稿件来源：科学研究院 党委宣传部 | 作者：科学研究院 党委宣传部 | 编辑：郝俊 | 发布日期：2018-06-05 | 阅读次数：

        编者按：本篇报道为“中山大学科研成果系列报道”的第七篇，介绍我校仇荣亮教授研究团队系统开展土壤修复理论与技术体系研究工作。

        仇荣亮教授研究团队是由国家杰出青年基金获得者仇荣亮教授领衔的70人左右的研究团队。团队致力于系统开展土壤修复理论与技术体系研究，近十年在环境和生态学领域顶尖期刊发表SCI论文500多篇；授权国家及国际专利30多项；截至2014年团队发表的土壤修复方向论文量在全球相关研究机构中排名第5，近三年活跃度全球第四，成为国际土壤修复领域重要的研究力量。团队为核心的广东省环境污染控制与修复技术重点实验室是中山大学六个评估优秀的省部级平台之一。
        近五年团队主持国家自然科学基金重点项目、科技部863项目、农业部土壤修复专项、环保部公益项目及欧盟Horizon2020计划等60多个项目，为我国土壤环境保护提供了重要的科技支撑。自2006年始，团队也参与《中华人民共和国土壤污染防治法》调研及起草工作，其中仇荣亮教授作为全国人大环境与资源保护委员会立法专家（2015年），为土壤立法提供技术支持，同时服务于全国《土壤污染防治行动计划》（“土十条”）的编制工作。《土壤污染防治行动计划》已于2016年5月正式发布。
 

图1 实验室


图2 团队合照
 

        近日，记者采访了我校环境学院仇荣亮教授团队，并请该团队就土壤金属污染修复、治理与资源化技术一体化模式研究进展及成果作相关介绍。

        记者（以下简称“记”）：土壤金属污染修复、治理与资源化技术模式研究的主要研究内容和研究思路是怎样的？
        仇荣亮教授研究团队（以下简称“仇”）：由于矿山开发、冶炼及工业场地等人为活动，导致矿业废弃地、废弃工业场地及周边流域性农田污染等为代表的多金属土壤污染问题广泛存在。有毒污染物可通过多种途径进入大气、水体、沉积物和土壤环境，不仅造成了土地资源的浪费，同时对农业生产、农产品质量安全和人体健康造成了严重威胁。
        针对上述问题，我们团队通过化学修复、微生物修复、植物修复及联合修复等不同修复方法，开展了污染土壤修复与生态恢复的理论与技术研究，从组织、细胞、蛋白水平揭示了耐性植物、超富集植物、低吸收农作物对重金属的富集或阻隔机理；创建了低污土壤植物阻隔、中污土壤植物提取、高污土壤植物稳定的污染土壤修复体系；率先开展了矿山、场地、农田等污染土壤修复的修复示范工程与技术推广，在国内环境学科形成了具有特色和领先地位的土壤环境修复研究方向。

        记：请介绍一下团队的主要研究成果及其学术影响？
        仇：首先，团队在以植物稳定为核心的高污染土壤联合修复技术方面，筛选了一批能成功应用于重金属固定的能源植物及经济植物（图3），在国际上最先定量研究和表征了生物炭与重金属的表面反应机制；在固定重金属的同时，解决了长期困扰水处理行业的污泥出路，实现了以废治废；构建了化学/微生物辅助植物稳定修复矿山高污染土壤技术模式，提出“耐性植物+改良剂”为代表的重金属高污染土壤植物稳定联合修复模式，高效实现多金属矿区重金属源头控制。
 

                                       能源植物麻疯树                                                                                          经济作物红麻
图3 可用于多金属污染矿业废弃地修复的耐性植物品种

 

        2009年，团队针对大宝山矿区污染及周边重金属污染现状，提出了矿区复垦及周边农田土壤修复、安全生产的技术措施。通过团队筛获的重金属耐性植物以及所研发的土壤化学改良剂，实现了对尾矿中的重金属进行固定，有效控制了矿业废弃地潜在的二次污染，改善了矿山及周边农田的生态环境，减少了酸性矿废水中重金属对生态环境和周边水源的影响，保障了下游10000亩农田的安全生产，也间接降低了区域内居民健康风险，社会效益和环境效益显著。
 

