农业部_耕地土壤污染与治理修复培训班0613_长沙(骆交流版)（PDF59页）

中国土壤污染与修复研究与趋势全国耕地质量保护与提升技术培训斑报告20170613骆永明中国科学院南京土壤研究所中国科学院烟台海岸带研究所2017年06月13日提纲一、研发历程二、土壤污染状态及成因三、修复技术及案例四、研发趋势年份重要事件1970s•起步土壤环境保护工作•主要研究污水灌溉区土壤污染与控制1980s•开展第二次全国土壤普查（包括土壤背景）1990s•确定土壤环境背景值(1991)•成立中国土壤学会土壤污染防治专业委员会(1992)•颁布中国土壤环境质量标准（1995）•研究农田土壤污染（农药、石油及重金属（砷）的微生物修复和植物修复•资助多项土壤污染与修复研究项目，包括973项目中课题、人才项目等（MOST、CAS、NSFC）中国：土壤污染与修复研究发展历程1年份重要事件2000s•研发土壤修复技术(863计划)(MOST,2001)•实施全国土壤污染调查与防治专项(MEP,2006)•建立土壤污染与修复重点实验室或工程技术中心（中科院、环保部、教育部等）•资助数十项人才（国家杰青、百人计划、长江学者等）项目(CAS，NSFC)2010-•制定土壤污染调查、评估与修复导则(MEP,2012)•成立中国土壤学会土壤修复专业委员会(2014)•实施农田土壤重金属污染控制与安全利用专项(MOA,2014)•实施农田土壤重金属污染控制技术科技专项(MOST,2016)•设计土壤污染防治重点科技专项（MOST，2016）•批准土壤修复国家工程实验室（农田和场地，NDRC2016)•颁布土壤污染防治行动计划(国务院,2016)中国：土壤污染与修复研究发展历程2成立国家发改委“土壤修复技术国家工程实验室”（1）农田土壤污染防控与修复技术国家工程实验室挂靠：中国科学院南京土壤研究所（4月20日）（2）污染场地安全修复技术国家工程实验室挂靠：北京建工环境修复股份有限公司（3月10日）1、开展土壤污染调查，掌握土壤环境质量状况2、推进土壤污染防治立法，建立健全法规标准体系3、实施农用地分类管理，保障农业生产环境安全4、实施建设用地准入管理，防范人居环境风险5、强化未污染土壤保护，严控新增土壤污染6、加强污染源监管，做好土壤污染预防工作7、开展污染治理与修复，改善区域土壤环境质量8、加强科技研发力度，推动环境保护产业发展9、发挥政府主导作用，构建土壤环境治理体系10、加强目标考核，严格责任追究国务院：土壤污染防治行动计划，“土十条”提纲一、研发历程二、土壤污染状态及成因三、修复技术及案例四、研发趋势社会经济快速发展大气一次污染物（NOx、VOCs等）二次污染物（氧化剂、细粒子）水体土壤植物农产品重金属POPs根际陆地农田生态环境工业化农业集约化城市化农用化学品废气固废废水复合型土壤污染：多种有害物质进入土壤土壤污染与土壤质量退化1.无机类：重金属、硝酸盐、酸2.有机类：农药、酞酸酯（薄膜）、PAHs、POPs、石油、挥发性有机污染物3.放射性：核素4.生物性：病原菌、病毒5.新兴污染物：抗生素，爆炸物、二苯胂酸、药物类个人护理品、微塑料等存在方式：单一污染，复合污染，混合污染土壤污染类型：耕地、城市、矿区、油田土壤污染指人类活动产生或自然过程输送的污染物进入土壤并积累到一定程度，超出土壤的自净能力，引起土壤环境质量恶化，降低农产品产量和质量，或对生物、水体、空气质量或／和人体健康产生危害或潜在危害的现象。土壤污染的危害具有滞后性、隐蔽性、长期性、不可逆性和难修复性。由于土壤类型、生物种类、土地利用方式、保护对象、土壤环境质量标准等差别，即使土壤污染物含量相同，土壤污染与否及程度会不同。英文上的soilcontamination和soilpollution两词中文虽都译为土壤污染，一般地说两者还是有所区别，前者通常指污染物在土壤中的积累或污染较轻，后者指污染程度更重或危害更大。