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2.3、土壤污染与修复科技研究与发展趋势
纵览国内外土壤污染与修复科技研究与发展, 其总体趋势表现为:
(1)在过程与效应上,从传统污染物、单一污染过程与生态效应关注到新兴污染 物及其复合污染过程与健康效应,从单一的物理、 化学或生物学过程及机制发展到多介质、多界面、多过程耦合机制。
(2)在分析与监测上,从单一的污染物含量分析到多种监测并存分析,从微观的点 源分析到宏观的多源、多尺度的土壤立体智慧监测。
(3)在风险与管理上,从健康风险到生态风险,从污染源阻隔到过程管控,融合遥感、物联网、大数据的智能风险管理。
(4)在修复技术与利用上,单 一修复技术到多技术耦合系统,从源头控制、过程阻断、净化修复、安全利用到生态开发的集成治理再发展模式。
(5)在修复材料与装备上,从单功能单目标到多功能多目标的靶向修复材料方向发展, 从服务于离场异位修复的固定式装备向支持现场原 位修复的移动式、模块化装备方向发展。
(6)在工程应用方面,从单项修复走向场地土壤污染协同智 慧修复方向发展。就近五年来的污染修复技术热点 及趋势分析而言,国际上更多地关注生物修复、植物修复、固化/稳定化等原位技术研究。例如,关注于生物群落结构对污染物去除的作用、植物生长状态对重金属的富集、长效性的固化/稳定化材料 (如生物质炭)等。总体而言,我国的研究热点与国际的相一致。
3、我国土壤污染与治理科技研发中存在的若干问题
近年来,国家高度重视土壤污染防治科技的投 入,科学技术部、国家自然科学基金委、生态环境 部、农业农村部、中国科学院等部委相继启动了一 批土壤污染过程、管控与修复重大项目,大大促进 了土壤污染防治科技的发展。但是,在我国土壤污 染与治理修复科技研发中尚存在如下重要问题:
(1)土壤环境基准是土壤环境质量标准制定的基础,可科学地反映土壤污染物的环境行为对相关受体的效应及其风险。我国土壤环境背景值和环境基准严重不足,难以满足科学制定土壤环境质量标准的需要;现有土壤环境质量标准基本上与全国土壤类型和土壤利用方式脱钩,难以支持国家及区域土壤环境标准化和差异化管理。
(2)风险评估与风险管理存在明显局限性。在场地土壤和地下水健康风险评估模型计算上缺乏我国土壤中污染物的毒性和毒理参数,更是严重缺乏本土化参数,从而造成过于保守或过于宽松的风险控制值或修复目标值,难以有力、有效地支持科学 的风险管控。迄今,我国尚缺乏大量研究支持下的、 能有效保护土壤生物安全和生态系统健康的生态风 险评估方法,亦缺乏能有效保护地下水安全的环境迁移风险评估方法。
(3)基于风险管控的稳定化技术推广应用难以降低土壤污染物超标率,难以体现土壤环境质量的改善。特别是对农用地土壤,在缺乏长效稳定调理管控材料下,需要反复施用土壤稳定剂,将严重影响良田的土壤肥力质量和健康质量。
上述问题关系到国家《土壤污染防治行动计 划》中提出的目标的实现。例如,到2030年, 全国土壤环境质量稳中向好,农用地和建设用地土壤环境安全得到有效保障,土壤环境风险得到全面管控;主要指标是到2030年,受污染耕地安全利用率达到95%以上,污染地块安全利用率达到95%以 上。
4、 我国土壤污染与治理修复科技研发展望
土壤环境安全是支撑美丽中国和健康中国建设的重要基础。防治土壤污染,保障农产品质量安全、 人居环境安全和生态环境安全,是我国乡村振兴和生态文明建设的重大战略需求。我国土壤污染防治策略应针对我国社会经济发展中面临的重点区域、 重点行业、重点污染物的土壤污染问题,以“保护优 先、综合防控、改善质量、安全利用”为土壤污染防治出发点,构建基于“基准化监管”和“净土化修复” 的土壤污染防治理论和技术创新、工程应用与管理 支撑以及产业化发展的全链条式科技创新体系,建立多学科融合、多部门协同、产学研结合和国际合 作的自主创新机制,培育具有市场开拓力和国际竞 争力的土壤修复企业,全面提升土壤污染防治科技水平,支撑和引领土壤污染攻坚战,抢占土壤污染防治领域的国际战略制高点,形成我国土壤污染治理体系,以安全健康的土壤支撑美丽中国和生态文明建设。《中华人民共和国土壤污染防治法》明确指出,国家支持对土壤环境背景值和环境基准研究, 而且修复活动应当优先采取不影响农业生产、不降 低土壤生产功能的生物修复措施。建议未来重点研究方向如下:
(1)土壤污染过程、效应与生态健康风险。包括土壤环境污染物的多尺度效应及其转化的新方法和新技术;土壤圈污染物多介质、多界面、多过程耦合动力学机制与气候变化影响预测;区域土壤复 合污染物的生物地球化学过程与环境质量演变;重 大工程活动和自然及人为灾害的土壤环境影响;土 壤中污染物与生物相互作用、致毒机理与调控机制;土壤污染的食物安全、生物安全与健康风险;原位 强化生物修复技术原理等科学问题。
(2)土壤污染监测技术、风险评估方法和环境基准。包括土壤新型污染物与环境暴露分析方法;基于人工智能和物联网的区域土壤污染快速识别与环境信息传输处理方法;土壤污染高精度调查和智慧监测系统;土壤污染生态风险、健康风险和迁移 风险评估方法及其在土壤环境基准中的应用;区域土壤环境背景值、风险评估本土化参数与土壤环境安全利用指标;基于土壤类型及利用方式下农用地土壤-作物系统污染过程-效应-风险-安全评估方法;区域土壤污染物生物有效性与环境基准/标准制定等科学问题。
(3)土壤污染修复功能材料、绿色技术和智能 装备。包括土壤污染的长效稳定/转化/去除和生物降解功能材料;土壤复合污染阻控和修复靶向技术;土壤污染植物、微生物组及其原位协同自净修复 技术;土壤和地下水污染现场原位修复的规模化智能装备;修复后土壤安全利用、评估与空间生态开发技术;农用地、建设用地、矿区油田和军事场地 等污染土壤的靶向仿生、协同精准和智慧修复等绿色可持续净土科技问题。
(4)土壤环境信息管理系统与智能服务平台。在长江经济带、黄河流域、京津冀、长三角、粤港 澳大湾区等重点区域,建立区域土壤污染与环境质量演变长期定位研究基地和多区域多要素观测网络系统;建立基于多源数据融合的国家土壤环境信息管理系统与智能服务平台等区域土壤环境精准管理与安全保障等科技问题。
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