湖南中土环保技术研究院研发的“矿物基环境修复材料与应用技术”，解决了部分因农产品重金属超标带来的粮食滞销和人民身体健康问题，对重金属污染修复、实现经济—环境可持续发展具有重要的促进作用。

□ 王 丽

“追求绿色发展繁荣”和“追求科学治理”是习近平总书记提出的绿色发展“五个追求”的重要内容。2021年1月8日，由国家发改委牵头，科技部、工业和信息化部、自然资源部4部委联合发布《关于印发<绿色技术推广目录（2020年）>的通知》。其中，刘耀驰团队经多年科技攻关与推广的“矿物基环境修复材料与应用技术”进入目录，这也是湖南中土环保技术研究院瞄准国家重金属污染修复治理重大科技需求前沿，创新修复治理方法理论与关键技术的又一重要进展，对于构筑重金属防治绿色堡垒、引领土壤修复与改良产业发展具有重要意义。

土壤污染修复刻不容缓

土壤是农业生产的基础，是人类赖以生存和经济社会可持续发展的根基，也是生态安全及人民身体健康的重要保障，离开健康的土壤，一切都无从谈起。根据国际粮农组织2011年报告，全球25%的土壤高度退化，44%的土壤严重退化。近年来，随着我国经济、社会各项事业的快速发展，造成的土壤污染、耕地退化、结构破坏、地力下降、沙化与盐渍化、土传病害等问题日趋严重。2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国土壤总超标率为16.1%，以镉、砷、汞等重金属为主的无机污染占全部超标点位的82.8%。全国耕地土壤环境质量堪忧，超标率为19.4%，以18亿亩耕地总量计，污染耕地近3.5亿亩、重度污染耕地超5000万亩。2014年农业部《关于全国耕地质量等级情况的公报》表明，我国中低产田占耕地总面积的70%，耕地退化面积占40%以上，并随之带来了瓜不甜、菜不香、果无味、部分农产品“有毒”等问题。

我国的土壤修复治理一向被冠以“高污染超标率”“万亿级市场”“复杂的系统工程”及“发展初期的新兴行业”等名号。解决土壤问题、实现可持续发展，我国还有很长的路要走，除了资金投入，更重要的是可持续修复的理念与创新技术的路线选择。截至目前，修复治理技术主要分为两大类：一是将污染物去除或清除到最低水平，如提取、植物或生物修复；二是降低污染物的迁移性和生物有效性，如固化或矿化。不同技术与产品，效用不同。但是，大量修复治理实践表明，已有绝大部分技术与产品或多或少会造成环境二次污染或增大环境负荷等问题，与“环境修复”“绿色技术”等名词的本意尚存差距。

绿色技术，又被称作“环境友好技术”“生态技术”，顾名思义，即技术在开发使用时，不会对环境产生危害。环境友好材料是指从原料采集、生产制造、使用、回收再利用到废弃，整个生命周期中具有最大使用性能和最低环境负荷的材料。因此，解决复杂的土壤污染可持续修复问题要从源头出发，加快使用对环境友好的绿色技术与产品。

推进绿色可持续发展

2021年，在《关于印发<绿色技术推广目录（2020年）>的通知》中，“矿物基环境修复材料与应用技术”名列其中，这也是“高活性矿物基土壤修复产品及应用技术”继2018年经湖南省农学会鉴定“创新性强，国内领先”，并入选《湖南省环境保护实用技术名录》和江西省7部门联合发布的《江西省（大气、水、土壤）污染防治先进实用技术》之后，再一次冲进国家队。殊不知，这一重要进展是一家民办研究院——湖南中土环保技术研究院7年坚守，投入近亿元，瞄准国家重金属污染修复治理重大科技需求前沿，创新修复治理方法理论与关键技术的重要成果，对于引领土壤修复产业发展具有重要意义。

