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文档简介

ICS01.040.01

CCSA01

团体标准

T/ZJSESXXX—XXXX

废旧电器拆解场地周边污染区修复技术规

范植物微生物联合修复

浙江省环境科学学会发布

T/ZJSESXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由浙江省环境科学学会归口。

本文件起草单位:浙江省生态环境科学设计研究院、中国科学院南京土壤研究所、浙江大学、北京

工业大学、台州市路桥区农(渔)技总站、台州市农业技术推广中心、浙江省温岭市植保耕肥能源总站。

本文件主要起草人:戚路、赵浙卿、陈齐、钟重、张弛、滕应、赵玲、骆永明、马文亭、汪海珍、

唐先进、杨晓丹、柯伟、吴玉峰、赵智博、李婉怡、余琼阳、陈謇。

II

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废旧电器拆解场地周边污染区修复技术规范植物微生物联合修复

1范围

本文件规定了废旧电器拆解场地周边污染区植物微生物联合修复技术的总体要求、工作程序、技术

选择和组合、技术实施过程管理和效果评估等内容。

本文件适用于重金属(如镉、铜等)和有机污染物(如多氯联苯、多溴联苯醚等)复合污染的丘陵

区废旧电器拆解场地周边旱地污染区污染土壤的治理与修复。

2规范性引用文件

本文件引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引用文件,其最新版本适用于本文件。

GB2762食品安全国家标准食品中污染物限量

GB/T15163封山育林技术规程

GB15618土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准

GB/T16483化学品安全技术说明书内容和项目顺序

GB19377天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标

GB/T36197土壤质量土壤采样技术指南

NY/T395农田土壤环境质量监测技术规范

HJ/T415环保用微生物菌剂环境安全评价导则

NY/T2149农产品产地安全质量适宜性评价技术规范

NY/T3343耕地污染治理效果评价准则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

植物修复phytoremediation

指利用植物对土壤中重金属或有机污染物的吸收、转化、固定或降解等特性来修复污染土壤的技术,

包含超富集植物或富集植物吸取重金属和利用植物根际降解有机污染物。

微生物修复microbialremediation

利用微生物的降解作用清除环境中污染物的一个自发或受控的过程。

植物微生物联合修复plant-microorganismcombinedremediation

3

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构建植物与土壤根际微生物共生体,并作用于受损土壤生态环境,将土壤中的污染物质高效吸收、

降解或者富集,增加土壤有机质及有效营养元素、增加土壤微生物多样性,恢复土壤健康,同步实现受

损土壤修复与生态系统重建,并促进生态系统自然演替的修复技术。

修复植物remediationplants

指能够通过吸收、转移、挥发、降解、转化等方式去除土壤中重金属或有机污染物的植物。

安全利用safeutilization

指针对污染农用地,采取重金属污染阻控、作物品种替代、植物修复等系列污染治理措施,确保农

产品污染物含量不高于GB2762所规定的限值。

土壤调理剂soilconditioner

是指加入土壤中以改善土壤物理、化学/或生物性状的物料,适用于改良土壤结构、降低土壤盐碱

危害、调节土壤酸碱度、改善土壤水分状况或修复污染土壤等。主要分为无机土壤调理剂、有机土壤调

理剂和合成有机土壤调理剂。

4总体要求

基本要求

4.1.1经济效益、社会效益、环境效益协调统一要求

针对需要降低污染程度的土壤,采用优化间作套种模式、菌剂添加量、种植管理方式等工程参数,

提高植物产量、促进修复植物对土壤金属吸收及对有机污染物的根际降解,从而通过集成技术进一步提

高对污染土壤的修复效率;同时通过种植经济植物或农产品,实现经济效益、社会效益和环境效益的协

调统一。

4.1.2生态适用性要求

选用的修复植物要适合在目标区域生长,需统筹考虑目标区域的土壤类型、水利条件、灌溉方式、

气候条件等因素,并保证修复植物不影响经济植物正常生长,不造成生物入侵。同时,还要结合当前科

技发展、专业技术水平和种植习惯,选择相应的经济植物品种、修复植物类型和所需的土壤调理剂,以

利于技术的推广,其中涉及到的修复植物要充分考虑其种植成本,调理剂要充分考虑其经济性、安全性

和农民可接受性。

所筛选微生物应满足现行行业标准《环保用微生物菌剂环境安全评价导则》HJ/T415相关规定。

4.1.3安全可持续要求

4

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在联合修复技术实施过程中,需遵循绿色修复的理念,避免能源和资源浪费。同时系统考虑各环节

