張娟,邢軼蘭,李書鵬,郭麗莉,王艷偉,劉陽生,胡鐘莘莘
(1.北京建工環境修復股份有限公司,北京 100015;2.北京大學,北京 100871)
生態環境部2016年12月頒布,2017年7月1日起實施的《污染地塊土壤環境管理辦法(試行)》將擬收回、已收回土地使用權的有色金屬冶煉、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革等行業企業用地,以及土地用途擬變更為居住和商業、學校、醫療、養老機構等公共設施的上述用地作為重點監管對象;對土地用途變更為上述公共設施的污染地塊用地,重點開展人體健康風險評估和風險管控;對暫不開發的污染地塊,開展以防治污染擴散為目的的環境風險評估和風險管控。
2017年2月,國土資源部、國家發展和改革委員會印發《全國土地整治規劃2016~2020》(國土資發〔2017〕2號),提出了“十三五”時期土地整治的目標任務:確保建成4億畝高標準農田,力爭建成6億畝,全國基本農田整治率達到60%;補充耕地2000萬畝,改造中低等耕地2億畝左右;整理農村建設用地600萬畝;改造開發600萬畝城鎮低效用地。
2017年9月,生態環境部、農業部聯合公布《農用地土壤環境管理辦法(試行)》(以下簡稱《辦法》),該《辦法》主要用于指導縣級以上環境保護和農業主管部門組織實施農用地土壤污染預防、土壤污染狀況調查、環境監測、環境質量類別劃分、農用地土壤優先保護、監督管理等工作。《辦法》的制定有助于農用地土壤環境保護監督管理,保護農用地土壤環境,管控農用地土壤環境風險,保障農產品質量安全;有利于提高公眾土壤環境保護意識、為《土壤污染防治法》立法工作提供支撐、推動農用地土壤環境管理相關工作的有序開展、促進相關產業及市場的健康發展。
2017年12月,全國人大二次會議審議了《中華人民共和國土壤污染防治法(草案)》,作為我國首部土壤污染防治相關法案,該法的出臺將完善污染土地風險管控的法律體系。
土壤污染防治法出臺的意義在于:一是在預防為主、保護優先、防治結合、風險管控等總體思路下,根據土壤污染防治的實際工作需要,設計法律制度的總體框架;二是根據土壤污染及其防治的特殊性采取分類管理、風險管控等有針對性的措施;三是提出預防為主(從源頭上減少土壤污染)、風險管控(阻斷土壤污染影響大眾生活)和污染擔責(誰污染,誰治理)的三大對策。
在我國的環境保護發展歷程上,土壤污染問題實際上是和水污染、大氣污染同時出現的,但由于一直得不到重視,我國土壤修復行業的起步和目前的成熟程度遠落后于水、大氣、固廢治理行業,目前尚未制定具有系統性的土壤修復政策。隨著《土壤污染防治行動計劃》的發布,以及《土壤環境保護法》《土壤污染防治法》等法律法規、實施細則及管理辦法的起草和制定,有望在未來幾年內陸續出臺土壤修復相關法規政策,完善我國土壤修復法律體系,為我國場地污染修復行業提供更加詳細的指導意見,推動我國污染場地修復行業的有序發展。
除了國家在土壤、地下水方面制定了大量政策外,各個地方政府也逐漸加強了對土壤、地下水污染及修復的重視程度,很多地區城市先行先試,發布了相關政策、法規。
在土壤修復早期,全國只有部分地區開展了土壤修復項目,如北京、重慶等地,目前這些地區的土壤修復發展程度較高。近年來各地方政府有關土壤政策發布密集,這與國家整體在土壤戰役中的布局密不可分,如今土壤、地下水修復在全國各地已經得到了相當重視,尤其是一些工業大省和農業大省,如江浙滬、鄂湘粵等地區。
2017年,各地陸續發布地方“土十條”(見表1)。從各地的“土十條”可以得知,現階段土壤污染防治的主要思路是“摸清家底”,做好風險管控。廣州繼北京、上海、重慶之后,也建立了較為完整的管理思路。

表1 2017年地方主要政策和法規一覽表
在場地修復政策、法規的指引下,國家和地方政府相繼出臺了各項標準、規范文件,以指導場地修復從調查、評估到修復治理、驗收監測的全流程。
1.3.1 國家導則和規范出臺情況
為推進我國地下水污染防治工作,增強加油站地下水污染防治的科學性、規范性和長效性,2017年3月生態環境部印發《加油站地下水污染防治技術指南》,該《指南》主要用于加油站的地下水污染預防、日常監測、環境狀況調查、采樣和分析、地下水污染模擬預測、地下水健康風險評估和污染控制與治理等工作。
為加強農用地、建設用地土壤環境管理,落實《土壤污染防治行動計劃》相關要求,2017年8月生態環境部印發《土壤污染風險管控標準 農用地土壤污染風險篩選值和管制值(試行)(征求意見稿)》《土壤污染風險管控標準 建設用地土壤污染風險篩選值(試行)(征求意見稿)》。前者規定了農用地土壤污染風險篩選值(常規項目和選測項目)、風險管制值、監測點位布設和樣品采集、污染物分析方法等,后者規定了建設用地土壤污染風險篩選值(常規項目和選測項目)、調查與監測要求、污染物分析方法等。
為貫徹落實《土壤污染防治行動計劃》,2017年11月生態環境部印發《污染地塊風險管控技術指南—阻隔技術(試行)(征求意見稿)》《污染地塊修復技術指南—固化/穩定化技術(試行)(征求意見稿)》和《鉻污染地塊風險管控技術指南(試行)(征求意見稿)》。該《指南》對相應技術的概況、設計、施工、效果評估及監測等內容提出了明確要求,為這些技術的規范化應用奠定了基礎。
為貫徹落實《土壤污染防治行動計劃》,進一步規范建設用地土壤調查評估工作,2017年12月生態環境部發布《建設用地土壤環境調查評估技術指南》。該《指南》適用于疑似污染地塊對人體健康風險的土壤環境初步調查、污染地塊土壤環境詳細調查和風險評估;《指南》規定了調查評估的程序和要點、工作成果及其審核要點等。
1.3.2 地方導則和規范出臺情況
北京、重慶兩個直轄市是最早開始場地修復探索的區域,在探索前進的過程中,陸續發布了一系列的標準、規范,為其他省市提供了寶貴的經驗。隨后經濟較為發達的長三角、珠三角等地區也陸續規范了場地修復行業的發展,如2017年8月浙江省發布的《污染地塊治理修復工程效果評估技術規范(征求意見稿)》等。
隨著國內外污染土壤防治領域的技術進步、經驗積累和市場需求,在生態環境部高度重視和具體指導下,我國土壤污染防治的技術標準體系建設也已初具雛形。
2014年2月,生態環境部發布了《場地環境調查技術導則》《場地環境監測技術導則》《污染地風險評估技術導則》《污染場地土壤修復技術導則》和《污染場地術語》等5項污染場地系列環保標準,旨在為各地開展場地環境狀況調查、風險評估、修復治理提供技術指導和支持,為推進土壤和地下水污染防治法律體系建設提供基礎支撐。
2015年1月,生態環境部發布了《農用地土壤環境質量標準》與《建設用地土壤污染風險篩選指導值》征求意見稿,向社會公開征求意見。此次發布的兩項新標準作為《土壤環境質量標準》的修訂稿,是我國土壤污染防治技術標準體系建設的重要內容,反映了當前對土壤環境變化規律以及土壤污染風險的認識程度,為隨后出臺的《土壤污染防治行動計劃》提供了技術支撐,也預示著我國對土壤環境的污染防治將進入兼顧保證土壤質量和控制環境風險的新階段。目前我國發布的有關標準見表2。

