土壤修复行业分析报告
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第一篇:土壤修复行业分析报告
2016年中国土壤修复行业发展报告(简版)
来源:中商产业研究院2016-03-25 09:20
2015年10月,党的十八届五中全会审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》,首次将美丽中国写入五年规划,显示出国家层面对于生态环境的重视。更有分析称,环保行业将保持十年以上的高景气度。环保行业细分领域存在多个投资机会,其中之一便是已逐渐进入产业化正轨的土壤修复行业。
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。20世纪80年代以来,世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划,形成了新兴的土壤修复行业。而我国土地已修复场地数明显低于发达国家,从发达国家的整体经验看,未来随着土壤污染问题不断突出,中国将经历从修复技术、治理模式以及立法规范化的过程,并逐渐形成完整的市场机制。
一、土壤修复需求迫切
2004年《典型区域土壤环境质量状况探查研究》数据显示,珠三角该地区近40%的农田土壤重金属超标,其中10%严重超标;2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示,全国土壤总超标率达16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%;2015年《土地整治蓝皮书:中国土地整治发展研究报告No.2》显示, 1 我国现有耕地中,有相当数量耕地受到中度、重度污染,土壤点位超标率接近20%,大多不宜耕种。
土壤污染从地区分布来看,以经济发达的中部和东部最为严重。从经济大省广东来看,清洁土壤只占到了11%,重度污染土壤占比却高达12%。土壤污染问题日益严重,启动土壤修复计划迫在眉睫。
二、土壤修复政策环境分析
近年来,我国逐步加强土壤保护方面的标准、法规等制度建设。行业相关立法、标准、监管等制度日渐完善,土壤治理路径和时间表逐步明朗。
国家对于土壤污染问题高度重视,并多次投入专项资金用以治理。2014年,环保部通过《土壤污染防治行动计划》的审议,计划包括建设6个土壤环境保护和污染治理示范区,预计单个示范区的财政投入在10亿至15亿元之间;2015年,中央为支持30个地方重点区域重金属治理和37个重金属土壤污染治理与修复示范工程,下达了重金属专项资金36亿元;2015年9月28日,福建出台《福建省土壤污染防治办法》;2016年2月1日,《湖北省土壤污染防治条例》通过表决,将于10月1日起正式施行。
此外,2016年1月11日,在2016年全国环境保护工作会议上,环保部部长陈吉宁表示,2016年要全面实施《土十条》,继续组织实施污染土壤治理与修复试点项目,建立规范的污染场地联合监管机制。
2 目前“土十条”文本内容已基本成熟,即将由国务院发布实施。据悉,“土十条”相关编制单位建议提取10%土地出让收益,用于土壤污染治理。据测算,到2020年,预计可筹措到1.1万亿-1.4万亿元的资金,能够有效解决土壤污染防治投入资金严重不足的困境。
三、土壤修复市场发展分析
中国土壤修复市场尚处于起步阶段,据统计,我国约43.75%土壤修复项目规模较小,集中在5000万以下。2亿以上相对大规模项目比例仅占18.75%。与美国和欧洲分别已修复30283处和80700处污染场地项目相比,我国已修复的场地数不超过200个,土壤修复市场尚处萌芽阶段,但发展态势良好。
市场规模与从业企业数量双增。2015年全国土壤修复合同签约额达到21.28亿元,比2014年的12.74亿元增长67%。全国从事土壤修复业务的企业数量增长至900家以上,在2014年约500家企业的基础上翻了将近一番。2015年全国土壤修复工程项目超过100个。土壤淋洗、原位加热、微生物化学还原等一批高精尖修复技术被实际运用在土壤地下水修复工程项目中。
从业单位推荐名录工作继续扎实推进。中国环境修复产业联盟深入贯彻落实党中央、国务院以及环境保护部推进市场化改革的精神组织开展的《污染场地调查评估修复从业单位推荐名录》工作继续扎实推进, 3 已有全国44家单位的81项业务类型上榜。新一批名录共有33家单位进行申请,审核工作正在紧张有序地进行。
此项公益性工作既帮助政府和业主甄别有实力、有业绩的从业单位,又帮助这些单位扩大知名度,从根本上扭转了土壤修复行业前期“劣币驱逐良币”的混乱局面,得到了国家发改委、环境保护部和科学技术部媒体的重点关注报道。
四、土壤修复工程项目建设情况 1. 项目资金来源
资金问题是很多修复项目的主要障碍,与脱硫脱硝有电价补贴、污水处理有污水处理费不同,土壤修复没有一套收费机制,资金大多数依赖于政府,缺乏明晰的盈利模式。目前,70%的资金来源仍是政府,而通过市场融资的项目较少,仅6.3%。
2. 项目规模分析
据江苏省(宜兴)环保产业技术研究院数据库不完全统计,截至2015年6月1日,我国(大陆地区)正在开展的土壤修复工程类及调查评估类项目总计19项,投资金额约16.5亿元。2013年,我国(大陆地区)公开招投标和签约的修复工程项目有28项,金额约15亿元;2014年土壤修复工程项目数量和投资金额同比上涨42.8%和13.3%。相比之下,2015年全国土壤修复项目仍处于平稳发展的状态,并未出现跳跃 4 式发展。但值得注意的是,2015年上半年我国在项目投资上约达16.5亿元,已经超出2013年全年市场投资总额。
