“當(dāng)前，高成本導(dǎo)致的許多地塊無(wú)利可圖是土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大阻礙，而大力發(fā)展增值型土壤修復(fù)的關(guān)鍵，就是要從觀念和技術(shù)上為污染土壤修復(fù)營(yíng)造增值條件。”“在增值型修復(fù)技術(shù)的支持下，大量有害元素和有益元素復(fù)合重金屬污染土壤，或許能夠成為可利用、高收益的農(nóng)業(yè)資源。”2月14日，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地科院礦產(chǎn)資源研究所在京組織召開(kāi)增值型土壤修復(fù)研討會(huì)，以資源利用與綠色發(fā)展為目標(biāo)，探討了增值型土壤修復(fù)的應(yīng)用前景和發(fā)展發(fā)向。
　　增值型修復(fù)，突破土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高成本桎梏“今天要為大家介紹的這個(gè)土壤修復(fù)理念叫做‘增值型修復(fù)’，就是利用污染場(chǎng)地、污染土壤或污染介質(zhì)中重金屬的特殊性質(zhì)，通過(guò)抑制負(fù)面效應(yīng)和強(qiáng)化正面效應(yīng)，營(yíng)造增值條件，生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品，讓投資者可以快速?gòu)暮罄^的產(chǎn)品中收回成本。”在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院一間不大的會(huì)議室中，礦產(chǎn)資源研究所高級(jí)研究員、中國(guó)土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)、吉林大學(xué)和北京化工大學(xué)客座教授陳明博士向多位環(huán)境修復(fù)行業(yè)企業(yè)老總和中科院相關(guān)單位的科研人員，闡述著自己最新的觀點(diǎn)。
　　所謂“增值”說(shuō)白了就是要“賺錢(qián)”，聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單粗暴，但卻確確實(shí)實(shí)地切中了當(dāng)前土壤修復(fù)市場(chǎng)的要害。
　　參加本次研討會(huì)的，都是在土壤修復(fù)領(lǐng)域奮戰(zhàn)多年的著名企業(yè)高管、行業(yè)協(xié)會(huì)專家和科技人員，大家心中格外清楚當(dāng)前我國(guó)的土壤修復(fù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體量之驚人、發(fā)展空間之巨大。
　　這與國(guó)家對(duì)土壤污染這一事關(guān)國(guó)計(jì)民生重大環(huán)境問(wèn)題的高度重視密切相關(guān)。尤其是去年6月國(guó)務(wù)院發(fā)布“土十條”之后，地方各級(jí)政府紛紛出臺(tái)《土壤污染防治工作方案》，加上去年年底環(huán)保部推出《污染地塊土壤環(huán)境管理辦法》，以及首批中央土壤污染防治專項(xiàng)資金的到位，國(guó)家對(duì)土壤污染可謂打出了一連串的重拳。專家預(yù)測(cè)，與此相伴的土壤修復(fù)市場(chǎng)產(chǎn)值已高達(dá)4.6萬(wàn)億元。
　　然而，有著前景光明的土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)實(shí)中卻并不活躍——我國(guó)土壤污染修復(fù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，尚不及環(huán)保產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的1%，而在發(fā)達(dá)國(guó)家，這一比重達(dá)30%以上。