表2 我國目前發布的土壤修復行業標準
20世紀90年代以來,世界各國對污染土壤和地下水修復技術進行了廣泛研究,取得較大的進展和突破,開發了一系列污染土壤修復技術。
按修復場地劃分,污染土壤修復技術可分為原位修復和異位修復。原位修復是指不移動受污染的介質(土壤、底泥或地下水),直接在發生污染的原有位置進行修復處理;而異位修復是指將受污染的土壤或地下水從發生污染的位置挖掘或抽取出來,經過運輸后再進行治理。
按工藝原理可分為物理修復、化學修復和生物修復。物理方法主要包括物理分離法、溶液淋洗法、固化穩定法、凍融法以及電動力法等;化學方法主要包括化學淋洗法、氧化法、還原法以及土壤改良劑投加技術等;生物修復方法可分為微生物修復與植物修復。
各種修復技術的分類具體見表3。

表3 土壤修復技術分類
各種修復技術在作用原理、適用性、局限性和經濟性等方面均存在各自的特點,在特定場合的污染土壤進行工程修復時,需根據當地的經濟實力、土壤性質、污染物性質、資源條件等因素,進行修復技術的合理選擇和組合工藝的優化設計。
2.1.1 物理-化學修復技術
污染環境的物理修復過程主要利用污染物與環境之間各種物理特性的差異,達到將污染物從環境中去除、分離的目的。主要修復技術包括:土壤氣相抽提、熱解吸、固化/穩定化、物理/機械分離、玻璃化修復、電修復技術等。
(1)土壤氣相抽提技術
概念:土壤氣相抽提(SVE),也稱“土壤通風”或“真空抽提”。SVE技術是一種通過強制新鮮空氣流經污染區域,將揮發性有機污染物(VOCs)或半揮發性有機污染物(SVOCs)從不飽和區域土壤中解吸為空氣流引至地面上處理的土壤原位修復技術。
原理:該技術的基本原理是利用物理方法去除不飽和土壤中VOCs,用引風機或真空泵產生負壓驅使空氣流過污染的土壤孔隙,從而夾帶VOCs流向抽取系統,抽提到地面,然后再進行收集和處理。由于新鮮空氣的引入,同時可考慮原位生物降解。早期SVE主要用于汽油等非水相液體(NAPL)污染物的去除,目前也陸續應用于揮發性農藥污染或有機污染物充分分散等不含NAPL 的土壤體系。
適用范圍:該技術適用于不飽和區域、土壤滲透性較強(如礫砂、砂等)、存在易揮發性有機污染物場地的修復。
技術優點:土壤氣相抽提技術由于其在環境修復領域能夠非常有效地去除揮發性有機物、易于操作和運行、設備相對比較簡單、系統容易安裝和轉移、容易與其他技術組合使用,目前已被發達國家廣泛應用于土壤修復領域的實際工程中。
(2)熱解吸修復技術
概念:熱解吸修復技術是利用熱傳導(熱毯、熱井或熱墻等)或熱輻射(無線電波加熱)等實現對污染土壤的修復。與玻璃化技術相比,即使是高溫加熱修復的溫度也相對較低。根據加熱體系和溫度的差異可分為高溫(>100℃)加熱修復技術、低溫(<100℃)加熱修復技術和電磁波加熱修復技術。
原理:基本原理在于加熱過程中土壤中的有機污染物會加速分解和揮發,從而通過氣體抽吸系統將污染氣體從土壤中抽出收集,然后再進行處理(如圖1)。

圖1 熱解吸系統原理示意圖
適用范圍:熱解吸技術通過控制系統溫度和物料停留時間有選擇地使污染物得以揮發并不出現對有機污染物的破壞作用,可廣泛應用于揮發態有機物、半揮發態有機物、農藥甚至高沸點氯代化合物如PCBs、二英等污染土壤的治理。
技術特點:熱解吸技術與焚燒技術不同,主要區別在焚燒處理溫度高,直接破壞有機污染物,而熱解吸技術只是加熱土壤使有機污染物分離出來,有機污染物不直接受到破壞,熱解吸技術處理溫度比焚燒技術的溫度低得多,所以處理費用也比焚燒技術低。
(3)固化/穩定化修復技術
概念:固化/穩定化修復技術是指防止或者降低污染土壤釋放有害化學物質過穩定化修復技術,包括原位和異位固化/穩定化。
原理:固化是指將污染物包裹起來,使之呈顆粒狀或大塊狀存在,進而使污染物處于相對穩定狀態,通常情況下,它主要是將污染土壤轉化為固態形式,即將污染物封裝在結構完整的固態物質中的過程。
穩定化是指將污染物轉化為不易溶解、遷移能力或毒性變小的狀態和形式,即通過降低污染物的生物有效性,實現其無害化或降低對生態系統危害。
適用范圍:通常用于重金屬或有機物污染土壤的無害化處理。
技術優點:需要將污染土壤與固化劑/穩定劑等進行原位或異位混合。穩定化可能與封裝等其他固定技術聯合應用,并可能增加污染物的總體積。固化/穩定化處理后的污染土壤應當有利于后續處理。
現場應用需安裝全部或部分設施,如原位修復所需的鉆井和混合設備、集塵系統、揮發性污染物控制系統、大型儲存池。
(4)物理/機械分離
物理/機械分離技術是利用污染物與土壤的密度、電磁性能差異,采用機械破碎和分選技術,將污染物和土壤分離。修復效率取決于設備的處理速度和待處理土壤的體積,修復能力在9~450m3/d不等(見表4)。

表4 物理/機械分離修復技術的分類
(5)化學淋洗修復
原理:化學淋洗修復是借助能促進土壤環境中污染物溶解或遷移的化學/生物化學溶劑,在重力作用下或通過水頭壓力推動淋洗液注入被污染的土層中,然后再把含有污染物的溶液從土壤中抽提出來,進行分離和污水處理的技術。淋洗液通常具有淋洗、增溶、乳化或改變污染物化學性質的作用??煞譃樵缓彤愇涣芟葱迯蛢煞N類型。
(6)化學氧化修復技術
概念:化學氧化修復主要是向污染環境中加入化學氧化劑,依靠化學氧化劑的氧化能力,分解破壞污染物的結構,使污染物降解或轉化為低毒、低移動性物質的一種修復技術。
原理:通常該技術為原位修復處理(異位修復也有應用),無需將污染土壤全部挖出,而只是在污染區不同深度鉆井或采用高壓設備,將氧化劑注入土壤中,通過氧化劑與污染物的混合、反應使污染物降解或導致形態的變化,達到修復污染環境的目的。常用氧化劑有H2O2、K2MnO4、Fenton試劑、O3等。
技術優點:化學氧化可以改變污染物的存在狀態,提高污染物的溶解能力,促進污染物的分解;化學氧化反應速度快,可節省費用和修復的周期。根據已有案例的研究,相對傳統方法而言,化學氧化處理可以節省大量的成本。
(7)化學還原修復技術
概念:化學還原修復技術是利用化學還原劑將污染物還原為難溶態,從而使污染物在土壤環境中的遷移性和生物可利用性降低的一項土壤原位修復技術。
適用范圍:一般用于污染物在地面以下較深范圍內,易于擴散對地下水構成污染,且常規技術難以奏效的區域的污染修復。
2.1.2 生物修復技術
從狹義上講,生物修復是利用生物,特別是微生物降解有機污染物,從而修復被污染環境或消除環境中污染物的一個受控或自發進行的過程。
從廣義上講,除了微生物修復外,還包括植物修復和動物修復,也就是說,生物修復是利用細菌、真菌、水生藻類、陸生植物等的代謝活性降解有機物,降低其毒性,改變重金屬的活性或在土壤中的結合態,通過改變污染物的化學、物理特性而影響它們在環境中的遷移、轉化和降解速率。
