“微”修復(fù)技術(shù)：凝聚環(huán)保新勢(shì)力
2012年年底，一項(xiàng)由河南省地礦局地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院承擔(dān)的石油污染土壤修復(fù)技術(shù)研究項(xiàng)目成功結(jié)題。經(jīng)過(guò)微生物修復(fù)試驗(yàn)，河南省濮陽(yáng)市40余畝石油污染區(qū)石油污染物降解率達(dá)85%，含鹽量降低85%，治理后的土地基本恢復(fù)耕地功能。
微生物修復(fù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，業(yè)內(nèi)專家稱，我國(guó)的微生物修復(fù)水平還處于發(fā)展的初級(jí)階段，技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在許多的“不確定性”。
中國(guó)科學(xué)院環(huán)境生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（籌）副主任、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員莊國(guó)強(qiáng)表示，從“看得見(jiàn)”的大氣污染和水污染，擴(kuò)展到“看不見(jiàn)”的土壤污染，微生物修復(fù)技術(shù)正逐漸成為整個(gè)環(huán)境修復(fù)過(guò)程中的核心。
從治理到修復(fù)
“近年來(lái)，國(guó)內(nèi)針對(duì)環(huán)境微生物的研究的隊(duì)伍不斷壯大，特別是近十年，是個(gè)熱點(diǎn)。”中科院微生物所副所長(zhǎng)、微生物所學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任劉雙江接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)說(shuō)，盡管我國(guó)在微生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用水平還處在初級(jí)階段，但已經(jīng)顯現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
劉雙江介紹說(shuō)，微生物修復(fù)技術(shù)在應(yīng)對(duì)石油、化工、重金屬、農(nóng)藥等對(duì)土壤的污染方面，有著不可比擬的優(yōu)越性。“一般來(lái)講土壤污染濃度較低，給微生物創(chuàng)造一個(gè)‘宜居’環(huán)境，使微生物在高活性狀態(tài)下降解污染物，達(dá)到徹底清除污染物、修復(fù)污染環(huán)境的效果。生物修復(fù)一般被認(rèn)為是不產(chǎn)生二次污染的環(huán)境修復(fù)技術(shù)，比物理化學(xué)方法具有優(yōu)越性。”
對(duì)此，莊國(guó)強(qiáng)也持同樣看法：“傳統(tǒng)的物理化學(xué)手段，只能算作‘治理’。微生物最終的代謝產(chǎn)物是二氧化碳和水，不會(huì)引起二次污染，才算真正實(shí)現(xiàn)了‘修復(fù)’。”
莊國(guó)強(qiáng)研究團(tuán)隊(duì)在天津大港油田開(kāi)展了高鹽堿的石油污染土地的微生物修復(fù)與治理技術(shù)的研究，并成功實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)示范工程的建設(shè)。
上述專家們同時(shí)指出，現(xiàn)階段微生物修復(fù)技術(shù)常常與其他修復(fù)技術(shù)聯(lián)用發(fā)揮作用。比如生化修復(fù)技術(shù)、植物—微生物修復(fù)技術(shù)、動(dòng)物—微生物修復(fù)技術(shù)等，都非常值得深入研究和推廣，具有很大的前景。
北京建工環(huán)境修復(fù)有限責(zé)任公司技術(shù)總監(jiān)馬駿在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)介紹，在實(shí)際的污染場(chǎng)地修復(fù)項(xiàng)目中，微生物技術(shù)作為重要的手段，常與常規(guī)理化修復(fù)方法“打組合拳”。
“實(shí)際地下水或土壤污染場(chǎng)地中，有的地方污染物濃度含量高，但大部分污染物濃度較低。理化方法先把污染物濃度高的地方降下來(lái)，然后通過(guò)注射生物制劑和藥劑，改善土著菌的生存環(huán)境以提高它們的活性，從而達(dá)到利用微生物降解污染物的目的。”馬駿說(shuō)。
注射的生物制劑和藥劑，主要含有一些粒徑適度的鐵粉、微生物所需的碳源及養(yǎng)分等。馬駿指出，相較于物化修復(fù)方式中大量“炮灰”試劑的浪費(fèi)，生物方法成本則更低。
如何“對(duì)癥下藥”
然而，據(jù)馬駿介紹，在他們開(kāi)展的20余項(xiàng)污染場(chǎng)地修復(fù)項(xiàng)目中，僅有3個(gè)項(xiàng)目重點(diǎn)利用了微生物修復(fù)手段。他坦言，微生物修復(fù)技術(shù)的推廣仍面臨一系列待解的難題。
“土壤和地下水的修復(fù)在我國(guó)屬于新興產(chǎn)業(yè)，無(wú)論是技術(shù)儲(chǔ)備、技術(shù)設(shè)備的可獲得性或者現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施硬件都還是比較缺乏的，是一個(gè)從無(wú)到有的階段。”馬駿說(shuō)。
微生物修復(fù)作為業(yè)界眾所周知的一劑好“藥方”，為何“對(duì)癥下藥”卻難以推廣呢？