不产生二次污染,综合评估收获后的植物及农产品的安全性,修复植物安全处置。同时,防止土壤质量

退化,保护土壤健康,确保土壤资源可持续利用。

工作流程要求

图1植物微生物联合修复工作流程图

5污染状况评估与修复目标确定

污染状况评估

首先收集当地区域包括自然环境(水文、气象、地形地貌、植被、自然灾害等)、土地利用(土地

利用状况,如农作物种类、布局、面积、产量、耕作制度等)、土壤状况(土壤元素背景值、成土母质、

土壤类型、层次特点、质地等)、污染历史(周边工业污染源类型及分布、主要污染物的排放途径及排

5

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放量、农田灌溉水污染状况、大气污染状况、土壤污染状况和农业化学物质使用情况等)和其他资料(周

边居民分布、行政区划图、交通图等相关资料和图件)等。

实地踏勘,建立场地初步认识。根据GB/T36197标准制定现场采样方案,采集修复场地内及场地

附近土壤、水及沉积物样品。调查现场动植物资源情况,采集足够的植物全株样品。

总结上述工作成果,依照GB19377对场地生态受损程度及情况进行评估。

修复目标确定

选取丘陵区废旧电器拆解场地周边旱地污染区,针对重金属或重金属-有机复合污染状况,采用植

物微生物联合修复技术,达到减轻污染物对周边环境的污染、改善土壤环境质量、土壤中污染物含量低

于GB15618中筛选值,促进区域经济发展、景观协调等目的。

6修复技术筛选与组合

技术初选

6.1.1根际微生物选择

选择具有不同功能的有益根际微生物菌株(如降解功能根瘤菌等),组合形成具有多功能、稳定存

活的修复型根际微生物组,复配一定比例的根际添加剂,用以提高根际微生物修复效率。可选择与紫花

苜蓿、三叶草、紫云英共生的具有PCBs、PBDEs降解功能的根瘤菌,形成植物-根瘤菌协同共生修复体

系。此外,球囊霉、白腐真菌、红球菌等根际降解功能微生物,也具有高效降解有机污染物(PCBs、PBDEs

等)、转化重金属(Cd、Cu等)的作用。

6.1.2修复植物选择

修复植物选择需充分考虑修复植物生长条件和当地气候条件,选用已被验证有修复能力的修复植

物。若同时存在两种污染物,应选用对两种污染物有修复效果的修复植物或采用两种修复植物进行间套

作。修复植物选择可参考附录A。

6.1.3经济植物选择

通采用调整作物布局利用污染土壤种植经济植物,如花卉、观赏植物、经济林木、果树等,从生态

设计的角度出发,综合工程技术、风景园林等理论和方法,选择性、针对性地选择、合理搭配相应的园

林观赏苗木、花卉及修复辅助措施等生态修复方法,降低污染的同时增加景观效应,提高土地利用率和

环境质量,并生产具有高经济附加值的植物产品。

6.1.4调理剂选择

根据土壤理化特性,有针对性的选择土壤调理剂,将土壤有机质含量、酸碱度等参数调理至适宜微

生物生长的范围。

常见的土壤调理剂种类见附录B。

根际微生物组菌剂发酵与农艺调控

6

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菌剂发酵工艺流程主要包括3个阶段,分别为菌种活化、种子液培养及发酵液培养。

