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纳米技术在土壤净化领域的应用可行性
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从这周开始，开始偶的《每周一文》系列，该部分多为关于某些问题的个人观点，不想沽名钓誉，也不想招惹是非，只求将心中所想做个梳理，将自己的观点进行概括，自我学习自我批评，不张扬个性，不树敌招讽，若不慎惹了谁的法眼，还请就事论事，不要牵扯过多为是。因为很多问题不是本专业所能包含的，所以难免会有一些错误的想法、不对的论调，敬请相关专业人士多指正。转载请注明出处。
我国土壤污染的现状
关注我国土地污染是从今年6月份开始的，当时偶尔从《科技日报》上读到了一篇《我国“毒地”占耕地两成 治理修复迫在眉睫》的报道，随后又从其他报纸读到了一些类似的报道，如《经济参考报》六月份的《中国土地污染严重 每年粮食减产100亿公斤》，看后感觉我国土地污染情况已经发展到了触目惊心的地步，如果我们不想点办法，再一味的放任下去，我们的生存之根本都会受到威胁。这是一个重要的论题，一个关乎我们每个人的论题。
我不是土壤环境保护专业的，自己没有最真实的数据，只好用报道和文献里的数据作为参考，记者李禾在《我国“毒地”占耕地两成 治理修复迫在眉睫》，（以下简称李文）一文中引用中国环境科学学会秘书长任官平的话，“随着工业化、城市化进程不断加快，我国土壤重金属污染问题越来越突出，污染所导致的严重环境危害事件时有发生，并呈逐步上升趋势。”这说明土壤治理与生态修复已成环保领域的重要任务。
那首先我们应该先分析清楚我们面临的问题到底是啥？
从报道来看，目前最重要的问题是重金属污染。李文中曾引用数据“据统计，目前我国有2000万公顷耕地受到重金属污染，约占耕地总面积的1/5。其中，受矿区污染耕地200万公顷，石油污染耕地约500万公顷，固体废弃物堆放污染约5万公顷，“工业三废”污染近1000万公顷，污灌农田达330多万公顷。”从这些数据来看，我国的土地污染尤其是重金属污染确实已经到了很严重的程度。
下面这段文字完全引自李文：
重金属污染土壤导致的严重环境和健康危害事件也时见报道。如湖南等地的“镉大米”，云南曲靖铬渣污染河流和饮用水水源地等。中国环境科学院固体废物污染研究所所长、首席专家王琪说，我国先后有70余家铬盐生产企业，铬渣简易堆放，极易污染周边的土壤、地下水和地表水。
据调研，铬渣场地土壤中，剧毒六价铬的含量可达10000毫克/千克，扩散深度超过15米；地下水中的六价铬最高浓度达1417毫克/升；场地原有生产厂房建筑物腐蚀严重，六价铬含量高达6000毫克/千克以上。
环保部有关负责人透露，重金属土壤污染的严重程度以及可能造成的危害，使全面启动全国范围内土壤修复工作迫在眉睫。
这些主要重金属包括铬、铜、砷、锌、汞和铅等等。
土壤污染净化的技术现状及难题
在环保部牵头制定的《全国土壤环境保护“十二五”规划》中，该规划预计将带动产业总投资达数千亿元。国家发改委批准了“‘十二五’重金属污染防治规划”，将“土壤与场地污染治理与修复”列入“十二五”社会发展科技领域国家科技计划项目指南。
而里面的技术问题主要是修复技术问题，目前重金属污染土壤的修复技术有了初步进展。这些技术包括异位植物修复、完全焚烧和固定修复等技术，但仍需要有更高技术含量的科技技术。
我国污染土壤修复决策已从基于污染物总量控制的修复目标，发展到基于污染风险评估的修复导向；技术上已从物理、化学修复，发展到生物修复和自然衰减，从单一技术发展到多技术联合、综合集成的工程修复技术；设备也从基于固定式设备的离场修复发展到移动式设备的现场修复。
不过，我国土壤修复产业还面临很多问题与挑战：我国需借鉴国外经验，但又不宜照搬；土壤污染修复产业发展战略不明确，市场混乱；修复技术水平参差不齐，产业链合作亟待解决。目前，国内在农田污染土壤修复方面还几乎是空白，用于农田污染土壤治理的植物及相关药剂，国内仅有几家公司拥有。由于农田土壤污染与食品粮食安全密切相关，“这一领域的未来市场很广”
纳米技术的可用之地
纳米技术作为新世纪发展最迅速的技术，在多个研究领域中都得到了广泛的应用，展现出了极大的发展势头，为解决多个领域的难解之题提供了新的方案和途径。其实人们很早就想从这个领域研究土壤净化的应用，这些纳米材料主要包括纳米炭黑、纳米铁材料、纳米二氧化钛、纳米氧化锌及纳米多孔材料等。
利用纳米材料对污染土壤进行修复比较复杂, 其主要原因是污染物进入土壤后易于被有机质吸附，横纵向迁移比较困难。而且目前纳米材料对污染土壤修复的研究还比较少,主要是实验室进行的异位修复研究，所谓异位修复研究与原位修复方法相对而言，是指将污染的土壤或沉淀物移离原地，在异地利用生物或工程方法处理，使土壤恢复原有的功能。但该方法步骤复杂, 投资较大。如何将纳米技术引入到现有方法中，达到降低成本、提高修复效率的目的，如何把纳米材料的土壤修复运用到土壤原位修复、简化修复步骤、减少投资等等，这些问题将会是未来相关领域的研究热点。
南开大学的周启星老师曾经在2010年文章中对未来工作的重点提出了看法，主要包括1)加大纳米材料对重金属和有机污染物联合毒性降低和治理的修复研究, 由对单一污染物修复跨入到更为实际的多污染物混合污染或复合污染修复研究中, 实现同时对多污染物的修复; 2)加强纳米颗粒改性和负载的研究, 即经济又高效的修饰性纳米颗粒的环境应用, 一方面实现降低纳米材料在污染环境修复中的成本, 同时通过对纳米颗粒的修饰以提高其在污染土壤中的分散性和传递距离, 从而加大应用范围; 3) 开展纳米修复技术和植物修复技术、微生物修复技术的联用和综合研究, 这不仅可以把纳米技术应用到污染土壤的修复中, 同时可以有效缩短修复时间, 提高修复效率; 4)进行纳米生物材料制成土壤给养供养调理剂和土壤修复剂的研究, 充分利用纳米材料比表面积大、吸附性能强等优点, 以改善土壤本身的通透性和保水、保肥性, 从而减少有机污染物对土壤生态系统的毒性并且钝化重金属的污染效应; 5)大力开展污染场地和原位污染土壤实地研究, 验证纳米材料在实际应用中的效果和可行性; 6)开展有效监测和纳米材料的生态环境安全研究, 避免在使用纳米材料修复污染环境的同时又带来新的污染问题。个人认为周老师从宏观上对该领域的研究重点方向进行了解释，而具体期间的细节环节更需要科研工作者在具体的工作中亲自去体会去了解。期待纳米技术能在这个领域取得更大的进展。
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