项目概况 :
近年来，场地污染成为世界各国关注的重要环境问题之一。工业企业污染场地遍布世界各地，并呈现出分布广、污染物浓度高、残留时间长、环境威胁大等特点。随着城市化的快速发展，为不断完善城市合理规划，污染企业调整搬迁，造成北京乃至全国的主要大中型城市出现大量因企业搬迁而闲置的污染土地。该区域是城市中不可忽视的重要污染源，给周边环境和居民身体健康带来严重威胁，同时造成城市土地资源的浪费。我国城市工业污染场地修复蕴含着巨大的市场需求，然而，针对污染场地的修复技术及工程运用则刚刚起步，现阶段无论是引进国际上的技术还是自主开发技术都需要理性思考。成套引进国外的现成技术及装备，费用昂贵，严重受到国外知识产权保护的制约，且缺乏适宜性。因而在借鉴国外成熟修复技术的基础上，从我国场地污染特征、国家经济社会发展、国家科研水平以及现阶段技术储备等多方面综合考虑而形成的土壤修复技术和装备才有巨大应用市场和竞争力。
2、 技术创新性描述 重点介绍项目成熟度、技术创新度以及项目实现产品的关键技术指标，与国内外同类技术、产品的对比；
（1）工业场地污染问题是目前世界各国普遍关注的重要环境问题之一，城市工业污染场地修复也相应地成为我国经济和社会可持续发展的重大需求。本研究团队所研发的污染场地修复技术正是基于我国工业场地的特征，在吸收国际先进修复工艺的基础上，通过自主知识创新加以改进所建立的，修复效率高，修复周期较短，成本低于国际同类修复技术，因此在工业污染场地的修复方面具有突出的优势，能够在我国进行大规模推广应用，满足日益增长的市场需求。2010年，针对工业场地研发的原位化学氧化、土壤气提技术均入选《国家先进污染防治示范技术名录》。
工业污染场地化学氧化修复技术：修复150m2焦化类PAHs污染土壤，注入高锰酸钾溶液约12m3后，苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽和苯并(a)芘四种多环芳烃的的去除率分别为96.96%、91.81%、87.95%和99.96%，浓度分别降低至：0.192mg/kg、0.558mg/kg、0.546mg/kg和0.003mg/kg。各浓度已经低于项目的预期修复值。投资成本主要为化学氧化剂修复注入系统，为38.2万元，运行费用包括：水耗（0.2~2元/小时）、电耗（64元/小时）、药耗（18000元/吨，以高锰酸钾计）。
土壤中挥发性有机污染物的气提和生物通风技术：修复200m3污染土壤，单组分污染物（正己烷）去除效果连续抽提操作89h，抽提主井中气相正己烷的初始浓度为452.04mg/m3，试验终了浓度为6.28 mg/m3。采用溶剂回收技术，可有效回收尾气中的有机污染物，如石油烃等，回收率可达85%以上，所回收的石油可作为工业原料。投资成本包括：前期调查（1136元）、设备费用（13009.15元）、抽提和监测井材料和安装费用（4396元），运行费用：水电费（500元）、取样测试费（4500元）、回收设备费（500元）。
（2）农田污染已成为制约我国经济发展、农产品安全和人体健康的重要因素。基于我国典型重金属以及有机污染农田特征，创新性开发了成套生物修复技术流程及规范，包括种苗培育、田间管理、刈割、末端焚烧治理等。本项目中所用生物修复技术平均成本为4300元/亩.年，低于国际同类技术的成本。研究技术因修复效率高、成本低、环境友好等特点，在我国有机污染农田修复中具有广阔的应用前景。2010年，针对农田污染的“砷污染土壤的富集植物-微生物联合修复技术” 入选《国家先进污染防治示范技术名录》。
