在我們國家,大部分的土壤重金屬污染都與采礦、礦石的冶煉和金屬材料的使用有關(guān),假如我們不把污染源控制住,只是在下游做土壤修復(fù),這樣的話解決不了問題.......我們需要先把污染源頭控制和解決了,才能再來修復(fù)土壤。
——源自黨志老師的一段話
▼問:黨老師好,您的很多研究應(yīng)該說都在上游,多年來一直重視的是礦區(qū)污染的源頭控制和治理?
黨志:是的。我們?yōu)槭裁磳ΦV山比較重視呢,因為在我們國家大部分的土壤重金屬污染都與采礦、礦石的冶煉和金屬材料的使用有關(guān),假如我們不把污染源控制住,只是在下游做修復(fù),這樣的話解決不了問題。有時,你還沒有修復(fù)好呢,新的污染比前面還嚴重。
所以,我覺得現(xiàn)在還不是大面積修復(fù)土壤的時候。我們只有先把源頭污染控制和解決了,才能再來修復(fù)土壤。這樣可以達到事半功倍的作用。否則的話,土壤修復(fù)時間長,成本很高。你花了很多的錢,搞來搞去,可能都白花了。千萬不要想著,先污染了再治理,土壤污染了,你治理不起。
▼問:我們現(xiàn)在進行污染土壤修復(fù)工作,大多還是圍繞礦區(qū)來進行?在這些地方對污染土壤的修復(fù)相比其他地方,是否來的更緊迫一些。但您講,現(xiàn)在還不是大面積修復(fù)的時候?
黨志:首先為什么選擇礦區(qū)呢?在我們國家,尤其是南方,廣東的北部、湖南、廣西、貴州、云南,這些都是我們國家有色金屬比較多的地方,所以采礦業(yè)的歷史也比較長,采礦過程中對土壤的污染,相比其他省份要嚴重一些。在這些地方對污染土壤的修復(fù)相比其他地方,是來的更緊迫一些。再加上這些地方不論廣西、貴州、湖南,大多是人多地少,同時又是產(chǎn)糧區(qū),尤其是水稻的產(chǎn)糧區(qū),那么重金屬引起的土壤污染,帶來的食品安全,實際上都是這些地方比較凸顯的環(huán)境或者說是土壤污染問題。
污染土壤中的重金屬大多數(shù)都來自礦山,這些是肯定的。那么,你上游源頭問題不控制,下游做土壤修復(fù)是不行的。比如說廣東的大寶山,到現(xiàn)在,我都堅持,首先要把水給搞干凈。灌溉水一定要把它處理好,這是一個源頭,否則你下游做任何事情,都是沒有用的。還有一個,這也是很多做土壤修復(fù)的科研專家的工作感受,你在下游做土壤修復(fù),修復(fù)的很好,但是有一天,下大雨,一個尾礦壩潰壩了,里面大量的廢水跑到了農(nóng)田里,之前的土壤修復(fù)工作,整個就白弄了。投了很多錢來做,就白弄了。
所以,我的思路就是,我們必須要先做源頭,一定要把源頭控制好,控制住,否則,下游做事情,有可能真的是白費力,白費錢了。
▼問:那么我們國內(nèi)礦區(qū)環(huán)境污染的案例是否很多?對于礦區(qū)污染源頭控制的問題,我們目前是怎樣解決呢?
黨志:我們國家礦區(qū)污染案例太多了,不勝枚舉。不按人均,我們國家的礦產(chǎn)資源還是很豐富的,我們開發(fā)的礦山很多,礦山種類也很多,長期以來對礦業(yè)公司的環(huán)境保護要求不高,所以污染特別嚴重。作為環(huán)境工作者,我們身上的重任也會很大。
從我們國家來講,礦山污染控制不是單純修復(fù)的事情,第一個要先解決的是復(fù)墾的事情,要想辦法在礦石堆上面先種樹,種草,防止水土流失,防止尾礦風(fēng)化。但這是一個酸性環(huán)境,有很多植物活不了,加上重金屬濃度高毒性強,大部分植物沒有辦法生存。所以目前,先復(fù)墾為主,先進行種草、種樹進行復(fù)墾,防止水土流失,下一步才是阻止礦山污染物的擴散,把污染物控制在一個區(qū)域里面,建立污水處理廠等等。然后才會是周邊污染土壤的修復(fù)。
現(xiàn)在我們國家大多數(shù)地方,對礦山本身的環(huán)境治理或者說是污染控制工作,現(xiàn)在還沒有提到議事日程上來。但對它進行控制和治理的作用和意義是很重要的,它關(guān)系到后面的每一件事情,關(guān)系到下游被污染土壤的修復(fù)。
▼問:對礦山本身的環(huán)境治理,核心在哪?
