蔣文明
摘 要:基于CNABS和VEN數(shù)據(jù)庫(kù);通過對(duì)日本涉及土壤修復(fù)的專利文獻(xiàn)進(jìn)行檢索,對(duì)修復(fù)領(lǐng)域和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,研究國(guó)際上在該領(lǐng)域的研究方向和相關(guān)技術(shù),為我國(guó)在土壤修復(fù)方面的相關(guān)技術(shù)研究提供參考。
關(guān)鍵詞:土壤;修復(fù);專利分析
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)和農(nóng)業(yè)上的各種污染物在不經(jīng)過處理或處理不當(dāng)?shù)臈l件下被排放,造成了土壤環(huán)境的日益惡化,基本已經(jīng)達(dá)到了環(huán)境能夠承受的底線;這些污染物會(huì)通過空氣或者農(nóng)作物等途徑攝入人體,最終危害人體健康。隨著污染的加劇,人們對(duì)其關(guān)注度也越來(lái)越高,國(guó)家對(duì)環(huán)境治理的投入也越來(lái)越大,環(huán)境問題已經(jīng)成為嚴(yán)重的社會(huì)問題。而相對(duì)于世界發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)在技術(shù)方面相對(duì)落后;此外,專利技術(shù)集中反應(yīng)了技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì);鑒于此,分析了發(fā)達(dá)國(guó)家在土壤修復(fù)專利方面的研究方向和相關(guān)技術(shù),為我國(guó)在土壤修復(fù)的技術(shù)研究提供參考。
一、中外國(guó)際專利年申請(qǐng)量
我國(guó)土壤修復(fù)領(lǐng)域的相關(guān)申請(qǐng),1985-2000年申請(qǐng)量平穩(wěn),而2000-2010年穩(wěn)步升高,這可能與我國(guó)加入WTO有關(guān); 2011年至今申請(qǐng)量急劇上升,在2015年已經(jīng)超過900件(圖1);因此,該領(lǐng)域已經(jīng)成為研究的重點(diǎn)。國(guó)外從1985-1993年相關(guān)的專利在不斷升高,1993-2002年呈階梯式上升,從2002年至今基本呈現(xiàn)平穩(wěn)下降趨勢(shì)(圖1),這與發(fā)達(dá)國(guó)家將污染企業(yè)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國(guó)家有關(guān);但各種污染卻不能在幾年內(nèi)徹底清除。
二、相關(guān)領(lǐng)域和技術(shù)分布
經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)日本在相關(guān)領(lǐng)域的申請(qǐng)量最大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他發(fā)達(dá)國(guó)家。經(jīng)過技術(shù)領(lǐng)域分析發(fā)現(xiàn):土壤修復(fù)中各種固體污染修復(fù)的申請(qǐng)量最大,其次是液體污染,最低是污泥的處理(圖2);固體污染物主要包括餐余垃圾、人畜禽的糞便、化工業(yè)的有機(jī)污染、塑料和玻璃制品等。餐余垃圾容易在較短時(shí)間內(nèi)滋生病原菌和蚊蠅。糞便中含有大量的病原菌、寄生蟲、抗生素類藥物。有機(jī)污染中的芳香烴類和塑料制品難降解、污染時(shí)間長(zhǎng)。土壤污染物經(jīng)雨水淋洗后,造成水體污染。污泥主要來(lái)自下水道、河道,其中含有重金屬、病原菌、寄生蟲、等有害物質(zhì)。經(jīng)過技術(shù)分類發(fā)現(xiàn),土壤修復(fù)主要是微生物相關(guān)技術(shù),其次是物理化學(xué)技術(shù),還有土壤調(diào)節(jié)材料,最低為設(shè)備相關(guān)技術(shù)(圖2)。經(jīng)對(duì)其技術(shù)歸類后,在微生物相關(guān)領(lǐng)域,主要是使用微生物對(duì)有機(jī)化工污染的處理,特別是難降解的芳香烴類、鹵代烴。有機(jī)物的種類比較多,而一種微生物也只能對(duì)幾種有機(jī)物進(jìn)行分解,分解速度也有差異;因此關(guān)于微生物分離和制備微生物菌劑的研究相對(duì)較多。一般組合菌劑中各個(gè)菌種的生長(zhǎng)條件、降解能力并不相同,因此關(guān)于微生物的DNA重組技術(shù)、基因突變、遺傳工程改造也有一定的發(fā)展。物理化學(xué)技術(shù)主要集中在氧化還原和重金屬修復(fù);氧化主要針對(duì)有機(jī)物,其中主要是通過焚燒去除,并且延伸出本領(lǐng)域的主要設(shè)備;氧化的優(yōu)點(diǎn)是處理速度快,但也容易產(chǎn)生二次污染;還原技術(shù)主要是氫化處理。重金屬的處理主要是使用螯合劑和絡(luò)合劑,其主要機(jī)理是降低重金屬的移動(dòng)和生物有效性;此外還有微生物修復(fù),但在降低金屬含量中的作用不大。土壤調(diào)節(jié)劑主要集中在土壤調(diào)節(jié)材料和穩(wěn)定材料;例如纖維類材料、腐殖酸和無(wú)機(jī)鹽類。
三、結(jié)語(yǔ)
相對(duì)土壤中的其他污染,各種化工有機(jī)物是比較難降解的,而化工有機(jī)物中芳香烴類、氯代烴類的有機(jī)污染最難處理,且危害最為嚴(yán)重;目前日本的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向主要是相關(guān)微生物的研究;微生物具有方便使用、處理成本低等很多優(yōu)點(diǎn),而不同菌種的降解對(duì)象、降解速度和穩(wěn)定性各不相同;因此,今后的研究重點(diǎn)可能是各種有機(jī)污染降解微生物的篩選,降解機(jī)理的研究,并且通過DNA重組技術(shù)、生物工程對(duì)微生物進(jìn)行改造,以提高微生物的修復(fù)能力和穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn):
[1]張振花,王興峰,吳世洋等.餐廚廢棄物資源化利用研究進(jìn)展[J].中國(guó)資源綜合利用,2013,31(11):35-39.
[2]劉志剛,邱忠平,付春霞等.畜禽廢棄物堆肥化研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(2):366-369.
[3]張自杰.排水工程[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000,328-329.
[4]王菊思,趙麗輝.某些芳香化合物生物降解性研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),1995,15(4):407-415.