新发展理念下我国土壤地下水修复模式与发展路径探索

　　新发展理念下我国土壤地下水修复模式与发展路径探索

　　    引言

　　    随着经济发展和工业化进程逐步加速，我国面临的土壤和地下水污染问题日趋严重，风险防控压力与日俱增。“十三五”期间，在生态环境部发布的《土壤污染防治行动计划》《水污染防治行动计划》等一系列行动计划指导下，我国广泛开展了土壤和地下水环境污染防治工作，使污染加重趋势得到初步遏制，但是，调查结果表明污染总体形势仍然不容乐观，部分地区污染比较严重。“十四五”期间，为深入贯彻落实《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》，生态环境部、国家发展改革委、财政部、自然资源部、住房和城乡建设部、水利部、农业农村部联合印发了《“十四五”土壤、地下水和农村生态环境保护规划》，对我国土壤和地下水环境保护工作做出了更为系统的部署和具体的安排。

　　    党的二十大于2022年10月16日在北京召开，进一步明确了要深入推进环境污染防治事业，加快发展方式绿色转型的决心，对我国土壤地下水修复提出了更高质量发展的新要求和新挑战。因此，如何在新发展理念指引和党的二十大战略部署下，全面促进我国土壤地下水修复模式的发展，集中攻克修复过程中面临的集成化、装备化、智能化等一系列“卡脖子”问题，有效解决修复效率和修复成本两大关键难题，成为当前广大环保及相关领域工作者需要深入思考并致力探索解决的新的核心任务。

　　    本文拟结合新发展理念及相关创新成果，简要回顾我国关于土壤地下水修复的相关工作经验和主要问题，提出新发展理念指引下的五种修复模式和三方面发展路径，为实现科学引领，进一步提升行业科技水平，推进生态文明建设，助力建设美丽中国作出新的探索和新的展望。

　　    土壤地下水修复现状和问题

　　    我国在土壤地下水修复方面的研究和实践工作仍处于起步阶段，技术和方案多借鉴欧美等国（地区）已有成果。虽然近年来我国已不断加大研发、示范、应用等工作的资金投入和政策力度，尤其是在科技部、生态环境部等部委各类科技计划（如“水体污染控制与治理科技重大专项”和“场地土壤污染成因与治理技术”重点研发专项）资助下，初步开启了我国土壤地下水修复的技术研发和工程应用，逐步形成了一批基础性、技术性和应用性创新成果，并通过组建产、学、研、用联运模式，有效推动了市场化应用与产业化发展，但与国际先进水平相比，我国在基础理论、核心技术、修复装备和管理决策等方面还处于相对滞后状态，基础理论原创性不足，技术与装备实用性不强，管理能力和经验薄弱。具体来说，仍然存在以下几方面问题。

　　    土壤地下水污染情况时空范围广、不确定性大、成分与过程复杂

　　    由于土壤理化性质的空间变异性和水文地质条件的不确定性，在修复工程方案制定前期，需要开展大量污染调查和风险评估等工作。但由于污染场地调查结果本身具有很大程度的不确定性和较短的时效性，难以给修复工艺的制定和决策提供准确而全面的信息。虽然国际上更倾向于用有限的调查信息结合数值模拟方法，辅助修复方案的优选、效果评估和动态监控，但考虑到我国污染场地的复杂性以及模拟结果的可靠性等问题，我国并没有大范围采用这一方法，而更多的是基于传统的污染调查和风险评估结果来开展相关工作。

　　    缺乏适用于多种污染场地的一体化修复装备和技术

　　    目前我国针对各种类型污染场地缺乏系统研究，较少成功地将地表与地下连通，使物料输送与使用、溶质运移与传输等多种功能单元形成一体化操作系统，因而协同性较差，导致修复过程中药剂、能源消耗过大，并可能引起不可预期的二次污染问题，不具备绿色可持续性。因此，有必要强化各个功能单元的模块化和整体化设计，既能有效形成各功能单元的耦合与协同，又能显著提升各功能单元的标准化设计、普适化应用、规模化运营。

　　    现有修复工艺和设备难以满足日益增长的高质量发展需求

　　    目前我国的污染场地修复已经取得进展，但在智能化及精准控制等方面的研发和应用成果较少。虽然已有的修复设备具备较强的实用性，但面对复杂多变的土壤地下水环境难以实现实时感知、精准响应、动态反馈和自适应调整等系列功能，因而产生的决策和工艺方案无法实现运行成本和修复效果的整体最优。此外，用于修复的各种监测、监管、预警的相关设备自动化、信息化、智能化水平同样不足，难以为修复工艺和设备的智能化运行提供高质量的技术支撑。