　　原因何在？
　　是成本居高不下對(duì)利潤(rùn)的削弱。
　　以著名的蘇州化工廠土壤修復(fù)費(fèi)用為例。
　　多年前，蘇州環(huán)境科學(xué)研究所所長(zhǎng)楊積德曾算過(guò)一筆賬：原蘇州化工廠污染地塊600多畝，按60%的受污染面積進(jìn)行治理，每畝666平方米，如挖5米深，即3330立方米，每立方米1.9噸，如每噸土修復(fù)需1000元左右，治理要20億元；如按3米深進(jìn)行治理，也要10多億元。
　　去年，在高地價(jià)背景下，被迫閑置多年的蘇州化工廠原址地塊終于迎來(lái)了重新開(kāi)發(fā)利用的轉(zhuǎn)折。位于蘇化廠地塊最北端的蘇州溶劑廠原址北區(qū)污染場(chǎng)地土壤治理項(xiàng)目開(kāi)始實(shí)施，治理面積2.5萬(wàn)多平方米。按照計(jì)劃，這片地塊將平均往下挖3.5米，取出的泥土封裝后運(yùn)送到水泥廠進(jìn)行水泥窯協(xié)同處置，更深的土層，采用一種叫原位熱脫附技術(shù)，也就是給深層泥土加溫，使有機(jī)物在高溫下分解。整個(gè)修復(fù)的預(yù)算費(fèi)用是2.8億元，工期550天，估計(jì)在今年年底完成。
　　正是如此高昂的代價(jià)，橫亙?cè)谕寥牢廴局卫淼膰?guó)家行動(dòng)中，導(dǎo)致了土壤修復(fù)市場(chǎng)資金供給的乏力。比如，廣西獲得的首批中央土壤污染防治專項(xiàng)資金是5.1億元，《廣西環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)“十三五”規(guī)劃》顯示，全區(qū)“十三五”期間土壤修復(fù)將投資27億元。
　　“看上去不少，但與土壤修復(fù)的實(shí)際資金需求量相比，政府的引導(dǎo)資金只能是‘杯水車(chē)薪’，而且政府資金更偏重于公益性的區(qū)域土壤污染狀況詳查及評(píng)估，以及重點(diǎn)污染區(qū)的綜合性治理。而美國(guó)的超級(jí)基金等土壤修復(fù)模式并不適用于我國(guó)，大量污染地塊的修復(fù)和再開(kāi)發(fā)，還需依靠市場(chǎng)予以消化。這也是我們針對(duì)投融資模式和產(chǎn)業(yè)鏈提出增值型修復(fù)的意義所在。”
　　禍害變資源，換個(gè)角度重新審視和開(kāi)發(fā)重金屬土壤企業(yè)逐利而動(dòng)。如果說(shuō)，在地價(jià)高企的大城市，棕地開(kāi)發(fā)在刨除土壤修復(fù)成本之后尚屬有利可圖，那么在廣大的農(nóng)村和偏遠(yuǎn)的山鄉(xiāng)，對(duì)于那些沒(méi)有區(qū)位優(yōu)勢(shì)、與房地產(chǎn)等高附加值產(chǎn)品相去甚遠(yuǎn)、商業(yè)利用價(jià)值低的污染土壤，或者重金屬污染泛濫的礦山環(huán)境，是否可以通過(guò)增值型修復(fù)成為土壤修復(fù)市場(chǎng)的寵兒？
　　陳明的答案是：當(dāng)然可以。因?yàn)?，一些重金屬污染的土壤也是資源。
　　人人喊打的重金屬污染土壤怎么可能是資源？這是癡人說(shuō)夢(mèng)，還是異想天開(kāi)？
　　對(duì)此，陳明的解釋是，重金屬也不都是“壞”的，比如硒和鋅，不僅對(duì)人體有益，而且現(xiàn)在已經(jīng)成為提升農(nóng)作物品質(zhì)、提升其價(jià)值的一個(gè)法寶，銅、鉬、錳、釩等微量元素，也是人體健康之所需；比如缺銅，會(huì)導(dǎo)致白癜風(fēng)、貧血、骨骼動(dòng)脈毛發(fā)異常及腦障礙；缺鉬，會(huì)直接導(dǎo)致近視、發(fā)育遲緩、齲齒、腎結(jié)石、克山病、大骨節(jié)病、食道癌等；而適量的錳元素，則可保證骨骼正常，并參與制造甲狀腺素、激活人體酶、保障多種維生素發(fā)揮作用。一般認(rèn)為，重金屬中真正有害無(wú)益的“壞分子”主要是鋇、鈹、鎘、汞、鉛、銻、鉈和鈾等少量幾個(gè)元素。其他金屬元素被列為“污染物”的原因主要有三：一是人體必需的劑量不清楚；二是安全劑量范圍窄，不易控制；三是相關(guān)科研成果不足。