黨志:目前對礦山來講,核心是防止水土流失,恢復(fù)它的植被,環(huán)境還原。這個不是一件容易做的事情。但這是源頭控制工作的一個核心,一個很重要的開始。我開始做這個事情是在英國,1992年,當(dāng)時是在英國第一個露天的煤礦,對這個礦山進行復(fù)墾工作,我加入了他們的課題組,當(dāng)時從匈牙利引進樹種,抗酸性很強。如果抗酸性不強,大部分樹種是無法存活的。恢復(fù)礦山植被、環(huán)境還原,這個對于礦山源頭控制來說,是非常重要的。我們需要去做,去研究。
▼問:您所學(xué)的專業(yè)是環(huán)境地球化學(xué)專業(yè),您曾表達,這對您進行礦區(qū)污染的研究很有幫助?您多次強調(diào)了地學(xué)背景的重要性?
黨志:是的。我們講污染物在什么地方污染呢,它在環(huán)境當(dāng)中污染,在什么樣的環(huán)境中污染呢,無非就是水體、土壤、大氣,我們把它叫做環(huán)境介質(zhì),這些介質(zhì),實際上都是地學(xué)的概念,所以學(xué)環(huán)境的人,我們一定要有地學(xué)的基礎(chǔ)。就是要了解這些污染物進入這些介質(zhì)以后的一些環(huán)境化學(xué)行為或者環(huán)境地球化學(xué)行為,像遷移啊,轉(zhuǎn)化啊,你要了解這些東西。污染物是在介質(zhì)當(dāng)中遷移和轉(zhuǎn)化的,介質(zhì)的屬性,比如以土壤為例,土壤中有有機質(zhì)、礦物質(zhì),如果你有地學(xué)背景,你就會知道,哪些礦物質(zhì)對污染物的遷移和轉(zhuǎn)化或者吸附、降解產(chǎn)生作用,包括微生物對污染物的遷移和轉(zhuǎn)化的影響,土壤當(dāng)中有有機、無機的還有生物的,這些需要有地學(xué)的背景,土壤學(xué)也是屬于地學(xué)的背景,所以現(xiàn)在,我要求我們的學(xué)生,一定要有地學(xué)的學(xué)習(xí)背景,不管是土壤學(xué)還是地球化學(xué),你要有這方面的背景,這樣你可以從比較大的角度去認識環(huán)境問題。有利于我們的研究工作。
▼問:您說到我們進行源頭控制工作的核心在于“怎樣才能代價最小”。這應(yīng)該是您的一個科學(xué)理念?
黨志:對,我們需要最小的代價。其實環(huán)境問題,有時還真的不僅僅是技術(shù)問題,它會涉及經(jīng)濟、政治等很多方面。所以,環(huán)境問題,要從大角度來認識,要從源頭來解決,是最重要的。
從面上說,源頭控制可以把后面的事情變的沒有了,或者變得成本低了。那么整體講,生態(tài)系統(tǒng)和人一樣,它是經(jīng)不起折騰的,你把污染物丟進去以后,生態(tài)系統(tǒng)在這種污染物的脅迫下,這個系統(tǒng)就和我們?nèi)艘粯樱隙ㄊ怯凶兓?,它就要適應(yīng)這種脅迫,有些能適應(yīng),可能就會隨之改變。但有些不能適應(yīng),可能就死掉了。它是一個慢慢地,從量變到質(zhì)變的過程。所以這個源頭控制的意義就是,你如果不控制源頭的話,到后面的事情,到今天,你可能就沒有辦法回答。
源頭控制好,企業(yè)成本低,環(huán)境被保護,環(huán)境好了,受益人是我們每一個人。所以我們一定要想辦法,做代價最低的事情。
▼問:那么如何從科學(xué)技術(shù)的角度對礦山的重金屬污染源頭進行控制呢?