技術優點:生物修復可以原位進行,節省費用。其費用只是傳統物理、化學方法的30%~50%。環境影響小,生物修復是一個自然過程的強化,最終產物是二氧化碳和水等,不會形成二次污染,遺留問題少。最大限度降低污染物濃度,殘留污染物的濃度可達到很低。可用于其他技術難以應用的場地,如建筑物以下不能挖掘的土壤污染??梢酝瑫r處理土壤和地下水污染,可以與其他技術聯用,可以處理復合污染。
技術缺點:耗時長,生物修復的機理在于生命體的新陳代謝,需要經過一定的周期才能完成,因此修復時間較長。條件苛刻,生物的代謝活動受環境影響因素較多,條件變化會使其受到限制。并非所有污染物都能被生物利用,污染物的低生物有效性、難降解性等常使生物修復不能進行。特定的生物只能吸收、利用、降解、轉化特定類型的化學物質,專一性較強。
(1)微生物修復
微生物修復是在人為強化的條件下,用自然環境中的土著微生物或人為投加外源微生物的代謝活動,對環境中的污染物進行轉化、降解與去除的方法。微生物對污染物進行各種轉化作用的生理學基礎是其新陳代謝活動,在這一過程中,有機污染物在土壤微生物的作用下可以直接分解或通過共代謝作用分解為低毒或無毒的代謝產物,也可以是微生物分泌的酶系對有機物的代謝作用等。
微生物修復技術分為原位和異位技術兩種。原位微生物修復不需將土壤挖走,主要是向污染區投放氮、磷等營養物質和供氧(六價鉻還原和還原脫氯不涉及供氧),促進土壤中土著微生物的代謝活性。為了提高處理效果,也可以接種經馴化培養的高效微生物菌株,利用其代謝作用降解污染物。異位微生物修復(Ex-situ Microbial Remediation)要求把污染的土壤挖出,集中進行生物降解。
(2)植物修復
主要是利用特殊植物修復受有毒金屬、有機污染物和放射性物質污染的土壤、沉積物、地表水及地下水的綠色技術。
植物修復的機制主要包括:1)植物揮發。植物將污染物轉化為氣態,從而從污染地點移走土壤或水中的污染物。2)植物固定。利用植物根能改變土壤環境條件的能力,例如pH和土壤濕度。許多植物根的分泌物也和污染物相互作用而降低其生物可利用性。3)植物轉化/降解。污染物的去除可以通過植物轉化或植物降解,這是通過酶或與酶相關的因素。4)植物提取。植物提取能去除土壤、地下水和表層水中的污染物。當植物吸收的污染物不能被快速和完全地降解時就會積累在植物體內。5)植物根際作用。植物根部能為微生物的生長提供了表面積,能改變土壤環境(例如:氧化還原、濕度、通風等)使之利于降解。植物也能產生和釋放有潛力改變污染物生物利用性的物質到根際或影響微生物的種類。其分泌物也可作為基質,這增加了總的微生物種類或支持某些特殊的種類。根際還可轉移氧氣使根區的好氧轉化作用能正常進行。植物根上有菌根菌生長,菌根菌與植物共生具有獨特的代謝途徑和酶系,可以代謝自身細菌不能降解的有機物。除了分泌能支持根際微生物生長和加強其活性的有機物外,植物也能釋放大量的酶進入土壤和水中,這些酶能降解有機污染物。
2.1.3 聯合修復技術
我國工業門類齊全,生產歷史較長,污染場地土壤中的污染物往往是以復合形式存在,加上土壤環境比較復雜,單獨使用物理、化學、植物和微生物等方法修復有時很難達到預期效果。因此,如何將各種修復技術結合使用是目前科學研究和修復技術應用研究的熱點之一。
(1)物理與化學聯合修復
物理和化學修復是利用污染物的物理、化學特性,通過分離、固定以及改變存在狀態等方式,將污染物從土壤中去除。這兩種方法具有周期短、操作簡單、適用范圍廣等優點。但傳統的物理、化學修復也存在著修復費用高昂、易產生二次污染、破壞土壤及微生物結構等缺點,制約了此方法從實驗室向大規模應用的轉化。近年來,研究者通過對一些物理和化學修復方法的組合,有效克服了某些修復方法存在的問題,在提高修復的效率,降低修復成本方面,取得了一定的進展,也為今后物理和化學修復技術的發展提供了新的思路。
(2)物理、化學與生物聯合修復
目前,物理、化學與生物的聯合修復的研究很少,且方法主要集中在以一種修復技術為主,其他的作為輔助來進一步完善修復過程中,如用微生物降解物理修復中的污染物或者用某些化學物質加快生物降解過程等。
(3)微生物-植物聯合修復
將微生物修復和植物修復的優點相結合,從而強化根際有機污染物的降解。植物為微生物提供了生存場所,并可轉移氧氣使根區的好氧作用能夠正常進行;植物根分泌物、脫落物可為微生物提供大量營養,刺激根際各種菌群的生長繁殖,增強細菌的聯合降解作用;某些情況下,植物根分泌物可作為微生物天然的共代謝底物促進污染物的降解;根區形成的有機碳可阻止有機化合物向地下水轉移,也可增加微生物對污染物的礦化作用。某些情況下,植物根分泌物也可作為天然的共代謝底物促進污染物的降解。此外,植物根系可以伸展到不同層次的土壤中,故無須混合土壤即可使降解菌分散在土壤中。另一方面,微生物能夠降解有機污染物或改變污染物的存在形態,減輕污染物對植物的毒害,提高植物的耐受性、促進植物對污染物的吸收轉化。
2.1.4 修復項目技術應用情況
根據2017年已開展實施的修復工程案例,其中有技術應用信息的工程案例為62個,每個項目用到多個技術,對各個項目所用到的技術進行統計,分析結果如圖2。

圖2 2017年修復技術應用情況統計
根據統計結果,2017年修復技術應用次數較多的為固化/穩定化(32次)、化學氧化(19次)、水泥窯協同(12次)、填埋/安全處置技術(9次),異位熱解吸、原位熱脫附技術、淋洗技術等的應用也有顯著提高。各項目修復技術的選擇受場地污染類型、污染物理化性質、資金落實情況、技術成熟度及修復效果等多種因素影響。
將單獨重金屬污染場地及單獨有機污染場地技術應用情況進行對比分析,結果如圖3。
對于重金屬污染場地,修復技術應用最多的為固化/穩定化修復技術,20個統計樣本中有15個場地應用該項技術,占比高達75%;其次為填埋/安全處置修復技術,有6個修復項目應用該技術,應用率達30%;化學還原技術主要針對重金屬Cr6+污染場地。對于有機污染場地,修復技術應用最多的為化學氧化修復技術,17個統計樣本中有7個場地應用該項技術,占比為41.2%;其次為水泥窯協同處置技術應用項目為5個,占比29.4%。熱解吸、原位熱脫附、氣相抽提修復技術的應用分別為2次(占比11.8%)、1次(占比5.9%)及1次(占比5.9%),受資金情況、技術水平、裝備水平等條件限制,這些修復技術的應用尚處于示范及試點階段。

圖3 修復技術對比統計圖
2.1.5 污染場地修復領域期刊論文發表情況
采用關鍵詞“污染場地修復”,按照年度檢索,年度文章數量如表5。

表5 污染場地修復領域期刊論文發表情況統計
從表5可知,2014~2016年,國內有關污染場地修復的文章發表數量在穩定增長,2017年文章發表數量明顯降低,這可能與檢索工具數據庫的更新滯后有關。國外有關污染場地修復的外文期刊,2014~2017年的文章發表數量也有所增長,且2017年發表文章的數量增速明顯。