超富集植物-微生物联合修复技术的关键性参数：针对As浓度为23.9~192.1mg/kg的污染土壤，经处理后达到土壤环境质量标准（GB 156181995）Ⅲ级标准（40mg/kg以下），污染物年削减率范围为10~15%。与此同时，可间套种植经济作物，实现土壤污染修复与农业生产同步。利用超富集植物-微生物联合修复技术，可在污染土壤上与砷低积累农作物套种，从而降低砷污染土壤修复的经济和社会成本，并创造一定的社会经济效益。如在1公顷超富集植物-微生物联合修复污染农田中，可种植0.5公顷低砷吸收农作物，以蔬菜为例，年收入可达3750元/公顷。该技术投资成本：经济投入主要为种苗、制备菌剂的培养基、肥料，共计4200元/公顷.年，其中种苗：1600元/公顷.年；肥料：1100元/公顷.年；菌剂培养基：1500元/公顷.年；运行成本：运行投入为灌溉、除草、收获、日常管理和后续处理，共计4300元/公顷.年。其中灌溉：500元/公顷.年；除草：1500元/公顷.年；收获：300元/公顷.年；日常管理：1000元/公顷.年；焚烧：1000元/公顷.年。
3、 技术研发及产业化发展方向 重点介绍项目为进行产业化发展所进行的下一步重点研发工作，以及产业化发展规划；
到目前为止，污染场地修复在我国还属新课题、新市场，尚未有很好的基础积累和技术储备，更缺乏系统有效的解决方案。中国科学院地理资源所针对工业污染场地开发了“微生物－土壤气提－化学氧化”成套原位集成修复技术，首创性实现多种技术的有机整合和绿色节能修复；建立了国内首个焦化污染场地原位修复示范工程，利用自主研发的集成修复技术和配套修复设备开展修复，多种目标污染物的去除率均能达到90%以上。研发的成套原位集成修复技术成本低廉，单位面积的处理成本均低于国际同类技术修复成本。此项研究成果为我国工业场地集成修复技术的应用及产业化发展提供技术支撑。研发技术申请国家专利7项，6项获授权；研发的原位化学氧化、土壤气提技术以及砷污染土壤的富集植物-微生物联合修复技术均入选《国家先进污染防治示范技术名录》。其知识产权受到法律的保护，将在至少20年的时间里拥有对产品技术的独家拥有和独家生产经营的权利。因而可以通过成立有限公司，形成集科研、开发与生产经营于一体的高技术企业，企业除自身的技术力量外，还以污染场地修复科技创新联盟等作为后盾，不断推进企业的发展，真正实现修复技术的产业化。
4、 市场前景 描述项目主要应用行业领域，重点描述对于该项目未来市场前景，项目能够产生的重大经济价值进行分析、预测。可提供商业运营模式等；
根据国外环保先进国家的经验，土壤修复已经占据环境处理一半以上的市场份额，成为环境治理重要的措施。以土壤修复为基础，水体修复、矿山修复、生态修复，整个环境修复将逐步完善产业结构。在传统环保领域面临需求和投入的饱和态势下，土壤修复将成为环保产业未来新的经济增长点。有资料统计，在发达国家，土壤修复可以占到整个环保产业30%~50%的比例，相比之下，国内相关领域市场则处于刚刚起步的阶段，同我国整个环保产业发展水平相同，有影响力的专业化土壤修复企业还比较少。据统计，全国18亿亩耕地中，受污染的有1.5亿亩，其中污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，也就是说近十分之一的耕地已被污染。而对于城市搬迁工业场地而言，2001~2008年，我国关停并转迁企业数总数达到10万以上。其中，山西、河北、江苏、浙江、山东、河南和重庆等地区关停并转迁企业数均超过6000个。据估计，仅北京地区而言，将工厂外迁转产遗留的场地进行无害化处理，就将带来300亿~500亿元的土壤修复市场，重庆市目前场地清理和修复市场值就达20亿美元。总之，我国的土壤修复市场巨大。就单单北京而言，土壤污染类型大致就有以下五类：一是北京搬迁企业污染场地，主要集中在老城区工业带上的首钢、焦化、化工企业和一些大的电厂等，约800 万平方米的土地；二是污灌农田，主要分布在房山、通州等污灌区，初步估计有数十万亩农田，这类污染土壤面积大，污染种类多，由于与食物链直接联系，对人体健康直接威胁最大；三工矿废弃地；四是垃圾填埋场；五是加油站等。
