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土壤修复将成为环保投资的重要标的

时间:2012-04-10  点击:2270 次 字号+  字号-


    在城市工业区原位修复工程中,物理化学法的应用比例较植物修复更大,因为工业污染场地修复有较高的期限要求。由于原位修复的技术和经验都有欠缺,国内对污染场地采用最多的还是异位修复,即转移受污染土壤集中处理。

    虽然环境污染已经切实威胁到生存环境和食品安全,土壤修复已经成为紧迫的任务,但这一领域在环保产业中仍然相对滞后,市场、技术、资金、标准等几大要素都有一些障碍。如果一些关键问题不解决,这一市场很难在短期内突破试点的性质。

    目前对于土壤修复到何种程度才能利用,国家并没有统一规定。由于土壤污染防治(含修复)没有上升到法律层面,各地对于修复标准和流程的理解不一致,这既不利于评估修复效果,也不利于经验数据的收集、整理和分析,分散的个案经验很难形成自主知识产权。

    更大的问题在于污染责任和修复义务的划分。目前国内土壤修复费用主要由政府买单,工业场地流转双方虽然可以分担部分修复成本,但资金规模和付款期都很难与修复工程匹配。至于农村地区的耕地修复,更难找到政府之外的出资人。

    目前以北京建工为代表的一些企业具有先发优势,但更多国外企业也在试探进入,修复工程的性价比可能成为决定市场份额的关键因素。

    土壤修复产业的市场前景

    近年来重金属污染事故呈高发态势,来自环保部的数据显示,2010年全国共发生14起重金属污染事件,2011年前8个月就发生了9起。今年广西龙江镉浓度超标事件,说明重金属污染危害已经威胁大面积的公众安全。然而与这些已经暴露的污染事故相比,长期工业化对于自然环境的破坏更加隐蔽,但影响比突发事故更加深远。对于生态环境的保护和修复,已经成为环保产业最重要的分支之一。

    在环保约束相当宽松的情况下,重工业和制造业对于环境的破坏能力是惊人的。无论是钢铁、化工、水泥还是电子元器件,生产流程中的重金属元素都会渗透到地下,多年积累的结果就是土质和生态系统的退化,这是重金属不易降解的特征所决定的。一个具有50年生产历史的污染企业,被污染土壤深度可以达到1-3米,土质松散地块最深可达5米以上。国家环保总局的一项调查显示,珠三角部分城市近40%的农田菜地土壤重金属污染超标,其中10%严重超标,重金属超标元素主要为镉、汞、砷、铜、镍等。据不完全调查,全国受污染的耕地约有1.5亿亩,每年因土壤污染导致粮食减产1000万吨,受污染粮食达到1200万吨,合计直接经济损失200多亿元。

    虽然重金属污染对耕地的威胁还没有失控,每年超过5亿吨的粮食产量暂时可以承受减产损失,但污染对工业用地的危害已经处于暴露状态,这是各地产业转移进程的衍生结果。随着城市规划对于重化工业的排斥,以及制造业从沿海向内地的转移,多年积累的工业用地土壤污染已变得非常现实。要实现土地的二次利用,土壤修复已成为必不可少的环节。虽然费用巨大并且周期较长,但对于当地政府来说十分必要和迫切。

    生态修复的目的是用物理、化学、生物等手段将受污染的生态环境恢复原状,或者说修复、重建生态系统的原有循环功能。对于受到不同程度污染的环境,修复措施的积极性和效果也不同。与以预防污染为目的的生态保护相比,修复工作的难度无疑更大。但是随着污染范围不可扭转地增加,以及多年积累的问题密集暴露,生态修复已经变成一项紧迫任务,并逐渐形成了环保产业的一个重要分支。目前生态修复已经成为发达国家规划(如欧洲生命计划)的重要内容,有专家估计生态修复产业将发展为世界十大产业之一,在国内达到与旅游业并驾齐驱的水平。

    生态是一个由土壤、空气、河流、植被、地下水等元素构成的复杂系统,生态修复工作也是一个综合治理的系统工程。就国内的现实情况而言,最直接的威胁来自遭受重金属污染后的土地,所以现阶段最迫切的任务就集中到土壤修复上。从土壤修复被列入“十二五”环保产业的发展方向可以看出,这一领域可以作为一个重要分支来独立发展。随着《重金属污染综合防治“十二五”规划》即将出台,业内预计土壤修复将确立在环保产业中的地位。

