农田土壤污染与修复

2022-10-06

第一篇:农田土壤污染与修复

多环芳烃污染农田土壤的微生物修复技术与示范-国家科技部

附件3 863计划资源环境技术领域“多环芳烃污染农田土壤的

微生物修复技术与示范”重点项目申请指南

一、指南说明

近年来,我国土壤污染问题日益凸现,对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。其中,重金属、石油、多环芳烃等污染物导致的土壤污染尤为突出。研发经济高效的污染土壤修复技术是改善我国环境质量的迫切要求,也是世界科技的研究热点。本重点项目针对多环芳烃污染农田土壤,开展微生物修复技术研究和应用示范,形成多环芳烃污染农田土壤的微生物修复成套技术,为我国土壤多环芳烃污染修复提供有力的技术支撑。

此次发布的是本领域“多环芳烃污染农田土壤的微生物修复技术与示范”重点项目申请指南。本重点项目的任务落实只针对项目整体进行,考虑到工作的整体性很强,本项目只设1个课题。

二、指南内容

1.项目名称

多环芳烃污染农田土壤的微生物修复技术与示范 2.项目总体目标

该项目将针对我国突出的农田土壤环境多环芳烃污染问题,筛选高效微生物降解菌,研制高效微生物修复剂、微生物固定化载体材料

1 和生物表面活性剂,开发相关的研制工艺和技术设备;研发多环芳烃的微生物固定化降解技术和生物表面活性剂强化修复技术,发展原位微生物修复技术、植物-微生物联合修复技术,建立多环芳烃污染农田土壤微生物修复技术体系并开展工程示范,制定修复技术规范。通过项目研究,培养高水平的科技人才和创新团队,建立具有国际先进水平和引领作用的技术研发平台,为我国多环芳烃污染土壤环境质量改善和生态功能恢复提供技术支撑。

3.项目主要研究内容

(1)多环芳烃高效降解菌筛选及高效微生物菌剂研制:针对农田土壤多环芳烃污染,筛选多环芳烃高效降解菌,研制高效微生物修复剂,研发修复菌剂的制备工艺和技术。

(2)多环芳烃污染农田土壤的高效强化微生物修复技术:研制环境友化的微生物固定载体材料、生物表面活性剂及其关键工艺设备;开发多环芳烃污染土壤的微生物固定化修复技术和增溶强化生物修复技术。

(3)多环芳烃污染农田土壤的植物-微生物联合修复技术:研发多环芳烃污染土壤的植物-微生物联合修复技术;研制具有协同修复作用的营养调控剂,发展土壤根际生态调控与强化修复技术。

(4)多环芳烃污染农田土壤的微生物修复技术集成与示范:开

2 发多环芳烃污染农田土壤的原位微生物修复技术及微生物-植物联合修复技术,进行技术集成和工程示范,开展环境风险评估,制定修复技术规范。

4.项目主要考核指标

(1)筛选高效降解高分子量多环芳烃、具有自主知识产权的菌株5-8种,其中能定殖于根际土壤的菌株3-4种;研制出3-5种高效修复菌剂、生物表面活性剂和根际营养调控剂,开发2-3套制备工艺和设备;

(2)开发多环芳烃污染土壤微生物修复及其强化成套技术,使多环芳烃污染物降解效率达到60%以上,其中五环以上多环芳烃降解率达到40%以上;开发多环芳烃污染土壤的植物-微生物联合修复成套技术,使多环芳烃污染物降解效率达到70%以上,其中五环以上多环芳烃降解率达到40%以上;

(3)在国内不同地理环境的多环芳烃污染农田土壤上建立集成修复技术示范工程,示范面积不小于1公顷,多环芳烃的综合修复效率在70%以上。完成环境风险评估,建立多环芳烃污染土壤修复技术规范,形成2~3套多环芳烃污染农田土壤原位微生物修复技术。

(4)申请10-15项发明专利,其中2项以上获得授权。 5.项目经费来源及构成

3 本项目预算总经费为1600万元,其中国拨经费控制额800万元,示范工程配套经费不低于800万元。

6.项目支持年限:

2007年7月至2010年12月。 7.其它需要说明的事项

项目承担单位应具有从事多环芳烃污染农田土壤修复技术研究的丰富经验和良好条件。本项目鼓励产学研单位联合申请。

三、注意事项

1.本重点项目的任务落实只针对项目整体进行,考虑到工作的整体性很强,本项目只设1个课题。对于多家共同承担的,由研究单位自行组合形成项目申请团队(同一个研究组只能参加一个申请团队)。本项目采取择优委托的方式确定申请项目的研究单位的组合。

2. 凡在中华人民共和国境内注册一年以上,具有独立法人资格的企业(不包括外国独资企业和外资控股企业)、事业单位均可承担本项目或课题。

3.重点项目课题责任人必须是法人,法人是当然的课题依托单位,且须指定一名自然人担任课题组长。课题组长应具有中华人民共和国国籍,年龄在55周岁以下(截止指南公布之日),具有高级职称或博士学位,每年(含跨连续)离职或出国的时间不超过半年,

4 过去三年内没有863计划信用管理不良记录。

4.课题组长申请及负责的科技部三大计划(863计划、科技支撑计划和973计划)在研课题累计不得超过一项,同时可参加一项课题(申请或在研);每个参加课题的技术人员最多只能参与三大计划中两项课题的工作。科技部及所属事业单位借调的与863计划相关的人员不能申请或参加申请。

5.申报程序和要求:

本项目通过国家科技计划项目申报中心统一申报。申请指南在科技部及863计划网站上公开发布。

6.咨询联系人及联系方式 联系人:

柯 兵

张书军

联系电话:010-58884866,58884868 Email: kebing@acca21.org.cn; zhshujun@acca21.org.cn

第二篇:“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”

重点专项2018项目申报指南

近年来,农业面源和重金属污染问题已成为我国广泛关注的重大农业生态环境问题,对现代农业和社会经济的可持续发展、农业生态环境安全和农产品质量安全构成了严重威胁。十多年的科学研究和大量的实践证明,由于我国农业生态环境的特殊性,照搬国外技术与理论无法切实解决我国农业领域所面临的重大环境和科学问题,难以有效地遏制农业环境污染和日趋加剧的发展态势。围绕我国农业面源污染、农田重金属污染防治的重大战略需求,实施“农业面源污染和重金属污染农田综合防治与修复”国家重点研发计划重点专项十分必要而迫切。

为贯彻十八届五中全会绿色发展理念和《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革方案的通知》(国发„2014‟64号)文件精神,落实《全国农业可持续发展规划(2015-2030)》确定的“保护耕地资源,防治耕地重金属污染”、“治理环境污染,改善农业农村环境”重点任务,聚焦我国农田农业面源和重金属污染问题,按照“基础研究、共性关键技术研究、技术集成创新研究与示范”全链条一体化设计,组织实施“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”

1 重点专项。

本专项以我国农业面源污染高发区和重金属污染典型区为重点,以农田面源污染物和重金属溯源、迁移和转化机制、污染负荷及其与区域环境质量及农产品质量关系等理论创新为驱动力,突破氮磷、有毒有害化学生物、重金属、农业有机废弃物等农田污染物全方位防治与修复关键技术瓶颈,提升装备和产品的标准化、产业化水平,建设技术集成与示范基地。到2020年,示范区实现氮磷和农药污染负荷降低20%以上、农药残留率降低30%以上,污染农田重金属有效性降低50%以上、农产品质量符合食品安全国家标准,农业有机废弃物无害化消纳利用率达到95%。

围绕专项总体目标,衔接农业面源和重金属污染防治与修复基础研究,共性关键技术、产品和装备研发,技术集成与示范的全产业链三个层次,设臵35个研究方向项目,其中基础研究7个,关键技术研发15个,典型应用示范13个。根据专项统一部署,依据国家重大需求、问题的突出性和紧迫性、基础和技术需求的重要性和关键性、区域分布代表性和典型性的原则,2016年第一批启动11个研究方向项目,其中基础研究4个、关键技术研发5个、典型应用示范2个;2017年第二批启动15个研究方向项目,其中基础研究3个,关键技术研发9个,集成应用示

2 范3个。在前两批启动项目基础上,2018拟启动 9个研究方向项目,其中关键技术研发 1个,技术集成与示范8个,拟安排国拨经费1.3亿元。项目实施周期为2018年1月1日至2020年12月31日。

一、关键技术研发

1. 集约化养殖粪污污染综合防治技术与装备研发 研究内容:针对主要畜禽种类集约化养殖过程中粪污环境污染问题,研发主要畜种集约化养殖场规划布局、环保型畜禽舍设计、粪污污染控制规程;研发集约化养殖粪污收储运的智能化控制系统及关键技术设备;研发集约化养殖业粪污高效转化利用关键技术及专用设备;研发主要畜种集约化养殖环境与粪污无害化检测技术及装备;开展基于污染防治的集约化养殖场综合养分管理技术应用及其经济与环境效应评价研究。