3. 项目分布情况
2015年上半年全国土壤修复类项目主要分布在11个省直辖市地区,且主要集中在江浙沪、鄂湘粤地区。两地区项目数量均占比31.6%,总计占比63.2%;投资金额分别占比37.4%和58.3%,总计占比达95.7%。可以看到江浙沪、鄂湘粤仍旧是土壤修复的主力市场。
4. 土壤修复类型
2015年上半年,全国土壤修复项目仍以污染场地修复为主,其中场地修复占到总量的78.6%,耕地修复仅占7.1%。调查发现,耕地修复上半年仍处于试点阶段,预计未来的一段时间仍会维持现状。
5. 污染物类型及投资主体
已开展的土壤修复项目中的污染物仍旧以重金属和VOCs为主。其中重金属修复项目比例为64.1%,VOCs修复项目比例为17.9%。
2015年上半年全国土壤修复项目中,投资主体为企业的超过半数,达到68.4%;政府开展的土壤修复项目则占31.6%。其中企业多以投资开发公司的形式,在地块开发前,组织并开展对退役场地的修复;而政府多以当地环境保护局、土地资源储备中心为主。
5 6. 土壤治理企业修复项目
2015年上半年治理企业是本地企业的项目占总量的50%以上。土壤修复工程投资金额动辄千万甚至过亿,据JIEIDatabase统计显示,2015年上半年开展的土壤修复项目中投资过亿的项目占总量的35.7%,而千万以下的修复项目仅占28.6%。
五、土壤修复前景预测
目前,我国各大财经门户和媒体引用的我国土壤修复市场容量可谓莫衷一是,甚至千差万别。相似的观点认为我国土壤修复行业将在2015年约有400亿元的市场规模;“十二五”期间中央财政、地方政府和社会资本大约总计有千亿计人民币的投资。那么,“十三五”期间,不妨通过对比国外场地修复资金的经验进行计算。
土壤修复产业具有一定的生命周期,与此相同,修复资金占GDP的比重也遵循相同的规律,即先低后高,然后再回落维稳,而且越是经济发达的国家,这种趋势越为明显。如美国场地修复资金投入占GDP的比重在四个发展阶段的均值分别为:准备阶段0.056%、起步阶段0.123%、跃进阶段0.70%和调整阶段0.49%。
中商产业研究院认为,我国土壤修复目前正处于产业成长的起步阶段,虽然工业在整个产业结构中占近半壁江山,自然环境已不堪重负,但同时土壤修复技术不成熟,市场盈利模式尚未完善,相关标准仍然缺失。在这种大背景下,参考美国以及欧盟各国在发展阶段土壤修复资金
6 占GDP比重的范围下限,对我国2015年至“十三五”末的土壤修复市场资金进行预测,2015年至2020年,我国土壤修复市场规模将达到6659亿元,土壤修复行业或将成为“十二五”、“十三五”环保产业新的增长点。期间最大变数,或者说导致成长曲线有异的关键因素将是土壤专项立法的出台以及国家推动政策、标准发展的力度——当前各界的普遍预估是在“十三五”期间,而其对市场的推动系数则要取决于具体内容。
第二篇:2015年中国土壤修复行业发展现状及市场前
景预测
来源:尾矿处理/尾矿利用/尾矿陶粒/尾矿处理技术/尾矿处理设备-郑州德森环境科技有限公司
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。从根本上说,污染土壤修复的技术原理可包括为:(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式,降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性;(2)降低土壤中有害物质的浓度。
我国土壤治理的重点分为三类:1.工业污染场地恢复;2.矿区治理及其所相关的水污染治理;3.农田污染治理。其中国家在前两方面技术相对成熟,其中尤其是城市工业污染场地恢复,投资回报率高,市场更加活跃。而农田污染由于范围广、回报小,治理难,收效慢等因素,治理项目仅有寥寥几例,但目前已有盈利案例。我们预计随着土壤修复市场深入发展,治理将逐步覆盖城市工业污染地、矿区和农田三个领域。
一、中国历史积累的土壤修复问题非常严重
不同土壤利用类型点位超标率
2014 年,环保部和国土资源部联合发布了《全国土壤污染状况调查公报》。调查结果显示,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。全国土壤总的点位超标率为 16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为 11.2%、2.3%、1.5%和 1.1%。
各类典型地块点位超标率
耕地的点位超标率远高于草地、林地和未利用地,其中轻微污染、轻度污染和中度污染比例都是四类土壤利用类型中最高的,耕地的土壤环境问题最为严重。且各类典型地块的点位超标率分布接近,其中问题较为突出的是重污染企业用地和工业废弃地。污染物类型以无机物为主,有机物次之,复合型污染比重较小。重金属污染中点位超标率最高前三位的是镉、镍和砷,而有机物污染中滴滴涕点位超标率最高,达到了 1.9%。从污染分布情况看,南方污染问题重于北方。
无机污染物点位超标率
有机污染物点位超标率
根据 2004年我国《典型区域土壤环境质量状况探查研究》,以珠三角为例,数据显示该地区近 40%的农田土壤重金属超标,其中 10%严重超标,重金属超标元素主要为:镉、汞、砷、铜、镍。其中,土壤中汞含量超标,超标幅度达到 70%-150%。镍在珠三角地区的超标现象也比较明显,该地区某城市镍超标达到 59.3%。