农艺措施主要包括水分管理、养分管理、土壤改良和深翻耕等,通过调节土壤pH值、提高土壤阳离

子交换量和有机质含量等,进而影响重金属的生物有效性。

其中水分管理主要适用于镉、汞、铅、砷污染农用地,通过调节土壤水分,改变土壤氧化还原点,

以降低作物对重金属的积累。

养分管理主要包括优化氮、磷、钾、微量元素肥料以及有机肥施用比例,提高农用地土壤pH值,降

低土壤重金属活性。

集成技术组合

基本要求

进行修复技术筛选时,应建立修复技术方案比较和筛选指标体系,同时要充分考虑技术、经济、环

境、社会等层面的诸多因素,综合考虑污染土壤的特征条件,确定修复总体思路及修复目标,选择确定

实用、经济、有效的组合修复技术。

7修复实施过程维护管理

场地保护措施

修复工程实施后,应设置明显的警告牌,禁止外来割草、采摘、挖掘等活动。具体实施依据GB/T15163

规定实施。

修复场地管理

根据不同修复植物或经济植物的种植要求,先进行土地整理,包括翻耕、开沟、设置合理的畦面宽

度、行间距等,并选用合适的繁殖栽培技术进行种植。若为复合污染则修复植物采用间套作方式进行。

生产过程中注意田间管理,包括水分管理、养分管理、除草及病虫害防控。

水肥管理

对于干旱区域,须保证修复场地具备灌溉条件,尤其是在植物出苗期间,可就近引水,促进植物正

常发芽、生长。

抚育措施

对出苗率过低或者值被层退化的修复地块需进行补植,补值前进行土壤、水质检测,明确问题发生

的原因。

每年生长季末期,对修复场地植被进行适度清理,做好防火、防病虫工作。

随土壤质量的持续改良,建议适时对修复场地分块翻耕,增加土壤有机质含量和肥力,改善土壤通

透性,同时促进场地植被的自然演替过程。

微生物修复管理

7

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微生物培养的菌液池或菌液桶应设置安全警示标志,做好防止人或动物掉入的措施。

菌剂发酵工艺流程主要包括3个阶段,分别为菌种活化、种子液培养及发酵液培养。

微生物修复过程需进行质量管理和控制,方案设计应包含质量控制内容,考虑从业人员的能力和经

验水平、修复设备的性能品质、采样及分析质控、样品的标记、储存及联运制度、数据记录与保存等影

响质量控制的因素。

微生物菌剂及化学药剂的使用应符合国家现行标准《化学品安全技术说明书内容和项目顺序》GB/T

16483和《环保用微生物菌剂环境安全评价导则》HJ/T415的要求。

农作物管理

每季作物收获后,农产品进行抽样调查,对比GB2762进行安全利用效果评估,未超标即表示安

全利用达标。不合符上诉标准的,需要进行收割回收,回收后进行资源化利用或者安全处置。

8修复安全利用与修复效果评估

植物微生物联合修复工程实施后一定时间,应开展污染地块修复效果、生态功能恢复效果为主要内

容的效果评价。

污染地块修复效果评价

修复完成后,进行采样评估土壤修复效果,采样监测方法按照NY/T395进行,对比GB15618土

壤质量标准中的筛选值,判断是否达标。也可根据NY/T2149和NY/T3343规定的评估方法进行系

统评估。

微生物及植物的群落评价

微生物及植物的群落评价主要通过实验室微生物测序、实地跟踪监测和调查展开。修复场地生态系

统开始产生植物自然演替,有非人工种植植物自然生长是场地植被恢复与生态改善的主要指征。主要包

括现场植被覆盖率、生物多样性变化、生物量、微生物量、微生物土壤呼吸强度、生存密度等指标,必

要情况下定期测定代表性一、二年生植物根系及地上部重金属含量,以评价土壤修复后对植物毒害程度

的减少。

土壤恢复能力评价

修复后土壤适应于本土植物的自然生长,土壤肥力与生态系统功能得到提升改善。

土壤理化性质市生态系统恢复评价的重要方面,包含N、P、K营养元素含量,有机质含量及其它必

要营养成分含量,阳离子交换量,pH等。

成效评价工作应在工程应用的一、二年生植物完成一个生命周期,或者多年生植物完成一个生长季

后开展。现场土壤等采样根据GB/T36197要求执行。

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附录A

修复植物清单(资料性)