考核指标:【约束性指标】编制粪污污染控制技术规程2套,粪污收集、运输和贮存的智能化控制关键技术设备3套,研发粪污处理技术专用设备3套,研发粪污无害化检测技术规程3套;提出粪污污染综合防治技术方案3套;获得国家发明专利6件,有效转化3件。开展集约化养殖粪污污染防治技术和设备的试验示范,实现集约化养殖业粪污无害化利用率达到90%。【预期性指标】编制主要畜种集约化养殖粪污污染防治技

3 术标准草案4项;发表SCI论文10篇。

执行期限:2018~2020年 拟支持项目数:1-2项

二、技术集成与示范

2.长三角镉砷和面源污染农田综合防治与修复技术示范 研究内容:针对长三角经济发达地区工业化和农业集约化程度高所引起的农田重金属和面源污染加剧问题,以都市和城郊生态农业、生态高值农业、休闲农业发展对生态环境质量高要求为目标,集成农田重金属污染物阻断技术与材料、设施农业水肥一体化技术及氮磷流失削减技术、农田有毒有害化学/生物污染防控技术与产品、典型农业废弃物资源化无害化处理技术、集约化农田生态种养技术和模式;优化配套重金属低积累作物品种、超富集植物间套作技术、生态修复技术和农艺管理措施;应用农业面源和重金属污染检测技术、设备和标准,开展重金属污染和面源污染的监测和评价,建立区域重金属和面源污染的预警系统;构建长三角高度集约化农业重金属和面源污染综合防治与修复技术模式,编制技术规范,开展工程化应用。

考核指标:【约束性指标】形成长三角高度集约化农业重金属和面源污染综合防治与修复技术模式4套,编制技术规范

44 项,建设农业废弃物污染控制技术工艺生产线1条,年处理能力10000吨。建立长三角高度集约化农业重金属和面源污染综合防治与修复集成技术示范区,核心区面积500亩,示范区5000亩。示范区实现土壤镉、砷等重金属去除率达20%以上,有效性降低50%以上,氮磷和农药污染负荷削减25%以上,农产品质量符合国家食品卫生标准,农业废弃物利用率达到85%以上。【预期性指标】技术辐射推广1万亩,实现污染负荷削减目标,培训技术人员3000人次。

执行期限:2018~2020年 拟支持项目数:1-2项

3. 黄淮海粮食主产区面源和重金属污染综合防治技术示范

研究内容:针对黄淮海粮食主产区由于农业生产资料不合理投入导致面源污染和污灌、矿业冶炼等活动导致的重金属污染问题,以典型地表水源污染区域为目标,集成小麦玉米主产区氮磷淋失阻控技术与产品、农田有毒有害化学/生物污染防控技术与产品、秸秆等农业废弃物无害化处理技术与设备;优化氮磷等农业面源污染防控技术、重金属污染农田安全利用和修复技术;构建黄淮海粮食主产区农田面源和重金属污染综合防治与修复技术模式,编制技术规范,建设海河、黄河、淮河流

5 域粮田面源和重金属污染综合防治与修复集成技术示范区。

考核指标:【约束性指标】形成黄淮海粮食主产区主要种植制度面源和重金属污染综合防治和修复技术模式4套,编制技术规范4项,建设、改造作物秸秆无害化处理技术生产线1条。建立黄淮海粮食主产区面源和重金属污染综合防治与修复集成技术示范区,核心区1万亩,示范区3万亩。示范区实现氮磷污染负荷削减20%以上,土壤重金属去除率达到20%以上,或有效性降低50%以上,农产品质量达到国家食品卫生标准,农业废弃物无害化消纳利用率提高到95%。【预期性指标】技术辐射推广20万亩,实现污染负荷削减目标,培训技术人员4000人次。

执行期限:2018~2020年 拟支持项目数:1-2项

4. 黄淮海蔬菜主产区面源污染综合防治技术示范 研究内容:针对黄淮海蔬菜主产区农业投入品与产出品导致的农业面源污染问题。集成菜田氮磷污染负荷削减技术与产品、农药等农田有毒有害化学/生物污染防控技术与产品、尾菜等典型农业废弃物无害化处理技术与设备;优化配套低污染蔬菜种植模式、水肥一体氮磷流失阻控技术、农田尾菜资源化利用技术、种植/养殖/加工相结合资源高效循环农业模式;构建

6 黄淮海菜田面源污染综合防治技术模式,编制技术规范,建设黄淮海蔬菜主产区面源污染综合防治集成技术示范区。

考核指标:【约束性指标】形成黄淮海蔬菜主产区面源污染综合防治技术模式4套,编制技术规范4项,建设蔬菜废弃物无害化利用技术生产线1条,年处理能力8000吨。建立蔬菜主产区面源污染综合防治集成技术示范区,核心区0.5万亩,示范区1万亩。示范区实现氮磷、农药污染负荷削减20%-30%,农药等农田有毒有害化学/生物污染物残留率降低20%以上,蔬菜废弃物无害化消纳利用率提高到95%。【预期性指标】技术辐射推广5万亩,实现污染负荷削减目标,培训技术人员4000人次。

执行期限:2018~2020年 拟支持项目数:1-2项

5. 长江中游双季稻区面源污染综合防治技术示范 研究内容:针对低丘-平原混合河网发达,以水稻种植和畜禽养殖为农业主产业的区域特点,综合集成氮磷高效水稻品种、农田氮磷和有毒有害化学品等污染物的源头减量、稻秸资源化利用等农田面源污染防控技术、产品与设备;优化养殖污染物的控制与资源化利用技术与设备、径流输移和汇流区生物净化等小流域面源污染防控技术;构建长江中游低丘-平原混合河网

7 双季稻区农业面源污染综合防控模式,编制技术规范,开展示范推广。

考核指标:【约束性指标】形成长江中游低丘-平原混合河网双季稻农业面源污染综合防治技术模式4套,编制技术规范4项,建设秸秆和养殖污染物高效利用生产线2条,生能达到5000吨/年;建立区域面源污染综合防治技术集成与示范区,核心区1万亩,示范区5万亩。示范区氮磷和农药等污染物负荷削减30%以上,农田有毒有害等化学品残留量降低20%以上,农业废弃物无害化利用率达到95%。【预期性指标】技术辐射推广50万亩以上,实现污染负荷削减目标,培训技术人员4000人次。

执行期限:2018~2020年 拟支持项目数:1-2项

6. 西南粮食主产区砷镉污染综合防治与修复技术示范 研究内容:针对西南粮食主产区由于地质高背景、次生富集和风化程度高等特点,在碳酸岩、玄武岩等不同母质的土壤区,建立农田地质高背景土壤重金属的综合调控技术示范区,编制基于污染快速监测技术的污染农田安全种植区划和监管技术体系;集成农田重金属污染协同钝化阻隔、植物萃取技术产品与装备、耕地安全利用技术与产品;优化配套低积累作物品

8 种及农艺管理措施;建立地质高背景地区土地安全利用和规划整治的区划模式,构建西南砷镉等为主的重金属污染农田综合防治与修复技术模式,编制技术规范,开展示范应用。

考核指标:【约束性指标】建立农田地质高背景土壤重金属综合调控技术方案1套,建立基于重金属快速监测技术的分区分级治理方案1套,形成西南砷镉等重金属污染农田综合防治与修复技术模式3套,编制技术规范3项,建设1条年产5000吨的重金属钝化剂/活化剂生产线。建立重金属污染农田综合防治与修复集成技术示范区,核心区1000亩,示范区5000亩。示范区土壤砷镉去除率达到20%以上,有效性降低50%以上,农产品质量达到国家食品卫生标准。【预期性指标】技术辐射推广1.0万亩,实现重金属污染修复目标,培训技术人员3000人次。

执行期限:2018~2020年 拟支持项目数:1-2项

7. 华南镉铅污染农田修复与安全利用技术示范 研究内容:针对华南地区由于矿山开发、冶炼导致的流域性农田重金属污染问题,集成农田重金属污染防治地球化学工程技术、协同钝化阻隔技术、植物萃取技术产品与装备、植物间套作修复技术等;建立针对不同类型金属矿体、冶炼加工、矿山废弃物、尾矿、酸性矿山废水、污染地表水和土壤的重金

9 属污染源阻断、过程控制、末端治理的全过程、一体化示范工程;构建华南区域性镉铅等重金属污染农田修复与安全利用技术模式,编制技术规范,开展示范应用。

考核指标:【约束性指标】形成矿山周边镉铅等重金属污染农田一体化修复与安全利用技术模式2套,编制技术规范2项,建立配套的超富集植物快速育苗、安全焚烧等成套技术设备1套。建立华南地区镉铅为主的重金属污染农田修复与安全利用集成技术示范区,核心区500亩,示范区2000亩。示范区实现土壤镉铅去除率达到20%以上,有效性降低50%以上,农产品质量达到国家食品卫生标准。【预期性指标】技术辐射推广2万亩,实现重金属污染修复目标,培训技术人员3000人次。