    在发达国家,土壤修复占整个环保产业的市场份额可以达到30%-50%,这意味着国内的发展空间非常大。目前国内一些土壤修复案例所需费用都在千万元以上,业内估计仅北京一些化工厂搬迁后的土壤修复工程,费用就可能达到300-500亿元。随着重金属污染治理大面积推进,土壤修复产业链还将逐步完善,以不同技术路线来打造综合解决方案的企业会越来越多,土壤修复有望成为环保产业中最重要的标的之一。

    土壤修复技术路线和国内现状

    视污染场地的面积、特征、受污染程度和类型,土壤修复通常采用物理化学修复、生物修复以及联合修复等技术路线。如果需要转移受污染的土壤,一般将污染物挖出后进行焚烧、填埋或提取再利用等处理。在更多的场合,需要在原位对土壤进行修复,属于物理化学法的措施有稳定加固、萃取、淋洗、电动力学等;属于生物法的措施有生物通气、泥浆反应器、菌根菌剂联合修复等。相对而言,物理化学法周期短但成本较高,生物修复技术更加多样化,对包括土壤在内的生态修复比较全面,但周期较长,短期效果不明显。

    土壤修复技术在发达国家已有几十年历史,这也是所有经历过工业化过程的国家都必须面对的问题,最突出的是矿山和油田开采后遗留的生态修复。鉴于重金属积累效应会大大增加修复难度,对土壤污染关注得越早越有利。英国作为工业革命的发源地,从20世纪中期就开始制定污染控制和管理的法规,并展开土壤改良和修复研究。作为最早提出利用超富集植物清除土壤重金属污染的国家之一,目前英国开发出多种耐重金属污染的草本植物用于土壤修复,并已经通过材料库的形式逐步开始商业化进程。在日本,土壤修复也是现代农业的重要组成部分,1970年颁布的《农用地土壤污染防治法》,就已经将铜、镉等金属指定为特定有害物质。仅神通川流域污染农地修复工程,40年来的花费就达到420亿日元,这一工程目前仍在继续。美国的《土壤保护法》颁布于1930年,《棕色地块法》颁布于1990年,对工厂搬迁后遗留的受污染土地的治理进行了规范。与发达国家相比,国内对土壤污染和修复的关注起步较晚,但目前已经到了必须加速的阶段。

    如果粗略划分,目前国内土壤修复需求可分为农田及专业场地两部分。虽然都是遭受重金属污染,但前者涉及的生态系统往往更复杂,涉及面积更大,而且受污染程度较深,因为污染源可能是开采数十年的矿山、油田。专业场地一般是原企业所在地或附近地区,再利用的需求比较紧迫,距离城市生活区距离更近。从国内实践案例来看,对于农田修复采用生物技术较多,形式也更加多样化;对工业场地修复采用物理化学法见效更快,但成本控制是难题。

    对农田的修复采用植物修复法案例较多,但作业周期长,受区域地质特征的制约也较多,很难在全国范围内形成统一解决方案。湖南某铀矿区的农田修复工作从1990年就已开始,前后经历了7、8年之久。从采用的植物来看,各地也大不相同。在广西环江的两个重金属污染土壤修复基地,都采用了蜈蚣草与甘蔗、桑树等经济作物间作的技术。2011年培养的蜈蚣草育苗可达到18万株,每年可修复80亩污染土地。2001年环江特大洪水导致5000多亩农田被严重污染,如今能基本恢复农作物种植,蜈蚣草起到了重要作用。

    浙江省台州市的修复方案确立了“以动植物—微生物联合修复为主”的思路,其中动植物修复是指往每平方米土壤中投放2万条特殊蚯蚓,同时种植苋菜等吸附力强的植物,利用动植物分解、吸收土壤里超标的重金属;微生物修复则是往土壤里添加特殊微生物,控制温度、湿度让它们在土壤里繁殖,以达到改善土质的目的。预计到2012年底,将有1.65万平方米土地可以重新达到农用地土壤质量标准。

    植物修复并不是解决农田污染问题的唯一方案,在甘肃白银市对65亩受污染农田的实验性修复中,就采用了以化学淋洗为主的两种技术,分别是化学淋洗—化学固定—生物质改性耦合,以及化学淋洗—土壤改良。将化学试剂配置成溶液灌入土壤,试剂与土壤中的重金属发生作用,产生的复合物随着水溶液流出,达到将重金属与土壤分离的效果。除采用化学法外,改良过程还包括在土壤中加入牛羊粪等有机肥料,完成对土壤的修复。从土壤修复后种植的玉米、大豆情况来看,这一示范工程可能向更大范围推广。

