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甘肃采用凹凸棒土吸附集成技术攻克土壤重金属污染治理难题
来源:中国粉体技术网    更新时间:2015-12-09 11:45:49    浏览次数:
 
       冬去春来,寒来暑往。在白银区王岘镇崖渠水村沙坡岗社一块耕地里,几名科技人员“安营扎寨”,在田间进行一场特殊的实验。这是一片被重金属严重污染的土地。科技人员奋战整三年,采用凹凸棒土吸附集成技术,对解决土壤重金属污染治理这道世界性难题进行了有益探索。
       今年初,《凹土材料对重金属污染土壤治理与修复的集成技术研究》项目通过省科技厅组织的鉴定。又经过半年多的实验和完善,科技人员成功解决了从土壤中分离的凹晶材料中的重金属收集,同时实现凹凸棒的活化和水的循环利用问题,既避免了在土壤修复过程中出现的二次污染问题,又降低了治理成本。
       有关专家指出,这项科技创新成果意义非凡,将为饱受土地重金属污染困扰的地区带来福音。

科技攻关:将“实验室”搬到田间地头
       我国土壤重金属污染形势严峻。根据2014年《全国土壤重金属污染状况调查公报》,我国约有3亿亩的耕地受到了重金属污染。
       作为全国唯一一座以贵金属命名的城市,白银市成为土壤重金属污染较重的地区,目前全市有7000多亩农田受到重金属严重污染,1000多亩重金属污染土地已弃耕。
       在国家和省里大力支持下,近年来白银市下大力气治理土壤重金属污染。从2013年开始,他们对东大沟7.62公里河沟的重金属污染进行治理,目前治理已初见成效。但对东大沟38公里的总长度和全市7000多亩被重金属污染的耕地来说,治理工作依然任重道远。目前的治理仅限于污染土壤的更换,尚未涉及农田治理。
       对此,科技专家们进行新的探索。2014年3月,在省市有关部门的支持下,杰隆企业集团有限公司与甘肃工业技术研究院、甘肃凹晶肥料科技有限公司自筹资金,共同协作,在白银区王岘镇崖渠水村沙坡岗社,选定3亩重金属污染比较严重的农田,采用凹凸棒土吸附技术进行试验性修复。
       今年夏天,记者来到实验现场看到,周围是弃耕的农田,荒草丛生。实验场搭着一顶帐篷,这是科技人员临时的“家”。几位科技人员,头顶草帽,满身泥水,正在实验田里操作。3亩实验田,有两亩已修复完成,松软的土地在阳光下晾晒。剩下的1亩浸在水中,正进行凹凸棒土吸附处理。
       “这项技术说起来很简单,采用的原料就是凹凸棒与水。”技术人员现场为我们讲解工艺流程:将提纯加工后的凹凸棒放入受污染的农田中,再灌入水,经过物理作用,原本沉积在农田中的重金属离子被牢牢地吸附在凹凸棒上。在水的作用下,吸附了重金属离子的凹凸棒顺着事先开辟的导流渠流到旁边的收集池中,再经过电离作用,与吸附于其上的重金属离子分离。
       试验过后,原本饱受重金属污染的农田恢复了生机。今年秋季种植的白菜、萝卜等实验结果表明,修复后的土地中生长的蔬菜中重金属铅和铜均未检出,镉、锌、铬的含量均在安全值以下。

物理技术:小小“凹凸棒”发挥大作用
       凹凸棒石又称坡缕石,是一种黏土矿物,在石油、化工、建材、造纸、医药、农业中被广泛应用。甘肃省凹凸棒探明储量高达10亿吨,居世界第一,但在产业开发方面尚属空白。
       在实验现场,记者第一次见到被提纯处理后的凹凸棒土,细滑光润,金光灿灿。据甘肃工业技术研究院院长贾笑天告诉记者,凹凸棒具有强大吸附力,对重金属离子的五种存在形态都具有同样的吸附量。凹凸棒与土壤的比重几乎相同,借助其物理特性,使吸附了重金属离子的凹凸棒从受污染农田分离出来。
       在今年初省环保厅组织专家进行项目考察时提出:吸附了大量重金属离子的凹凸棒土如何得到有效处理,会不会造成二次污染?如何做到水的循环利用?
       为解决这两个问题,科研人员继续深入攻关。他们通过反复实验,将吸附了重金属离子的凹凸棒收集起来,再借助重金属的某些化合物的溶解度差异,将吸附于其上的重金属离子进行分离提纯,同时实现了凹凸棒的活化处理。工作用水经中和及凹凸棒的吸附处理,达到了循环使用。“这样一来,在土壤修复中重金属离子、凹凸棒和水都实现了循环利用,在技术原理上形成了一个完整的链条。”现场技术人员如是说。

机制创新:充分调动科技人员的积极性
       在土壤修复实验过程中,协作单位甘肃工业技术研究院为此提供了重要的$L̫WxnME$L̫Wxn下属8个研究中心,联合了一批全国知名科学家。“目前全国土壤重金属污染形势严峻,修复治理刻不容缓。大家把这当成一份神圣的事业,都乐于出点子、想办法。”贾笑天说,他遇到什么问题,是哪位科学家研究的领域,只要发一个邮件和微信,就能得到及时答复。“没有这些科学家的参与和支持,短短三年是不可能完成这项世界性科技难题的。”贾笑天说。
       企业与科研单位自发联合组成课题组搞科技攻关,风险共担,无疑是一种体制机制的创新。一方面,调动了体制内外科技人员的积极性,使他们的优势得到充分发挥﹔另一方面,企业在创新研发过程中,借助科研单位的科技实力,实现创新发展的目标。
       目前,沙坡岗的土壤修复实验已全部结束。实验田现场负责人、华中农业大学在读博士张龙告诉记者,三年来大家住帐篷,啃大饼,吃咸菜,苦是苦点,但实验成功了,吃再多的苦也值得。“我的老家湖南湘潭土壤也受到污染,希望我们的研究成果能在家乡推广。”张龙说。


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