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基于界面行为调控的有机污染场地/土壤修复新技术及应用

花匠小妙招
2024-11-08 06:41

成果简介：

土壤污染防治是国际环境与土壤领域研究的热点和难点之一。中国有机污染场地/土壤量大面广、污染严重、类型复杂，涉及挥发性/半挥发性/难挥发性/难降解有机物及复合污染场地/农田土壤，影响土地资源持续利用和农产品安全。常规修复技术适应性较差、效率较低、成本高，难以满足中国土壤污染治理的重大需求。为此，2001年以来，项目针对不同类型、不同性质、不同浓度有机污染场地/土壤，基于界面行为及生物有效性调控原理，研发了系列具有自主知识产权的绿色经济高效的单元修复技术、集成技术及其成套装备，突破了复杂有机污染场地/土壤修复的工程技术难题。主要创新点如下：建立表面活性剂强化微生物原位修复有机污染农田土壤的新方法。揭示了表面活性剂增强微生物界面吸附-跨膜传输-胞内降解的微观机制，发明了表面活性剂强化植物-微生物联合修复有机污染农田土壤新技术，土壤中DDT降解率比不加表面活性剂的对照组提高47%以上，生产的油菜茎叶未检出DDTs，突破了植物-微生物联合修复技术时间长、效率低等应用技术瓶颈，为经济高效修复有机污染农田土壤、实现边生产边修复、保障农产品安全提供了技术支撑。发明了有机污染场地土壤淋洗-抽提一体化修复新方法，研发了混合表面活性剂增效洗脱有机污染场地土壤新技术及成套设备，开发了表面活性剂洗脱液循环利用的新技术。污染土壤中PAHs、DDT等有机氯农药的洗脱效率＞98%,比传统单一表面活性剂增效洗脱技术高20%以上，成本降低30%以上，攻克了表面活性剂增效洗脱修复工程中洗脱液二次污染等关键技术难题，实现复合有机污染场地土壤的绿色经济高效修复，保障土壤环境安全。综合集成间接热脱附、异位气相抽提、表面活性剂增效洗脱等修复技术，攻克了不同类型复杂有机污染场地土壤协同修复的工程技术难题。发明水平双层圆筒回转窑炉间接热脱附处理有机污染土壤新方法，研发挥发/半挥发性有机物污染场地土壤修复的移动式、模块化异位气相抽提及间接热脱附成套装备，显著提高修复技术的适应性，苯系物、氯代烃、有机氯农药、PAHs、PCBs等有机物去除率＞99%,成本比美国EPA推荐的同类技术低1/3-1/2,率先应用到中国农药化工污染场地规模化修复工程，为退役污染场地土壤再利用提供技术保障。该成果获国家发明专利4件、实用新型专利4件，优化应用系列单元及集成修复技术，在浙江、江苏、辽宁等地成功实施了17个农药化工等高风险工业污染场地及有机污染农田土壤修复工程，累计修复场地73.65万m<'2>,新增产值3.43亿元、新增利润0.8775亿元；其中3块修复后土地(23.60万m<'2>)出让金36.46亿元，6块场地修复后分别用作安居房、学校、公园等公共设施建设。发表论文48篇，其中SCI收录39篇，被SCI他引670次，出版专著1部，形成了有国际影响的土壤污染控制与修复创新团队。教育部组织专家鉴定认为：该成果总体达到同类研究的国际先进水平，其中表面活性剂增效生物修复、混合表面活性剂淋洗修复居国际领先，推动了中国污染土壤修复行业的发展和技术进步，已产生重大环境、社会和经济效益。部分成果分获2012年教育部科技进步一等奖、2015年浙江省科技进步一等奖。