如何幫污染土壤恢復健康？
2024-09-23 15:42:06
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中國科學院南京土壤研究所工作人員在土壤修復項目區采集樣品。受訪者供圖
近年來，河北省隆堯縣在關停堯山區域所有采石場、石灰窯的基礎上，先后實施了三期礦山治理與生態修復工程，綠化面積達3000余畝，昔日滿目瘡痍的礦山重披“綠裝”。圖為工人在打理種植的花卉。
重慶市黔江區箱子巖電站水庫庫區阿蓬江鎮高磧社區有一廢棄礦山。去年，社區引進項目對廢棄礦山生態進行修復，將廢棄礦山打造成集古鹽道、古驛道等文化遺址和垂釣、露營基地為一體的戶外體驗基地，既恢復了庫區生態，又帶動了鄉村旅游。
土壤污染防治關系到糧食安全和生態環境。近年來，相關法規及標準陸續出臺，關鍵技術持續攻關，污染地塊治理示范工程相繼開展，為土壤污染防治工作穩步推進奠定了堅實基礎。礦山如何復綠？污染土壤如何種出安全糧？建設用地為啥也需要修復？不同類型的受污染土壤如何修復？記者進行了采訪。
“禿”礦山變成網紅打卡地
“這座山，變化太大了。以前‘光禿禿’，現在‘綠油油’。”
周邊群眾口中的這座山，地處山東省濟寧市梁山縣，名叫“安民山”。
如今已是郁郁蔥蔥的安民山，曾經卻并非這般模樣——
安民山礦石資源豐富，20世紀60年代，隨著石灰石的開發，安民山的生態遭到破壞，20世紀90年代，這里的石灰石開采進入井噴期，開采規模不斷擴大，安民山越來越“禿”，礦區及附近石漠化、水土流失嚴重，生態越來越脆弱。
痛定思痛，梁山縣下定決心整治采礦給安民山留下的“傷疤”。
然而，這座礦山的治理卻并沒有那么容易——面積廣、坡度大等都給治理工作帶來了不少難題。
“安民山礦區遺留了多處陡峭的坡面，最高垂直高度130米，復綠難度大。不僅如此，礦區內還有多處陡峭邊坡和危巖體巖石崩塌，存在安全隱患。”承擔安民山礦區復綠項目的江蘇綠巖生態技術股份有限公司總經理張波告訴記者。
安民山礦山開采對山體坡面破壞大，基巖裸露在外，長時間風化形成了巖質碎石坡面，固土困難，植物生長所需的土壤層都已消失，不能給植物生長提供良好的立地條件。傳統的復綠技術主要是模擬原土層的腐殖質層，附著在巖石上面很容易再產生流失，往往會出現“一年青、兩年黃、三年死光光”的狀況。
“我們秉持‘以自然的方式恢復自然’的生態修復理念，研發出了核心技術——類壤土基質技術，通過仿生技術模擬出自然界中適合植物生長的高性能類壤土基質結構。類壤土結構能在較短時間內改善土壤內部結構和環境質量，恢復和提高土壤質量水平，為植物在裸露巖石上生長扎根創造有利條件。”張波說，類壤土結構穩定，植物能在上面自然生長，無需人工管護，與周邊自然環境相似度90%以上。
“傳統的復綠技術，苗木成活率低，治理后易形成單一的草本群落，不能恢復山體的植被多樣性。植被群落單一將增加病蟲害感染概率，增加了管護的成本。”張波說，針對安民山礦區高陡邊坡面積大的情況，江蘇綠巖公司在噴播兩層厚度高達12—15厘米的類壤土基質基礎上，通過控制喬灌草比例，構造合理的群落結構，促進群落自然演替。
高陡邊坡也是礦山修復的難點。張波介紹：“我們在安民山礦山復綠過程中，采取了立體生態護坡新技術——高性能植物墊技術。這一技術選取最優配比的植生基質和植物種子，采用可降解無紡布多維加筋鋪設于高陡邊坡上，配以邊坡柔性基體和給排水機構，使群落結構本身發生動態過程變化，實現長久復綠。”
新技術讓安民山重新擁抱綠色，實現了生態效益、經濟效益和社會效益多贏，曾經的礦山裸露地成了網紅打卡地。
