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粉煤灰农用地土壤污染组合修复技术方法研究

成果类型:: 实用新型专利,软件著作权,新品种,新技术

发布时间: 2022-11-10 23:05:55

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 邹博尧 | 2022-11-10 23:05:55

1、采用单因子污染指数法、加权法改进的内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法对项目区土壤中的镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)和铅(Pb)总共7种重金属元素进行污染综合评价,确定污染程度。2、针对土壤污染特征及农用地土壤结构、肥力及养分特征,提出了客土+改良+钝化/稳定化组合修复技术,实现修复土壤重金属污染,改善土壤结构、提高土壤肥力的目标。开展了客土混合试验、盆栽试验、田间小区试验,论证了组合修复技术方法的可行性,并确定了修复技术参数,制定了修复施工工艺路线。3、利用组合修复技术方法,运用到修复示范项目,示范区土壤及农产品中镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)重金属浓度降低到国家标准,土壤理化性质得到明显改善,恢复了土壤功能,取得了良好的修复效果。4、提出适用于粉煤灰农用地土壤修复的技术和方法,采用客土混合实验+田间小区实验+盆栽实验论证修复技术可行性,确定修复技术关键参数和修复工艺路线,再通过示范区进一步论证修复技术的实用性,优化了修复工艺流程和技术参数,形成了一套“粉煤灰质农用地土壤污染修复技术方法”。

粉煤灰农用地土壤污染组合修复技术方法研究具原创性,包括提出了客土+改良+钝化/稳定化组合修复技术,对修复方法进行客土混合实验+田间小区实验+盆栽实验论证修复技术可行性;形成了一套“粉煤灰质农用地士壤污染修复技术工艺流程”:即可行性评估阶段、客土挖运混合阶段、药剂添加反应阶段及土壤培肥这四个步骤。有明显突破及多项自主创新。项目成果具有广泛的应用前景和推广价值,实用性强,已广泛使用。应用项目技术方法,已成功完成《涉县环境保护局庄上一-连泉一带农用地土壤修复项目设计施工总承包(EPC)》中央土壤污染防治专项资金项目,项目总投资1836万元;通过此类项目的实施,开拓了农田污染区划及重金属修复等项目市场,经济效益明显。项目成果为当地政府的农田污染区划及重金属修复提供了基础依据,为保障当地人民群众的生产生活安全,具有巨大的社会效益。

伴随着土壤修复行业的快速发展,华北地质勘查局综合普查大队迅速布局土壤修复行业,通过资源整合及技术创新、构建了从土壤环境调查到土壤修复的一站式服务平台。通过开展的清漳河流域庄上-连泉一带土壤污染调查,根据调查数据,核实了此区域存在镉(Cd)、汞(g)、铅(Pb)污染的问题。在面临污染地块污染物种类多、污染浓度大、土壤结构复杂,单一的修复技术无法解决复合污染的情况下,通过分析现场的实际情况,提出了客土+改良+钝化/稳定化组合修复技术处理污染土壤的方法,并对该方法进行了研究与试验。

针对粉煤灰质农用地镉(Cd)、汞(g)、铅(P)超标的情况,提出了客土+改良+钝化/稳定化组合修复技术处理的方法,在修复技术选择时。分析了几种常用修复技术的优缺点: 1、客土与污土混合,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害,降低重金属元素进入食物链的量,从而使农产品达到食品卫生标准。但单一的客土修复实施工程量大、投资费用高,措施不当时会破坏土体结构,导致土壤肥力下降;2、单一的钝化剂修复,工艺简单,可操作性强,经济可行,处理周期短,修复后可继续作为农田用地,但钝化剂对重金属活度和土壤结构有影响,而且,钝化的长期效果目前还无定论,长时间环境条件的改变依然可能使土壤中的重金属活性增强,并能被作物吸收;3单一改良剂可以促进土壤水分保持和营养吸收,但降低土壤中重金属含量及活性态能力低下。

我们结合了三者的优势,提出了客土+改良+钝化/稳定化组合修复技术处理的方法,通过分析其应用案例,设计了相应的试验。验证了联合修复技术具备更好的修复效果,同时能大幅降低客土的消耗量,缩短修复过程需要的时间。

开展粉煤灰农用地土壤污染修复技术方法研究,进行土壤修复试验,选用重金属钝化修复技术+土壤改良技术+客土组合技术,降低土壤中镉(cd)、铅(Pb),汞(g)重金属浓度,恢复土壤基本功能、改善土壤肥力。保障农产品安全,农业生产得到恢复和改善,保障了当地农产品的质量和产量,提高当地居民的经济收入和生活质量,同时也增加了一系列的就业机会,缓解社会矛盾,促进社会定,推进美丽乡村建设。