黨志:從我們科學(xué)研究的角度來講,重金屬來自礦山這是很籠統(tǒng)的說法,它來自礦山的什么?重金屬來自礦山的金屬硫化物的風(fēng)化,這些礦物在地下埋的時候,它并沒有參與到地表的風(fēng)化,非常穩(wěn)定。但是當(dāng)這些金屬硫化物被帶到地表之后,在自然風(fēng)化作用下,它馬上就分解掉了,金屬和硫之間斷裂,金屬一下就被釋放到環(huán)境中來了。
采礦是人類的活動,不可能停止,那么怎么讓金屬硫化物礦物不被分解,這就可以達到源頭控制的目的了。
從研究來講,我們開發(fā)了鈍化劑,就是讓金屬硫化物不要被分解了,我們這個鈍化劑就相當(dāng)于在礦物的表面形成高分子的膜,阻止空氣中的氧、水與礦石之間的接觸,沒有這種接觸污染就降低了很多。理論上講,可以完全沒有了。只要膜存在,這種氧化作用、風(fēng)化作用就被停止了。就達到了我們說的源頭控制的目的。
▼問:目前只有這一種手段嗎?
黨志:還有。一種手段是不行的。還有一種方法,我們知道通常重金屬主要是通過水來遷移,它遷移到大江大河里去了以后呢,就沒有辦法了,當(dāng)它在進入江河之前,這個水一般叫礦山酸性廢水,相對來講,這個水的量比較少,但重金屬含量比較高。這個時候,我們制備了很多的針對不同重金屬的吸附劑,我們對水進行處理。水經(jīng)過我們的吸附劑以后,里面的重金屬就被吸附住,流出去的水中重金屬濃度就被大大降低了。這個我們認為也是源頭控制的技術(shù)。這兩個技術(shù)呢,在江西東江上游進行了示范,效果還是非常明顯的。
▼問:怎么看出效果明顯?是一個什么樣的結(jié)果?
黨志:水體當(dāng)中重金屬鎘的含量要降低30%左右,我們達到了50%差不多,我們鈍化的尾礦,可以在80天左右,效果都還是非常明顯的。
礦山的廢水除了重金屬之外還有一些有機化學(xué)物,所以水體當(dāng)中還有一些有機物,有些有機物毒性小,有些會比較強,但這些有機物很容易在環(huán)境中降解掉。而且我們認為這些有機物不是持久性的,它是可以降解掉的。所以我們重點還是放在重金屬污染的研究上面。
▼問:您對礦山重金屬污染源頭控制的兩個技術(shù)手段,應(yīng)該說已經(jīng)示范成功了,那么企業(yè)愿意使用嗎?或者說愿意與您合作嗎?
黨志:這就是個問題。其實,我們的技術(shù)和產(chǎn)品都是有的。但這其中企業(yè)是否愿意,就是一個問題。有些企業(yè)還說這個污染不是他造成的。所以誰來主導(dǎo)尾礦庫的重金屬的釋放和管理,是環(huán)保局還是礦山來主導(dǎo)?對于礦山污染源頭控制,我們現(xiàn)在有技術(shù),有產(chǎn)品,也有示范點,但就是還沒有推廣出去。為什么?我們叫生態(tài)補償機制沒有產(chǎn)生。誰有主觀的愿望去做這件事情,比如愿意把重金屬從水體中拿走呢?應(yīng)該是把水作為資源來賣的人。
源頭控制問題,對我們從科學(xué)角度來說,它是一個科學(xué)問題,但它也是經(jīng)濟問題,再后來就是社會問題,再最后是政治問題,所以環(huán)境問題涉及到的面越來越廣,也越來越復(fù)雜。
所以我覺得,現(xiàn)在還不是做大面積土壤修復(fù)的時候,我們需要先進行污染源的控制工作??傮w來講,做修復(fù)的人比在做源頭控制的人多多了。我們還是需要更多的做源頭控制的事情,當(dāng)然現(xiàn)在這個觀點,也慢慢被大家關(guān)注,但還需要大家更多的加入來做。
▼問:我們國家的環(huán)保政策,以前是誰污染誰治理,現(xiàn)在是誰污染,誰出錢或者誰負責(zé)來治理,政策隨著現(xiàn)實情況在變化?