　　實(shí)際上，我國(guó)有很大一部分重金屬污染場(chǎng)地是有害元素和有益元素復(fù)合污染土壤分布區(qū)，比如甘肅的白銀廠、云南的金鼎，還有江西、湖南的許多地方，都屬鉛鋅類(lèi)污染。
　　“鉛超標(biāo)當(dāng)然不好，但鋅多了并不是壞事。為什么不能把鉛遏制住，而把鋅留下，用來(lái)生產(chǎn)富鋅農(nóng)產(chǎn)品？”對(duì)于這樣的思路，陳明稱之為“抑害揚(yáng)益”。
　　其實(shí)，早在多年前，面對(duì)工作中接觸到的大量鉛鋅復(fù)合污染耕地，他就提出了這個(gè)疑問(wèn)。于是，他查閱了大量國(guó)內(nèi)外資料，發(fā)現(xiàn)歐美國(guó)家使用的硫化物法可以用來(lái)對(duì)鉛鋅復(fù)合污染耕地實(shí)施去鉛留鋅。
　　用化學(xué)試劑來(lái)穩(wěn)定土壤重金屬是基于“植物吸收重金屬必須通過(guò)水”的認(rèn)識(shí)，因此，若重金屬的化合物或鹽不溶于水，則他們難以向食物鏈遷移，因而具有較小的風(fēng)險(xiǎn)。有較多的重金屬的磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽和硫化物難溶于純水，因此，有學(xué)者甚至公司直接用磷酸鹽和硫化物或它們的混合物作為穩(wěn)定化劑。
　　然而，不問(wèn)地質(zhì)背景和重金屬種類(lèi)而千篇一律地使用磷酸鹽、硫化鈉和硫代硫酸鈉來(lái)修復(fù)重金屬污染耕地被證明是失敗的。一個(gè)最明顯的問(wèn)題是：硫化物、亞硫酸鹽的易氧化性以及硫酸鹽的易溶性。硫化物法修復(fù)后因氧化作用而產(chǎn)生的硫酸會(huì)導(dǎo)致土壤中更多的重金屬被活化，因此它只適用于只有鉛和鋅兩種元素污染的土壤，而不宜盲目擴(kuò)大適用范圍。
　　那么，土壤類(lèi)型千差萬(wàn)別，不同地塊的重金屬污染物成分也各不相同，如何才能實(shí)現(xiàn)“抑害揚(yáng)益”，最終使修復(fù)后的土地得到利用，甚至與功能農(nóng)業(yè)相結(jié)合，成為能夠產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益的農(nóng)業(yè)資源？
　　陳明深信，技術(shù)是實(shí)現(xiàn)科學(xué)設(shè)想的突破口。
　　選擇性吸附和晶化，立足地質(zhì)特色研發(fā)增值型修復(fù)技術(shù)土壤修復(fù)是使遭受污染的土壤恢復(fù)正常功能的技術(shù)措施。在土壤修復(fù)行業(yè)，已有的土壤修復(fù)技術(shù)已達(dá)到100多種，常用技術(shù)也有十多種，大致可分為物理、化學(xué)和生物三種方法。
　　國(guó)土資源部門(mén)的土壤修復(fù)技術(shù)當(dāng)然立足自身行業(yè)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。
　　從上世紀(jì)末開(kāi)始，國(guó)內(nèi)一些科學(xué)家就已經(jīng)開(kāi)展土壤修復(fù)理論研究與實(shí)用技術(shù)研發(fā)。陳明研究土壤修復(fù)技術(shù)始于2001年。十余年里，在國(guó)土資源部和科技部的支持下，他與國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心劉曉端研究員等人發(fā)揮地學(xué)學(xué)科優(yōu)勢(shì)，形成了一系列具有國(guó)土資源部門(mén)特色的土壤修復(fù)技術(shù)，即以“地球化學(xué)工程技術(shù)”為核心的若干種土壤修復(fù)劑及重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)技術(shù)。