從場地調查階段到土壤修復工程階段,設備和材料(藥劑)的使用對于修復技術的實現都起到了舉足輕重的作用。機械設備,例如破碎、篩分、混合攪拌、注入功能的設備;材料,例如修復藥劑,在土壤修復工程中廣泛應用,輔助修復技術目標的實現。本章主要介紹場地調查、檢測及土壤修復過程中使用的專有設備以及修復藥劑的發展情況。
3.1.1 常用的場地污染調查設備
場地調查設備主要包括現場取樣設備、現場能夠及時讀數的便攜式設備等。
因為在場地調查過程中需要對大量的數據進行統計分析,所以專業的采樣設備十分重要。在污染范圍較大的場地,采樣的工作量大、代表性差、檢測成本較高,所以現場采用便攜式儀器進行污染篩查,確定污染的范圍和深度,進行有針對性的取樣調查是十分必要的。
根據《2016~2020年中國土壤修復技術與市場發展研究報告》,對目前國內從事土壤污染場地調查評估從業單位的統計調查得出,目前使用的場地調查設備主要如表6所示。

表6 污染場地調查設備表
場地調查的設備中,目前較專業的采樣設備主要是美國Geoprobe公司的Geoprobe鉆機。Geoprobe設備是近年來在污染場地調查中廣泛使用的專業采樣設備,主要應用于土壤及地下水的取樣。設備的使用方式,主要是以購買為主,輔以租賃的形式。便攜式儀器有重金屬快速檢測儀XRF(手持式元素分析儀)和PID快速檢測儀等。主要設備見圖4。

圖4 場地調查設備及快速檢測設備圖
3.1.2 場地檢測設備
場地調查檢測階段以及土壤修復工程完工后的驗收檢測階段,具有CMA、CNAS資質的第三方檢測公司(目前外資和民營的第三方檢測企業最具活力,如澳實分析檢測(上海)有限公司、江蘇康達檢測技術股份有限公司、上海實樸檢測技術服務有限公司、北京中科英曼環境檢測有限公司、北京華測北方檢測技術有限公司等)一般會被委托進行檢測。這兩個階段對于檢測數據的真實性及可靠性要求較高,同時對數據的精確性要求較高。目前國內修復行業應用的檢測儀器幾乎全部為進口儀器,主要以購買形式為主。
3.1.3 修復設備
2017年12月26日,科學技術部社會發展科技司發布了《土壤污染防治先進技術裝備目錄》,其中介紹了一些用于污染場地修復工程實施的技術裝備。
(1)異位間接熱脫附技術裝備
技術路線:通過加熱將污染物從土壤中轉移至氣體中,再通過氣體凈化實現污染物去除。污染土壤經破碎、篩分等預處理后送入土壤與加熱源不直接接觸的加熱裝置;通過控制污染土壤的加熱溫度和停留時間將目標污染物加熱到沸點以上,從而使污染物氣化揮發達到污染物與土壤分離的目的;氣化污染物進入氣體處理系統去除或回收。
主要指標:設備處理能力1~20t/h,土壤進料粒徑<30mm、含水率<30%,加熱溫度150℃~650℃可調,土壤在加熱裝置內停留時間10~60min可調。有機污染物去除率可達95%以上。
適用范圍:揮發性、半揮發性有機物及汞污染土壤修復。
(2)異位直接熱脫附技術裝備
技術路線:將污染土壤經破碎、篩分等預處理后送入加熱火焰與土壤直接接觸的加熱裝置;一部分污染物被加熱至氣化溫度轉移至氣相中,另一部分污染物被直接高溫氧化去除;氣相中的污染物經氣體處理系統去除或回收。
主要指標:設備處理能力可達100t/h;進料粒徑<50mm,加熱裝置內氣體溫度150℃~850℃可調。土壤在加熱裝置內停留時間10~60min可調。有機污染物去除率可達95%以上。
適用范圍:揮發性、半揮發性有機污染土壤修復。
(3)原位氣相抽提修復技術裝備
技術路線:通過向土壤中施以負壓產生空氣流動,促使揮發性有機污染物揮發并由氣流帶出,達到土壤凈化目的。氣相抽提系統主要由抽氣井群、輸氣管道、抽氣系統(負壓風機或真空泵)和尾氣處理系統組成。土壤孔隙中含揮發性有機物的氣體經抽氣井、管道被不斷抽出,抽出氣經尾氣處理裝置處理達標后排放。尾氣處理可采用活性炭吸附、催化氧化或焚燒等方法;尾氣處理產生的廢棄活性炭及氣水分離系統產生的廢水采用適宜技術妥善處理。
主要指標:單井影響半徑(與土壤透氣率等相關)一般為5~45m,抽提井口負壓8~250cmH2O柱,單井抽氣速率0.28~2.8m3/min。
適用范圍:亨利常數大于0.01或蒸汽壓力大于0.5mmHg的揮發性有機物污染土壤的修復,土壤透氣率大于1×10-4cm/s。
(4)多相抽提修復技術裝備
技術路線:通過真空抽提設備將污染區域的氣體和液體(包括土壤氣、地下水和非水相液體)同時從地下抽出至地上處理,達到迅速控制并同步修復土壤與地下水污染的目的。抽出的氣體、液體或氣液混合物在地面處理系統中通過氣液分離器、非水相液體-水分離器進行多相分離。分離后氣體中污染物可采用熱氧化法、催化氧化法、吸附法、濃縮法、生物過濾及膜法過濾等方法處理;污水采用膜法、生化法和物化法處理;分離得到的非水相液體及產生的廢活性炭一般作危險廢物處理。
主要指標:單井影響半徑>2m,系統負壓>0.05MPa,抽提井頭負壓>0.01MPa,氣體抽提流量>100m3/h,液體抽提流量>1.0m3/h。
適用范圍:易揮發、易流動的非水相液體如汽油、柴油、有機溶劑等污染土壤和地下水修復,不適用于滲透性差或地下水水位變動較大的場地。
(5)類芬頓氧化法污染土壤修復技術裝備
技術路線:該技術以Fe2+為催化劑,在酸性條件下H2O2產生具有強氧化能力的羥基自由基,氧化分解污染土壤中的有機污染物。用于異位土壤修復時,將污染土壤按一定比例與類芬頓試劑混合攪拌并反應一定時間后,去除土壤中有機污染物。
主要指標:土壤中藥劑濃度H2O21.2mol/kg和FeSO4·7H2O0.12mol/kg為宜,體系含水率0.3左右,反應體系pH值調整至4左右。苯并(a)芘初始濃度4.53mg/kg,經處理后濃度降至0.172mg/kg,去除率達96%。
適用范圍:有機污染場地。
(6)污染土壤異位淋洗修復技術裝備
技術路線:通過采用水等淋洗液沖洗顆粒表面吸附的污染物,促使污染物從土壤固相顆粒轉移至液相,實現土壤凈化和污染土壤減量的目的。污染土壤經篩分、破碎等預處理工序去除較大粒徑(>50mm)渣塊后,剩余土壤通過進料斗進入造漿設備,經水力分離逐級篩選出的較大粒徑顆粒經沖洗后達標,較小粒徑顆粒與洗脫廢水混合為泥漿。泥漿固液分離后的濾液采用混凝沉淀、催化氧化、活性炭吸附等工藝處理后回用,重金屬污染泥餅采用固化穩定化工藝處理,有機物污染泥餅采用熱脫附或水泥窯處理。
主要指標:處理能力>20m3/h,水土比5∶1~10∶1,洗脫時間20~120min,污染土減量>75%。
適用范圍:重金屬及半揮發性有機物污染土壤修復,不宜用于土壤細粒(黏/粉粒)含量高于25%的土壤。
(7)土壤與修復藥劑自動混合一體化設備
技術路線:該設備由破碎篩分機、輸送裝置、計量裝置、攪拌裝置、藥劑存儲裝置和控制系統等組成。污染土壤經破碎、篩分、除雜后進行自動計量;依據計量結果定量輸送藥劑,與土壤在攪拌混合系統中充分混合均勻。
主要指標:設備處理能力20~160m3/h,篩分系統下料粒徑≤30mm,混合均勻性變異系數≤15%。
適用范圍:污染土壤與修復藥劑固固混合、固液混合。
(8)車載式原位注入裝備