执行期限:2018~2020年 拟支持项目数:1-2项

8. 西北面源污染农田综合防治技术示范

研究内容:针对西北地区由于农田径流流失及地膜导致的农业面源污染问题,集成水土流失型氮磷面源污染阻截技术与产品、农用地膜等有毒有害化学污染防控技术与产品、作物秸秆等典型农业废弃物无害化利用技术与设备;优化配套区域农业面源污染生态防控技术、农用地膜的高效回收及综合利用技术、低污染作物替代技术;构建西北地区农业面源污染综合防

10 治技术模式,编制技术规范,开展工程化推广应用。

考核指标:【约束性指标】形成西北地区农业面源污染综合防治技术模式4套,编制技术规范4项,建立农业废弃物污染控制技术生产线1条,年处理能力达到8000吨。建立农用地膜回收综合利用与示范区(点)1个,集成农用地膜回收综合利用工艺或设备1套。建立西北地区农业面源污染综合防治集成技术示范区,核心区2万亩,示范区5万亩。示范区实现氮磷、农药污染负荷削减20%以上,农田有毒有害化学/生物污染物残留量降低20%以上,农业有机废弃物无害化利用率提高到95%。【预期性指标】技术辐射推广30万亩以上,实现污染负荷削减目标,培训技术人员3000人次。

执行期限:2018~2020年 拟支持项目数:1-2项

9. 东北粮食主产区农业面源污染综合防治技术示范 研究内容:针对东北粮食主产区由于冻融型氮磷流失及作物秸秆等面源污染问题,集成冻融型氮磷流失污染阻截技术与产品、除草剂等农田有毒有害化学污染防控技术与产品;优化冻融水拦截消纳技术、东北秸秆肥料化、燃料化、饲料化综合利用与装备、导流回灌技术、种养一体化消减技术;构建东北粮食主产区农业面源污染综合防治技术模式,编制技术规范,开展规模化应用。

11 考核指标:【约束性指标】形成东北粮食主产区农业面源污染综合防治技术模式3套,编制技术规范3项,建设、改造土壤改良剂、秸秆快速腐解菌剂生产线2条,年生产能力分别达到10000吨和20吨。建立东北地区玉米秸秆肥料化燃料化能源化饲料化等综合利用技术集成与示范区(点)1个,集成东北秸秆综合利用设备或工艺1套;建立东北粮食主产区农业面源污染综合防治集成技术示范区,核心区2万亩,示范区5万亩。示范区实现氮磷、农药污染负荷削减20%以上,农田有毒有害化学/生物污染物残留量降低20%以上,农业有机废弃物无害化消纳利用率提高到95%。【预期性指标】技术辐射推广50万亩以上,实现污染负荷削减目标,培训技术人员4000人次。

执行期限:2018~2020年 拟支持项目数:1-2项

12

第三篇:“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”重点专项2017项目(编制大纲)

“农业面源和重金属污染农田综合防治与 修复技术研发”重点专项2016申报指南

项目申报全流程指导单位:北京智博睿投资咨询有限公司

— 1 —

近年来,农业面源和重金属污染问题已成为我国广泛关注的重大农业生态环境问题,对现代农业和社会经济的可持续发展、农业生态环境安全和农产品质量安全构成了严重威胁。十多年的科学研究和大量的实践证明,由于我国农业主产区的污染负荷与复杂性世所罕见,照搬国外既有理论和技术无法切实解决我国在农业领域所面临的重大理论和技术挑战,难以有效地遏制严重的环境污染现实和日趋加剧的发展态势。

我国在近十年中针对农业面源和重金属污染的热点问题和地域开展过不少研究工作,打下了一定的科学理论和技术研发基础。但形成的理论和技术多数仅停留在“实验室”和“论文”里,很少得到大规模应用,还存在局部化、短期化、前后工作衔接差等问题,难以满足我国农业面源和重金属污染复杂性、隐蔽性、持续性的科学和技术需求,也不足以为政府决策、市场和社会需求提供有力支撑。因此,以本领域国家和地方启动科技计划形成的科研成果为基础,凝聚基础研究、技术研发、推广示范和政策管理方面的国内科研和科技成果转化力量,开展相互衔接的农业面源和重金属污染危害机理和防控机制基础理论研究,防治和修复重大关键技术、产品与装备研发,以及技术集成工程化示范应用工作,以期实现农业面源和重金属污染农田有效防治、农业生态环境质量和农产品质量有效提升的多重目标。

为贯彻十八届五中全会绿色发展理念和《国务院关于改进加 — 2 —

强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》(国发„2014‟11号)文件精神,落实《全国农业可持续发展规划(2015-2030)》确定的“保护耕地资源,防治耕地重金属污染”、“治理环境污染,改善农业农村环境”重点任务,聚焦我国农田农业面源和重金属污染问题,按照“基础研究、共性关键技术研究、技术集成创新研究与示范”全链条一体化设计,组织实施“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”国家重点研发计划重点专项,以期加快解决我国在农业环境领域基础研究系统性不足,重大共性关键技术瓶颈突破性不强,技术有机集成应用可操作度不高等问题,为食品安全、水环境安全和公众健康提供基础保障,大力促进国家生态安全体系建设。

本专项总体目标:以我国农业面源污染高发区和重金属污染典型区为重点,以农田面源污染物和重金属溯源、迁移和转化机制、污染负荷及其与区域环境质量及农产品质量关系等理论创新为驱动力,突破氮磷、有毒有害化学生物、重金属、农业有机废弃物等农田污染物全方位防治与修复关键技术瓶颈,提升装备和产品的标准化、产业化水平,建设技术集成示范基地。到2020年,示范区实现氮磷和农药污染负荷降低20%以上、农药残留率降低30%以上,污染农田重金属有效性降低50%以上、农产品质量符合国家食品卫生标准,农业有机废弃物无害化消纳利用率达到95%。

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围绕专项总体目标,衔接农业面源和重金属污染防治与修复基础研究,共性关键技术、产品和装备研发,技术集成示范的全产业链三个层次,设置35个项目。其中基础研究设置7个项目(项目1-7),重大共性关键技术研发设置15个项目(项目8-22),技术集成应用示范设置13个项目(项目23-35)。2016首批发布三个层次中的12个项目指南,项目实施周期为2016年1月1日-2020年12月31日。

1. 农业面源和重金属污染防治与修复基础研究 1.1 农田氮磷淋溶损失污染与防控机制研究

研究内容:以易产生农田氮磷淋溶损失的区域为对象,基于种植制度、施肥、灌溉制度、农业生产方式、气候等因素,研究施肥和灌溉方式下潮土、黑土、褐土类型典型旱作制度(玉米、小麦、菜田等)氮磷淋溶的时空规律与强度;研究农田淋溶损失氮磷的土体分布规律及迁移扩散速率与主控因子,确定淋溶氮磷的地下水污染风险等级及向水体迁移的强度;研究农田氮磷淋溶控水、控肥、耕作制度改进等关键措施,明确阻控机制与效果;提出土壤氮磷淋溶损失控制的理论与途径。

考核指标:【约束性指标】提出农田系统氮磷输入、积累、富集、淋失之间的定量化关系理论,建立典型种植制度氮磷因子监测与评估指标体系1套,提出氮磷淋失的防控机制,发表高水平SCI论文30篇。【预期性指标】编制农田氮磷淋失负荷消减标 — 4 —

准草案2项。

拟支持项目数:1-2项。

1.2 农田有毒有害化学/生物污染与防控机制研究

研究内容:研究农田系统中典型农药、抗生素、酞酸酯、激素、病原微生物等污染特征、环境因子及影响机制,解析农业投入品中有毒有害化学/生物污染来源;研究农田土壤有毒有害化学污染物的结合残留机理与迁移转化规律;研究土壤病原微生物存活、生物膜形成特征与传播途径,抗性基因增殖与扩散机理;研究有毒有害化学/生物污染物对农田系统影响途径、效应及机制;提出农田有毒有害化学/生物污染的防控措施。

考核指标:【约束性指标】明确农田有毒有害化学/生物污染机制,建立典型种植制度因子监测与评估指标体系1套,提出其防控理论与措施,发表高水平SCI论文30篇。【预期性指标】编制农田有毒有害化学/生物污染防控标准草案5项。

拟支持项目数:1-2项。

1.3 农田和农产品重金属源解析与污染特征研究

研究内容:选择典型粮食、蔬菜主产区的重金属污染农田,研究工业活动、农业活动、大气沉降、地质背景等不同途径导致土壤与农产品中重金属积累过程、污染历史与污染源识别/解析方法;研究典型区土壤中典型重金属输入输出通量、赋存形态及与农产品安全的耦合关系;基于产地土壤、农产品、投入品、污染