此外,针对中国工业污染场地表层土壤的调查显示,样本中 PAHs 的最高浓度达到16417mg/kg ,超过我国土壤标准 171倍,超过美国土壤标准 1.7mg/kg 9600 倍;重金属 Pb、Cu 最高平均浓度分别达到 10605 mg/kg、1098 mg/kg,分别超过我国自然土壤背景值 35mg/kg 和 35mg/kg,300 倍和 31 倍,超过国家三级土壤标准 500mg/kg 和400mg/kg,21 倍和 2.7 倍。这种高污染土壤中的污染物会不断向下迁移,最终影响地下水。
同时注意到土壤污染和地下水污染的密不可分特性。在美国国家优先控制场地名录( National Priorities List, NPL) 中,截止2014年共有1157个污染场地实施了修复处理,占名录总数的 69%,其中同时进行土壤和地下水控制、处理的污染场地有 473个,占清单总数的 28%。可见,土壤和地下水均受到污染的场地占有较大比重,这两项污染治理密不可分。目前,我国对地下水污染的研究也刚起步,地下水污染的修复开展较土壤修复工作更少。
根据对我国 12 个城市多处工厂的数据监测:重金属污染方面,Zn 污染上海和沈阳较严重,PAHs污染北京极为严重,Cd浓度沈阳较高,Pb 污染沈阳极为严重,厦门的 Cu和Ni、Cr 污染较严重,青海的 Cr污染问题严峻;有机型污染方面,北京 BTEX污染严重。
二、土壤修复行业市场广阔
根据2014年4月环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,全国耕地、林地、草地土壤点位污染物超标率分别为19.4%、10.0%、10.4%,据此估算全国受污染的耕地有2 333万hm2,其中中度污染333万hm2,加上受工业污染土地,土壤污染的面积已经极大。
我国每年因重金属污染的粮食达1 200万t,造成的直接经济损失约为200亿元。2002年,农业部稻米及制品质量监督检验测试中心曾对全国市场稻米进行安全性抽检。结果显示,其中铅超标率为28.4%,镉超标率则为10.3%。南京农业大学教授潘根兴在200
7、2008年分别对全国多个省市的大米采样分析,发现10%左右的大米镉超标,大米铅超标率还有所增加。
2006年至2009年,环境修复的项目增长缓慢,每年的项目少于20个;2010至2013年环境修复的项目有明显增加,每年的项目在20至60个之间;从2014年起,项目数量开始明显增加。
目前,土壤修复行业还处于发展初期,虽然在利好的政策的刺激下,已经有了明显的增长,但每年的项目数量还是比较少。预计在未来的数年内土壤修复行业还会保持增长,特别在《土壤污染防治行动计划》批准后,有可能会出现爆发性的增长。
1、市场分析
中国土壤污染面积大,土壤修复单价高,并且没有为土壤修复配套专门基金也缺乏其它的融资渠道,资金成为制约土壤修复项目开展的关键因素。目前土壤修复资金来源主要为政府,只有部分地理位置好,周边房价高的地块,土壤修复的费用可以在土壤修复完成后,通过建造住宅、商业地产等途径来收回。
在中国土壤污染面积大数量多,而修复资金有限的现实情况下,土壤修复的优先次序成为要问题。根据“近期土壤环境保护和综合治理工作安排”下述几类土壤修复领域,较容易筹集到足够的修复资金,从而在整个土壤修复市场中率先进行:(1)重污染工矿企业和尾矿库周边:土壤修复的责任人明确,经济承受能力强;(2)集中式饮用水源地周边:影响广大人民群众的饮水安全,危害极大,政府必须优先予以解决;(3)危险废弃物堆存场地:单位污染物的修复成本低,土壤修复效率高;(4)城市周边工矿企业搬迁遗留场地:受污染地块经修复后,可以提高开发品质,同时也可以减少对人的危害。
针对市场最活跃的工业污染场地对我国情况进行调查分析可知,以 2012 年为例,中国城市工业企业数约为 30.61 万个,工业用地面积为 6035km2,其中分布于市辖区的企业数占 48.52%。并且注意到,经济越是发达的地区,其工业用地面积占城市用地比例越大,如广东省城市工业用地面积超过 1000 km2,市辖区工业企业数位居全国第一,达到 36173 个。浙江、江苏、上海和山东等东部沿海地区,市辖区工业企业数均超过 1 万个。新疆、青海、海南和西藏等地的工业企业最少,低于 600个。这些工业用地在城市外扩之时,都是外迁后需要土壤修复的潜在市场。
工业场地污染中以下五类最为严重:1.石油化工及炼焦;2.化学原料及化学制品制造;3.医药制造;4.金属冶炼;5.机械制造。对以上五类企业进行调查可知,以 2011年为例,规模化以上企业分别对应为 1974, 22600, 5926, 13507, 23980 个,共占到我国规模以上工业企业总数(32560 个)17.15%。
由此可见,“京津沪+苏浙鲁粤”七地重污染企业数之和可以占到全国的 55%,将这些地区重污染企业数的年数目单独取出进行分析可见下图,从 2009年到 2011年间,关停并转迁的重污染企业数一共 10001 家。
我们假设:1.自从 2011年之后,城市市区里没有新建重污染企业。2.已有的重污染企业中仅有 20%建在目前的市区内。以“京津沪+苏浙鲁粤”七地市区内重污染企业作为我们工业场地土壤修复的有效目标市场,计算得到截止至 2011 年数据,符合要求的企业共7478 个。按照市面了解到每个项目平均规模一千万元计算,我国工业场地污染土壤修复市场规模为 748亿元。
计算得到全国土壤修复先导市场规模,可见大部分先导市场集中在市区的工业污染场地和耕地处。
2、从业公司分析