2005年4月至2013年12月，环境保护部会同国土资源部开展了首次全国土壤污染状况调查。2014年4月17日，环境保护部和国土资源部发布了全国土壤污染状况调查公报。公报指出：全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。全国土壤污染状况PollutantsExceedingstandardrate(%)Exceedingrateatdifferentcontaminationlevels(%)slightmildmoderateseriousCd7.05.20.80.50.5Hg1.61.20.20.10.1As2.72.00.40.20.1Cu2.11.60.30.150.05Pb1.51.10.20.10.1Cr1.10.90.150.040.01Zn0.90.750.080.050.02Ni4.83.90.50.30.1全国土壤污染调查(MEP,2014):ForMetalPollutants:CdstandardinChina•Soil：0.3mg/kg•Rice：0.2mg/kgFoodquality污灌农田土壤重金属污染，使作物减产和地下水污染mg/kgCu2000Zn3000Pb1000Cd30Ni100As100稻米：Cd:2.92mgkg-1超标:92％，15倍环境风险评估对暴露于环境中的化学试剂、生物制剂或物理因子给人类和生态系统带来不良影响（发生损害效应的性质、强度、概率等）的可能性进行预测与评估的过程。表达方式有定性和定量两种形式，主要通过模型手段。土壤环境生态风险评估对植物、动物和微生物因暴露于土壤环境中的污染物而导致的潜在不利影响进行预测与评估的过程。土壤环境健康风险评估对化学、生物、物理或社会等因子对特定人群健康的潜在不良影响进行预测与评估的过程。土壤环境风险评估风险管理（RM：RiskManagement)风险管理是通过对风险的识别和衡量，采用合理的经济和技术手段对风险加以控制，以最小的成本获得最大安全保障的一种管理行为。土壤环境风险管理：①已知土地规划与利用方式，明确保护受体:人、生命体（生物、生态系统）、环境介质（饮用水、空气）等；②风险识别：致癌与非致癌；（3）暴露分析：暴露途径、暴露量和风险衡量；（不同标准、节省成本，次序管理）土壤环境风险管理过程的基本环节：（1）风险识别；（2）风险估测；（3）风险管理方式选择；（4）实施风险管理决策；（5）风险管理效果评价。提纲一、研发历程二、土壤污染状态及成因三、修复技术及案例四、研发趋势土壤修复SoilRemediation研究土壤中污染物或非污染物的质量或体积减少、结构改变和有效性、迁移性、毒性降低的各种化学、物理和生物学过程、评估方法和工程技术，并实现土壤无害化、减量化、资源化和可持续管理的技术性科学，是土壤科学和环境科学的重要组成部分。生物修复Bioremediation广义上，是利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤中的污染物，使污染物的浓度降低到可接受的水平或转化为无害物质的过程。通常可分为植物修复、动物修复、微生物修复以及生物联合修复等类型。狭义上，主要指有机污染土壤的微生物修复。植物修复Phytoremediation通过植物及其共存微生物体系转移、容纳或转化等清除污染物的一种环境生物治理技术。主要包括：植物吸取、植物降解、植物稳定、植物挥发、植物过滤。具有成本低、不破坏土壤生态环境、不引起二次污染等优点。化学控制／客土改良（污灌区）生物／物化/联合修复（场地）稳定化与固化微生物修复21世纪初-挥发性、POPs、重金属、复合、新型污染物20世纪70年代（重金属、多环芳烃等）20世纪90年代（多氯联苯、砷、农药等植物修复（农田）我国土壤污染与修复研究：长期、持续20世纪80年代（农药、石油等）2001-2011年中国土壤修复技术研发体系（863计划）代表性、典型01.