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源等基础大数据,探索区域及田块尺度土壤重金属污染源-汇耦合关系以及时空变化规律;揭示重金属污染与农产品安全关系规律,提出农田重金属防控指标体系,构建农产品安全评价模型。

考核指标:【约束性指标】构建农田土壤重金属来源识别方法与理论体系,明确土壤-植物系统中典型重金属污染防控机理,制定重金属污染定量化输入输出清单1套,发表高水平SCI论文30篇。【预期性指标】编制农田重金属防控标准草案4套。

拟支持项目数:1-2项。

1.4 农田系统重金属迁移转化和安全阈值研究

研究内容:研究典型重金属在农田系统中的环境界面过程与分子机理,解析污染物多形态转化过程及其生物有效性;研究重金属对土壤生物及其生态系统结构与功能的潜在毒害作用与机理,明确重金属对农田生态系统的胁迫作用;研究典型区域农田土壤生物对重金属的毒性响应与解毒机理,确定土壤重金属污染生物标志物和风险评估方法;确立基于食品限量标准和生态系统健康的土壤重金属安全阈值。

考核指标:【约束性指标】探明土壤-植物系统中典型重金属迁移转化过程与调控机理、微观作用过程,建立安全阈值,发表高水平SCI论文30篇。【预期性指标】编制农田系统典型重金属风险评估方法标准草案3项。

拟支持项目数:1-2项。

— 6 —

2. 农业面源和重金属污染防治与修复共性关键技术研发 2.1 水土流失型氮磷面源污染阻截技术与产品研发 研究内容:研发治沟造地水利设施综合配套与水资源高效利用技术和标准;研发治沟造地工程地质与农田土壤湿陷稳定技术与标准;研发新造耕地土壤氮磷增容提质改良技术与旱地生态农业修复技术;研发高效拦截环保材料、高效吸收去除的生物质材料;构建源头削减-生物隔离-湿地消纳过程拦截和蓄存调节相结合的高效生态拦截技术系统。

考核指标:【约束性指标】研发水土流失型氮磷面源污染阻截技术5项、阻截材料4种,编制技术标准草案3项;获得国家发明专利5件,专利技术产品实现有效转化1件;开展面源污染阻截技术与材料的试验示范,实现氮磷流失负荷削减20%以上。【预期性指标】阻截技术实现工程化应用1项;发表SCI论文8篇。

拟支持项目数:1-2项。

2.2 水稻主产区氮磷流失综合防控技术与产品研发 研究内容:研究稻田在典型种植模式(单季稻、双季稻、水-旱轮作,以及冬闲、冬泡)、耕作方式(免耕、少耕、旋耕、深耕)、排灌和施肥制度下氮磷的流失时空特点及强度,以及稻田流失氮磷对邻近水系(塘、库、湖、河流)的输出强度及污染风险;研究稻田氮磷流失的田间控制技术、迁移过程阻控技术,以及受

— 7 —

污水体高效生物净化与资源化利用技术;构建基于稻田氮磷流失综合防控技术体系。

考核指标:【约束性指标】开发稻田氮磷流失拦截新技术3项,形成技术产品3种;获得国家发明专利3件,专利技术产品实现有效转化1件;开展稻田氮磷流失综合防控技术试验示范,氮磷流失负荷下降30%以上。【预期性指标】编制稻田氮磷流失拦截技术标准草案3项;发表SCI论文10篇。

拟支持项目数:1-2项。

2.3 农业废弃物好氧发酵技术与智能控制设备研发 研究内容:农业废弃物好氧发酵过程中碳氮转化损失规律,以农业有机废弃物微生物转化与降解机制理论为依据,研发堆肥氨挥发回收技术和设备;研发高效、智能型畜禽粪便、秸秆等有机废弃物好氧发酵一体化技术,优化关键工艺参数与自控技术,以及发酵过程中重金属快速钝化技术;研制集成高效灭菌、生物除臭、快速发酵、重金属钝化、自动在线检测一体化设备;研发发酵产物生产栽培基质、肥料和土壤修复剂等环保产品的资源化高效利用技术;建立相应技术规范和示范工程。

考核指标:【约束性指标】研制出低成本、高效率、智能化的一体化好氧发酵技术设备3套;研发农业有机废弃物好氧发酵技术、重金属钝化技术和高效生物除臭技术3项;研发基质、肥料和修复剂产品10种;获得发明专利5件,实现工程化应用2件。【预 — 8 —

期性指标】编制技术和产品标准草案2项;发表SCI论文8篇。

拟支持项目数:1-2项。

2.4 农田重金属污染阻隔和钝化技术与材料研发

研究内容:研发高效、廉价、环境友好型农田土壤重金属污染钝化与阻控技术与产品;研发重金属污染农田作物叶面生理阻隔技术与产品;研发重金属污染农田土壤农艺阻控技术;研发中轻度重金属污染农田土壤钝化阻控-富集移除技术;研发重度污染农田土壤高效钝化-农艺调控-植物阻控耦合技术。

考核指标:【约束性指标】研发重金属污染农田阻隔、钝化技术4项,获得阻隔品种和钝化材料10种,形成污染土壤钝化阻隔技术产品生产线1条;获得发明专利10件,有效转化1件;开展重金属污染农田阻隔、钝化技术试验示范,实现重金属有效态含量降低50%以上,农产品质量符合国家食品卫生标准。【预期性指标】编制重金属污染农田钝化阻隔技术标准草案2项;发表SCI论文10篇。

拟支持项目数:1-2项。

2.5 重金属污染农田的植物萃取技术、产品与装备研发 研究内容:针对不同程度和不同类型的镉、砷、铅等重金属污染农田,研发基于重金属超累积植物修复及资源化利用技术;研发中轻度重金属污染土壤阻控-富集修复技术;研发高效的镉、砷、铅等重金属植物萃取、活化技术,以及配套的工厂化育苗和

— 9 —

收获物无害化技术设备,实现植物萃取技术的标准化及成套化;研发强化植物萃取技术及其组合工艺和技术规范;从土壤、作物和生态环境等角度系统评价修复技术效率、经济性、安全性和稳定性。

考核指标:【约束性指标】形成标准化的镉、砷、铅等重金属污染农田植物萃取及组合技术4-5项;研发出高效镉、砷、铅等重金属活化剂制备工艺和装备1套,形成生产线1条;获得国家发明专利6件,有效转化2件;技术、产品与装备在示范区集成应用,实现土壤镉砷等去除率达50%以上。【预期性指标】编制植物萃取及组合修复技术标准草案4项;发表SCI论文10篇。

拟支持项目数:1-2项。

2.6 农业面源和重金属污染监测技术与监管平台研发 研究内容:针对我国典型农田面源污染和重金属污染发生特征,研发面源和重金属污染快速检测、监测技术和装备,开展动态监测,实现相关数据的动态采集与分析;以多空间尺度和长时序监测为基础,开发基于“互联网+”的区域污染信息空间和属性数据库和大数据平台;建立农业面源和重金属污染生态风险综合评价指标体系和生态风险扩散模型;在监测数据库和风险评估系统的支持下,构建农业面源污染和重金属污染管理决策系统;开展污染对农田生态系统服务的影响及价值损益评估,建立不同时段和空间尺度生态补偿机制,提出适应不同生态系统污染风险 — 10 —

管理模式。

考核指标:【约束性指标】研发农田面源污染和重金属污染动态监测技术2项、设备2项;建立农业面源和重金属污染空间和属性数据库1个;建立农业面源和重金属污染管理决策平台1个;获得国家发明专利6件、计算机软件著作权5件。动态监测在技术试验示范区应用。【预期性指标】发表SCI论文8篇。

拟支持项目数:1-2项。

3. 农业面源和重金属污染防治与修复技术集成示范 3.1 京津冀设施农业面源和重金属污染防控技术示范 研究内容:以京津冀地区典型设施农业污染类型为对象,以氮磷淋失的防控机制、农田有毒有害化学/生物污染机制、农田重金属污染特征为基础,集成农田氮磷淋溶或流失防控技术、农业废弃物好氧发酵技术与智能设备、农田重金属污染阻隔和钝化技术与材料、农田重金属污染地球化学工程修复技术,优化配套有机肥源磷素投入阈值控制技术、高氮磷残留土壤修复与利用技术、农田尾菜资源化全量利用技术,构建京津冀设施农业面源和重金属污染综合防治与修复技术模式,形成技术规范。开展典型设施农业类型污染农田综合防治与修复技术模式的工程化应用。

考核指标:【约束性指标】形成京津冀设施农业面源和重金属污染防治技术3项、综合防治与修复技术模式4套,制定技术规范4项。形成高效、智能型有机废弃物好氧发酵技术生产线1条,

