及其中文形式。

检索1982—2012年间污染土壤修复的相关研究论文与专利。检索结果中需剔除中英文重复、一稿多发、会议论文及非学术类的查询结果。共检索到研究论文共18015篇,其中,(英文论文11990篇,中文论文6025篇),专利共11000件,其中,(英文专利10234件,中文专利766件),并针对各单项技术进行分类统计。

2结果与分析

2.1国内外技术发展历程

2.1.1国际技术发展历程

污染土壤修复技术从20世纪80年代开始一直保持了持续发展,但不同种类技术的发展历程有所差异。从国际研究论文数量的绝对增长量来看(图1),植物修复从90年代末成为研究热点,近10年增幅超过10%。气体抽提、焚烧等技术在经历了一个技术高峰期后,研发投入持续减少。而生物修复、化学淋洗等技术一直维持相对稳定的研究数量。

如图2所示,基于近10年的发文量与发文增幅的比较分析,植物修复、固化/稳定化、电动力修复是近10年的新增热点;生物修复、化学淋洗和制度控制作为传统修复技术,其论文量增幅不大,但累计发文量较大,说明该类技术一直受到关注。

延伸阅读:

尚未充分打开的土壤修复市场已经引来了哪些跨界巨头?

原标题:污染土壤修复技术预测
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