黨志:是的。以前企業(yè)污染了,企業(yè)來治理。但對企業(yè)來講,會有困難。比如這個企業(yè)是生產(chǎn)自行車的,你讓我做廢水處理,我肯定做不了。我確實是有廢水排出來,但是我的工作就是造自行車,我治理不了廢水啊。所以,這個理念有所改變,就變成了誰污染,誰出錢或者誰負責(zé)來治理。
現(xiàn)在,廣東有很多工業(yè)園或者叫聚集式發(fā)展的工業(yè)園,工業(yè)園的聚集區(qū),實際上有兩種類型,一種類型就是幾十個廠都是做電鍍的,還有一類是做電鍍下面生產(chǎn)鏈的廠,形成一個產(chǎn)業(yè)鏈。比如我是做印染的,你是做棉花的,他是做紡織的,就是這樣形成一個生產(chǎn)鏈,統(tǒng)一聚集在這個生產(chǎn)區(qū),那么在這樣一個聚集工業(yè)園區(qū),政府統(tǒng)一建立一個污水處理廠,這些企業(yè)的污水,你不用管,你這些企業(yè)統(tǒng)一排放到這個污水廠,那么每家企業(yè)都會有一個污水排放表,然后由污水廠來統(tǒng)一收費。這樣,對于企業(yè)來說,就做好它的本企業(yè)的工作,污水處理由污水處理廠來做,企業(yè)定期交費就可以了。
以前是BOT的方式,就是政府統(tǒng)一建廠,但不運營,委托給第三方來統(tǒng)一運營?,F(xiàn)在還有一種方式,就是政府不出錢建污水廠了,由企業(yè)投標,由污水處理企業(yè)來統(tǒng)一建廠、統(tǒng)一運營、收費。
這樣的方式,對需要排污的企業(yè)來說,解決了污水排放問題,也不影響企業(yè)的生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)鏈來聚集在一起。就是把這些企業(yè)聚集在一個生產(chǎn)園區(qū),統(tǒng)一建一個污水處理廠就可以了,這個在廣東很多。就不需要一個企業(yè)建一個污水處理廠了。
▼問:我知道,您還承擔(dān)“工業(yè)聚集區(qū)污染控制與生態(tài)修復(fù)教育部重點實驗室”的工作,實驗室會對這個工業(yè)聚集區(qū)進行怎樣的工作呢?
黨志:我們這個實驗室,就是在做這個事情。在工業(yè)園區(qū),將企業(yè)集中起來了,那么對于污水處理的技術(shù),其實也是一個集成的技術(shù)。怎么講呢?比如有些企業(yè),排放的是鎘,有些企業(yè)排放的是鋅,是銅。那么這些廢水,不同于單獨的含鎘廢水、含鋅廢水,污水處理廠都有單獨的技術(shù),但是我把這些排放的污染物混合起來,廢水的pH值就變化了,組成就不一樣,成分不一樣,你把它放在一起,就是一個新的污染問題了。還有印染,這家是紅的,那家是綠的,染料不同,那就需要新的工藝了,需要新的技術(shù)了。我們這個實驗室就是做這個事。就是說把以前沒有的技術(shù),單個的可以處理,把這些廢水都合起來了,我們來進行新的集成的技術(shù)來處理。相對來說,對我們來講,這也是進行一個源頭的控制。
我們這個實驗室建立快10年了,還是做了很多事情,比如廣東是印染紡織大省,在工業(yè)聚集區(qū)里,我們必須要對不同印染企業(yè)排放的混合廢水進行處理,問題比單一企業(yè)的廢水處理要困難的多。污水要達標排放,還要求40%左右的中水回用。所以我們要更為精準的針對這些問題來做事情。
▼問:您曾經(jīng)著作一本書《礦區(qū)污染源頭控制》,這是一部關(guān)于礦區(qū)污染控制源頭控制之酸性礦山廢水中重金屬去除研究的成果專著?