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年生产能力达到5000吨;建立京津冀设施农业面源和重金属污染防治与修复集成技术示范区,核心区0.5万亩,示范区1万亩,示范区实现氮磷和农药污染负荷削减25%以上,农药残留率下降30%以上,重金属有效性降低50%以上,农产品质量符合国家食品卫生标准。【预期性指标】技术辐射推广3万亩,实现示范区污染负荷削减目标,培训技术人员3000人次。

拟支持项目数:1-2项。

3.2 长江下游农业面源和重金属污染防控技术示范 研究内容:以长江下游典型种植制度为主要对象,以氮磷流失的防控机制、农田有毒有害化学/生物污染机制、农田重金属污染特征为基础,集成稻田氮磷流失综合防控技术与产品、农业废弃物好氧发酵技术与智能设备、农田重金属污染阻隔和钝化技术与材料、农田重金属污染地球化学工程修复技术,配套养分流失多级循环利用耦合技术、重金属复合低积累作物品种、稻田增氧提效与重金属钝化技术,构建长江下游氮、磷、农药面源污染物截留减排、重金属污染综合防治与修复技术模式,形成技术规范。开展长江下游典型种植制度污染综合防治与修复技术模式工程化示范。

考核指标【约束性指标】:长江下游氮、磷、农药面源污染物截留减排、重金属污染综合防治与修复技术模式6套,制定技术规范6项;形成农药生物降解菌剂生产线各1条,年生产能力 — 12 —

达到30吨。建立长江下游污染综合防治与修复技术示范区,核心区1万亩,示范区2万亩;示范区氮磷和农药污染负荷削减30%以上,农药残留率下降30%以上,重金属有效性降低50%以上,农产品质量达到国家食品卫生标准,农业废弃物无害化消纳利用率提高到95%。【预期性指标】技术辐射推广5万亩以上,实现示范区污染负荷削减目标,培训技术人员5000人次。

拟支持项目数:1-2项。

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申报要求

1. 项目申请书须经过国务院有关部门(直属机构、直属事业单位)科技主管机构推荐,或各省、自治区、直辖市、计划单列市及新疆生产建设兵团科技主管部门推荐。

2. 项目须整体申报,须覆盖全部考核指标。

3. 同一申报材料不得多头重复推荐;同一推荐主体对同一项目只能推荐1项。

4. 项目申报单位(包括联合申报中的任意一方)和项目参加人员,对同一项目不得进行重复或交叉申报。

5. 共性关键技术类项目鼓励产学研联合申报;集成示范类项目鼓励龙头企业牵头申报,且要求提供一定比例的配套经费。

6. 项目下设课题数不超过7个,每个课题参加单位不超过4家(含主持单位)。

— 14 —

第四篇:河北省农田土壤重金属污染修复技术规范

河 北 省 地 方 标 准

河北省农田土壤 重金属污染修复技术规范

(征求意见稿)

河北农业大学

二〇一四年九月

1范围 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。 2规范性引用文件 ............................................................................................................................ 2

3术语和定义 .................................................................................................. 错误!未定义书签。 3.1农田土壤 .............................................................................................. 错误!未定义书签。 3.2土壤重金属污染 .................................................................................. 错误!未定义书签。 3.3重金属污染场地 .................................................................................................................... 2 3.4土壤修复 ................................................................................................................................ 2 3.5土壤修复技术 ........................................................................................................................ 2 3.6修复模式 ................................................................................................................................ 2 4土壤重金属污染程度等级划分 .................................................................................................... 2 4.1 土壤重金属污染程度评价方法 ............................................................................................ 2 4.2土壤重金属污染评价分级标准 ............................................................................................. 3 5土壤重金属污染修复技术要点和适用范围 .............................................. 错误!未定义书签。

5.1工程修复技术 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 5.2物理化学修复技术 ................................................................................................................. 4 5.3生物修复技术 ......................................................................................................................... 4 5.4农业生态修复技术 ................................................................................................................. 4 5.5与土壤重金属污染程度相适合的修复技术 ......................................................................... 4 6基本原则和工作程序 ....................................................................................................................

46.1基本原则 ................................................................................................................................. 4

6.2确认重金属污染场地的条件和污染程度 ............................................................................. 4

6.3确定预修复目标和修复模式 .................................................................................................

56.4 筛选修复技术 ........................................................................................................................ 5

6.5 制定技术方案 ........................................................................................................................ 6

6.6 编制技术方案 ........................................................................................................................ 6 7监测与分析方法 ............................................................................................................................ 6

7.1监测......................................................................................................................................... 6

7.2分析方法 ................................................................................................................................. 6

8标准实施与监督 ............................................................................................................................ 6

为规范重金属污染农田土壤修复技术,防止重金属污染土壤对农作物和地下水环境造成污染,保护人体健康,维护生态平衡,根据《中华人民共和国环境保护法》、《河北省环境保护条例》、《关于加强农村环境保护工作意见的通知》(国办发[2007]63号)和《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》,结合河北省农田土壤重金属污染实际情况,制定本标准。

本标准规定了土壤重金属污染程度的评价方法、分级标准、修复技术的技术要点和使用范围,以及标准的实施与监督等相关规定。

本标准由河北省环境保护厅提出。 本标准由河北省人民政府批准。 本标准起草单位:河北农业大学。 本标准由河北省环境保护厅负责解释。

河北省农田土壤重金属污染修复技术规范

1适用范围

本标准规定了土壤重金属污染程度的评价方法、分级标准及土壤重金属污染修复技术方案编制的基本原则、程序、内容和技术要求。

本标准适用于省内农田土壤重金属污染程度的评价分级和土壤重金属污染修复技术方案的设计。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB15168-1995

土壤环境质量标准

HJ/T166-2004

土壤环境监测技术规范 HJ 25.1-2014

场地环境调查技术导则 HJ 25.2-2014

场地环境监测技术导则 HJ 25.3-2014

污染场地风险评估技术导则 HJ 25.4-2014

污染场地土壤修复技术导则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1农田土壤 soil in farmland 用于种植各种粮食作物、蔬菜、水果、纤维和糖料作物、油料作物及农区森林、花卉、药材、草料等作物的农业用地土壤。

3.2 土壤重金属污染 heavy metal pollution in soil 由于人类活动产生的重金属进入土壤,积累到一定程度,超过土壤本身的自净能力,导致土壤性状和质量变化,构成对人体和生态环境的影响和危害。

3.3重金属污染场地heavy metal contaminated site 已被重金属污染的特定空间或区域的农田土壤,并已对这一空间或区域的人体健康或自然环境产生了负面影响或存在潜在的负面影响。

3.4土壤修复soil remediation 利用物理、化学和生物的方法固定、转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。

3.5土壤修复技术soil remediation technology 使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。

3.6修复模式 remediation strategy 对重金属污染场地进行修复的总体思路,包括原地修复、异地修复、异地处置、自然修复、污染阻隔和制度控制等,又称修复策略。

4土壤重金属污染程度等级划分

4.1 土壤重金属污染程度评价方法

2

4.1.1 单因子分指数:Pi=Ci /Si

式中Pi—土壤中污染物的环境质量指数;

Ci—污染物的实测浓度;

Si—污染物评价标准,公式为Si=x+2s其中x为某污染物在该地的背景值;s为标

准差。

4.1.2 多因子综合污染指数:P综 = {(Pi)2 +[max (Pi)]2/2}1/2 式中P综 —土壤污染综合污染指数;

max Pi—单项污染指数的最大值; Pi—单项污染指数的平均值。

iTriC实测/Cri4.1.3 Hakanson潜在生态危害指数(RI)法:RIi1n

式中RI

—某一点土壤多种重金属综合潜在生态危害指数;

Tri

—各重金属的毒性响应系数,见表1;

i

C实测—表层土壤重金属元素的实测含量;

i

C

—该元素的评价标准值。 r

表1重金属的毒性系数

元素 毒性系数 Ti 1 Mn 1

Zn 1

V 2

Cr 2

Cu 5

Pb 5

Ni 5

Co 5

As 10

Cd 30

Hg 40 4.2土壤重金属污染评价分级标准

按以上土壤重金属污染程度评价方法进行计算后,结合土壤环境质量标准(GB15618-1995)进行了如下分级,见表2。

表2土壤重金属污染评价分级标准

污染指数

单因子 污染指数

13 多因子 综合指数 P综≤0.7 0.73

潜在生态 危害指数 RI≤100 100600

等级 1级 2级 3级 4级 5级

土壤质量 污染程度 清洁 尚清洁 轻度污染 中度污染 重度污染

区域划分 优先保护区域 保护区域 治理区域 重点治理区域 极重点治理区域

5 土壤重金属污染修复技术要点与适用范围

5.1工程修复技术

5.1.1技术要点:用做客土的非污染土壤的pH等性质最好与原污染土壤相一致,以免引起污染土壤中重金属活性的增大;应妥善处理被挖出的污染土壤,使其不致引起二次污染。