污染耕地種出了安全糧
初秋時節，箐門村新井小組果園，一簇簇晚熟的藍莓綴滿枝頭，散發著誘人的香氣。
箐門村地處云南省怒江傈僳族自治州蘭坪白族普米族自治縣，這里以豐富的鉛鋅礦藏聞名。不過，過去的無序開采污染灌溉水源，導致農田受到重金屬污染。經過整治，當地現有的灌溉水源重金屬濃度達標，沒了污染增量，但污染存量該如何應對？
這里的農田主要種玉米、蔬菜、水果等。“耕地土壤重金屬污染不僅導致土壤環境質量惡化，還危及農產品質量和人體健康。”中國科學院南京土壤研究所研究員吳龍華表示，2017年—2019年，中國科學院南京土壤研究所聯合多家單位在蘭坪縣開展兩個標段土壤修復項目，去除農田中的主要污染元素鎘和鉛，或降低重金屬有效態濃度。
根據土壤污染程度差異，專家團隊分區采用了不同的安全利用與治理修復措施。
對輕度污染耕地，能不能在不影響農業生產的前提下完成修復？“這類土地可以種植重金屬低積累作物品種。”吳龍華說。
所謂低積累品種，是指可食用部位的重金屬含量明顯低于食品安全國家標準或飼料衛生標準的作物品種，種植低積累品種是污染土壤安全利用的有效措施。
“3年工期內，經多輪多點驗證，我們在90多個玉米品種中篩選出5個具有高產和鎘鉛低積累性的品種，可在項目區中低污染農田推廣種植。”
對重度污染農田來說，土壤修復過程最為艱巨。“這類農田土壤需要做一場‘外科手術’才能恢復健康。”吳龍華說。
專家們在120多畝的污染土壤上進行了鎘超積累植物的吸取修復工作，經過兩年連續種植，土壤鎘全量下降29.8%，繼續進行植物修復，可在數年后實現土壤鎘全量的達標和鎘低積累玉米品種的安全生產；同時，在2.3畝重金屬重度污染農田開展了原位淋洗—培肥改良—植物吸取聯合修復技術示范工程。
所謂土壤淋洗，是指將可促進土壤重金屬污染物溶解或遷移的化學溶劑注入受污染土壤中，從而將污染物從土壤中溶解、分離出來并進行淋洗液安全處理的技術。淋洗后的土壤中仍會殘留一定數量的活性重金屬，可通過種植超積累植物來繼續吸收移除，實現污染土壤重金屬持續減量修復。針對重度污染農田，淋洗修復讓地塊土壤全量鉛和鎘平均修復效率達45.5%和25.4%。
吳龍華表示，大氣污染和水污染一般都比較直觀，通過視覺、嗅覺就能察覺。土壤污染往往比較隱蔽，感官難以察覺，需要用專業檢測分析手段才能確定，因此也容易被忽略。近年來國家政府部門及高校、科研、企業等單位聯合，開展農用地分類管理，大力推進污染土壤農藝調控、替代種植、調整種植結構和生理阻隔等安全利用以及物理、化學、生物等治理修復工作，重點解決并突破了部分技術難點，逐步改善了土壤環境質量，確保了農產品質量安全。
“糧食安全事關國計民生，農田土壤修復事業仍任重道遠。”從事土壤修復工作已有26年，吳龍華也在不斷思索如何讓研究成果更“可用”。當前，他把目光轉向園藝植物重金屬積累性的研究，“既不影響植物商品性，又能吸收更多的重金屬，既有經濟效益，也有生態效益”。
工業“銹”帶變身生活“秀”帶
南淝河北岸，合肥鋼鐵廠舊址上，高爐群、水塔、廠房構成的“國家級”老工業遺存在陽光下肌理分明、錯落有致。
安徽省合肥市瑤海區，正在更新的合肥東部城區，逐漸展露新的容顏——合肥鋼鐵廠五廠改造而成的現代經濟產業園揭開面紗，成為合肥東部新中心的重要產業平臺；從荒地變身而成的青年創意田園，正通過農旅融合的模式，裝扮成風景優美、活力滿滿的青年聚集地……
合肥鋼鐵廠，曾是安徽鋼鐵骨干企業，華東地區重要生鐵基地。20世紀90年代以來，一度輝煌的合肥鋼鐵廠走向沒落，高爐林立、機器轟鳴景象逐漸遠去，成了工業“銹”帶。