我国从事环境修复的企业根据企业特点可以归为四类:(1)与环保相关的科研院所及高校,通过强大的科研能力积累技术,并通过成立环境修复事业部或工程公司转投实业,参与污染场地调查评估、承包治理修复工程,在争取项目和技术研发中都具有较大优势。(2)国内专业的环境修复工程公司,它们大多由成熟的环保工程公司为开拓土壤修复市场而专门设立,也有一部分是由地方环保部门、投资公司、其它相关企业转型而来,通常都拥有一定的稀缺资源,注重行业战略布局,公司管理、项目运作方面经验丰富。(3)在全球市场上已经有深厚技术经验积累的外资企业,它们以咨询管理、分析检测等方式参与国内的土壤修复产业;也有与国内的工程公司合作,成立合资公司直接接入土壤修复过程的。(4)大型的工业集团的下属企业,专门从事环境修复业务的部门或子公司。这类公司主要修复被总公司污染的场地,专精于修复
一、两种类的土壤污染,将土壤修复的利润消化于集团内部。
国内的土壤修复企业,无论属于上述哪类,都处于起步状态,都还处于发展时期。在全国的土壤修的修复市场中,并没有出现实力超强的公司,也没有企业在拥有绝对的技术优势。此市场后续的进入者,还是拥有很好的发展机会。
3、技术分析
根据土壤中污染物质的类型,可以将其分为重金属污染和有机物污染。土壤修复的方法主要分为物理、化学、植物、微生物等方法。物理修复技术主要包括土壤淋洗、热脱附、蒸气浸提和异地填埋等技术;化学修复技术主要包括固定一稳定化技术、氧化还原、化学改良、表面活性剂清洗和有机质改良等;植物修复技术主要包括植物富集、固定及降解。由于土壤污染面积大,污染物质种类多,污染组合类型复杂等原因,单项修复技术往往难以达到预定修复目标,多种修复技术相结合是以后的发展方向。
根据污染修复的场所,可以分为原位修复和异位修复。异位修复需要增加土壤挖掘、运输等工序,费用较高,危险废物在运输过程中还存在监管的盲区,该技术也难以解决地下水污染的问题,缺陷较多。尽管现阶段,国内的土壤修复还以异位修复为主,但是以后原位土壤修复将越来越受到重视,相应的技术和专有的机械也会逐次开发出来。
三、土壤修复市场尚无绝对龙头,将经历从大乱到大治过程
2010 年之前,全国涉及重金属污染土壤修复的企业不超过20家,其中真正具备专业能力的只有5家左右。 截止2013年底,中国环保产业协会掌握的企业数量已经超过 300家。据最新统计,目前全国至少有 500 多家相关企业。
我国约 43.75%土壤修复项目规模较小,集中在 5000 万以下。2亿以上相对大规模项目比例仅占 18.75%。
与美国和欧洲分别已修复30283处和80700处污染场地项目相比,我国已修复的场地数不超过 200 个,尚处萌芽阶段。但目前,土壤污染问题严重、民众日益关注环境安全问题、传统产业面临产业转型、关停搬迁等,这些都将给我国土壤修复市场带来巨大的需求。
20 世纪 70 年代,发达国家普遍处于工业高速发展阶段,土壤污染问题随之而来,引发各国政府重视,制定土壤污染治理法律法规。“拉夫河污染事件”使得美国政府开始认识到土壤污染的巨大危害。同时期,日本经济快速增长,工业废水废渣无序排放,土壤污染公害事件发生数起。当时痛痛病、水俣病、第二水俣病、四日市病四大公害,有三起与重金属污染相关。1975 年的东京都铬渣污染事件引起了日本政府对棕地污染的重视。英国则由于大量位于英国南部和东南部的早期大型工业城市中心的土地被工业污染,成为棕色土地,影响难以控制,开始重视土壤污染问题。此外,加拿大、荷兰等发达国家都由于工业化造成棕地污染问题,制定并发布了土壤污染相关法律法规。
发达国家的法律法规与治理机制比较
欧洲 2008年土壤修复市场在各国 GDP的 0.0%-0.3%之间波动。对比我国 2013 年 40 亿的土壤修复市场规模,仅占我国 GDP 的 0.007%。可见我国土壤修复市场规模还有很大上升空间。预期“土十条”的出台,势必会推动土壤修复市场需求增加。
四、土壤修复政策频出,国家重金支持试点项目
我国历年出台法律法规及标准
自14年起,政府频频出台土壤防治相关的技术导则、行动计划等,对土壤防治问题日益重视。2014 年,《土壤污染防治行动计划》通过环保部审议,计划内容包括开展污染地块土壤治理与修复试点、建设 6 个土壤环境保护和污染治理示范区,预计单个示范区用于土壤保护和污染治理的财政投入在 10 亿-15 亿元之间。 2015年,中央下达重金属专项资金 36亿元,支持 30个地方重点区域重金属治理和 37 个重金属土壤污染治理与修复示范工程。9 月 28 日,福建出台《福建省土壤污染防治办法》,填补了地方土壤立法空白。尽管目前法律法规、治理机制建设尚处于初级阶段,但立法速度在这两年明显加快,这无疑释放出国家在宏观政策层面上支持土壤修复行业的积极信号。
2014 年,国家在浙江台州、湖北大冶、湖南石门、广东韶关、广西环江和贵州铜仁等地实施典型区域土壤污染综合治理项目,情况如下:
国家土壤污染综合治理项目
2015 年 7 月,中央财政部下达专项资金约 28亿元,用于重点支持 30 个地市加快推进重金属污染综合防治。中央资金将连续三年对重点区域进行支持。获得支持的地市中,湖南占三分之一强,包括常德市、娄底市、张家界市、长沙市等 11个地市。.我们预计在“十三五”期间国家将重点支持推广土壤修复试点项目,五年计划投资 20000亿元,平均每年 4000亿,希望到 2020年环境情况能得到改善。
关键词:土壤修复|德森环境|ALLU铲斗土壤修复|尾矿陶粒|尾矿陶粒砌块
第三篇:当前土壤修复产业市场现状及分析