5.1.2适用范围:深耕翻土用于轻度污染土壤,客土和换土用于重度污染区。客土法是在污染的土壤上覆盖非污染土壤,换土法是挖除部分或全部污染土壤而换上非污染土壤。污染场地面积小于或等于10000 m2轻度污染的区域,可采用深耕翻土或农业生态修复技术,大

3

于10000 m2轻度污染的区域,采用农业生态修复技术。污染场地中度或重度污染时,采用客土或换土技术。

5.2物理化学修复技术

5.2.1技术要点:修复的土壤要保持土壤理化性质稳定,尤其是pH,以避免土壤理化性质发生改变后,影响修复效率,并具有重金属再度溶出造成二次污染,或向下渗滤污染地下水的风险。

5.2.2适用范围:适用于各种程度重金属污染场地。一般,固化技术适用于中低浓度污染的农田土壤;电修复技术特别适合于低渗透的粘土和淤泥土的重金属污染的治理,不适于对砂性土壤重金属污染的治理;化学提取修复技术适用于砂壤等渗透系数大的土壤或轻质土壤的地表污染的修复。

5.3生物修复技术

5.3.1技术要点:先要确定重金属的种类,针对特定种类选择相应的植物或微生物。

5.2.2适用范围:适用于轻度和中度重金属污染的土壤。

5.4农业生态修复技术

5.4.1技术要点:在中、轻度污染的土壤上,不种叶菜、块茎类蔬菜,而改种食用部位污染物累积少的作物,如瓜果类蔬菜或果树等;将重金属富集植物与非富集植物种植在一起,能为与之间套作的植物提供一定的保护作用,但不可与叶菜类蔬菜间套作;将重金属低累积作物与超富集植物、富集植物种植在一起,达到修复土壤的同时收获符合一定卫生标准的农产品的目的。

5.4.2适用范围:适用于轻度和中度重金属污染的土壤。

5.5与土壤重金属污染程度相适合的修复技术

与土壤重金属污染程度相适合的修复技术见表3。在实际应用中可选择单一修复技术或多种修复技术联合使用。

表3与土壤重金属污染程度相适合的修复技术

等级 1级 2级 3级 4级 5级 污染程度 清洁 尚清洁 轻度污染 中度污染 重度污染 区域划分 优先保护区域 保护区域 治理区域 重点治理区域 极重点治理区域

适合的修复技术

等同于未污染区域,主要包括耕地和集中式饮用水水源地,实施优先保护

工程修复技术采用深耕翻土;生物修复技;农业生态修复技术中的农艺措施,如改变耕作制度,调整作物品种,种植不进入食物链的植物等措施。

工程修复技术采用深耕翻土;物理化学修复技术;生物修复技术;农业生态修复技术。

工程修复技术采用客土或换土;物理化学修复技术;生物修复技术;农业生态修复技术。

工程修复技术采用客土或换土;物理化学修复技术;生物修复技术。

6基本原则和工作程序

6.1基本原则

按《污染场地土壤修复技术导则》HJ 25.4-2014 标准执行。

6.2确认重金属污染场地的条件和污染程度

6.2.1资料收集

收集并核实相关资料的完整性和有效性,结合当地农业和国土部门的相关调查和监测结

4

果,确定土壤重金属污染物来源、种类、程度、范围和空间分布特征,初步判断土壤重金属污染情况及其管理制度、监测能力等情况。 6.2.2现场踏勘

考察重金属污染场地目前现状,包括植物种类、耕作制度、土壤修复工程施工条件,特别是用电、用水、施工道路等情况。如资料中缺乏土壤基本情况,对现场土壤取样,确定土壤理化性质。

6.2.3土壤重金属污染程度和环境风险评价

通过本标准4.1和4.2中污染程度评价方法确定其污染程度和等级,以及是否存在潜在健康风险及健康风险的大小和分布。

6.3确定修复目标和修复模式

6.3.1确认目标污染物

分析前期资料获得的土壤重金属监测值,确认重金属污染场地属于单一污染还是复合污染,若为重金属复合污染,要确认进行修复的重金属的主要种类。 6.3.2提出修复目标值

按照重金属污染场地所在区域土壤中目标污染物的背景值含量和国家有关标准中规定的限值,合理提出土壤目标污染物的修复目标值。 6.3.3确认修复范围和要求

确认前期重金属污染场地环境调查风险评估提出的土壤修复范围,包括修复的面积、四周边界、污染土层深度、修复范围内的种植耕作情况等。依据土壤目标污染物的修复目标值,分析和评估需要修复的土壤量。与场地利益相关方进行沟通协商,确认对土壤修复的要求,如修复时间、预期经费投入等。 6.3.4选择修复模式

根据土壤重金属污染程度等级、修复目标及要求,选择确定修复总体思路。短时、永久性处理修复适合小面积重度污染。对较大面积的轻、中度污染鼓励采用绿色、可持续的和资源化修复。

6.4筛选修复技术

6.4.1分析比较实用修复技术

根据重金属污染场地的土壤特性、污染特征、修复模式等,从各修复技术工程应用的实用性进行分析比较,包括技术成熟度、适合的污染等级、目标重金属和土壤质地、修复效果、时间和成本、优缺点等方面,初步定性筛选修复技术。通过比较分析,提出1种或多种备选修复技术进行下一步可行性评估。 6.4.2修复技术可行性评估

实验室小试、现场中试和应用案例分析的具体情况按照HJ 25.4-2014 标准执行。编制污染场地修复工程可行性研究报告,可行性报告的编写内容包括:前言、污染场地概况(农田特征条件、重金属种类、污染程度、污染范围、污染源、建议修复目标值)、筛选和评价修复技术、修复技术实施技术方案、监测与分析方法(布点、采样方法、分析方法)、结论和建议。评估报告中的指标必须是根据污染物的毒性和迁移性、修复技术的可实施性、修复的短期和长期效果、修复成本、健康与环境安全、政府和公众接受程度等方面筛选的可以量化的指标。

6.4.3 确定修复技术

对各备选修复技术进行综合比较,选择确定实用、经济、有效的修复技术,可以是一种修复技术,也可是多种修复技术的联合应用。

6.5制定修复方案

5

6.5.1初步制定修复方案

6.5.1.1制定技术路线

根据前面确定的修复技术的总体思路,制定相应的修复技术路线。修复技术路线应反映出重金属污染场地的修复方法、修复工艺流程和具体步骤,

6.5.1.2 确定修技术的工艺参数

修复技术的工艺参数通过实验室小试和现场中试获得,包括修复材料投加量或比例、设备处理能力、处理所需时间、处理条件、能耗、处理面积等。

6.5.1.3估算修复的工程量

重金属污染土壤的修复工程量涉及土壤处理和处置所需的工程量、农田种植模式改变的工程量、现场中试的工程量及修复过程中产生的需搬迁污染土壤、富集了重金属的植物等的无害化处置的工程量及方案涉及的其它工程量。根据修复方案和技术路线,估算修复工程量,可能涉及其中的一种或几种。 6.5.2 修复方案的比较与确定

对单一修复技术及多种修复技术组合方案从主要技术指标、工程费用估算和二次污染防治措施等方面进行比较,最后确定最佳修复方案。具体要求按照HJ 25.4-2014 标准执行。 6.5.3制定环境管理计划

6.5.3.1修复工程的监测计划

修复工程的监测计划包括修复前的补充监测、修复过程中和修复工程验收中的环境监测以及二次污染监控。根据最佳修复方案,结合重金属污染土壤的特性和周围的环境条件,有目的地制定修复工程的监测计划。

6.5.3.2修复工程的环境影响分析及应急安全计划

为保护重金属污染场地修复工程正常运行、周边居民的健康以及二次开发利用土地,污染场地修复必须分析修复工程中的环境影响,分析污水灌溉情况、周边工厂和汽车尾气的排放特征等,提出相应的控制措施。此外,对于某些采取特殊技术的污染场地,如化学淋洗,必须分析修复活动结束后,污染场地的维护及其对周边环境的影响。对于环境影响可能较大的修复工程项目,应进行环境影响评价。同时,应制定周密的场地修复工程应急安全计划,包括安全问题识别及相应的预防措施、突发事故的应急措施、配备安全防护设备和安全防护培训等。