5、 实施需求重点描述推进过程资金、用地、人才等实施条件需求情况，并提供资金使用方向；
建立环境污染修复有限责任公司，需要具有一定规模的办公地点和设备存放仓库（不小于500m2），同时培养一定数量（5~10人）的专业工程师，进行设备的运行和维护。公司成立启动资金约2000万元，主要用于技术研发、工程化应用（包括：勘测费、污染物检测费、修复工程设施建设费、修复药剂费、设备运行水电费等）、专业技术人员培训、及差旅劳务费等其他费用。
此项目目前处于产业化阶段。
核心技术：
污染场地修复技术和装备涉及重金属污染和有机物污染土壤的修复，其中核心修复技术为：第一，针对重金属污染土壤修复的技术：砷污染的植物-微生物联合修复技术、土壤淋洗技术；第二，针对有机污染土壤修复技术：原位氧化修复技术、土壤气相抽提技术、微生物修复技术、土壤淋洗技术、植物修复技术、植物-微生物联合修复技术。对于重金属与有机物复合污染土壤，本套技术和装备可以进行有机整合及联合应用，从而体现出较大优势。
（1）原位化学氧化修复技术
原位化学氧化修复技术，适用于大规模有机污染场地（包括焦化工业、印染工业、有机化工行业污染场地）的土壤和水体修复的技术。通过一定的注入装置向土壤或地下水中投加化学氧化剂，使其与污染物质发生化学反应来净化土壤和地下水，对污染物种类和浓度不敏感，能够有效处理各种有机污染物，包括多环芳烃、苯系物、含氯有机溶剂（三氯乙烯、四氯乙烯等）、酚类等，通过在某焦化厂的中试结果表明，其对多环芳烃的修复效果能达到96%以上。针对该技术的需要，我们研制了成熟的注入装置（包括车载式化学氧化修复设备和双罐式化学氧化修复设备），针对不同规模和程度的污染场地可以选择不同的修复装备，并且可以实现远程控制。该技术能处理深层污染土壤或地下水，修复深度能达到地表以下20m。该技术涉及化学反应，强度大，修复时间短，且处理后污染物被氧化成二氧化碳和水等物质，对环境的二次风险低。此外，该技术对实施地产生的干扰小，不用进行大规模土方开挖，可用于一般修复方法不易到达的区域(如建筑物的下方)，且成本低于国际同类技术修复成本（<500元/吨污染土）。车载式化学氧化修复设备和双罐式化学氧化修复设备均已通过浙江省科技厅的质量鉴定及浙江省机电产品质量检测所的质量检验。目前已完成中试工程，可进入产业化阶段。
（2）土壤气相抽提技术
土壤气相抽提技术，适用于化工工业、炼焦化学工业、垃圾填埋场、石油工业等污染场地中受挥发性有机污染物污染的不饱和砂土和壤土的修复的技术。通过强制通入新鲜空气，使挥发性有机污染物从土壤中解吸至空气流并引至地面上，结合溶剂吸收法和活性炭吸附技术处理尾气中高浓度污染物，使其达到标准后排放。能处理的污染物包括苯系物、三氯乙烯、挥发性石油烃等挥发性和半挥发性有机污染物以及汞、砷等半挥发性金属污染物。我们研制了成套的注气-抽提-尾气处理装置，并能实现自动化控制。该技术强度大，所需修复时间短，通常为6个月到2年，治理费用较低，每吨受污染土壤的处理成本为45-140美元。此外，该技术对场地产生的干扰小，可用于不易到达的污染区域（如建筑物的下方）的处理。目前拥有修复装备，完成中试工程，可进入产业化阶段。
（3）土壤淋洗技术
土壤淋洗技术是指将流体（水、有机溶液、无机溶液、有机溶剂）直接作用于土壤或注入到地表以下，以洗脱或解吸附污染物的过程。修复介质为有机、无机工业污染土壤及地下水。通过焦化类及矿区污染土壤修复中试，土壤中污染物洗脱率达40%~70%，修复成本为75~210 元/吨土。目前拥有淋洗剂、生物制剂等，已在北京完成中试该技术单次处理效率在50~80%。