当前土壤修复产业市场现状及分析 1. 当前中国土壤污染状况:受污染耕地面积占耕地总面积1/5 土壤承载着人类的衣食住行,是人类赖以生存和发展的物质基础,也是构成生态系统的基本环境要素。土壤污染问题已经成为威胁人类健康、影响环境安全的重大课题,与肉眼可见的污染相比,土壤污染有着一定的隐蔽性和滞后性。土壤污染物的富集与释放过程漫长,一旦土壤“中毒”,其毒性释放可达几十年到上百年,这在方面日本有过切肤之痛。上世纪50年代,日本工业飞速发展,而由此带来的土壤污染在上世纪60年代末以被称为“痛痛病”的悲剧形式表现出来,其痛苦至今仍让人不堪回首,由此产生的历史负债至今仍未还清。过去40年的土壤修复费用已高达420亿日元,折合人民币将近30亿元,而这还不是终点。
在我国因土壤污染所造成的环境健康损害也是历历在目。土壤污染面积不断增加,在上世纪80年代末期,我国污染面积只有几百万公顷,而现在已经超过一千万公顷。正如周生贤局长在全国土壤污染状况调查工作视频会议上所指出的,我国一些地区的土壤污染,对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成严重威胁,土壤污染的总体形势相当严峻。一是土壤污染程度加剧。据不完全调查,目前全国受污染耕地面积占耕地总面积1/5。二是土壤污染危害巨大。据估算,因土壤污染而减产粮食1000万吨,全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨,造成的直接经济损失超过200亿元。三是土壤污染防治基础薄弱。目前,全国土壤污染的面积、分布和程度不清,导致防治措施缺乏针对性。资金投入有限,土壤科学研究难以深入进行,土壤修复产业尚未形成。
2. “十二五”规划中土壤修复在环保产业重点发展之列
虽然我国现行法律中已有一些关于土壤污染防治方面的规定。然而,这些法律规定缺乏系统性、针对性、可操作性,并且明显滞后。惟一一个1995年制定的《土壤环境质量标准》只包含了8种重金属、2种农药,并且只针对农用地土壤保护,完全不适用于城市居住和商业用地的场地环境评价。
好在目前相关的立法工作已经有了较大进展。《土壤污染防治法》于2009年底已经初步完成,2009年底发布《污染场地土壤环境管理暂行办法》征求意见稿。2010年,环保部还分别组织起草了《污染场地风险评估技术导则》、《污染场地土壤修复技术导则》等4个标准也开始征求意见,新的《土壤环境质量标准》正在制定。拟设的法律制度还有:土壤污染整治基金制度、土壤污染整治(修复)资质制度、土壤污染法律责任制度等。
“十二五”规划中,节能环保已被列为七大战略性新兴产业之首。其中,土壤修复被纳入环保产业的重点发展之列,国家将在财政、税收、金融等方面提供政策支持。同时,地方政府土壤污染防治意识增强。某些发展较快、经济实力较强的城市,也已经开展了一些探索,根据环境管理和土壤污染防治的需要,分别制定出台了相关的配套措施。如南京市已开始实施《南京市固体废物污染环境防治条例》,规定化工、印染、电镀等单位停产、关闭、搬迁后的原址,或是填埋过危险废物的场地,如果需要开发利用的,应先对土壤进行环境风险环评,并按要求进行处置和修复。这是全国较早实施的地方性与土壤修复相关的法律文件之一。天津市滨海新区南港工业区发布《关于加强南港工业区土壤,地下水及恶臭气体污染防治工作的意见》;四川省《城乡规划条例(代拟稿)》立法听证会7月召开。 中央和地方的同步行动充分表明,我国污染场地环境管理工作已提上日程,污染土壤修复治理正在铺开。
同时,近期大规模行业论坛频繁召开。5月,第二届中国环境修复发展战略论坛在上海召开;11月,第一届“污染场地修复:政策、技术与融资机制国际研讨会” 在南京召开;由国家环保部环境规划院主办的“环境风险与损害鉴定评估”论坛在北京京召开。论坛已经成为一个为政府、企业、学术界提供相互交流的平台。
3. 土壤修复产业形成的瓶颈
目前大量污染土壤急迫需要进行修复,如果不加以治理,仅由土壤本身自然恢复,一般需要耗费两三百年甚至上千年的时间。然而适用技术少,处理成本高是这个行业的突出问题。由于我国土壤修复技术长期停留在实验室水平,十分缺乏经济有效的土壤修复产业化成熟经验,目前用于污染土壤修复的费用高得令人乍舌。 因此加快实验室技术走向工程现场是改善我国土壤环境的迫切要求,而在这一转化的过程中究竟存在着哪些瓶颈呢?
首先是缺乏技术工程化的承载者——修复企业,特别缺乏技术特色突出的实力型修复企业;其次是缺乏修复领域的高层次工程技术人才,由于我国修复工程化的路刚刚起步,有实际经验的人才凤毛麟角;第三,污染场地的基础数据不全,以及数据的公开性较差;第四,缺乏实用技术的成套设备支持,目前修复大多采购国外成套设备,购置成本昂贵,维护成本高,无法体现技术的实用性和经济性,限制了很多技术的工程转化。 4. 土壤修复产业商机无限
在环保产业发达的国家,土壤修复产业所占环保产业的市场份额高达30%-50%,而我国土壤修复产业才刚刚起步,具有资质的处理企业几乎为零,产业规模远远不能满足社会需求。
一方面是生态环境、食品安全和农业可持续发展的要求,另一方面是城市化的推进催生了场地修复的巨大市场。近年来,大批化工企业实施了出城进园、退二进三的产业迁移,其退出原址凭着优越的地理位置,成了开发商觊觎的热土,这同样是第一批急迫需要进行土壤修复的地方。
截止到2008年,北京市东南郊化工区和四环路内276家污染企业全部完成调整搬迁后,腾退出800万平方米的土地,但这些搬迁厂房下的土壤中,或多或少都留下了污染物;在寸土寸金的江南名城苏州,总面积达三四十公顷的苏州化工厂原址因迟迟无法修复而搁置良久;青岛红星化工厂搬迁后,原址虽经多年的修复,仍不能使用;同样在2009年底实现全面停产搬迁的南通姚港化工区,城市的运营者也在苦苦寻求遗留污染的修复之策。 今年初,专家对苏州某化工厂搬迁后遗留的三四十公顷土地污染,提出了“换土”、“灌水”、“烘干”、“灌蒸汽”和“中和”等治理方案,但无论哪一种,短时间内都难以完成,成本都需要几个亿甚至十多亿。仅北京而言,外迁转产工厂遗留的场地进行无害化处理,将会带来300~500亿元的土壤修复市场。这也说明我国土壤修复产业市场非常广阔。