6.6编制修复方案

按照HJ 25.4-2014 标准执行。

7监测与分析方法

7.1 监测

农田土壤重金属监测频次、布点、采样时间和方法按《土壤环境监测技术规范》HJ/T166-2004标准执行。

7.2 分析方法

农田土壤重金属分析方法按《土壤环境质量标准》GB15168-1995标准执行。

8标准实施与监督

本标准由县级以上人民政府环境保护行政主管部门负责监督实施。

6

第五篇:土壤污染控制与修复——学习心得

土壤污染控制与修复

——学习心得

专业

学号

o幽谷蓝月o 1 前言

土壤是地球表面具有肥力、能生长植物的疏松表面,是人类赖以生存的物质基础,是人类不可缺少、不可再生的自然资源。随着世界人口的快速增长,土壤这一人类赖以生存的必需资源正承受着越来越大的压力。近年来,世界各国都非常重视污染土壤修复技术的研究。各发达国家纷纷制定了土壤恢复计划,荷兰、德国、日本、美国等国家都先后投入了大量资金用于土壤污染的恢复研究和应用。在中国,由于工业生产规模和乡镇城市化的快速发展,土壤受到工业三废和农用化学品的污染日趋严重,污染土壤修复工作的开展迫在眉睫。

污染土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。以阻断污染物进入食物链,防止对人体健康造成危害,促进土地资源的保护与可持续发展。

通过一学期的学习,我对于全球目前的土壤污染及其防治和修复有了一定的认识和了解。针对本学期的课程,关于土壤修复的部分我更加感兴趣,尤其是生物修复,于是我总结了一些内容并且查找了一些相关信息。 2 土壤修复技术分类

土壤修复技术按照修复场地分为原位修复和异位修复,即对污染土壤就地处置或进行异地处理。按照技术类别可以将污染土壤修复方法分为物理修复、化学修复、生物修复等。具体分类如下:

按修复场地:⑴原位修复:①蒸汽浸提;②生物通风;③原位化学淋洗;④热力学修复;⑤化学还原处理墙;⑥固化/稳定化;⑦电动力学修复;⑧原位微生物修复。

⑵异位修复:①蒸汽浸提;②泥浆反应器;③土壤耕作法;④土壤堆腐;⑤焚烧法;⑥预制床;⑦化学淋洗。

按技术类别:⑴物理修复:①物理分离;②蒸汽浸提;③玻璃化;④热力学;⑤固化/稳定化;⑥冰冻;⑦电动力学。

⑵化学修复:①化学淋洗;②溶剂浸提;③化学氧化;④化学还原;⑤土壤性能改良。

⑶微生物修复:①生物通风;②泥浆反应器;③预制床。

⑷生态工程修复(植物修复):①植物提取;②植物挥发;③植物固化;④植物降解;⑤植物根际圈生物降解;⑥生态覆盖系统;⑦垂直控制系统;⑧水平控制系统。

⑸联合修复:①物理化学-生物:淋洗-生物反应器联合修复;②植物-微生物联合修复:菌根菌剂联合修复。 3 生物修复技术

生物修复技术是利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物的浓度或使

其完全无害化,从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全地恢复到原初状态的过程。广义的生物修复包括微生物修复、植物修复。 3.1 微生物修复

微生物修复是常用的污染土壤生物修复技术,它主要是指利用微生物的作用对进入土壤环境中的难降解物质如大分子有机污染物、重金属等进行治理。通常把这种狭义的微生物修复技术称为土壤的生物修复。 3.1.1 生物通风法

生物通风工艺是一种强化污染物生物降解的修复工艺。一般是在受污染的土壤中至少打两口井或三口井,安装鼓风机和真空泵,将新鲜空气强行排入土壤中,然后再抽出,土壤中的挥发性毒物也随之去除。在同空气时,有时加入一定量的NH3或营养液,为土壤中的降解菌提供氮素营养,从而达到强化污染物降解的目的。

生物通风法常用于处理在对受地下储罐泄漏造成的土壤污染进行生物恢复处理时产生的少量土壤。 3.1.2 泵出生物法

泵出生物法是将污染场地的地下水抽出经地表处理后与营养液按一定比例配比后注入土壤,促进微生物最大限度地降解。

该法适用于处理污染时间较长、状况已基本稳定的地区或受污染面积较大的地区。 3.1.3 生物堆

利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全地恢复到初始状态的过程。在进行生物堆时,把污泥堆成数个独立堤,然后把空气输入泥土,加速石油碳氢化合物的生物降解过程,泥土內的微生物会把污染物分解为H2O及CO2等无害物质。 3.1.4 土地填埋

土地填埋是将废物作为一种泥浆,将污泥施入土壤,通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和pH值,保持污染物在土壤上层好氧降解。

该法已广泛用于油料工业的油泥处理。 3.1.5 土壤耕作

在非透性垫层和砂层上,将污染土壤以10~30cm的厚度平铺其上,并淋洒营养物、水及降解菌株接种物,定期翻动充氧,以满足微生物生长的需要,彻底清除污染物。处理过程产生的渗滤液再回淋于土壤,以彻底清除污染物。

该技术已成功用于处理受五氯酚、杂酚油、石油加工废水污泥、焦油或农药等污染的土壤。 3.1.6 预备床

将土壤运输到一个经过各种工程准备的预备床上进行生物处理,处理过程中通过施 肥、灌溉、控制pH值等方式保持对污染物的最佳降解状态。

此方法适用于挥发/半挥发性、含卤和非卤有机污染物、多环芳径及爆炸性污染物;不适于二噁英/呋喃、杀虫剂/除草剂和PCB,不适于无机污染物和腐蚀性污染物,不适

于黏土和泥炭土。 3.1.7 泥浆生物反应器

污染土壤和水混合成泥浆在带有机械搅拌装置的反应器内通过人为调控温度、pH值、营养物和供氧等促进专性微生物最大限度地降解污染物。

此方法适用于杀虫剂/除草剂,挥发/半挥发性、含卤和非卤有机污染物、PAH、二噁英/呋喃等有机污染物;不适于PCB,不适于无机污染物和爆炸性污染物,不适于泥炭土。 3.1.8 投菌法

直接向污染土壤接入外源的污染降解菌,同时提供这些细菌生长所需营养。不同的菌种可处理不同的污染物质。 3.1.9 生物搅拌

向土壤饱和部分注入空气,从土壤不饱和部分吸出空气,加大气体流动性为微生物供氧,促进其最大限度地降解。

适用于挥发/半挥发性、含卤和非卤和PAH等有机污染物,不适于二噁英/呋喃和PCB、杀虫剂/除草剂等,不适于无机污染物、腐蚀性和爆炸性污染物,不适于黏土和泥炭土;可同时处理饱和土壤、不饱和土壤和地下水污染。 3.1.10 工程螺钻和慢速渗滤

用工程螺钻系统使表层污染土壤混合,并注入含有营养和氧气的溶液,促进微生物最大限度地降解。慢速渗滤,通过污染土壤区内布设垂直。

两种方法均适用于有机污染物(包括杀虫剂/除草剂,挥发/半挥发性、含卤和非卤有机污染物,PAH、二噁英/呋喃、PCB等有机污染物);均不适于无机污染物(包括重金属、非金属、石棉、、腐蚀性和爆炸性污染物),但均适于氧化物。均适于沙土、壤土和沉积物等土壤类型;均不适于黏土和泥炭土。 3.2 植物修复

植物修复是指将某种特定的植物种植在污染的土壤上,而该种植物对土壤中污染元素具有特殊吸收富集能力,将植物收获后并妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体,达到污染治理与生态修复的目的。植物修复为从根本上解决土壤污染提供了一条重要的修复和治理途径,因而植物修复在土壤污染治理中具有独特的作用和意义。

植物修复技术主要类型有: 3.2.1 植物提取

即利用污染物富集能力较强的植物通过吸收和运转的过程,将污染物转移并储存在地上部分,最终通过收获地上部分集中处理来达到减少土壤污染物含量的目的。

适用于重金属污染的土壤。 3.2.2 植物稳定

指利用植物吸收和植物根际作用使土壤中污染物转化为相对无害物质。在这一过程中,土壤中污染物的含量并不减少,但由于降低了在土壤中的有效态,从而达到减轻污染的效果。

主要用于采矿和废弃矿区、冶炼厂污染的土壤、清淤污泥和污水厂污泥等重金属污染现场进行复垦。 3.2.3 植物挥发

指植物通过植物的吸收促进某些重金属转为可挥发态并将之挥发出土壤和植物表面。

主要用于挥发性重金属污染的土壤,如汞和硒。 3.2.4 根际过滤

指利用植物庞大的根系和巨大的表面积过滤吸收、富集水体中重金属元素。应用范围广泛,可处理杀虫剂、除草剂、PAH、PCB、矿物油等有机污染物。 4 几种超富集植物

植物修复是治理土壤重金属污染的最有效的途径,它是一种绿色环保技术。在植物修复上,植物吸收技术表现最佳,治理效果是永久性的。

经过查找,发现几种典型的超积累植物(表一):