技術路線:該裝備可配制并向土壤和地下水中精準注入修復劑(包括化學修復藥劑、淋洗劑及微生物制劑等),通過反應破壞、降解土壤中污染物達到修復目的。該設備將修復劑配制系統、加壓注入系統、控制系統組合成集裝箱,實現車載移動注入??刂葡到y可對固體和液體制劑投加、進水、攪拌、泵啟動過程及投加比、投加量等進行集中控制和調節,通過精準計算和模型構建實現邊配制邊有效注入。
主要指標:固相制劑最大投加量50kg/h,投加精度0.5%;注入流量范圍0~1000L/h,注入精度0.5%;設備加壓能力0~12MPa。
適用范圍:污染土壤和地下水原位氧化還原及生物修復。
(9)污染土壤及地下水高壓旋噴注入裝備
技術路線:將污染區場地平整和壓實后,確定注入點鉆孔位置并自地表鉆孔,穿透硬層或基礎。采用氣、液二重管工藝自下而上旋轉提升鉆桿的同時,自孔內高壓注入氧化劑(如高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧等)、活化劑及空氣至土壤和地下水中,高壓液流切割攪拌使修復藥劑與土壤充分混合并在含水層中進一步擴散。
主要指標:擴散半徑0.9~2.9m,加壓能力25~30MPa,注射流量20~120L/min。
適用范圍:低滲透性污染土壤和地下水的原位化學氧化還原、穩定化等修復。
(10)污染地塊直接推進式鉆探與采樣系統
技術路線:采用高頻液壓裝置提供下壓動力,將內外鉆桿同時直接貫入土壤中:配合使用直接推進采樣裝置,可連續快速取到地表到特定地下深度的土壤樣品;配合使用螺旋中空鉆桿,可取地下水樣或建造地下水監測井;配合使用污染物監測探頭、帶有防護層的柔性數據采集電纜,可在線采集不同位置污染物濃度并反饋到地面顯示器;配合使用注射泵和注射管路系統,可將修復藥劑注射到目標土層位置。
主要指標:取樣鉆桿直徑:2.25英寸(取樣管內徑1.5英寸)、3.25英寸(取樣管內徑2.25英寸);進尺速度15m/h;單次取樣推進深度1~2m;最大取樣深度>30m;鉆機:伸縮500mm,倒擺±7°、傾斜±5°,額定功率70kW,液壓油壓力18MPa,液壓沖擊力122N/m,液壓裝置下壓力12.98t,液壓裝置回拔力18.60t,最大扭矩/轉速380Nm/(1400~1600)rpm。
適用范圍:污染場地非卵石層無擾動土壤取樣、地下水取樣、鉆探位置污染物在線濃度探測、原位藥劑注射等。
依據《2016~2020年土壤修復技術與市場發展報告》,“十三五”期間土壤修復市場空間為849億~2297億元;土壤修復藥劑市場約240億元(工程市場30%估算),其中固化穩定化技術藥劑市場約100億~150億元。
3.2.1 修復產業修復材料分類
常用的修復藥劑有固化/穩定化藥劑、氧化類藥劑、還原類藥劑以及微生物藥劑。
3.2.2 主要的修復藥劑公司
污染場地修復行業的專業修復藥劑公司有:北京宜為凱姆環境技術有限公司、北京潤鳴環境科技有限公司;部分大型環保公司也有藥劑生產業務,如湖南永清環保股份有限公司等。
3.2.3 主要修復藥劑公司的藥劑適用范圍和特點
針對具體場地,摸清污染規律,選用適宜的修復藥劑是場地污染修復的關鍵。
(1)北京宜為凱姆環境技術有限公司的主要修復藥劑
北京宜為凱姆是中美合資的致力于中國環境修復的高科技企業,是場地、地下水修復藥劑及技術的全球領導者。宜為凱姆修復藥劑的種類及相關適用范圍如表7所示。

表7 修復藥劑適用范圍
(2)北京潤鳴環境科技有限公司的主要修復藥劑
北京潤鳴環境科技有限公司的核心產品為土壤修復系列藥劑,公司在北京建有研發中心,并在大連建有國際領先的修復藥劑生產基地。公司的主要修復藥劑分為廣譜型和特異型。
1)廣譜型重金屬固化穩定化藥劑MetaCon?
MetaCon?由礦物材料、生物質材料、氧化還原劑、吸附劑、pH調節劑等基礎材料復配而成,該產品通過與重金屬發生吸附、沉淀、絡合、類質同象取代和氧化還原等一系列物理化學反應,實現對重金屬的穩定化。MetaCon?可降低土壤重金屬的浸出濃度,進而降低其遷移性和生物有效性。針對污染物:鉛、鋅、鎘、銅、鉻、砷、汞、錳、鎳等不同重金屬的復合污染 。
MetaCon?的關鍵優勢:多種配方,針對實際污染土壤因地制宜進行復配;對多種重金屬同時有效;涵蓋吸附、絡合、離子交換、沉淀、氧化還原等多種穩定機理;主要成分為天然礦物材料或生物質材料,具有環境友好性;適用pH范圍較廣;適用于污染場地、農用地、地下水。
2)特異型重金屬修復藥劑
MetaPro?-cat陽離子形式存在的重金屬修復材料:由于不同重金屬性質差異性較大,針對鉛、鎘、砷、汞、鉻、錳、鋅、銅、鎳、銻等金屬形成了MetaPro?系列的特異型重金屬修復材料。
有機無機復合污染修復材料ComCon?:該藥劑是將黏土礦物進行有機無機復合改性形成的一種能同時吸附重金屬和有機污染物的新型修復材料,該產品可應用于重金屬和有機污染物復合污染土壤的修復。
OrgaCon?-reduct緩釋型高效還原劑:OrgaCon?-reduct由緩釋碳源負載高活性的微米級或納米級強還原劑制備而成,該材料通過強還原作用使氯代烴、有機氯農藥、氯苯等有機污染物快速脫氯,并通過物理吸附作用對有機污染物進行吸附,進而實現對有機污染物的修復。針對污染物:氯代烴、有機氯農藥、氯苯等。
OrgaCon?-catoxi高效催化氧化劑:OrgaCon?-catoxi是由氧化劑、亞鐵離子、有機酸等形成的一種具有強氧化作用的有機修復材料,亞鐵離子作為催化劑使得反應體系生成強氧化性的羥基自由基,可在短時間內氧化分解絕大多數的有機污染物。針對污染物:有機氯農藥、氯代烴、氯苯、多環芳烴、多氯聯苯、石油烴等。關鍵優勢:具有廣譜性、能分解多種持久性有機污染物和揮發性有機污染物;氧化作用強,反應快速;克服鐵離子在非酸性條件下形成沉淀的問題,適用范圍更廣;適用于污染場地、農用地、地下水等。
(3)永清環保股份有限公司的主要修復藥劑
永清環保股份有限公司擁有自主研發、設計、建設的土壤修復藥劑生產線,可針對具體項目的特點,生產“定制式”修復藥劑。離子礦化穩定化技術是永清環保自主研發的穩定殘留于固態物中具活性可遷移的重金屬穩定化固化技術。研發的新型離子礦化穩定劑,能夠與活性態重金屬離子發生礦化反應生成原生態礦物類化合物,降低其生物吸收有效性和浸出液毒性,防止重金屬離子隨地下水和地表水遷移,避免重金屬離子對生態環境的破壞。離子礦化藥劑分為粉末藥劑和液體藥劑兩種,根據不同的污染物質形態進行添加。該技術于2013年獲得中國專利“一種用于治理砷污染土壤的修復藥劑及使用方法”授權。
該藥劑成分:氧化劑為5%~30%、鐵基化合物為30%~70%、礦物材料為10%~60%,將各原料分別磨制成粒度不小于200目的物料,按比例混合均勻。所述修復藥劑用于治理砷污染土壤的使用方法:檢測待處理污染土壤的砷含量及浸出毒性,按污染程度將不同比例的修復藥劑鋪設在待處理土壤表面,采用翻耕攪拌方式混合均勻形成成混合土壤,通過加水保持混合土壤的含水量不低于25%,在混合土壤上覆蓋保濕材料,養護時間至少5天,讓混合土壤中的修復藥劑與重金屬污染土壤中不穩定的砷發生反應,以不溶性砷酸鹽沉淀穩定化,養護后檢測達到環保要求。