随着场地调查和风险评估工作的推进,政府、企业和社会资本的投资热情一步步高涨;主流和潜在技术配套的修复设备、药剂生产和销售商活跃程度加剧,良性且理性的产业链形成令人期待。场地修复市场的快速发展势必带动上下游产业形成庞大的“土壤修复产业链”。
5. 国内研究机构和企业 5.1中国科学院成都生物研究所
针对难降解石油污染物特别是稠油、重油组分进行了高效降解以及产生物表面活性物质的微生物菌株的筛选;已获得并保藏了适应各类石油组分的微生物菌株数百株,建立了专门的石油微生物菌种库。在微生物资源收集的基础上,我们研制获得了油田不同领域使用的微生物菌剂,包括:高效石油降解菌剂、石油难降解组分降解菌(环己烷降解菌、多环芳烃降解菌剂、聚丙烯酰胺降解菌剂、咔唑降解菌)、重油稠油生物转化菌剂;高温、高盐石油降解菌剂;石油降粘菌剂、石油破乳菌剂、石油乳化菌剂、石油脱氮菌剂等。
依托此项技术成果,先后与胜利油田、大庆油田、辽河油田、渤海油田、新疆油田、大港油田、洛阳石化、天津石化等合作开发了多项微生物应用技术,并建立了多个示范工程,胜利油田现场中试成套装置
该项技术及其成套设备在胜利油田现场中试和工程应用均获得圆满成功:中试反应器日处理能力达到5吨以上;工程化应用装置日处理能力达到100吨;处理3-5h以内回收原油资源95-98%;处理后土壤残留石油含量达到农用标准。
5.2 中国科学院南京土壤研究所
2010年5月成立“中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室”与“中国科学院南京土壤研究所土壤与环境生物修复研究中心”。 主要关注污染土壤、污染地下水及生活污水的生物修复,采用生物强化技术提高修复效率;选育和驯化有机污染物的超级降解微生物,并探索具有创新性的组合型生物反应器和最佳处理工艺,为有机化学工业(尤其是石油开采、石油化工和化学农药)污染的土壤和地下水以及生活污水的治理和修复提供综合措施。
5.3 环境保护部 南京环境科学研究所
2008年,环境保护部南京环境科学研究所所报送的《国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室建设申请书通过审核。环境保护部南京环境科学研究所将建设唯一的“国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室”。 2010年10月 “全球环境基金杀虫剂类POPs(持久性有机污染物)污染场地清理修复工程”在江苏省溧阳市鑫海化学厂启动。这一示范项目将对生产设施、车间及受到污染的土壤进行清理和无害化处理,在国内具有典型示范性。按照计划,将于2010年12月31日之前完成全部污染土壤和危险废物的清运全部污染清理修复工作。
5.4 杭州大地环保集团
该公司注册资本6600万,是国务院批复的两个持久性有机污染物(POPs)定点处置中心之一。 公司拥有一支强大的技术团队,70%以上人员具有中高级职称和硕士、博士学历;公司承担了多个国家科技部863课题研究和开发。 公司主要业务:污染土壤调查评估、修复咨询和治理、POPS的处置、设备开发与制造等。
该公司先后承担、完成了浙江宁波某化工厂污染土壤修复项目、中国多氯联苯管理与处置示范项目(世界银行赠款项目)、浙江省多氯联苯清单调查示范项目(意大利政府资助项目)、杭州西湖文化广场废油渣及污染土壤处置项目、苏州某污染场地污染状况调查及地下水修复项目、杭州某化工厂铬渣堆场污染土壤及地下水修复项目等近20项污染场地修复及调查项目。
5.5 北京建工环境修复有限责任公司
该公司是国内最早专业从事环境修复服务的公司。在国内率先开展土壤修复实践,成功实施国内首例土壤修复项目——北京化工三厂土壤修复工程,并以此为起点不断拓展业务,完善土壤修复、水体修复、生态修复的战略布局,持续推进修复行业产业化进程。该公司参与了国家“863”项目研发、国家重点课题研发,成功申请了“十一五”国家科技支撑计划重点项目,确立了公司在环保修复领域的领先地位。
5.6 其他新创办企业
大连利泰土壤修复工程有限公司由大连屹泰环保工程有限公司及比利时DEC (DEME Environmental Contractors)合资成立,专门从事土壤修复,污泥及地下水处理。
8月,法国苏伊士环境集团升达废料处理公司与湖南凯天环保合资成立公司,将在重金属治理、土壤修复处理等方面合作。
9月,由苏州高新集团与日本同和环保再生事业有限公司合资成立苏州同和环保工程有限公司。将正式着手对江苏苏化厂旧址地块进行土壤分析和净化治理。
11月,韩国SK集团与青岛新天地集团签约,双方将投资6000余万元,启动青岛市污染场地修复项目。
7月,北京国环清华环境工程设计研究院成立“环境场地评价与修复事业部”,由过去传统的环保行业拓展业务,开始从事场地调查、风险评估、环境尽职调查、修复方案咨询等业务。
同时,一批国外土壤修复咨询机构,如荷兰DHV集团、澳实集团等纷纷进入国内,带动了国内修复产业的意识、技术和市场的发展。
第四篇:腐殖质在土壤污染修复中的作用分析论文
摘要:
随着城市化的不断推进, 很多工业企业逐渐搬离市区, 遗留了大量受污染的场地。工业污染场地是我国当前面临的新环境问题, 制约着城市土地资源的安全再利用。工业污染场地土壤修复技术虽然不断革新, 但是受制于资金因素, 大部分修复项目多集中在一线与省会城市, 修复技术相对粗糙, 无法全部达到预期效果。腐殖质作为一种天然有机质, 可以有效处理工业污染场地中的重金属与有机污染物, 本文主要分析了腐殖质在工业污染场地土壤修复中的应用要点。
关键词:
腐殖质; 工业污染; 土壤修复;
在社会经济快速发展的背景下, 工业生产速度不断加快, 但是受限于传统生产意识, 人们并没有及时采取有效措施对生产过程进行有效控制, 导致工业污染持续加重, 其逐渐成为影响持续发展与环境保护的重要因素。就现状来看, 实际处理应用的修复技术比较简单, 以异位修复为核心, 搭配固化稳定化、水泥窑焚烧技术以及化学处理等技术, 总体来讲整个产业还处于初期阶段。腐殖质可以应用在工业污染场地土壤修复中, 人们可以从腐殖质结构性质、分离和纯化等角度出发, 确定其应用要点, 实现对土壤的有效修复。
1 工业污染场地土壤修复要求
1.1 工业污染场地类型
1.1.1 重金属污染
重金属是指相对密度超过5.0的金属元素, 工业生产中常见的有Zn、Mn、Ge、Cu等, 因为As属性与重金属元素相似, 其往往被看作为重金属, 同时也是工业生产中主要的重金属污染元素之一[1]。一般而言, 重金属污染主要集中在冶炼业、化学原料以及相关制品业、皮革以及相关制品业、蓄电池制造业等。
1.1.2 有机污染物
当有机物进入工业土壤中, 会对土壤产生具有污染性的有机化合物时, 人们就可以将其看作有机污染物。有机污染物主要包括持久性有机污染物 (POPs) 、多环芳烃 (PAHs) 以及农药等, 另外还包括石油类污染物, 主要集中于油漆、石油化工以及农药生产等相关行业[2]。
1.2 污染修复基本原理
对已经被各种原因污染的土壤, 人们需要采取物理、化学或者生物等手段, 促使内部含有的污染物进行吸收、转移以及降解等活动, 持续降低污染物浓度, 直到可以被土壤接收, 或者直接将污染物转化为无毒无害物质, 降低对自然环境的影响。就工业污染土壤修复技术来说, 人们应以土壤污染特征为基础, 综合政治、经济以及社会等因素, 采取最为合适的处理技术, 保证达到预期效果。现在可选择的土壤修复技术较多, 如换土法、客土法、化学淋洗法、原位化学氧化法以及稳定固化法等, 不同技术的原理不同, 实际作业可以综合各项条件来对比择优选择。但是, 工业污染场地土壤老化时间较长, 污染物会进入亚微米甚至纳米级孔隙结构内, 比微生物尺寸更小, 难以被微生物接触和利用, 修复难度较大[4]。因此, 人们需要结合实际情况, 积极引用新方法, 以适应工业污染场地土壤特点, 提高修复综合效果。
2 腐殖质结构与特点
腐殖质为一种天然有机质, 其在工业污染场地土壤修复中起到了重要作用, 对于重金属与有机污染物污染土壤的修复优势明显, 具有非常广阔的应用前景。土壤主要分为有机质和黏土矿物两种组分, 它们可对污染物进行有效吸附, 而腐殖质因其所具有的特征在土壤污染修复中具有非常大的技术优势。腐殖质的来源和老化时间差异较大, 在分子量、结构特征、元素以及官能团等方面也存在很大不同。其组成元素主要为C、H、O、N、P、S等, 元素组成稳定性比较高, 但是不同来源的腐殖质元素组成差异明显, 水稻土、红壤、褐土间C含量依次降低, 腐殖质组分间C元素含量也存在明显差异, 胡敏素、胡敏酸、富里酸含量依次降低[5]。
想要将腐殖质有效应用到工业污染场地土壤修复中, 人们首先需要了解其结构特征与生物特点, 以此为依据判断其对各类污染物将会产生的作用机制。随着人们对腐殖质的研究持续加深, 在红外光谱、扫描电镜等高新技术的支持下, 人们可以可以更全面地掌握其特点。例如, 富里酸含有很多酸性官能团, 酸度远高于胡敏酸, 氧原子更多。胡敏素主要由羧基、碳水化合物以及多糖等物质组成, 均结合在脂肪链上, 还具有一定的甲基、醚、酰胺等基团。胡敏酸主要由芳香碳、侧链碳组成, 芳香碳具有疏水性, 而侧链碳具有亲水性, 整体表现为输送海绵孔状结构, 相比富里酸, 其具有更丰富的醌型羟基。
3 腐殖质在工业污染场地土壤修复中应用要点
3.1 重金属污染修复
3.1.1 重金属吸附
对重金属污染土壤进行修复, 是指将土壤中含有的重金属全部清除, 如换土法、土壤淋洗等, 或者改变重金属在土壤内的表现形式, 使其更为固化稳定, 降低其在土壤内的迁移性与生物有效性。相比之下, 改变重金属形态修复技术更为简单, 修复所需时间短, 资金压力更小, 在实际应用中具有更大优势。这样便可以利用腐殖质对重金属的良好吸附性, 形成螯合物, 促使污染物固定稳定在土壤颗粒上, 达到降低迁移性的目的。腐殖质为带电荷高分子有机聚合胶体, 对土壤内含有的多种重金属离子均具有很强的结合能力, 基于自身所具有的氨基、羟基以及羧基等官能团均具有较高化学活性, 它能够促使土壤内的重金属污染物产生螯合反应, 逐渐转换为难溶性盐类, 同时会增加碳酸盐结合态以及氧化物结合态的金属离子, 达到抑制金属离子迁移的效果, 保证土壤内重金属污染物具有较高稳定性, 可在一定程度上降低土壤毒性与活性。
3.1.2 重金属还原