　　    现有工程案例的开放性和共享性不足

　　    现有的土壤地下水修复工程案例在决策制定、运行实施、效果评估、安全保障等相关环节缺乏公众监督。土壤地下水修复虽然在理念上较为先进，但产业规模普遍较小且发展时间不长，相关的工程技术尚不成熟，因而在修复过程中常常出现与公众心理预期差别较大的情况。只有不断强化相关信息的公开与共享，形成包括政府、企业、公众在内的多方监督机制，才更有利于提升修复的全过程管理水平，提升公众的安全感和群众的满意度。

　　    新发展理念下的土壤地下水修复模式

　　    创新驱动的修复模式

　　    创新发展注重的是解决发展动力问题。土壤地下水修复既是科学问题又是工程问题，涉及方方面面，是一项复杂的系统工程。我国在此领域创新能力仍然不强，研发水平总体不高，科技成果对工程实施的整体支撑能力不足。因此，需要以产业化应用为导向，不断提高自主创新能力，面向“新药剂、新工艺、新装备、新工厂”建立全生命周期的新型修复模式，最终构建形成“机理探索—技术研发—产品制造—集成示范—商业化推广”的“从0到l”系统性发展路径。同时，积极研发“全过程智能化”运行和管理创新模式，实现设计、制造和运营全生命周期的智能制造云端化、监控信息网络化、运行过程自动化、管理流程数字化，并通过构建集大数据、智能化、物联网、移动网、云平台于一体的“大智物移云”平台，助力实现修复全过程的数字化、信息化、智能化运行和管理，为最终实现“智慧修复工厂”做出全新的探索和实践。

　　    高质量协调的修复模式

　　    协调发展注重的是解决发展不平衡问题。土壤地下水修复涉及政府、企业和社会公众等多元利益主体，必须形成一个由政府主导，企业、社会公众和环保组织共同参与合作的多元主体协同治理格局，通过高质量协调的修复模式实现多层级协同次优而非单层级最优发展。首先，构建多环境介质相协调的修复技术与方法体系。在新发展理念下，高质量协调的修复模式不能仅局限于对单一要素的静态修复，而是针对大气、地表与地下整体空间格局的多层级协同的动态修复。其次，推进短期修复目标与国家中长期发展战略相协调。在新发展理念下，土壤地下水修复不仅仅是以生态系统服务供给或者潜在供给的增长为目标，而是基于社会经济手段，通过改善生态系统的结构及人和土壤地下水的关系，提高生态承载能力，实现生态—经济—社会的良性循环。再次，保障修复主体与客体协调发展关系。在实践中，提供服务的主体（如修复企业）和获得收益的客体（如政府和公众）有着相互作用、相互影响的关系。只有二者协调发展，才能真正实现合作双赢、互惠互利、共同发展的新局面。

　　    绿色可持续的修复模式

　　    绿色发展注重的是解决人与自然和谐问题。随着“碳达峰、碳中和”战略目标的提出，绿色发展成为各行业发展的必然要求，也对我国土壤地下水修复提出了更高要求。积极推行清洁生产模式，采用低能耗的新工艺、新材料、新技术，以实现修复周期的少投入、高产出、低污染。一是大力推进生物修复技术的应用，应用绿色化学技术处理难降解污染物质，减少或消除使用危险物质和产生副产物的化学修复过程，大力发展低能耗物理辅助修复技术。二是积极研发绿色修复材料，研发如生物泥浆、高效催化剂等可回收、可降解的绿色材料，助力实现修复过程的零污染。三是广泛应用低碳修复和清洁能源等技术，有效促进修复过程全生命周期“节能、减碳”目标的实现。四是努力发展绿色施工技术，既能避免施工过程中的废土、废渣、废气产生二次污染，又能通过智能化技术降低施工能耗。五是通过将数字孪生、模拟仿真、区块链、人工智能等多种新技术相结合，将修复的全过程映射于“数字孪生世界”，有效提升修复决策的科学化、精准化、高效化，从而实现修复工程的社会、经济、环境效益可持续化发展。