表一

几种典型超积累植物

Tab.1 Typical hyper accumulator plan 元素 Cd Co Cu Mn Ni Cr As Mn Zn P 植物种名 天蓝遏蓝菜

Haumaniastrum robertii 高山甘薯 粗脉叶澳洲坚果 九节木属 Sutera fodina wild 蜈蚣草 商陆 东南景天 圆叶遏蓝菜

地上部元素含量/(mg·kg~1)

1800 10200 12300 51800 47500 2400 5100 19299 4515(叶) 8200

发现地点 宾夕法尼亚 扎伊尔 扎伊尔 新喀里多尼亚 新喀里多尼亚 津巴布韦 中国 中国湘潭 中国

奥地利/意大利

植物体内平均含量/(mg·kg~1)

0.21 0.036 3.49 25.65 0.49 2.52 每种重金属都有多种植物可以富集,但超积累的种类并不多。我对在我国发现的几种超积累植物更感兴趣,以蜈蚣草、商陆和东南景天为代表重点介绍。 4.1 蜈蚣草(Pteris vittata)

凤尾蕨科、凤尾蕨属中型陆生蕨,为优良观赏蕨类。多年生草本,高1.3~2m。根状茎短,被线状披针形、黄棕色鳞片,具网状中柱。叶丛生,叶柄长10~30cm,直立,干后棕色,叶柄、叶轴及羽轴均被线形鳞片;叶矩圆形至披针形,长10~100cm,宽5~30cm,1次羽状复叶;羽片无柄,线形,长4~20cm,宽0.5~1cm,中部羽片最长,先端渐尖,先端边缘有锐锯齿,基部截形,心形,有时稍呈耳状,下部各羽片渐缩短;叶亚革质,两面无毛,脉单1或1次叉分。孢子囊群线形,囊群盖狭线形,膜质,黄

褐色。生于海拔2000~3100m的空旷钙质土或石灰岩石上。分布于中南、西南及陕西、甘肃、浙江、江西、福建、台湾等地。

蜈蚣草是中科院地理科学与资源所发现的世界上第一种砷的超富集植物,对重金属具有超常规吸收与富集能力。将蜈蚣草植于污染土壤,吸收重金属加以回收,可达到“清污与回收”双重目的。研究表明,蜈蚣草对土壤中铅、铜、锌与砷均有不同程度的抗性和修复能力。在自然条件下,蜈蚣草可生长在砷含量40~50mg/Kg土壤中,甚至能在砷含量高达23400mg/Kg的矿渣中正常生长;在野外其叶片砷含量超过1000mg/Kg,室内栽培的叶片砷含量高达5070mg/Kg。美国佛罗里达的研究表明,生长在未污染地区的蜈蚣草植株砷含量只有11.8~64.0mg/L,而在受污染地区植株砷含量却高达1442~7526mg/L,远高于生长在正常土壤中植株的平均值(低于3.6mg/L)。

蜈蚣草可在铅浓度高达3368~3550mg/Kg的铅锌矿尾砂库及其周围环境成片生长;可在铜含量896~12802mg/Kg的矿区土壤中正常生长,且其体内铜浓度高达918mg/Kg;可在锌浓度高达22616mg/Kg的矿渣上正常生长,其羽叶锌含量最高可达737mg/Kg。

目前,利用蜈蚣草等植物富集与修复砷、铜和锌等重金属污染的技术已推广应用,对受砷污染土壤进行低成本改良具有极大优势。如湖南郴州建立了第一个砷污染土壤植物修复基地,在田间种植条件下,蜈蚣草叶片砷含量高达0.8%,证明蜈蚣草对砷污染土壤治理具有极大的应用潜力。广西、云南等地运用蜈蚣草修复砷污染土壤技术,初步解决了污染土壤治理及农产品重金属污染超标问题。 4.2商陆(Phytolacca acinosa)

商陆,又名:苋陆(《易经》),马尾(《尔雅》),常蓼(《广雅》),藰、章陆、章柳(《玉篇》),大苋菜、湿苋菜、山包谷、金七娘、红苋菜、金鸡姆、猪姆耳、苋菜蓝、肥猪菜。

多年生草本,高70~100cm,全株无毛,根粗壮,肉质,圆锥形,外皮淡黄色。茎直立,多分枝,绿色或紫红色,具纵沟。叶互生,椭圆形或卵状椭圆形,长12~25cm,宽5~10cm,先端急尖,基部楔形而下延,全缘,侧脉羽状,主脉粗壮;叶柄长1.5~3cm,上面具槽,下面半圆形。总状花序顶生或侧生,长10~15cm;花两性,径约8mm,具小梗,小梗基部有苞片1及小苞片2;萼通常5片,偶为4片,卵形或长方状椭圆形,初白色,后变淡红色:无花瓣:雄蕊8,花药淡粉红色(少数成淡紫色);心皮8~10,离生。浆果扁球形,径约7mm,通常由8个分果组成,熟时紫黑色。种子肾圆形,扁平,黑色。花期6~8月。果期8~10月。多生于疏林下、林缘、路旁、山沟等湿润的地方。我国大部分地区有分布,主产河南,湖北,安徽等省;垂序商陆主产于山东,浙江,江西等省。

商陆为镉的超富集植物,对土壤中的镉有很强的吸收、富集能力,且富集浓度与土壤镉浓度成正相关。在镉污染水平大于50mg/Kg条件下,商陆茎及叶镉含量均超过100mg/Kg,达到镉超积累植物临界含量标准,其地上部分镉含量大于根部,且镉富集系数大于1。

商陆是国际上报道的第一例多年生、草本型锰超积累植物,有助修复受锰污染的土壤。商陆对土壤中高含量的锰具有很强的耐受、吸收与积累能力。叶片锰含

量5160~8000mg/Kg,平均为6490mg/Kg。商陆在锰含量11.4%的尾矿废弃地上生长良好,叶锰含量最高达1.93%;温室生长45天的商陆地上部分锰积累量为258.2mg/株,叶锰含量高达3.64%,植物吸取的锰有87%~95%被转移到地上部分。

来自污染区和非污染区的商陆种群在自然条件的锰积累量存在显着差异,但是在人工控制条件下却表现出相似的耐锰性和积累本事,叶锰含量高达3.4%,商陆的锰耐性和超积累本事可能是其固有特性。

国内外学者在超积累植物筛选方面做了大量的研究,迄今报道锰超积累植物仅11种,鉴于木本植物生长周期长、不宜温室试验等缺点,锰超积累机理研究依然停顿在田野植物样品的简略阐发水平。 4.3 东南景天(Sedum alfredii)

多年生草本;茎基部横卧,着地生根;花茎高10~20cm,有分枝;叶互生,下部叶常脱落,条状楔形、匙形至匙状倒卵形,长1.2~3cm,顶端钝,有时微缺,基部狭楔形,有距;蝎尾状聚伞花序花多,苞片似叶而小;花无梗,直径1cm;萼片条状匙形,不等长,基部有距;花瓣黄山;鳞片5,匙状正方形,长1~2mm,顶端钝截形;心皮5,卵状披针形,直立,基部合生;骨突果斜叉开。

东南景天是近年在浙江衢州、湖南郴州古老的铅锌矿区发现的一种锌、镉、铅超积累植物,能将镉、锌、铅等较多地吸收到植株的地上部,有效减轻土壤重金属污染。

一般认为,植物地上部分锌含量达到3000mg/Kg,是锌超富集植物的临界标准。浙江大学杨肖娥等研究表明,东南景天的地上部锌含量高达5000mg/Kg,富集系数为1.25~1.94,大于1;而营养液培养试验发现,东南景天地上部锌含量高达19674mg/Kg。可见,东南景天具有超富集锌的特性和功能。

东南景天对镉污染修复效率较大,能对镉超积累。华南农业大学龙新宪等研究发现,当土壤中镉含量为12.5~50mg/Kg时,矿山生态型东南景天的地上部在一年内(两茬)的积累量可达2~4mg/盆,其对土壤镉清除率达16%~33%。但随着土壤中镉含量增加,其清除效率降低。因此,矿山生态型东南景天特别适合修复低、中度镉污染土壤。

通过采取有效的辅助栽培措施,改良土壤环境,可提高东南景天的生物产量以及地上部的重金属积累量,提高修复重金属效率。如玉米和东南景天套种,能显著降低污染土壤锌、镉的淋溶与含量;适当的氮与磷营养能提高东南景天根系发育,特别是使用硫酸铵,能提高植株对锌、镉污染的修复能力。

总之,东南景天不仅对土壤过量的锌、镉、铅具有强忍耐能力和超积累特性,并具有多年生、无性繁殖、生物量较大及适于刈割的特点。同时,它适应性强,耐瘠薄、干旱及强光等恶劣生境,观赏性强,是实施植物修复与生态绿化的优良植物。 5 小结

污染土壤的修复工作已引起人们的广泛关注,技术与方法在不断进步与革新,相比较而言尽管各种方法利弊不同,但植物修复可能拥有更广阔的前景。

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