　　國(guó)土資源部門(mén)在重金屬污染土壤修復(fù)中的學(xué)科優(yōu)勢(shì)可以概括為以下三個(gè)方面。
　　一是將土壤重金屬污染與地球化學(xué)、礦物學(xué)、礦床學(xué)和地質(zhì)學(xué)原理結(jié)合起來(lái)，更加科學(xué)、完整地理解土壤重金屬的“源、流、匯”，即重金屬的物質(zhì)來(lái)源、遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程與條件、和重金屬的最后歸宿，通過(guò)探索研究災(zāi)害鏈的組成、影響因素和阻斷途徑，形成有地學(xué)特色的修復(fù)理論。
　　二是模擬地質(zhì)作用、成礦作用和表生演化的動(dòng)力學(xué)條件與過(guò)程，開(kāi)發(fā)新型修復(fù)技術(shù)，將“大體積、分散的”污染土壤的重金屬重新聚集起來(lái)，形成“小體積、高度濃縮”的“人工礦床”，再通過(guò)“采礦”方式提取、甚至回收利用重金屬。
　　三是在地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)理論指導(dǎo)下，研發(fā)原位地球化學(xué)障技術(shù)，或生產(chǎn)土壤穩(wěn)定化修復(fù)的新礦物材料，形成新的工藝流程和技術(shù)參數(shù)，獲取新的修復(fù)效果。
　　現(xiàn)在已被土壤修復(fù)行業(yè)廣泛認(rèn)可的是黏土礦物對(duì)重金屬元素的選擇性吸附效果。
　　比如，層狀硅酸鹽礦物可以對(duì)某些特定的重金屬離子進(jìn)行專性吸附。根據(jù)蒙脫石、伊利石和高嶺石對(duì)銅、鉛、鋅、鎘、鉻等重金屬離子的吸附選擇性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：3種黏土礦物對(duì)5種重金屬離子的吸附選擇性明顯；蒙脫石對(duì)鉻、銅有很好的選擇性；高嶺石和伊利石對(duì)鉻、鉛有較好的親和力；而這3種黏土礦物對(duì)鋅的吸附能力均很弱。
　　在此基礎(chǔ)上，陳明等人則利用改性黏土礦物的選擇性吸附和退化過(guò)程中的選擇性晶化特性，分別研發(fā)了專門(mén)用于鉻—鉛—鎘復(fù)合污染、汞污染和鉛—鎘復(fù)合污染的土壤修復(fù)劑及其制備方法和使用方法。在北京、天津和福建，陳明科研團(tuán)隊(duì)的大田實(shí)驗(yàn)均獲成功。就在不久前，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格審查和國(guó)際查新檢索，這3種選擇性土壤修復(fù)技術(shù)都獲得了國(guó)家發(fā)明專利。
　　顯然，這些選擇性土壤修復(fù)技術(shù)是從科學(xué)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)角度，對(duì)重金屬污染土壤精細(xì)化修復(fù)可行性的成功驗(yàn)證，為增值型修復(fù)的實(shí)施提供了直接手段。
　　無(wú)論是陳明，還是參會(huì)的企業(yè)高管和科技同行都認(rèn)為，任何修復(fù)技術(shù)和方法都不可能“包治百病”，在當(dāng)前這個(gè)土壤修復(fù)技術(shù)的“戰(zhàn)國(guó)時(shí)代”，土壤修復(fù)企業(yè)將會(huì)更加注重各種技術(shù)的適應(yīng)性和長(zhǎng)期效果，而各種技術(shù)研發(fā)者也將更多地關(guān)注自身優(yōu)勢(shì)的釋放和成果本身在土壤修復(fù)技術(shù)體系中的位置，這也是土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)從粗獷走向精細(xì)的必然。