污染

修复植物名适宜种

物科类型生长条件种植时间种植方式

称植地区

种类

扦插种植,种植前

喜日光充足、温暖、干燥

伴矿景天肉质草本先翻耕起畦,视地中国华南、

景天科通风环境,忌水湿,对土

SedumSucculent势和排水情况开西南、长江

壤要求不严格。性较耐秋季

Crassulaceae沟。收割后集中转中下游地

plumbizincicolaherb寒、耐旱,对阳光的要求

移至苗床育苗,夏区可种植

比较高,不耐阴

季注意遮荫和灌溉

广东、广

西、云南、

藿香蓟播种:春播扦插:除

菊科草本喜温暖,阳光充足的环贵州、四

CdAgeratum春、夏、秋均冬天低温外,其他

境。对土壤要求不严。不川、江西、

AsteraceaeHerb可生长季节均可进

conyzoides耐寒,在酷热下生长不良福建、浙

行,易成活

江、河北可

种植

鬼针草菊科草本喜长于温暖湿润气候区,中国华东、

以疏松肥沃、富含腐殖质华中、华

春播3-4月穴播

BidenspilosaAsteraceaeHerb的砂质壤土及粘壤土为南、西南各

宜省区

喜光,对土壤要求不高,

白车轴草喜弱酸性土壤不耐盐碱,播种前,应整地、开

豆科草本中国大部

pH值6~6.5时,对根瘤春秋播均沟作畦以利排水。

Trifolium分地区均

LegumeHerb形成有利。能适应短暂的可和根瘤菌拌种后播

repens可种植

极端气温,不耐干旱和长种,春、秋均可播种

期积水

喜温暖潮润和半阴环境,

凤尾蕨科生长适温3-9月为16-

Pteridaceae24℃,高温时要避免过于繁殖:分株繁殖、孢

蜈蚣草草本一年四季秦岭南坡

HgE.干燥。该种从不生长在酸子繁殖、组培繁殖,

都能行,5-6以南地区

PterisvittataHerb性土壤上,为钙质土及石其中分株法繁殖比

D.N.月最好均可种植

灰岩的指示植物,其生长较快

Kirchn.