污染土壤快速淋洗装备研制02.大型有色金属基地及周边地区重金属污染土壤植物修复技术及示范03.电子垃圾拆解场地重金属-有机污染物协同控制与生物修复技术与示范04.农业种植园区肥料与农药污染土壤修复技术及示范05.滨海湿地区石油采场及周边污染土壤修复技术研究与示范06.冶金企业场地高风险污染土壤的固化稳定化工艺技术研究与示范07.化工园区重大环境事故场地污染快速处理技术与装备08.易扩散有机溶剂污染场地物化与生物修复技术设备与示范09.重点防控区稻田土壤重金属污染控制技术与示范10.半挥发性有机物污染场地物化与生物修复技术11.污染土壤及场地修复评估及综合集成与管理体系“十二五”“863”计划重大项目“污染土壤修复技术及示范”11个课题工业场地-农地、土壤-地下水、有机-重金属、多技术-多材料-多装备系统集成农田土壤绿色修复与安全利用重金属污染土壤的植物修复（镉）有机污染土壤的生物修复（多氯联苯）环保部：全国耕地土壤镉点位超标率7.0%，以中低污染为主南方酸性红壤区镉污染危害最为突出需要适合国情的高效、绿色、廉价的修复技术污染特征与有效性植物修复微生物修复联合修复风险评估案例：化学与生物学交叉研究农田污染过程与生物修复重金属污染有机污染Cd/Zn/As/PbPCBs/PAHs修复原理：在不破坏土壤基本性质和维持生产力下净化面广量大的农田土壤利用植物超积累或积累性功能的植物吸取修复利用植物根系控制污染扩散和恢复生态功能的植物稳定修复利用植物代谢功能的植物降解修复利用植物转化功能的植物挥发修复利用植物根系吸附的植物过滤修复植物修复农药、石油和POPs、炸药、重金属、放射性核素等高等植物为去污中心，需要构建高度适应的植物生态系统，具有很大的自净容量CdPCBs超积累植物（HyperaccumulatorPlant）指能超量吸收重金属并将其运移到地上部积累的植物。目前，世界上共发现有400多种超积累植物；被广泛接受的认定标准为:超积累植物地上部分重金属含量是正常植物体内的100倍左右,并且对不同的重金属元素有不同的临界值。一般公认的超积累植物的标准是，镉100mg/kg，钴、铜、镍、铅等为1000mg/kg，锰、锌为10000mg/kg；(2)植物地上部分重金属含量高于根系周围的土壤，即富集系数(BCF)大于1[富集系数(BCF)=地上部植物中元素质量分数/土壤中元素质量分数]；(3)在污染地生长旺盛，生物量大，能正常完成生活史。重金属首次报道了我国新发现的镉锌超积累植物——伴矿景天Sedumjinianum（皖景天）mgkg-1:Cd203,Zn6506Sedumplumbizincicola（伴矿景天）mgkg-1:Cd443,Zn12760矿区调查伴矿景天生长迅速、生物富集系数高、环境适应能力强，是独特的锌镉超积累植物资源。PlantSystematicsandEvolution,2013,299:487-498SedumplumbizincicolaX.H.GuoetS.B.ZhouexL.H.WuCd去除率:酸性土壤碱性土壤NH4OAc提取态CaCl2提取态植物修复后不同类型土壤中有效态Cd浓度变化0246810121416低污染低中污染中污染高污染Cd浓度(mgkg-1)污染程度未修复修复80.190.196.889.1植物吸取修复后不同类型或污染土壤中总Cd量显著降低盆栽条件下连续种植伴矿景天修复9次后，土壤总量Cd下降80.1-96.8%，轻度污染土壤全量Cd(0.11mgkg-1)已经低于国家环境质量二级标准(0.30mgkg-1).去除效率:酸性土壤碱性土壤土壤全量Cd浓度变化镉中低污染红壤植物联合修复技术示范湖南湘潭基地（30亩）技术宣传吸取修复区15亩低吸收阻控区15亩修复技术集成与示范Cd0.5~1.2mgkg-1第四纪红黏土pH4.7植物修复（伴光景天）前后农田土壤总镉含量的变化植物修复前植物修复后39.7%54.7%0.640.420.2200.20.40.60.