　　不過(guò)，對(duì)于組織這次增值型土壤修復(fù)研討會(huì)的資源所和陳明土壤修復(fù)團(tuán)隊(duì)而言，與同行們研討的目的也并不在于推銷(xiāo)某種土壤修復(fù)技術(shù)，他們更希望與業(yè)內(nèi)人士分享經(jīng)技術(shù)初步驗(yàn)證后對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)增值性修復(fù)的信心，從而吸引更多的同行著力于相關(guān)研究和創(chuàng)新性實(shí)踐，為增值性修復(fù)的概念提供更多的技術(shù)支持。
　　“技術(shù)是為觀念服務(wù)的”，陳明堅(jiān)信他所倡導(dǎo)的“抑害揚(yáng)益”增值型修復(fù)理念完全可以成為現(xiàn)實(shí)并值得推廣。他透露，下一步，團(tuán)隊(duì)還將從多種組合類(lèi)別的重金屬污染土壤細(xì)分入手，繼續(xù)研發(fā)相關(guān)技術(shù)，達(dá)到“把有害元素壓制住的同時(shí)發(fā)揚(yáng)有益元素”的目標(biāo)，“不僅是受污染的耕地，尾礦、廢渣、飛灰等都可以拿來(lái)應(yīng)用，促進(jìn)其資源化程度。這是發(fā)展方向”。
　　電動(dòng)修復(fù)法，把重金屬元素從土壤中“抓”出來(lái)如果說(shuō)，通過(guò)各種“抑害揚(yáng)益”的技術(shù)方法修復(fù)污染土壤，實(shí)現(xiàn)的是土壤的資源化，那么，通過(guò)重金屬污染土壤EK-SS修復(fù)技術(shù)，把本身就具有價(jià)值的重金屬?gòu)耐寥乐蟹蛛x出來(lái)，則是在修復(fù)土壤的同時(shí)對(duì)“把礦產(chǎn)資源吃干榨凈”另辟蹊徑的詮釋。
　　EK-SS技術(shù)屬于電動(dòng)修復(fù)法。
　　電動(dòng)修復(fù)法是一種在上世紀(jì)90年代后才得到重視和發(fā)展的原位土壤修復(fù)技術(shù)，具有耗費(fèi)人工少、接觸有害物質(zhì)少、經(jīng)濟(jì)性較高的特點(diǎn)，已引起國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的高度重視。該法處理重金屬污染土壤的基本原理是：在受污染土壤中插入惰性電極，如石墨電極，并在兩端施加直流電場(chǎng)，利用電場(chǎng)的遷移力，將重金屬遷移到陰極室或陽(yáng)極室，從而得到分離。
　　陳明團(tuán)隊(duì)研究的EK-SS技術(shù)也是利用電動(dòng)力來(lái)完成的。具體說(shuō)，就是以礦床學(xué)中的低溫?zé)嵋旱V床成礦理論為基礎(chǔ)，以電動(dòng)力替代地質(zhì)動(dòng)力，以重金屬活化劑代替成礦熱液，以堿性帶控制器模擬半開(kāi)放成礦系統(tǒng)，以重金屬捕獲器模擬成礦的地球化學(xué)障，以重金屬回收模擬礦床開(kāi)采過(guò)程，通過(guò)模擬“低溫?zé)嵋撼傻V作用”的過(guò)程與物理化學(xué)條件，將分散于土壤中的銅、鉛、鋅、鎘、汞、鎘、鎳和銻等陽(yáng)離子重金屬，以及砷、鉻等陰離子重金屬進(jìn)行活化、定向遷移、沉淀富集和采集分離，使重金屬與土壤徹底分離，從而實(shí)現(xiàn)重金屬污染土壤的永久性修復(fù)。
　　陳明認(rèn)為，EK-SS技術(shù)特別適用于具有商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的污染場(chǎng)地的修復(fù)和礦山環(huán)境的增值型修復(fù)。因?yàn)椋瑸殚_(kāi)發(fā)而進(jìn)行的污染場(chǎng)地修復(fù)要求將污染物濃度降低到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值以下；而礦山環(huán)境污染問(wèn)題更加復(fù)雜，污染物主要是重金屬，其來(lái)源包括地質(zhì)體本身、采礦過(guò)程、選礦過(guò)程和運(yùn)輸過(guò)程等，影響范圍波及礦區(qū)、選礦廠、冶煉廠、運(yùn)輸?shù)缆芳爸苓叺貐^(qū)。若要最大程度地控制重金屬污染威脅，難度十分巨大。“EK-SS技術(shù)的出現(xiàn)為解決這些問(wèn)題的解決帶來(lái)了曙光。”