3.2.4 修復藥劑的專利申請情況
據統計,2017年申請的污染土壤修復的藥劑相關專利有600余個(分布見圖5),主要研發方向包括重金屬穩定化藥劑、土壤改良劑、土壤調理劑、鈍化劑、氧化劑等。

圖5 污染土壤修復的藥劑相關專利統計
土壤改良劑和土壤調理劑2017年申請專利數量居于領先地位,分別占藥劑總數的57%和21%。但兩者多由大學和科研院所研發,絕大多數專利沒有工程化應用。目前僅有少數企業生產的穩定化藥劑和氧化劑得以工程化生產并應用。例如,北京潤鳴環境科技有限公司、北京宜為凱姆環境科技有限公司等將主要方向定位在開發土壤修復材料藥劑方面;湖南永清環保股份有限公司也成立了專門的環保藥劑有限公司用于藥劑生產,開展重金屬土壤藥劑的研發和生產銷售,為重金屬污染的治理提供技術支撐。修復行業發展之初修復材料(藥劑及其它耗材)靠進口,目前國內已自主研發了固化穩定化藥劑、化學氧化/還原、生物強化以及強化淋洗等類型的藥劑,并實現規?;a及工程應用。
4.1.1 行業技術水平和技術特點
(1)行業技術水平
在過去近十年的發展中,我國在土壤修復項目的實施中取得了寶貴的經驗,應用、研究和開發了一些適合我國目前土壤污染特點及治理要求的技術和設備,但總體而言,我國土壤修復技術水平與發達國家存在較大差距。此外,由于我國對土壤污染控制的起步較晚,與國際水平相比,行業技術基礎相對薄弱,企業自主研發動力和能力尚不足,整體水平較低。
(2)行業技術特點
由于土壤污染的來源和性質種類較多,采用單一的土壤修復技術無法解決復雜污染場地修復問題。同時,土壤修復是一項系統工程,需要綜合考慮各方面因素,選擇系統化解決方案,采用的技術將可能涉及環境科學/工程、水文地質學、物理、化學、化工、生態學、生物學、材料學等多個領域和學科,具有技術復合型的特點。隨著污染場地修復要求的不斷提高,綜合治理技術和系統集成水平將直接決定企業未來發展空間。
4.1.2 行業經營模式
行業內的企業主要采用專業承包和總承包的經營模式,一般通過投標獲取項目并提供專業服務??偝邪J较?,企業承擔項目整體的設計、工程施工,并對項目的質量、安全、工期全面負責,完工后將項目整體交付業主。專業承包模式下,企業僅選擇參與項目建設的單個或若干環節。
污染場地修復行業系資金密集型行業,政府鼓勵更多社會資本參與污染土壤治理項目的投資建設,將促使本行業在專業承包和總承包模式的基礎上,發展BT、BOT、PPP等多種具有融資性質的創新經營模式。
4.1.3 行業的周期性、區域性和季節性特點
(1)周期性
土壤修復行業不存在明顯的周期性。根據我國目前土壤修復的特點,并與發達國家發展水平相比較,我國土壤修復行業正處于起步成長階段。但伴隨國家對環保重視程度的空前提高以及經濟轉型力度的加大,政府將在環保產業上給予更大的政策支持,行業將步入成長期。
(2)區域性
土壤修復行業存在一定的區域性。從土壤污染分布情況看,南方土壤污染重于北方;長江三角洲、珠江三角洲、東北老工業基地等部分區域土壤污染問題較為突出,西南、中南地區土壤重金屬超標范圍較大。土壤修復行業的區域性與土壤污染分布基本吻合。
(3)季節性
土壤修復行業存在一定的季節性。修復行業內的企業新簽合同集中在下半年,尤其在每年第四季度,主要系從政府決策機制上看,上半年履行項目報批程序、下半年進入項目招投標或項目實施的情況比較普遍。同時,受制于施工條件的影響,國內南方地區上半年雨季長,而北方地區冬季氣溫低,均不利于工程施工。因此,通常上半年尤其是第一季度為淡季。
4.2.1 有利因素
(1)環保行業被列入國家戰略性新興產業,立法、政策不斷推出
近年來,國家一直在積極擬定、修訂相關環保政策和標準,隨著國家層面將生態文明建設納入新的高度,未來環保建設政策、標準會陸續出臺,其將有力地支撐行業規范化、持續性發展。
(2)社會公眾和輿論對環境關注度逐步提升,環境污染責任主體將更加重視環境治理
我國經濟發展進入新常態,社會公眾對良好生活環境的要求不斷提高,環保公益組織數量逐年增加,活躍度提升。新環保法強化了環境訴訟理念,如浙江省臺州市環境公益訴訟案的勝出也表明了社會公眾參與環境保護已從單純的參與環境影響評價公示意見逐步轉向可通過多種渠道捍衛環境安全。電視、報紙、雜志以及互聯網等媒體通過加強環保板塊的建設,逐步向公眾宣傳環保理念,普及環保知識,并通過公益廣告和活動將環保推向輿論高峰。社會公眾和輿論對環境關注度逐步提升,將促使各級政府和環境污染責任主體更加重視環境污染問題,并投入更多資金進行環境治理。
(3)產業政策扶持和傾斜,土壤修復行業迎來持續發展階段
污染場地修復作為較大氣治理和污水治理相對落后的環保細分領域,目前處于起步成長階段,但面臨日益嚴峻的土壤污染形勢,國家將加快出臺土壤修復的專門法規、政策或行動計劃。
2016年5月28日,國務院印發了《土壤污染防治行動計劃》,對土壤污染的現狀、治理要求和相關措施等進行了系統規劃,其作為土壤修復產業的里程碑事件,將全面推動土壤修復產業的發展。隨著產業政策扶持和傾斜,土壤修復行業未來將迎來良好發展階段。
2016年12月31日,生態環境部發布了《污染地塊土壤環境管理辦法(試行)》,并于2017年7月1日正式施行。該辦法明確將受污染地塊限定到7種具體的對土地污染較大的行業。在我國土壤污染總體情況不清楚,潛在污染土地較多,難以管理的情況下,明確重污染行業有助于對污染較重的地塊施行重點的管理和治理。同時,該辦法明確了各級政府機構的主要作用,重點在管理、風險管控以及具體污染的調查和治理等方面規定了各級政府的責任。
4.2.2 不利因素
(1)行業規范、技術標準尚待系統性建立
目前土壤修復業務除設置環境工程專項設計資質外,其他資質基本沿用建筑及市政工程資質,污染場地系列環保標準未有具體技術體系相支撐。我國土壤修復行業的技術標準體系尚待建立,其在一定程度上制約了行業的規范化運行,不利于土壤修復行業的健康發展。
(2)現有的技術水平、專業人才較難支撐未來行業的發展
隨著土壤污染修復需求的擴大,污染土壤的類型將更加多樣化、復雜化,現有技術水平將難以支撐,專業人才的技術結構和數量亦較難滿足。我國在污染場地修復核心技術、材料裝備等方面與發達國家相比還處于滯后狀態,原創性不足,風險管控支撐薄弱。一方面需要適應我國復雜的污染物類型,并能快速達到修復目標的廣譜、高效的“源清除”修復技術;另一方面,需要低成本并能有效防止污染物遷移的“源阻隔”技術和監測自然衰減的技術。
(3)修復行業業主方對修復項目的認識不到位
修復項目的業主方對修復工程的復雜性以及艱巨性沒有概念亦或是認識不夠。一方面體現在業主方不合理的縮減前期調查及工程咨詢投入資金,導致前期沒有充分摸清污染狀況,更有甚者寄希望于工程公司提供修復方案服務;另一方面體現在對于修復資金投入量和工期預估不合理,強行限制資金的投入和工期的長度,對修復項目的順利實施和竣工造成很大困難。業主方常常忽視污染責任方無論何時都是修復的第一主體??陀^公正地說,不管工程合同怎么簽署,實施風險怎么轉嫁,修復工程無法完成時,修復業主始終應當是最終的兜底方。