黨志:這本書也是我們這么多年來的一個工作總結(jié)。我們講礦山排出的酸性廢水當(dāng)中,有毒有害的物質(zhì)有很多。怎么樣從這種水體當(dāng)中,去除掉重金屬,達到源頭控制的目的。
我們認為吸附是去除廢水當(dāng)中重金屬的比較成本低、效果好、操作簡單的一項技術(shù)。我們開發(fā)出一系列的吸附劑,吸附劑的選擇也很多。最后我們自己選擇的是農(nóng)業(yè)的秸稈,農(nóng)業(yè)固體廢棄物,我們用秸稈的桿芯來進行廢水當(dāng)中重金屬的去除。我們也是想怎么樣讓農(nóng)業(yè)當(dāng)中的廢棄物進行高質(zhì)化利用。
礦山廢水當(dāng)中除了鎘和鉛之外還有硫酸根,我們前面制備吸附材料都是吸附陽離子,不吸附陰離子。所以,針對硫酸根離子,我們制備的改性吸附材料不但具備吸附作用,同時,我們還負載了硫還原菌,可以將吸附的硫酸根還原為單質(zhì)硫,讓它既可以吸附陰離子又可以吸附陽離子。讓硫酸根也到不了農(nóng)田中去了。這本書先是原理介紹,然后是技術(shù)示范介紹。
▼問:黨老師多年從事環(huán)境污染生態(tài)系統(tǒng)研究工作,您認為當(dāng)前我們的環(huán)境污染治理研究工作中,最大的問題在哪里?對未來您有何期盼嗎?
黨志:最大的問題還是需要切斷污染源。當(dāng)然,污染物完全不進入到生態(tài)系統(tǒng)中去,這個做不到,所以就是盡可能少的污染物進入到環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中去。但現(xiàn)在污染物已經(jīng)進入,如何讓生態(tài)系統(tǒng)處于一個安全的狀態(tài)。就是怎么樣在一個污染的土地上,生態(tài)系統(tǒng)能處在一個安全的水平,它的多樣性啊,它的食物鏈啊,一個系統(tǒng)能在安全的水平上。所以一個是恢復(fù),一個是安全的運行。這兩個是最主要的了。
我們要做生態(tài)修復(fù),首先要把污染物拿走,污染物沒有拿走之前,生態(tài)系統(tǒng)安全和生態(tài)系統(tǒng)本身的恢復(fù)都談不上。就像人攝入重金屬以后,首先是怎么樣讓重金屬離開我們,然后,才是怎么恢復(fù)我們的機能,恢復(fù)機能也就是你拿走了以后,就能保證我是健康了嗎,拿走了以后怎么辦呢?還需要恢復(fù)身體的機能啊。
這個工作,也許有一天,我們做的就是生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù),不光是把污染物、重金屬拿走。現(xiàn)在對這一塊的研究,還是停留在我要了解的基礎(chǔ)上。就像我們對土壤微生物,也是處在了解的基礎(chǔ)上,土壤微生物比森林系統(tǒng)可能都復(fù)雜多了,只有先了解它。目前來講,就是我們需要把污染物拿走,怎么拿走,可能我們這一代人能把污染物拿走就是一件很難的事情,還有些,可能永遠都拿不走了,所以就需要持續(xù)地觀察,觀察這些植物、動物,他們的變化。所以這是一個很大、很長久的科學(xué)問題了。
▼問:介紹被訪老師的科研動態(tài),一般是我的最后一個問題,也是讓大家能了解到老師們的最新科研信息。在問之前,先祝您元旦快樂!!您現(xiàn)在最主要的工作以及您的團隊科研動態(tài)請給我們介紹下?
黨志:謝謝!我們的團隊,第一個工作從事礦山的源頭控制,研究污染物的遷移和轉(zhuǎn)化,再一個針對有機污染物做土壤修復(fù)的工作。就是分這兩大類工作吧。我們最后都要歸到土壤修復(fù)和土壤污染治理的方面,我們經(jīng)常講的山清水秀,同時我們還需要做到土凈,如果沒有土凈,光山清水秀是不夠的,一定要土凈,土健康,才會有我們的食品安全,保障我們的人體健康。在此,也祝大家元旦快樂!!