地土壤的pH为7.0-

8.0

芒草播种前要提前进行

禾本科草本喜欢阳光,和水分充足的中国大部

土壤松土,以保证

Miscanthus环境,但不能淹水。最佳春、秋播均可分地区均

PoaceaeHerb在生长过程中土壤

sinensis生长温度为20℃可种植

有透气性

喜温暖潮润和半阴环境,

生长适温3-9月为16-

繁殖:分株繁殖、孢

蜈蚣草凤尾蕨科蕨类24℃,高温时要避免过于一年四季秦岭南坡

子繁殖、组培繁殖,

干燥。该种从不生长在酸都能行,5-6以南地区

AsPterisvittataPteridaceaeFern其中分株法繁殖比

性土壤上,为钙质土及石月最好均可种植

较快

灰岩的指示植物,其生长

地土壤的pH为7.0-8.0

分株繁殖,将老株

挖起,分成数小丛,

金丝草华东、华

禾本科草本喜温暖湿润气候,对土壤每丛有苗5-6根,

Pogonatherum10月至翌年中、华南、

要求不严,不喜欢阳光直按行株距20公分

PbPoaceaeHerb3月西南均可

crinitum射15公分开窝,每窝

种植

栽1丛,盖土,压

紧

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春、秋播均播前必须用黄羽扇

喜温耐寒作物,在温带和可,中国南方豆的根瘤菌剂或菌

黄羽扇豆豆科草本寒温带,通光良好的开旷春播在3月土拌种。种子需经东北和华

地上,对水分条件有良好上中旬,北方碾磨处理,破坏种北均可种

LupinusluteusLegumeHerb

的适应性,适于贫瘠土地在4月中下皮后方可播种,条植

作绿肥用旬,秋播在9播,覆土不宜过深,

月中下旬播后及时镇压

喜凉爽湿润气候,气温过春、秋播均

种子繁殖,播种时,

红车轴草高难以越夏,气温过低则可,在高寒日

豆科草本种子与细沙以1:中国大部

难以越冬。耐湿性良好,暖山区以

Trifolium5的比例混合撒分地区均

LegumeHerb耐旱能力差。在pH值春播为好,

pratense播,覆土厚度2~可种植

6~7、排水良好、土质肥沃其余地区秋

3cm,踩实保墒

PAHs的黏壤土中生长最佳播最好

喜光,对土壤要求不高,

白车轴草喜弱酸性土壤不耐盐碱,播种前,应整地、开

豆科草本中国大部

pH值6~6.5时,对根瘤沟作畦以利排水。

Trifolium春、秋播均可分地区均

LegumeHerb形成有利。能适应短暂的和根瘤菌拌种后播

repens可种植

极端气温,不耐干旱和长种,春、秋均可播种

期积水

耐寒、耐旱,耐盐碱,对春、夏、秋均

选择适宜当地栽种

紫花苜蓿豆科草本土壤要求不严,但土层深可,寒带以中国大部

的品种,方便排水

厚疏松,排灌方便,pH值春播最好,分地区均

MedicagosativaLegumeHerb的地块,播种前需

6.5-7.5的中性或微碱其余地区秋可种植

进行翻地

性土壤环境下生长最好播最好

耐寒、耐旱,耐盐碱,春、夏、秋

对土壤要求不严,但土均可,寒带选择适宜当地栽种

紫花苜蓿豆科草本中国大部

层深厚疏松,排灌方以春播最的品种,方便排水

分地区均

MedicagosativaLegumeHerb便,pH值6.5-7.5的好,其余地的地块,播种前需

可种植

中性或微碱性土壤环境区秋播最进行翻地

下生长最好好

PCBs

在播种前要将种子

喜温暖、湿润的气候,对晾晒4个小时左

紫云英春、秋两季最

豆科草本土壤要求不严,在疏松、右,再擦掉种子表中国大部

好,夏季气

Astragalus肥沃湿润的壤质土上生面的蜡质,这样有分地区均

LegumeHerb温不超过

sinicus长较好,适宜生长的土壤利于促进种子吸水可种植

30℃

pH值是5.5-7.5发芽。可以采用撒

播或条播

耐寒、耐旱,耐盐碱,对春、夏、秋均

有机选择适宜当地栽种

紫花苜蓿豆科草本土壤要求不严,但土层深可,寒带以中国大部

的品种,方便排水

氯厚疏松,排灌方便,pH值春播最好,分地区均

MedicagosativaLegumeHerb的地块,播种前需

6.5-7.5的中性或微碱其余地区秋可种植

进行翻地

农药性土壤环境下生长最好播最好

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附录B

常见的土壤调理剂品种清单(资料性)

作用品种类型常见品名作用原理及效果

类型

当土壤pH达到5.8时,调节效果将不明显,但其调节进程

碳酸钙、碳酸镁、石灰不会惹起土壤微生物的损伤,也不会惹起板结,同时所

强碱弱酸盐

酸性石、白云石等

土壤能提供的养分较多

改良生石灰、消石灰、硅酸钙、

碱性物质化学性质为碱性,通过中和反应,提高土壤pH值

硅酸镁、生物质炭等

石灰类物质石灰、石灰石、碳酸镁等作用原理为酸化改良,pH提高后重金属活性降低

海泡石、蒙脱石、膨润主要通过吸附、配位和共沉淀反应等,减少土壤中重金属离子

粘土矿物

土、硅藻土、高岭土等的浓度和活性

钙镁磷肥、羟基磷灰石、

含磷材料增大土壤表面积,形成沉淀实现对金属离子的固定

磷矿粉、磷酸盐等

硅可以缓解重金属元素对植物的伤害,提高土壤pH,降低重

含硅材料硅酸钠、硅酸钙等

钝化金属活性,减少植物对重金属的吸附和转移

剂

氧化铁、硫酸亚铁、硫酸

金属及金属氧通过专性吸附、非专性吸附、共沉淀以及在内部形成配合物等

化物铁等途径实现对土壤重金属的钝化固定

畜禽粪便、腐殖质、泥通过增加土壤阳离子交换量和对离子的吸附能力,以及形成

有机物料难溶性金属有机络合物等方式来降低土壤重金属的生物可利

炭、有机堆肥等

用性

通过表面吸附、表面含氧官能团的络合作用,以及形成碳酸

生物质炭材料秸秆碳、果壳碳等

盐、磷酸盐沉淀等形式实现对重金属离子的固定

Na2EDTA、EDTA、EDDS活化效果较强,而且能够在pH较低或者pH较高的情况下都

人工螯合剂

等能很好的发挥对重金属的螯合作用

天然螯合剂/

活化柠檬酸、草酸、酒石酸、通过与重金属离子络合形成络合物或者是吸附于土壤表面后

小分子量有机

剂乙酸等通过官能团与重金属进行络合

酸

腐殖酸能降低土壤pH,同时腐殖酸分解生成的羟基自由基在

腐殖酸富里酸、胡敏酸等

水中也能降解有机污染物

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目次

前言...........................................................................II

1范围................................................................................3

2规范性引用文件......................................................................3

3术语和定义..........................................................................3

4总体要求............................................................................4

5污染状况评估与修复目标确定..........................................................5

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