“矿物基环境修复材料与应用技术”由中南大学教授、中国科技产业化促进会土壤环境专业委员会秘书长、湖南中土环保技术研究院院长刘耀驰主持研制。刘耀驰长期从事环境功能材料化学研究，近年来，承担完成了国家科技重大专项、国家环保公益专项、国家自然科学基金、湖南省科技重大专项及重点领域研发计划等多项科研项目，著有《选矿工业污染与控制技术》等3部专著。在土壤环境方面，主持研制了系列矿物基环境修复材料，2018年获中国科技产业化促进会“卓越贡献奖”，其技术转化成果矿物基土壤修复剂、铁基砷钝化剂、铊废水处理剂、电镀废水处理剂等系列产品已大规模应用于南方污染耕地修复、重金属污染土壤修复及复杂重金属废水处理，以此为主体，土壤改良方案已应用于烟草、黄姜及猕猴桃等经济作物的提质增效。经过多年探索实践，历经研发、中试、生产、田间应用验证以及大规模的推广与应用，系列产品已拥有发明专利8项，农业产品获得了《中量元素肥》及《土壤调理剂》登记证，形成了一套完整的重金属污染修复治理技术体系和多种作物种植土壤修复改良的配套模式。

在耕地重金属污染修复方面，2016年以来，矿物基环境修复产品已在湖南及江西的多地、经多单位开展了修复治理新产品与新技术展示验证。2017年，农业部与财政部在湖南开展重金属污染治理试点，对湘财农指（2017）174号重金属污染耕地修复治理新产品进行集中展示：施用该技术产品300kg/亩，早稻、中稻、晚稻的米镉降幅分别为55%、56%和73%，增产分别为3.5%、8.2%和11%，同时，可有效降低土壤酸度，提高稻米K、Ca、Si等矿物质含量，在全国众多同类产品中效用明显。2018年，湖南省农学会在醴陵市石亭镇花溪村283亩镉污染治理示范基地，就该技术产品治理效果进行评议，专家组一致认为大面积示范区治理修复技术措施到位，土壤调理剂在镉中度污染稻田使用中，有较好的降低稻米镉的效果。其中，使用“VIP+300公斤/亩矿物基土壤调理剂”相比“VI”，稻米镉含量降低67%。2020年，江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所对矿物基钝化剂的研究表明，该产品能显著降低稻米中Cd含量，其中早稻降镉39%、晚稻降镉76%。“矿物基环境修剂+铁基砷钝化剂”也正在世界银行贷款的湖南省镉、砷复合污染耕地修复治理项目中试用，并发布了《南方镉污染稻田调理剂技术规程》（T/CSPSTC34-2019）团体标准。

在重金属污染废水处理方面，材料应用效果同样显著。江西某锂业公司30万m3含铊废水处理，原水264μg/L，应用该技术产品2.5kg/m3，实现含铊废水处理后达到GB31573-2015要求（≦5.0μg/L），最优出水铊含量可达到饮用水标准（0.1μg/L）。在处理湖南湘奈环保含砷废水中，产品用量4.0kg/m3，砷含量由825mg/L降低至0.1mg/L，远优于GB8978-1996污水综合排放标准。在处理广东某厂电镀废水时，产品用量2.0kg/m3，可使铜、镍、铁、锌等多种重金属一次性全部达到《电镀污染物排放标准》 GB21900-2008要求。

此外，材料已应用于多种经济作物的土壤修复改良与提质增效。云南省罗平县是小黄姜之乡，当地政府十分重视，但是，小黄姜地力消耗大、连作困难，高产量、高品质的小黄姜产出一直存在重大技术障碍，刘耀驰团队选取采用以矿物基土壤调理剂为主的土壤改良组合方案，实现了缩短种植间隔与增产等多重目标，种植间隔一年、最优增产22%。针对高品质烟草连作、速效肥施用等导致的土壤退化、重金属污染及烟草品质下降等问题，技术团队在云南多地开展了烟草种植土壤修复改良实践，矿物基土壤修复材料不仅可以有效提高烟草的农艺性状，产量平均提升13.31kg/亩（干叶）、经济效益明显，还可以显著降低烟草的镉、汞等重金属含量，最优的下、中、上部叶平均镉含量分别降低17.05%、26.81%和52.69%，汞分别降低13.05%、33.61%%和16.67%。同时，可以明显改善土壤性状，降低土壤酸度及有效镉量，增加有效硅及交换性钙量。