修复前                                                                                                        修复后
图4 为广东省大宝山矿区生态恢复效果比较

  
图5 仇荣亮教授团队在国内首次发现的多金属超富集植物品种
 

        其次，在以植物提取/阻隔为核心的重金属中低污染农田安全利用技术方面，团队筛选并发现了多种多金属超富集植物品种（图5），为我国重金属复合污染土壤的植物提取修复研究提供了重要种质资源，并构建了“超累积植物+螯合剂”的植物提取联合修复模式，以及重金属中低污染农田的“低累积农作物+改良剂”植物阻隔联合修复模式（图6）。

图6 重金属污染土壤修复模式示意图
 

        自2007年11月始，团队针对广东省翁源县上坝村农田农作物重金属含量远超国家标准、村民长期食用导致癌症高发的土壤污染情况，在该村建立共计40亩酸性多金属污染土壤植物修复示范基地，并持续为全村500亩受污染农田的安全利用和种植结构调整提供技术支持。团队采用以植物提取、植物阻隔、植物稳定为核心的植物-化学联合修复技术，针对低、中、高不同污染程度的农田，利用不同的修复植物与农作物进行间套种，同时结合包括土壤酸碱节理剂及铁硅基重金属固定剂在内的化学改良剂的施用，达到污染农田安全生产的目的。团队科研成果应用于上坝村9年以来，该村540亩污染农田恢复正常农业生产，且所产农作物重金属含量达到国家食品卫生安全标准要求，共产生经济效益1166.4万元。
 

修复前                                                                                                          修复后
图7 中低污染农田修复前后效果比较
 

        第三，在以化学修复为核心的工业复合污染场地修复技术方面，团队建立了化学淋洗修复的新组合反应体系，可实现阴阳离子的共同去除，自主设计研制了国内第一套土壤污染化学淋洗修复成套设备（图8），成功完成了国内首例土壤重金属化学淋洗修复示范工程。
 

图8 废弃工业场地重金属污染土壤化学修复示范工程
 

        最后，在废弃物资源化研究方面，团队在电子废弃物资源化研究、固废生物质高效资源化与高值能源化研究、城市有机固体废弃物处理与资源化技术等研究领域也产出了许多具有重要战略意义和应用前景的成果。
 

        记：可否谈谈对土壤金属污染修复、治理与资源化技术模式发展的体会与展望?
        仇：与大气、水污染治理相比，由于治理难度大、资金投入多和技术门槛较高等因素限制，我国土壤污染修复行业起步晚，尚未形成系统的、全面的体系和标准。目前国内土壤修复产业产值仅为环保产业产值的1%左右，远低于发达国家30%左右的水平。随着政府、公众和企业等对土壤污染、食物安全等问题关注力度增大，2016年“土十条”的发布以及各地方政府细则的出台，我们预计“十三五”期间及未来10至20年间，土壤修复领域将迎来黄金时期，中国的土壤环境科学家将有希望获得更多的国际话语权。2015年中国科学院情报所根据国际论文发表数量总结的土壤重金属污染修复领域前十个国际有影响力的研究机构当中，中国科学院、浙江大学、中山大学等三个国内机构进入了前十名。但我想对中国而言不该止步于此，在环境领域研究方面，如何通过国际性的合作开拓视野、扬长补短，在理论研究和技术储备上做实，进而引领世界未来研究方向，这才是我们要思考和努力的。
    我们团队未来将更加关注多学科交叉和融合，从更高、更系统、更全局的角度去看待土壤环境的作用与功能，全面系统地分析问题，通过多学科理论与技术交叉融合，从机理、技术研发、优化、应用到推广全链条覆盖。希望民众、政府更加重视土壤环境问题、关注土壤环境问题、了解更多土壤知识，有更多学科的科学家加入土壤污染修复技术研发队伍。我想全社会共同努力，一定可以还给地球蓝天碧水青山绿地。