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曹心德团队一体化修复技术可消弭土壤重金属
近期的“镉大米”事件，加重了中国公众对土壤重金属超标问题的担忧。记者近日从上海交通大学获悉，该校环境科学与工程学院曹心德团队“以废治废”，研发出土壤与地下水一体化修复技术。这一技术不仅能让土壤“恢复健康”，还能在重金属与农作物之间形成无形的“墙”，有效防止农作物从土壤中吸收镉、铅等重金属元素。
数据显示，我国受重金属污染的耕地面积已达2000万公顷，占全国总耕地面积的1/6，防治形势十分严峻，并且呈现不断加剧的趋势。据估算，如果对这些耕地进行修复，所需资金将达数万亿元。
曹心德介绍说，随着城市产业结构调整、城市功能转型发展，大量工业用地转为商业居住和公共用地，一些遗留污染场地也会给城市环境和居民健康造成潜在危害，被称作“棕色地块”。“像这样的城市污染地块，全国至少有30万块，修复成本高达300多亿元。”
此次研发的土壤与地下水一体化修复技术，通过原位化学钝化、超累积植物吸收及地下水修复三组技术为土壤“治病”，并形成良性循环，使农作物的生长、灌溉环境得到改善。
曹心德解释说，向污染土壤中添加基于固体废物制备的碳、硅、磷材料，通过吸附、沉淀、络合、离子交换等一系列反应，使重金属转变为较稳定的形态，降低其可迁移性和生物可利用性，可在一定程度上修复污染土壤。同时，种植“吃”重金属的植物，可有效“吃掉”农田里的镉、砷、铜、铅等重金属污染物。此外，将受重金属污染的地下水抽提到地表，再洒向已添加稳定化剂的土壤，经土壤“滞留”和植物“过滤”，修复后的地下水再回到地下水层。
据悉，在铅污染土壤中添加1%～2%磷基材料，经过40天的修复，污染地下水中铅的去除率可达91%，同时土壤氯化钙提取态铅和重金属毒性浸出测试提取态铅与对照组相比，分别下降了60.5%和62.8%。
与此同时，该团队提出“以废治废”的理念。用于土壤中污染物稳定化修复的含碳、硅、磷基材料，均由农作物秸秆、蓝藻、木屑、稻壳、牛粪等生物质废弃物或矿物尾料制备。
经过制备的生物炭经农业机械设备输入土壤，会像“吸盘”一样，将土壤中的铅、镉等重金属钝化封锁，同时吸附莠去津等除草剂，实现对重金属和有机污染物的双重吸附，防止农作物吸收。生物炭作为绿色资源，本身不会破坏土壤原有的结构，还可阻隔重金属、有机污染物的迁移，同时增加土壤持水量，提高土壤中的阳离子交换能力，丰富土壤中的氮、磷等营养元素，提高作物产量。
据介绍，综合运用固废基稳定化材料以及土壤与地下水一体化修复技术，可使目前修复土地的费用降低至少一半。
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