　　    全方位开放的修复模式

　　    开放发展注重的是解决发展内外联动问题。我国土壤地下水修复的研发水平和应用经验与发达国家相比还存在较大差距，因而封闭式的修复模式难以满足日益增加的修复复杂度和难度需求。只有采取全方位开放的修复模式，才有利于吸纳外部创新资源，快速获得开发、设计、运营和管理等相关经验技术，不断增强核心竞争力，从而逐步实现从“拿来主义”到“创新发展”的两阶段演变。全方位开放修复可以从以下方面考虑：首先，吸引社会资本的积极介入，促进资金、技术、人才的融合，为研发新技术和新装备提供必不可少的外部资源支持。其次，建立完善的信息网络平台，保障快速、实时、全面地获取外部信息资源。再次，强化文化宣传机制，通过新媒体等多元化宣传手段，增强公众意识和主动参与热情，为土壤地下水修复提供全方位的人力、智力、财力等方面的支持。

　　    共享融合型的修复模式

　　    共享发展注重的是解决社会公平正义问题。建立良好的信息、技术、人才等多维度资源共享与融合机制是推动土壤地下水修复快速发展、实现广泛的经济与技术合作、保障环境保护基本公共服务均等化的重要政策工具。其首要任务是构建公平竞争的内外发展环境，将自身的技术创新资源和创新能力与外部竞争者形成良性互动，以不断提高自身竞争力。其次，建立基于大数据的信息共享机制，实现信息支撑、整合、服务和传播的多功能融合。同时，充分保障信息披露和共享，可有效避免工程的重复建设，统一调配工程资源，减少有效资源浪费，保障修复工程质量，加强社会公众监督，提升社会服务效能。再次，通过共享融合型的修复模式，逐步实现从资源输入型向资源输出型模式的转变，为促进资源的双向流动、开拓新兴市场、提升盈利空间、倒逼技术革新创造有利条件。

　　    新发展理念下的发展路径

　　    首先，在新发展理念指引下的土壤地下水修复发展过程中，要重视和发挥好产业政策的“指挥棒”作用，出台相关政策引导多维度资源要素向与修复相关的技术研发和工程实践流动，促进新兴环保产业发展。同时，政策要呼应现实需求，反映公众诉求，要能解决实际困难。只有在政策供给和政策需求相适应的同时充分发挥好“指挥棒”作用，政策才能真正、有效、充分地作用于修复产业的行业发展。同时，针对新的修复模式，需要进一步研制和发布面向“创新、协调、绿色、开放、共享”理念的土壤地下水修复相关技术标准体系，提高修复工作的科学性、规范性和可操作性，对在新发展理念指引下迅速实施和完成修复具有重要意义。

　　    其次，要充分发挥修复产业资金和政府引导资金的作用。修复产业资金主要是发挥资金的“造血”功能，一方面要促进相关技术、产品、人才的发展和储备；另一方面必须要有一定的经济效益，保证资金的长期滚动投入，带动更多的社会资本，更好服务产业发展。政府引导资金需要发挥重大项目的牵引和政府投资的撬动作用。“十三五”期间，通过国家重点研发计划“场地土壤污染成因与治理技术”等一系列重大项目的牵引，取得了一批创新科研成果并在我国多个污染场地得到示范、验证和应用，获得了显著的社会、经济和环境效益。“十四五”期间，应在科技部、国家自然科学基金委员会、生态环境部、水利部等多部门的共同支持下，继续加强一批重点突破方向的资金布局，明确一批修复工程建设的任务，选择收益相对稳定、技术相对成熟、示范效果显著的项目，以多种方式吸引社会资本积极参与。

　　    再次，要因地制宜地探索适合各区域特色的产业发展路径。根据污染场地所在区域的自然条件、社会经济特点和经济差异性，制定有区域特色且环境适宜的修复目标值，研发、设计和实施有针对性的“适度修复”技术和方案，既要有效发挥土壤地下水的自然修复功能，避免“过度修复”导致的资金浪费，也要积极发挥新技术和方案的作用并避免“过保守修复”，以充分保障生态环境质量和人群健康。

　　    结论

　　    我国土壤地下水修复已开展大量工作，攻克了一批重大科学问题和工程技术难题，取得了一系列卓有成效的研发和应用创新成果，但仍然面临技术原创性不足、装备化和智能化水平偏低、管理能力和经验薄弱等问题。习近平总书记提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念，为促进我国修复工作的全面提高、实现高质量发展提供了新的指引和动力。为此，本文提出了创新驱动、高质量协调、绿色可持续、全方位开放、共享融合型五大修复新模式以及政策、资金、区域特色三大发展路径，为进一步提升我国土壤地下水修复的科技和管理水平、保障生态环境安全和人民群众健康、推进生态文明、建设美丽中国作出了新的探索和展望，也为完成党的二十大关于环境污染防治和绿色转型的战略部署任务提供助力。

　　             摘自：《环境保护》2022年第20期