    不过在城市工业区原位修复工程中,物理化学法的应用比例较植物修复更大,因为工业污染场地修复有较高的期限要求。由于原位修复的技术和经验都有欠缺,国内对污染场地采用最多的还是异位修复,即转移受污染土壤集中处理。近期通过验收的无锡市胡埭电镀厂土壤污染修复示范工程就是一个典型案例。该修复工程需要处理8000吨受污染泥土,按照污染程度采取不同方案。其中重度污染土壤采取淋洗技术,中度、轻度污染土壤采取固化/稳定化技术。江苏省内其他污染地修复示范工程,也分别采取了淋洗、电化解、植物吸附等技术。2010年广州氮肥厂地块的修复工程产生了5963立方米的污染土壤,处理方案是进入水泥厂高温焚烧,这已经与污泥处理技术联系起来。

    目前国际上化学法修复的技术进展较快,化学氧化、化学还原、纳米铁等技术都在扩大应用。国内虽然已经开发出一些化学氧化修复技术,但仍然缺少成熟、有自主知识产权的污染场地修复方案。不过随着北京建工、杭州大地环保等企业积累的修复经验日渐增多,国内土壤修复行业的技术储备也在增加,污染场地采用原位修复会逐渐成为主流。

    土壤修复市场发展的几个障碍

    虽然环境污染已经切实威胁到生存环境和食品安全,土壤修复已经成为紧迫的任务,但这一领域在环保产业中仍然相对滞后,市场、技术、资金、标准等几大要素都有一些障碍。虽然《重金属污染综合防治“十二五”规划》即将出台,各地对于受污染土地的修复压力增大,但这一政策动向能否完全转化为市场容量,还要取决于国内土壤修复的商业模式是否健全。如果一些关键问题不解决,这一市场很难在短期内突破试点的性质。

    从污染类型来看,将土壤污染简单等同重金属污染有一定缺陷,但也算抓住了国内土壤修复的重点。国内现阶段对于土壤污染的检测以重金属为主,对有机物污染的检测分析只能参照欧盟标准,相关技术储备非常薄弱。即便对土壤中重金属含量异常敏感,目前对于土壤修复到何种程度才能利用,国家并没有统一规定。由于土壤污染防治(含修复)没有上升到法律层面,各地对于修复标准和流程的理解不一致,这既不利于评估修复效果,也不利于经验数据的收集、整理和分析,分散的个案经验很难形成自主知识产权。

    现行法律中关于土壤污染防治方面的规定缺少系统性、针对性、可操作性,《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国土地管理法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等,对土壤污染的防治均有所涉及,然而这些法律规定明显滞后。

    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。《重金属污染综合防治“十二五”规划》可以弥补部分缺陷,但距离健全的标准体系还有一定距离,土壤修复行业的发展路径仍有模糊之处。

    更大的问题在于污染责任和修复义务的划分。1980年美国国会通过《环境应对、赔偿和责任综合法》,规定由联邦政府设立专门基金,授权环保总署组织对污染场地进行修复,同时对污染场地的责任人追讨修复费用。这一法律同时明确了责任人、修复工作授权和资金来源,形成了一套有时效性、有资金保障(责任人和联邦基金双保险)的修复机制。而目前国内土壤修复费用主要由政府买单,工业场地流转双方虽然可以分担部分修复成本,但资金规模和付款期都很难与修复工程匹配。至于农村地区的耕地修复,更难找到政府之外的出资人。除非参照国外法律对污染责任人予以明确,并将土壤修复作为土地转让的前提条件,否则资金问题将成为土壤修复市场的一大障碍。

    除此之外,国内企业在物理化学和生物修复技术上的积累还不够深,各种技术在不同地质条件和污染程度下的适用性还缺少验证。由于国内复合型污染比较普遍,单一修复技术可能不足以起到恢复生态系统的作用,譬如南方普遍存在的土壤和地下水同时污染的现象。而过多的物理化学方案还可能产生新问题——譬如土壤结构破坏和养分流失,应对这些可能出现的新困难,以目前的技术储备更加不足。在设备和制剂方面,国内对于进口产品的依赖还是较深,这也为降低修复成本增加了困难。

    土壤修复的机会评估

    针对受重金属污染的农地和工业场地的修复工程,已经成为环保产业越来越重要的一部分,并且是污水、污泥处理技术的一个拓展方向。这一市场目前主要由政府出资拉动,但未来随着法律法规逐步健全,修复标准和资金来源这两个主要矛盾有望缓和,土壤修复将逐渐从试点性质的个案转换为地方环保工程的“标配”。

    同时也应该看到,目前国内土壤修复企业在技术储备和工程经验积累上还有短板,在原位修复必须的设备、制剂和综合解决方案上不能完全自主,这些缺陷可能限制从土壤修复市场获益的能力。目前,一些国内企业具有先发优势,但还有更多国外企业也在试探进入,修复工程的性价比将成为决定市场份额的关键因素。