“靶向治療”讓污染土壤獲重生——貴州創新科技精準修復鎘鉛等重金屬污染土壤

105地質大隊人員和當地農戶在試驗田里勞作。(受訪者供圖)
貴州日報天眼新聞記者金秋時
秋收正忙,黔東南州凱里市某鄉鎮的一處農田剛剛收完稻谷,田埂邊整齊地碼放著一捆捆稻草。
2022年以前,這片農田還是貴州地礦院105地質大隊開展鎘鉛污染土壤修復實驗的試驗田。
105地質大隊水工環部負責人胡德勇向記者展示了手機里的一張工作照:他和同事赤腳站在水田中,和農戶一起勞作。
“當時,我們租下這片稻田作為試驗田,開展鎘鉛土壤修復實驗。”胡德勇介紹,歷時兩年成功將受污染土地的鎘、鉛等重金屬有效含量最高降低了85%,保障了生態環境和農業種植安全。
在黔東南、黔西北,鉛鋅礦資源豐富,但鉛鋅礦常伴生鎘,早期的土法冶煉和粗放式開采,加上尾礦堆存多年的地表雨淋,導致礦區周邊部分土壤受到不同程度的重金屬污染。然而,傳統土壤污染修復技術成本居高不下、耗時耗力,單一修復技術難以同時解決重金屬活性高、土壤肥力差等復雜污染問題,存在鈍化效率低、二次污染風險。
一系列技術難題,成為土壤污染修復的“攔路虎”。
為了破解難題,105地質大隊和成都理工大學積極開展產學研合作,從2018年達成土壤修復治理初步合作意向以來,歷經多輪鈍化材料和微生物制劑合作研究,2019年取得盆栽試驗成功后,于2020年在黔東南啟動大田試驗。
隨后,105地質大隊將兩處渣場作為調查對象,在渣場下游采集11個土壤樣本,測定鎘、鉛含量。檢測數據顯示,采集樣本均存在鎘、鉛單一或混合污染。
試驗選取渣場下游的三塊土地作為試驗田,其中一塊為單一鎘污染試驗地塊,一塊為單一鉛污染試驗地塊,一塊為混合鎘、鉛污染試驗地塊。
搞“調理”,怎么弄?用特定的礦物材料和微生物菌劑,給“病土”開藥方做“靶向治療”。
一方面,讓特定的礦物材料精準地抓取鎘鉛元素,將其鎖住。另一方面,給土壤“喂”有益的微生物,讓它們活過來,改善土壤、提高肥力。
水工環部高級工程師任維介紹,傳統黏土礦物本身對重金屬離子具有一定的吸附能力,但吸附力有限。“我們的主要突破點是提高傳統材料的重金屬吸附容量,提高修復效率。”
團隊用3種黏土礦物材料進行了改性實驗,通過增加其對鎘、鉛重金屬元素的吸附點位,提高吸附容量。經過數千次實驗,使其吸附容量較國內外同類材料最高提高了14倍,輔以微生物制劑等綜合修復技術,提升土壤肥力,快速實現污染土壤“重生”。
土壤是糧食生產的根基。以前,這片田種水稻和油菜,產量一直卡著上不來,如今,經過土壤修復后,部分地塊增產幅度最高達10%。
“整個過程,就如同調教一個極其復雜的生態系統,每一組數據都極其重要。”105地質大隊隊長趙平回憶,兩年來,團隊頂著烈日和風雨,反復采集土壤和農作物樣本、核算修復藥劑配比和成本等,最終利用貴州特色的黏土礦物改性材料與復合功能菌群,形成重金屬綜合“鎖固網”。
據介紹,這種修復方式的效率較傳統方式提升50%,每畝土地修復成本降低30%。目前,該項技術已在六盤水市盤州市、黔西南州安龍縣、四川省德陽市等地推廣應用,成為土壤重金屬污染治理的最新“黑科技”。
今年9月,由貴州地礦院105地質大隊牽頭,聯合成都理工大學、有研資源環境技術研究院(北京)有限公司申報的“鎘鉛污染土壤黏土礦物鈍化和微生物聯合修復關鍵技術及應用”榮獲貴州省科學技術進步獎三等獎。
趙平表示,105地質大隊長期深耕喀斯特地區土壤與地下水污染修復領域,獲得大量重要科研項目支持,通過一系列基礎研究與工程實踐項目的協同推進,逐步形成一支專業結構合理、技術能力過硬、實踐經驗豐富的穩定科研團隊,團隊將繼續聚焦“富礦精開”戰略需求,深化相關領域關鍵技術研發,推動科技成果落地轉化,為貴州生態文明建設和高質量發展提供強有力的科技支撐。
來源 貴州日報
編輯 雷剛
二審 王珺
三審 宋堯平