腐殖质具有氧化还原性, 在对工业污染场地土壤进行修复时, 人们可以添加适量的外源性腐殖酸, 加速土壤内重金属离子向硫化物的转换, 使其可以有效沉淀, 降低金属离子的毒性。研究发现, 以腐殖质为电子传递中间体, 与直接将电子传递给Fe3+氢氧化物的处理方法相比, 应用此种方法, 微生物传递分子的速度可以提高27倍, 而还原水铁矿速度只有直接还原的1/7。同时, 腐殖质可以对无定型Fe3+矿物进行还原, 尤其是在有氧环境下依然可以进行还原。即便是对还原态胡敏酸进行曝氧处理, 其仍然保留还原基团, 相比胡敏酸具有更高还原能力。在氧化还原过程中, 腐殖酸能够还原重金属离子, 使其形成稳定性更高的螯合物。作为氧化还原中间体, 当腐殖质为氧化态时, 腐殖酸会与电子结合, 转换成还原态的羟醌, 并通过电子转移使得金属离子还原, 待还原后腐殖酸又重新转化为氧化态, 经过往复作用最终可以减少重金属离子的迁移。
3.2 有机物污染修复
3.2.1 有机物吸附
在生态系统中, 腐殖质为最丰富的有机质形式, 可以通过疏水性吸附、氢键作用、共价吸附、电荷转移以及配位交换等与除草剂、多氯联苯、多环芳烃等有机污染物产生作用, 以影响土壤内污染物的转化、迁移、生物降解以及残留等过程, 达到土壤修复的效果。人们可以利用腐殖质来对土壤内有机物污染物进行吸附, 以比较成熟的双模式吸附模型为例, 其本质上是将土壤有机质划分为“玻璃相”吸附域与“橡胶相”吸附域两个不同区域, 然后将胡敏素和胡敏酸、富里酸作为两个区域的主要有机质, 达到快速吸附的效果。对于腐殖质来讲, 其在工业污染场地土壤修复中的应用, 主要是利用多种作用力的搭配有效吸附土壤内污染物, 促使其被团聚在腐殖质分子周围, 或者是通过孔隙填充的方式, 被有效地束缚在腐殖质刚性结构内, 避免迁移造成的土壤和地下水污染。
3.2.2 有机物增溶
表面活性剂增溶为常用的工业污染场地土壤修复技术, 在提高污染物溶解度的同时, 可以降低表面活性剂使用剂量, 有效预防二次污染情况的发生。腐殖质中的胡敏酸与富里酸面对不同p H条件均可有效溶于水, 并且腐殖酸内含有多种活性官能团, 其决定了腐殖酸具有良好的亲油性与亲水性, 可有效提高有机污染物的溶解性与迁移性。将腐殖酸添加到土壤内, 可以促使有机物吸附在表面活性剂胶束中或单体上, 促使绑缚在土壤内的有机污染物洗脱到液相环境内, 使得脱附率提高, 保障污染物在土壤内的可移动性, 污染物表观溶解度有效提高, 达到增强生物有效性的目的。
4 结语
腐殖质在工业污染场地土壤修复中具有至关重要的作用, 为充分发挥其所具有的技术优势。人们需要掌握其结构特点, 然后根据土壤污染形式, 选择合适的处理方法, 有效提高土壤修复效果。
参考文献
[1]杜延军, 金飞, 刘松玉, 等.重金属工业污染场地固化/稳定处理研究进展[J].岩土力, 2011, 32 (1) :116-124.
[2]王艳伟, 李书鹏, 康绍果, 等.中国工业污染场地修复发展状况分析[J].环境工程, 2017, 35 (10) :175-178.
[3坦坦.河南某化工厂污染场地分层健康风险评估与应用研究[D].北京:中国地质大学, 2017.
第五篇:土壤修复应该这样做
土壤修复工作室
土壤修复要做到三个平衡:
1、复活微生物的多样性
2、化学肥力、物理肥力、生物肥力得到平衡
3、发生聚合反应修复土壤结构预防土传病害
土壤酸化和碳元素缺乏是目前作物亚健康的主要因素
1.土壤酸化造成根腐病,根部腐烂致使作物没法吸收营养是造成弱树病树的主要原因。 2.植物干体的35%是碳元素,碳元素严重缺乏已经成为当前作物亚健康的第一大病症 3.土壤酸化和碳缺乏是造成微生态环境破坏,生物菌群多样性遭到破坏。
酸性土壤形成的原因
1)长期应用化学肥料:酸根与氢结合成酸 2)土壤有机质过低:有机肥质量差施用少 3)盲目购买使用强酸性肥料:如使用 4)工厂下脚料生产的有机肥 5)含有大量硫酸铵的化学肥料 6)施肥养分不均衡 肥料利用率大大降低
酸化对土壤的影响
1)使土壤养分的有效性降低,造成缺素。 2)不利于土壤良性发育,破坏结构,板结
3)不利于土壤微生物的活动。
4)不利于作物的生长发育,生长受到限制 5)易产生各种有毒害的物质,重金属超标 6)土壤酸化造成的土壤板结
忽略了给土壤补充水溶有机碳,是经典的土壤肥料理论一大缺失
碳对植物,既是营养物质,又是能源物质。植物出现“碳饥饿”,就是缺碳,用化学植物营养学的观点,叫做碳“短板”,这仅仅是影响植物的营养积累,而从能源物质的角度看,缺碳还造成植物能量透支,消耗营养积累,造成植物处于“亚健康”。 根据“触发能”和“能源物质”的综合作用,EC对植物的作用的“量级”,非N、P、K等矿物质营养可比。如果按市面上每吨化肥价位,一个百分点营养约为60元,那么每吨有机碳肥中一个百分点EC的价位就应是60元的数倍
有机营养的“双核”和土壤板结问题
水溶有机碳是有机肥力的精华,也是土壤微生物的能源。微生物另一主要能源是氮。微生物繁殖最佳C/N值是25左右,土壤板结最根本的原因,是土壤C/N值太低,导致微生物生存障碍、生物多样性出了问题。当耕地有机质含量下降到1%(水溶有机碳含量仅为0.01%),我们的学者们还在人云亦云地谴责化肥,说“由于长期使用化肥造成土壤板结„„”,这不是文不对题吗?
功能微生物(B)一旦与土壤中水溶有机碳(C)结合,两者合成的作用远远超过单独使用微生物(B)或单独使用水溶有机碳(C)。这个B也包括土著微生物。B与C两种因素相加,使土壤物理肥力、化学肥力、生物肥力都得到提升并连环叠加、互相促进,使土壤小生态和综合肥力都发生急剧变化 。
从这个意义上说,功能微生物是土壤有机营养肥料的另一个“核”。C和B“双核”结合发生的“聚合反应”使土壤疏松,微生物多样性得到恢复,大部分土传病害也不会发生。 忽视土壤微生物在土壤肥力和作物生长方面的重要作用,是传统植物营养学另一个重大缺陷。
化学肥料是营养之父,碳元素是营养之母
碳元素是营养元素同时也是能量元素 打通补充碳元素的第二条通道
碳饥饿是造成黄叶、小叶、早期落叶的主要原因