4.3.1 國家經濟波動
修復行業與國民經濟密切相關。國內宏觀經濟持續穩定增長才能保障國家在環保方面的投入。經濟上行的趨勢下,國家日益重視環境污染問題,不斷加強對土壤、地下水污染以及礦山、生態保護的立法和行業發展規劃的編制,進而促使下游客戶對環境修復需求的釋放和增加。反之,若宏觀經濟出現下行,各地政府在污染土壤、地下水治理和生態恢復等方面的投入將會減少,房地產開發投資下滑帶來房地產開發商等下游客戶的環境修復需求也會相應減少,環境修復行業獲取項目訂單的難度將會加大,從事環境修復產業的公司經營業務將會出現大幅度下滑的風險。
4.3.2 國家政策變動
我國環境污染形勢嚴峻,其中修復行業涉及到的土壤和水體污染問題日益凸顯。環境修復行業中的重要板塊土壤修復產業將成為繼大氣、污水、固廢等又一重要的環境治理領域。國家已經修訂或出臺了《中華人民共和國環境保護法》《國務院關于加快發展節能環保產業的意見》《土壤污染防治行動計劃》《污染地塊土壤環境管理辦法(試行)》等一系列法規和產業政策,但若政府不能強化法規和政策的義務及罰則,或投入到環境修復領域的財政資金受到限制,將會制約行業的發展速度。
4.3.3 行業競爭加劇
環境修復行業屬于技術密集型行業,存在一定的技術門檻。隨著國家對土壤污染的日益重視,潛在的巨大土壤修復市場將促使修復行業內現有的企業不斷提升競爭實力。由于政策保護、商業空白、技術領先等因素,先于其他競爭者進入修復行業,并在業內處于暫時優勢地位的“先發優勢”企業,隨著利潤驅動,必然會有更多的競爭者進入修復行業,之前的先發企業的優勢會慢慢消失,被同行趕超是遲早的事。這種情況下,先入行的成功企業需把先發優勢轉化為獨特的競爭力,否則競爭者會擠掉利潤,造成行業內的低價競爭。保持修復行業的領先地位,需要在技術水平、管理能力和實施質量等多方面進行優化推進。
環境修復行業技術研發需遵循一定的技術體制與標準規范,且需要廣泛融合環境學、地質學、生態學、生物學、材料學、水文學、物理化學等多個領域和學科,涉及的技術較為復雜。環境修復的具體技術應受到污染物特征、修復實踐要求和預算要求等影響,較難制定完全標準化的技術應用方案,需要根據具體情況進行技術調整和技術創新。同時,需要修復的環境復雜多變,這決定了修復技術需要隨時調整,導致修復行業面臨的技術問題也是紛繁復雜的。
未來幾年,我國的土壤環境狀況總體仍不容樂觀。國內部分地區的土壤污染較重,耕地土壤環境質量堪憂,工礦業廢棄地土壤環境問題仍然突出。全國土壤污染超標率達16.1%,在工業礦業廢棄場地土壤環境問題突出的同時,耕地土壤環境質量更加令人擔憂。總體呈現出“老債新賬、無機有機、耕田場地、土壤水體”等并存交錯和復合污染的嚴峻局面。因為土壤污染嚴重,場地污染修復行業在未來的幾年都會持續增長。
對比國外土壤修復行業市場的發展進程,我國土壤修復行業尚處于生命周期中的起步成長階段。當前我國土壤修復產業的產值尚不及環保產業總產值的1%~2%,遠低于發達國家占比水平。美國、日本的環境修復產業占本國的環保產業的市場份額高達30%~50%,日本從20世紀70年代已經開始土壤污染的治理研究,美國在20世紀90年代用于土壤污染修復方面的投資近1000億美元。
隨著環境問題的日趨嚴重,我國政府對土壤修復行業重視程度不斷提高,土壤修復體系也將不斷構建完善。未來土壤修復項目將會顯著增多,市場需求逐漸釋放,我國土壤修復行業具有較大的提升空間。
5.1.1 環境問題仍然突出
2005年4月至2013年12月,生態環境部會同國土資源部開展了首次全國土壤污染狀況調查。調查的范圍是除我國香港、澳門特別行政區和臺灣省以外的陸地國土,調查點位覆蓋全部耕地,部分林地、草地、未利用地和建設用地,實際調查面積約630萬平方公里。
調查結果顯示,全國土壤環境狀況不容樂觀,部分地區土壤污染較重,耕地土壤環境質量堪憂,工礦業廢棄地土壤環境問題突出。我國共有工業污染地塊100萬~200萬塊,受污染需要治理修復的礦山面積約150萬公頃,受污染農田約2000萬公頃。全國土壤總的點位超標率為16.1%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。從土地利用類型看,耕地、林地、草地土壤點位超標率分別為19.4%、10.0%、10.4%。從污染類型看,以無機型為主,有機型次之,復合型污染比重較小,無機污染物超標點位數占全部超標點位的82.8%。從污染物超標情況看,鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無機污染物點位超標率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%;六六六、滴滴涕、多環芳烴3類有機污染物點位超標率分別為0.5%、1.9%、1.4%。
5.1.2 環保法律和制度逐步完善
近年來,我國出臺了一系列土壤修復方面的政策以及相關標準、法規等,填補了土壤修復行業的空白。環保行業的發展有賴于政策的支持和推動,從2005年開始展開全國土壤污染狀況調查后,我國陸續出臺了多項與土壤污染相關的政策文件。2008年生態環境部出臺的《關于加強土壤污染防治工作的意見》提出將逐步構建土壤環境污染防治規劃,初步構建土壤污染防治的政策法律法規等管理體系,建立有效的防治監督管理體系等,推動我國土壤污染防治的法律建設。2012年生態環境部、工業和信息化部、國土資源部和住房和城鄉建設部聯合發布了《關于保障工業企業場地再開發利用環境安全的通知》提出開展污染場地治理修復工作。2014年,《土壤污染防治行動計劃》通過生態環境部審議,計劃內容包括開展污染地塊土壤治理與修復試點、建設6個土壤環境保護和污染治理示范區,預計單個示范區用于土壤保護和污染治理的財政投入在10億~15億元。2015年,中央下達重金屬污染治理專項資金36億元,支持30個地方重點區域重金屬治理和37個重金屬土壤污染治理與修復示范工程。2016年國務院發布的“十三五”規劃指出將開展土壤污染嚴密調查,做好化工企業安全環保搬遷后的土壤污染治理工作,開展1000萬畝受污染耕地治理修復和4000萬畝受污染耕地風險管理。2016年生態環境部發布《土壤污染防治行動計劃》提出推進土壤污染防治立法,建立健全法規標準體系。2016年5月28日,國務院發布《土壤污染防治行動計劃》指出,將切實加強土壤污染防治,逐步改善土壤環境質量,有序開展土壤治理與修復工作,強化治理與修復工程監管措施,加強土壤污染防治研究,推動治理與修復產業發展,發揮市場作用,通過PPP模式撬動社會資金,推動污染地塊治理與修復。