“各方對(duì)微生物的修復(fù)周期要有一定寬容。”馬駿說(shuō)，“借助微生物修復(fù)相比其他手段，成本更低，但是需要的時(shí)間周期更長(zhǎng)。”
劉雙江長(zhǎng)期從事污染環(huán)境微生物修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)研究，研究方向著重于污染物的微生物代謝、降解機(jī)理。他指出：“利用微生物修復(fù)技術(shù)治理環(huán)境污染，必須得給它時(shí)間。”盡管有的污染物的微生物降解速度比較快，但要治理一個(gè)被污染了的環(huán)境，“至少是要以年為單位計(jì)算的”。
據(jù)環(huán)保部2006~2010年組織開(kāi)展的土壤污染調(diào)查結(jié)果顯示，在珠三角、長(zhǎng)三角、環(huán)渤海等發(fā)達(dá)地區(qū)，污染嚴(yán)重的區(qū)域，依靠自然恢復(fù)需要幾十年甚至上百年，而通過(guò)種植植物和微生物投放等的增強(qiáng)型原位修復(fù)，也需要至少數(shù)年的時(shí)間。
不僅如此，馬駿提出，微生物修復(fù)技術(shù)在實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)展中，還存在許多“不確定性”。
“許多物化的修復(fù)方法，如熱解析、熱脫附等，修復(fù)的可預(yù)測(cè)性很強(qiáng)，而微生物修復(fù)的不確定性非常大。”馬駿說(shuō)，由于微生物種群對(duì)生存環(huán)境的敏感，以及人為對(duì)微生物種群生長(zhǎng)條件的控制中的不確定性因素，往往導(dǎo)致微生物修復(fù)方法在實(shí)際環(huán)境中的表現(xiàn)，與前期開(kāi)展的小試甚至中試的結(jié)果有巨大差異。
復(fù)雜的系統(tǒng)工程
“不止我們遇到這樣的問(wèn)題，從國(guó)外的修復(fù)案例來(lái)看，也存在這個(gè)情況，往往修復(fù)結(jié)果和預(yù)想的不一樣。”馬駿表示，環(huán)境修復(fù)本身就是一個(gè)復(fù)雜的“大工程”，采用微生物修復(fù)手段則更為復(fù)雜。
馬駿所在的北京建工環(huán)境修復(fù)有限責(zé)任公司，目前正與一些有實(shí)力的科研院所開(kāi)展深入的合作，進(jìn)行污染場(chǎng)地調(diào)查與評(píng)價(jià)、土壤修復(fù)技術(shù)研發(fā)及課題攻關(guān)等科研。
“我們的合作不是簡(jiǎn)單地拿到專利，而是致力于將技術(shù)推廣到現(xiàn)場(chǎng)，形成成套的技術(shù)體系和設(shè)備，最終形成產(chǎn)業(yè)化。”馬駿說(shuō)。
莊國(guó)強(qiáng)表示，在美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，污染土壤修復(fù)已是非常巨大的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，他們的市值也到了一個(gè)驚人的數(shù)量。
早在1980年，美國(guó)環(huán)保署專門針對(duì)“棕色地塊”的管理通過(guò)“超級(jí)基金法案”，超級(jí)基金初始資本數(shù)以十幾億美元計(jì)。2012年，美國(guó)紐約州一項(xiàng)汞精煉場(chǎng)地超級(jí)基金場(chǎng)地的修復(fù)花費(fèi)，就達(dá)到930萬(wàn)美元之巨。
“和污水處理相比，土壤和地下水的污染修復(fù)的產(chǎn)業(yè)化還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠深入。”莊國(guó)強(qiáng)說(shuō)，由于我國(guó)對(duì)污水處理有嚴(yán)格的法制規(guī)范，污水處理的市場(chǎng)化也已非常成熟。“相應(yīng)的政策法規(guī)的健全，將有利于推動(dòng)污染場(chǎng)地修復(fù)產(chǎn)業(yè)逐步趨向成熟。”
邊修復(fù)邊反饋
環(huán)境修復(fù)企業(yè)作為環(huán)境問(wèn)題的“執(zhí)行者”，與環(huán)境問(wèn)題的“提出者”——污染責(zé)任方、受益方、受害方等，有著最密切、最深入的對(duì)接。
“他們是實(shí)際面對(duì)問(wèn)題的人，我們要很深入地了解他們的需求。”馬駿認(rèn)為，企業(yè)正是以底層設(shè)計(jì)的實(shí)施者的角色，參與到環(huán)境修復(fù)的產(chǎn)業(yè)化中，從而在政策制定層面上“發(fā)聲”。
“從實(shí)際出發(fā)，最終要以解決問(wèn)題為準(zhǔn)。”馬駿說(shuō)，政府作為相關(guān)政策法規(guī)的制定者，在決策層面宏觀把握；大學(xué)、科研院所作為政府“智囊”，幫助政策的制定和頂層設(shè)計(jì)；企業(yè)作為直接參與到實(shí)際污染治理的“排頭兵”，對(duì)問(wèn)題解決的狀況進(jìn)行及時(shí)反饋。
“中國(guó)環(huán)境領(lǐng)域的企業(yè)研發(fā)能力相對(duì)薄弱，而有些科學(xué)家在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域開(kāi)展的研究工作在國(guó)際上甚至處于領(lǐng)先。”莊國(guó)強(qiáng)不無(wú)感嘆地說(shuō)。
他表示：“在環(huán)境產(chǎn)業(yè)，如何讓無(wú)‘微’不至的微生物更多地發(fā)揮作用，如何將已有的研究成果更快地轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，這是大家共同肩負(fù)的責(zé)任。”
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