2018年，合肥鋼鐵廠被列為第二批國家工業遺產。為更好留住城市記憶，這里被規劃成工業遺址公園及文化創意廊道的一部分。
工業“銹”帶“變身”前，還有一項重要工作：土壤修復。農田要種糧，需要進行土壤修復，建設用地只是用來蓋房子，為何也需要土壤修復？
北京建工環境修復股份有限公司（簡稱“北京建工修復公司”）區域技術經理丁浩然介紹，除了保障糧食安全，土壤修復的必要性還體現在保障人居安全和飲水安全。拿人居安全來說，如果建設用地存在土壤污染，人們可能長期吸入室內空氣中來自下層土壤的氣態污染物；另一方面，有些裸露的污染土壤可以通過揚塵進入室內與人體接觸，或被兒童玩耍時誤食。
北京建工修復公司參與了上述地塊土壤修復。“長期工業生產導致污染情況十分復雜，我們采用多種技術方案對污染問題各個擊破。”丁浩然表示。
重度污染土壤一般需加熱才能充分釋放污染物。“通過異位熱脫附技術，將污染土壤提取出來，在異位熱脫附設備中控制系統溫度和物料停留時間，從而有選擇地促使污染物氣化揮發，使目標污染物與土壤顆粒分離”。
異位淋洗技術同樣發揮了關鍵作用。該負責人表示，這是該公司歷時9年自主創新的重要技術成果，已先后研制更新了5代產品。從2015年至今，該技術已在大連、重慶、云南、廣州、青島、合肥等大型污染土壤修復工程中推廣應用。“相較于國外設備，企業自主研發的淋洗設備撬裝化程度更高，方便轉場移動，更適應中國項目周期短、修復項目分散、轉場率高等特點”。
據介紹，在合肥鋼鐵廠原址土壤修復項目中，北京建工修復公司投入的異位淋洗、異位熱脫附、異位化學氧化裝備和應用的智慧化平臺管理均為企業自主創新成果。
“修復完成后，這片區域正實現從‘污染地塊’到‘黃金地塊’、‘工業銹帶’到‘生活秀帶’的華麗轉變，我們也將繼續在自主創新上苦練內功，積極探索新一代信息技術示范應用，為環境修復產業貢獻更多新方案。”丁浩然說。
延伸閱讀
持續深入打好凈土保衛戰
新時代以來，中國堅持精準治污、科學治污、依法治污，凈土保衛戰持續深入推進。
2016年5月，國務院印發《土壤污染防治行動計劃》提出，到2020年，全國土壤污染加重趨勢得到初步遏制，土壤環境質量總體保持穩定，農用地和建設用地土壤環境安全得到基本保障，土壤環境風險得到基本管控。到2030年，全國土壤環境質量穩中向好，農用地和建設用地土壤環境安全得到有效保障，土壤環境風險得到全面管控。到本世紀中葉，土壤環境質量全面改善，生態系統實現良性循環。
2019年1月1日，土壤污染防治法正式施行，為土壤污染防治提供有力法治保障。
今年1月11日發布的《中共中央國務院關于全面推進美麗中國建設的意見》提出，持續深入打好凈土保衛戰。開展土壤污染源頭防控行動，嚴防新增污染，逐步解決長期積累的土壤和地下 水嚴重污染問題。強化優先保護類耕地保護，扎實推進受污染耕地安全利用和風險管控，分階段推進農用地土壤重金屬污染溯源和整治全覆蓋。到2027年，受污染耕地安全利用率達到94%以上，建設用地安全利用得到有效保障；到2035年，地下水國控點位Ⅰ—Ⅳ類水比例達到80%以上，土壤環境風險得到全面管控。
6月5日，生態環境部發布《2023中國生態環境狀況公報》顯示，全國土壤環境風險得到基本管控，土壤污染加重趨勢得到初步遏制。農用地土壤環境狀況總體穩定，受污染耕地安全利用率達到91%以上。重點建設用地安全利用得到有效保障。（本報記者 康 樸 劉發為）
（本報記者孫懿整理）
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