在我國的環保發展史上,土壤污染問題實際上是和水污染、大氣污染同時出現的,但由于一直得不到重視,土壤治理行業的起步和目前的成熟程度遠落后于水、大氣、固廢治理行業,目前尚未制定系統性的土壤修復政策和相關標準。隨著《土壤污染防治行動計劃》的發布,以及《土壤環境保護法》《土壤污染防治法》等管理辦法及實施細則的起草和制定,有望在未來幾年陸續出臺土壤修復相關法規政策,完善土壤修復法律體系,為我國土壤修復行業提供更加詳細的指導意見,助力土壤修復行業的有序發展。
隨著我國環境保護法規在土壤和水體污染預防、調查、治理修復和再開發利用方面的逐漸完善,環境管理政策、技術規范和基礎能力的逐漸加強,將對污染場地修復市場產生較大的推動作用。2016年5月28日,國務院頒布的《土壤污染防治行動計劃》(以下簡稱“土十條”)中明確提出要加大在土壤污染預防、政府部門責任要求、土壤環境調查、技術研發和創新、修復示范和先行區建設等方面的系統作為和行動。2016年12月31日生態環境部頒布的《污染地塊土壤環境管理辦法(試行)》在“土十條”的基礎上進行了細化,自2017年7月1日起施行,明確土壤污染治理各方責任,規定土壤污染治理與修復實行終身責任制等。相關法律政策的出臺有利于擴大污染場地修復市場,提升污染場地修復行業技術水平。
5.1.3 政府資金促進污染場地修復行業發展
整體而言,污染場地修復項目具有資金投入量大、項目回收期長等特點。強有力的資金來源有利于污染場地修復產業的管理、技術得到升級和完善,有利于建立和健全我國污染場地修復產業體系。政府的資金支持已經成為影響我國場地污染修復行業的重要因素之一。
截至2017年底,全國公共財政支出中用于環境治理投資達到9680.8億元(根據2017年GDP估算得出),相比較2016年的9219.8億元,增長率為5.0%;相比較2010年的6654.2億元,增長率高達45.5%,且總投入呈現快速增長趨勢。
我國工業場地中復合污染普遍,污染物類型復雜,污染程度與厚度差異大。土壤類型多,其組成、性質、條件的差異明顯。場地修復行業處于初級發展階段,正處于由成長期向成熟期轉化,從混亂無序逐步向規則有序過渡的階段??偨Y分析十年來的工業污染場地修復發展的情況,有如下需求:
修復管理方面:發達國家經過20~30年的發展,已經制定系列的污染場地法律法規、技術導則、工程規范以及行動指南作為指導,形成了完備的污染場地監管體系,實現了污染場地管理的規范化、信息化和網絡化。我國需要建立全國性的污染場地修復監管網絡體系,頒布更為詳細、可操作的修復規范、導則。
修復技術方面:我國在污染場地修復核心技術、材料裝備等方面還處于明顯的滯后狀態,原創性不足,風險管控支撐薄弱。一方面需要適應我國復雜污染物類型并能快速達到修復目標的廣譜、高效的“源清除”修復技術;另一方面,需要低成本并能有效防止污染物遷移的“源阻隔”技術及監測自然衰減技術。
商業模式方面:我國污染場地修復資金需求量大,已實施的污染場地修復項目中,大部分是由地產驅動,少數是利用國家財政資金。盈利模式不明確、商業模式不清晰,一直困擾我國污染場地的修復行業的發展。需要開拓更為多樣的資金投入來源以及摸索不同的商業模式。
根據上述需求,未來國內污染場地修復發展趨勢如下:
(1)污染場地法規、標準規范、管理體系將逐步形成,污染場地環境管理能力不斷提高
未來我國有關污染場地管理的立法速度將明顯加快,到2020年,土壤污染防治法律法規體系將基本建立。土壤治理相關的標準體系初步形成,包含土壤環境質量標準、評價標準、技術導則標準、污染物分析標準、污染控制標準以及基礎類標準等,累計發布的標準超過50項。2017年已發布農用地、建設用地土壤環境質量標準。
在環境管理方面,將建設國家土壤環境質量監測網絡、土壤環境基礎數據庫,構建全國土壤環境信息化管理平臺;同時對全國環境執法人員每3年開展1輪土壤污染防治專業技術培訓。隨著各級政府環境保護行政主管部門的重視和持續的人員培訓,污染場地管理能力也會得到快速提高,污染場地管理也正朝著規范化、信息化、網絡化以及透明化的方向發展。
(2)污染場地修復技術、裝備以及材料的原創性和國產化率提高,污染場地綠色安全修復綜合技術體系逐步形成
隨著我國對污染場地問題的重視,加大污染場地治理研發投入,通過引進、吸收國外的先進技術、設備及修復材料,同時加強國內產學研用一體化進程。未來我國場地污染修復技術將會從異位向原位,從簡單、單項修復技術向復雜、耦合的綜合修復技術,從服務于重金屬、有機物等單種污染物的修復技術向多種污染物復合污染土壤的耦合集成式修復技術過渡。原位加熱、原位化學氧化技術以及它們與其他修復技術(生物修復、監測自然衰減)組成的修復鏈技術將得到更多的應用;異位修復方面,熱解吸技術、土壤洗脫技術、固化穩定化技術仍將維持較大的應用比例。在修復技術選擇、設備選型以及材料篩選上將遵循安全、綠色、可持續修復的原則。
(3)修復資金來源及商業模式趨于多元化
未來將探索適合我國國情的污染場地修復商業模式,充分借鑒國外污染場地修復的經驗,建立“誰污染,誰治理”的責任體系,創新投融資機制,多渠道建立污染場地修復專項基金,鼓勵社會資本參與污染場地的治理。最新發布的《土壤污染防治行動計劃》也明確提出要通過政府和社會資本合作(PPP)模式,發揮財政資金撬動功能,帶動更多社會資本參與土壤污染防治。同時鼓勵符合條件的土壤污染治理與修復企業發行股票,探索通過發行債券推進土壤污染治理與修復。
《土壤污染防治行動計劃》的發布啟動了場地修復污染治理市場,對污染地塊和耕地安全利用率提出了目標。2017年6月,《土壤污染防治法(草案)》提交人大常委會一審,并公開征求社會意見,土壤污染防治法立法提速,進入程序后期。同時,第二次全國污染源普查已經于2016年第四季度啟動前期準備,將在2018年開展全面普查。《全國地下水污染防治規劃(2011~2020年)》也對土壤、地下水的修復進行了規劃和部署。
我國場地污染修復產業在國家政策的大力扶持下已納入國家規劃,這一污染場地修復行業的頂層政策變化必然會促進污染治理行業的進一步發展。場地污染修復行業作為“十三五”期間發展空間最大的環保細分行業,隨著后續配套政策的持續加碼,污染場地修復產業仍將繼續擴大增長。
另外,為落實《土壤污染防治行動計劃》,配套土壤環境質量標準的修訂,生態環境部最新發布了四項土壤污染評估、監測的環保標準。這將填補我國在土壤防治過程中的標準空白,促進土壤修復整個產業鏈的發展。
目前我國環保產業尚處于起步階段,發達國家的污染場地修復經歷了成長、爆發、調整等多個階段,我國場地污染修復產業也會走上類似的道路。我國場地污染修復行業市場空間并不僅僅在污染場地修復上,還將包括監測、修復、評估等領域在內的整個土壤產業鏈。未來隨著政策的支持和行業的發展,國家和行業必然會建立修復行業的準入機制,市場秩序和行業規則會更加規范,潛規則和低價中標競爭等不良行為將會得到有效抑制,修復行業將會走向良性發展,未來的污染場地修復行業會是一個真正服務于公眾健康和生態環境的行業??梢灶A見,污染場地修復產業的市場將會持續升溫,值得期待與憧憬。