　　與經(jīng)典原位電動(dòng)修復(fù)技術(shù)不同，EK-SS技術(shù)屬于“原地異位”技術(shù)，即：將專門(mén)的可移動(dòng)大型裝備運(yùn)抵污染場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)，把待修復(fù)土壤挖掘出來(lái)裝入裝置，修復(fù)后幾乎所有重金屬的濃度均能降低到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)土壤限值以下。處理后的土壤經(jīng)簡(jiǎn)單處理即可填入原位。“原地異位”的好處是：充分利用了電動(dòng)力和重金屬活化劑，幾乎沒(méi)有額外的電力和活化劑損耗；不必為埋設(shè)/回收電極及其他設(shè)施而反復(fù)挖掘；大大縮短了修復(fù)時(shí)間，提高了修復(fù)效率，并將修復(fù)成本降低到國(guó)外同類(lèi)技術(shù)的50%~75%。
　　從實(shí)驗(yàn)室中的小試，到7個(gè)中試試驗(yàn)，再到礦山實(shí)地的試生產(chǎn)，陳明團(tuán)隊(duì)用大量的實(shí)踐表明：EK-SS可同時(shí)處理多種有機(jī)—無(wú)機(jī)污染物，效果都非常好。
　　更重要的是，EK-SS還能提取殘?jiān)鼞B(tài)金屬。陳明介紹了將它應(yīng)用于湖南瀏陽(yáng)某銅選礦廠原始礦石和尾礦砂的實(shí)驗(yàn)。“我們發(fā)現(xiàn)，銅品位為1.03%的原礦石和剩余銅品位為0.46%的尾礦砂經(jīng)96小時(shí)處理后，其殘余銅濃度為0.040～0.081%。”
　　“也就是說(shuō)，EK-SS技術(shù)可以發(fā)展成一種新的選礦技術(shù)！”
　　陳明認(rèn)為，從目前的技術(shù)條件看，EK-SS若能演進(jìn)為選礦技術(shù)，至少有三方面的優(yōu)勢(shì)：一是選礦回收率比常用的浮選法要高得多；二是EK-SS技術(shù)處理過(guò)程雖然需要水，但處理后尾渣中的含水率為30%左右，幾乎沒(méi)有流淌的水，可為選礦廠節(jié)約大量的污水處理費(fèi)；三是環(huán)境效益和社會(huì)效益十分明顯，由于EK-SS可將礦石中以金屬陽(yáng)離子形式存在的鎘、鈷、銅、汞、鉛、鉬、鎳、銻、錫、鉈和鋅等元素一次性全部提取，因此，對(duì)下游的污染將極大地減小。如果該技術(shù)得以實(shí)施，將可使目前大量因環(huán)保問(wèn)題而關(guān)閉的礦山恢復(fù)生產(chǎn)。
　　盡管一種技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室誕生到大規(guī)模推廣應(yīng)用還存在距離，但陳明對(duì)于這些技術(shù)的發(fā)展非常有信心，因?yàn)椋ㄟ^(guò)增值型修復(fù)，可以將污染物轉(zhuǎn)化為資源，將“賠本買(mǎi)賣(mài)”轉(zhuǎn)化為可盈利的項(xiàng)目，將政府和企業(yè)“頭疼的”治污難題轉(zhuǎn)化為新的投資方向，“這將對(duì)土壤修復(fù)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生不可估量的促進(jìn)作用”。
　　與許多成熟的技術(shù)相比，增值型土壤修復(fù)還很“年輕”，但陳明覺(jué)得，“有方向，在路上，對(duì)科學(xué)家而言，這就是人生的意義所在。”