矿物基环境修复材料及应用技术在多领域的实践证明，可持续、绿色的环境修复技术是可以实现的。“有人将矿物基环境修复技术称之为‘第四类修复方法’，不同于传统的化学、物理或生物技术，采用天然高品质的矿物，经过绿色环保的加工过程制备，产品是含有微纳米多孔层状结构的高活性材料，兼具离子交换吸附、络合、共沉淀等多重作用，可将活性重金属转变为残渣态，实现重金属的持久稳定化，应用于耕地修复改良时，还可以改良土壤结构组成，减少农药化肥使用量，因产品的理化性能与土壤黏土矿物相近，不会增大环境负荷或造成二次污染，属于绿色的环境修复材料。针对经济作物及农业重金属污染问题，我们还有很多工作正在开展，如与信得科技合作，实现养殖废物制备有机肥中的重金属稳定化、改良中草药种植土壤与降低重金属含量等。”刘耀驰说。

不忘初心坚持原创

湖南中土环保技术研究院，是由北京仟禧创新投资管理集团有限公司投资，湖南隆洲驰宇科技有限公司联合中南大学、湖南农业科学院、通化海汇龙洲化工有限公司等成立的民办非企业单位。

研究院旨在自主、原创绿色产品与技术研发及推广应用，包括重金属污染土壤修复、土壤改良、复杂难处理重金属废水处理、固废重金属固化及生态绿色农业等，旨在打造一个环境修复的产学研用开放平台，助推自主知识产权成果的产业化应用、引领产业发展。研究院现有一支以硕、博士为主的专业技术研究团队，具备独立、完整的重金属修复治理与土壤改良研究设施与基地。

研究院自成立以来，主要针对传统的环境修复材料在应用过程中存在的修复效率低、成本高、易对环境造成二次污染等问题，开展技术原创的研究工作，在创新材料制备方法、理论与应用等关键技术方面取得了重大突破。其研发的系列产品是以高品质天然硅铝酸盐原生矿物为原料，在深入研究不同硅铝酸盐原生矿物结构形态、不同环境与介质条件下的转化规律等基础上，通过复合盐热处理、水热活化、改性、复配等工艺手段制备获得。

依托相关技术，研究院在吉林通化、江西上高两地正分别建设3万吨/年系列产品生产线。以附加值相对较低的镉污染土壤修复产品为例，300kg/亩施用量，每年6万吨产品可使20万亩重金属污染农田土壤中有效态重金属含量降幅30%以上，稻米镉降幅50%以上，刘耀驰说：“‘矿物基环境修复材料与应用技术’解决了部分因农产品重金属超标带来的粮食滞销和人民身体健康问题，对重金属污染修复、实现经济—环境可持续发展具有重要的促进作用。”如果将产品应用于经济作物土壤改良，通过改良土壤结构组成、克服连作障碍、恢复土壤活力，产出高品质与高附加值的农产品，不仅能获得很好的环境效益与社会效益，还可以获得不俗的经济效益，实现农民增收，满足我国乡村振兴战略需求。

2021年是“十四五”开局之年，相较于“十三五”，“十四五”期间，国家对生态环境的保护水平提出了更高的要求，一方面，将严控各项污染物的排放，减少环境污染新增量；另一方面，各项环境污染的治理任务也将快速增长，努力减少环境污染存量。届时，全国的环保投资将由“十三五”时期的十几万亿元上升到70万亿元甚至100万亿元左右，这将极大地促进环保市场各项主体的发展，也将催生各项创新环保技术的产生、应用以及推广。“矿物基环境修复材料与应用技术”作为一项高效、绿色、创新的环保技术，在经过了市场实践检验以及国家层面的认可后，必将迎来一个快速应用与推广期，助推我国重金属污染修复治理体系的成熟。

“为了助力‘十四五’提出的生态环境保护目标的达成，我们将做好以下几点工作：首先，加大对创新环保技术理念的宣传，提高公众对重金属污染修复治理的认识；其次，加大对原创环保技术的应用与推广工作力度，使好的产品与技术真正应用到环境修复治理上来，服务我国绿色发展；最后，将加快各项重金属污染修复治理体系的建设，使之规范化、标准化，降低技术门槛及修复治理成本。”谈到未来发展，北京仟禧创新投资管理集团有限公司董事长杨云龙如是说。

让天空更加湛蓝，让水体更加清澈，让土壤更加洁净。相信在越来越多科技工作者不断努力下，围绕环境质量改善核心，加大生态环境重点问题科技攻关，加强成果转化，大力推进生态环境科技成果应用，必将推动社会经济发展全面绿色转型，实现打赢污染防治攻坚战的目标。

（本文配图由湖南中土环保技术研究院提供）