（4）微生物修复技术
微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或者使污染物无害化的过程，包括自然和人为控制条件。修复介质主要为工业或农业污染土壤及地下水。修复目标为具有生物可利用性的PAHs等有机污染物。经过前期工程验证，投加微生物菌剂80天后，土体中多环芳烃含量可下降80%。修复成本为200~500元/吨土，包括修复制剂、后期维护费用。目前已拥有可高效降解有机污染物的菌种10余种，并成功研制了高效降解复合菌剂，完成中试工程，可进入产业化阶段。
（5）砷污染的植物-微生物联合修复技术
砷污染的植物-微生物联合修复技术，适用于不同程度砷污染的污染农田、矿山开采区以及有色金属冶炼场地的治理的技术。采取耐砷和具有砷还原性能力的土著菌和基因工程菌同砷超富集植物-蜈蚣草的最佳结合模式，促进土壤有效性砷的转移和吸收，提高砷的去除率。具有操作简单、不破坏土壤理化性质、经济成本低、去砷能力强、修复效率高、二次风险低等特点，是一种新型的绿色、环保型安全修复技术。研发的修复技术重金属年去除效率达到6%～15%，修复周期为修复成本为900～4000元/亩。
合作状况：
北京市炼焦化学厂成立于1959年，曾是国内规模最大，生产能力最强的现代化煤化工企业之一。该厂长期以来的工业生产使其遭受多环芳烃、苯系物和砷等复合污染，呈现污染面积大、污染层次深并对地下水安全有潜在威胁等特点。原位化学氧化修复技术所针对的主要是示范区内多环芳烃的污染。从2008年开始，研究团队通过对示范场地的现场勘查，掌握了场地的地理信息、污染物质的组成以及分布情况。通过室内实验进行了化学氧化剂及微生物降解菌剂的筛选和小试研究，并在此基础之上，设计了氧化剂注入方式，制定了采用高锰酸钾作为修复制剂进行修复的实验方案。2009年上半年研制成功“车载式污染场地修复装备”。从2009年10月至2010年1月，结合已有的实验方案，使用“车载式污染场地修复装备”往注入井群中已注入约12m3氧化剂溶液。氧化剂的浓度为1.5%，氧化剂的注入速度根据不同深度土壤渗透率的不同而调整，总体范围为100-1000L/h，氧化剂的作用半径约为1m。经取样分析后，土壤中主要多环芳烃类污染物质的含量都有了明显的下降，苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽和苯并(a)芘的去除率分别为96.96%、91.81%、87.95%和99.96%，浓度分别降低至：0.192mg/kg、0.558mg/kg、0.546mg/kg和0.003mg/kg。各浓度已经低于项目的预期修复值。2010年10月项目顺利通过专家组验收。2009年-2011年团队与轻工业环境保护所合作，在房山区石楼镇坨头村建立了面积为100亩的污染场地修复技术示范基地，开展了针对多环芳烃污染土壤所种植的蔬菜、粮食、牧草的风险评估，进行了农田PAHs污染的植物修复技术的研究，同时建设了具有30个处理小区的淋溶池，开展了针对PAHs、重金属污染土壤的淋洗技术研究。2010年，团队针对蔬菜农田土壤中重金属污染的特点，开展了钝化技术的研究，结果表明，在使用合适的钝化剂和试用方式，可以有效降低蔬菜中重金属的富集。2011年，团队与国家环境保护工业污染源监控工程技术中心、山西大学合作，开展了山西太原化工厂污染场地风险评估及修复方案编制工作，收集整理了太原化工氯碱厂区基础资料，包括生产历史、周围水源情况、尾渣堆放情况、历史污染状况，以及地下水污染调查相关信息；对太原化工厂进行勘察取样，污染分析，风险评价，编制场评报告，选择经济有效的修复技术进行工程小试；编制修复方案。
合作方式：
技术支持或技术服务