本次通过客土+改良+钝化/稳定化组合修复技术集成处理复杂的污染问题并改善土壤的种植属性。

团队由34人组成,研究生学历13人,占比38%;高级职称3人、中级职称11人;外聘技术顾问1人(中国生态学会污染专委委员、中国矿业大学(北京)教授)。10人入围大队高层次科技人才,1人被聘为中国矿业大学(北京)、防灾科技学院校外硕士导师。

近年来,本团队水土污染调查与修复研究主要:潮白河流域三河段地下水与土壤环境调查评价、河北省承德市隆化县韩家店乡榆树底地区山泉水勘查、廊坊市广阳经济开发区土壤及地下水环境监测、三河市土壤环境保护方案、河北省某农用土壤修复项目、河北省某重金属水土污染治理项目等。

在严峻的耕地土壤污染现状下,对于耕地土壤污染治理与修复的工程技术都没有较为成熟的技术和经验可以借鉴,由于地域空间的差异性、土壤环境的复杂性、环境气候因素的不确定性等,同种修复技术的实际修复效果可能存在很大差异,同样的处理技术对不同的土壤环境,实施效果可能都有很大的差异。为克服现场修复难点和技术应用的局限性,结合我国在耕地土壤污染治理与修复上的技术与经验较为薄弱的现状,根据污染特征分布选择适当的修复技术,建立适合类似地区、可推广的符合实际情况的土壤污染修复技术体系,保障土壤环境质量极为必要。

污染农田的环境治理不仅可以改善农业生态环境,提高粮食生产总产量、保障农产品食用安全;而且有助于居民的身体健康,更有助于推进社会主义新农村建设进程,维持当地的社会和谐稳定。

项目成果为农田污染区划及重金属修复提供了基础依据,具有广泛的应用前景和推广价值,实用性强,具有良好的社会经济效益。

本项目研究成果自2018年形成初步成果后,在河北地区及外省不同地域的农田土壤修复中得以应用。

2021年5月,有色金属矿产地质调查中心通过《黄石市赤马山铜矿山及周边土壤污染治理勘查设计》,项目金额210万元,本项目研究成果为完成黄石市赤马山铜矿山及周边土壤污染治理勘查设计提供了研究思路及工艺流程。

2021年6月,江苏众川生态环境有限公司通过《招远市金岭镇东店村历史遗留纳污坑塘地块应急调查与综合整治验收报告》,项目金额225万元,本项目研究成果为完成招远市金岭镇东店村历史遗留纳污坑塘地块应急调查与综合整治提供了技术参数及工艺流程。

2021年8月,河北省地矿局第七地质大队(河北省地质矿产勘查局雄安地质调查监测中心)通过《河北省重点行业企业用地土壤污染调查》,项目金额300余万元,本项目研究成果为完成河北省重点行业企业用地土壤污染调查提供了研究思路。

2020年6月,天津华勘环保科技有限公司通过《涉县环境保护局庄上-一连泉带农用地土壤修复项目设计施工总承包(EPC)完工报告》,项目金额1600多万。本项目成果为完成涉县环境保护局庄上—连泉一带农用地土壤修复项目提供了修复技术参数及工艺流程。

2020年5月,天津华勘环境治理工程有限公司通过《天津市农田污染区划及重金属生物修复技术应用与示范》,项目金额100万。该项目成果为顺利完成天津市农田污染区划及重金属生物修复技术应用与示范项目提供了研究思路及工艺流程。

该技术竞争能力强,具有自主知识产权和技术特色,可为农业经济服务,从而为我国相关行业与国外公司展开竞争、保有国内市场、消除对国外的技术依赖具有重要价值。 该项目形成的“重金属污染粉煤灰质农田粮食作物安全生产技术”模式,应用广泛、市场广大、经济效益好,该项目投资利润率高、投资回收期短,具有很强的抗风险能力,市场发展前景十分广阔。同时,也能拉动相关行业的发展,增加劳动就业机会,创造良好社会效益,有效地改善和保护环境,从而进一步推动当地绿色农业的可持续发展,真正实现经济发展、生态环境保护以及社会进步的“三赢”。可以使绿色农田建设和发展走上可持续发展的正确道路。该项目完成了适合于北方地区环境条件的符合科学性和经济性的农用地污染修复技术研究任务,并建立了示范基地,对该技术进行了现场大田示范,效果显著,该技术先进、合理、可行,有利于实现大规模推广应用。