土壤修復(fù)領(lǐng)域相關(guān)專利技術(shù)分析

蔣文明

摘 要：基于CNABS和VEN數(shù)據(jù)庫；通過對日本涉及土壤修復(fù)的專利文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，對修復(fù)領(lǐng)域和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，研究國際上在該領(lǐng)域的研究方向和相關(guān)技術(shù)，為我國在土壤修復(fù)方面的相關(guān)技術(shù)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：土壤；修復(fù)；專利分析

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)和農(nóng)業(yè)上的各種污染物在不經(jīng)過處理或處理不當(dāng)?shù)臈l件下被排放，造成了土壤環(huán)境的日益惡化，基本已經(jīng)達(dá)到了環(huán)境能夠承受的底線；這些污染物會通過空氣或者農(nóng)作物等途徑攝入人體，最終危害人體健康。隨著污染的加劇，人們對其關(guān)注度也越來越高，國家對環(huán)境治理的投入也越來越大，環(huán)境問題已經(jīng)成為嚴(yán)重的社會問題。而相對于世界發(fā)達(dá)國家，我國在技術(shù)方面相對落后；此外，專利技術(shù)集中反應(yīng)了技術(shù)的發(fā)展趨勢；鑒于此，分析了發(fā)達(dá)國家在土壤修復(fù)專利方面的研究方向和相關(guān)技術(shù)，為我國在土壤修復(fù)的技術(shù)研究提供參考。

一、中外國際專利年申請量

我國土壤修復(fù)領(lǐng)域的相關(guān)申請，1985-2000年申請量平穩(wěn)，而2000-2010年穩(wěn)步升高，這可能與我國加入WTO有關(guān)； 2011年至今申請量急劇上升，在2015年已經(jīng)超過900件（圖1）；因此，該領(lǐng)域已經(jīng)成為研究的重點。國外從1985-1993年相關(guān)的專利在不斷升高，1993-2002年呈階梯式上升，從2002年至今基本呈現(xiàn)平穩(wěn)下降趨勢（圖1），這與發(fā)達(dá)國家將污染企業(yè)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家有關(guān)；但各種污染卻不能在幾年內(nèi)徹底清除。

二、相關(guān)領(lǐng)域和技術(shù)分布

經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)日本在相關(guān)領(lǐng)域的申請量最大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他發(fā)達(dá)國家。經(jīng)過技術(shù)領(lǐng)域分析發(fā)現(xiàn)：土壤修復(fù)中各種固體污染修復(fù)的申請量最大，其次是液體污染，最低是污泥的處理（圖2）；固體污染物主要包括餐余垃圾、人畜禽的糞便、化工業(yè)的有機污染、塑料和玻璃制品等。餐余垃圾容易在較短時間內(nèi)滋生病原菌和蚊蠅。糞便中含有大量的病原菌、寄生蟲、抗生素類藥物。有機污染中的芳香烴類和塑料制品難降解、污染時間長。土壤污染物經(jīng)雨水淋洗后，造成水體污染。污泥主要來自下水道、河道，其中含有重金屬、病原菌、寄生蟲、等有害物質(zhì)。經(jīng)過技術(shù)分類發(fā)現(xiàn)，土壤修復(fù)主要是微生物相關(guān)技術(shù)，其次是物理化學(xué)技術(shù)，還有土壤調(diào)節(jié)材料，最低為設(shè)備相關(guān)技術(shù)（圖2）。經(jīng)對其技術(shù)歸類后，在微生物相關(guān)領(lǐng)域，主要是使用微生物對有機化工污染的處理，特別是難降解的芳香烴類、鹵代烴。有機物的種類比較多，而一種微生物也只能對幾種有機物進(jìn)行分解，分解速度也有差異；因此關(guān)于微生物分離和制備微生物菌劑的研究相對較多。一般組合菌劑中各個菌種的生長條件、降解能力并不相同，因此關(guān)于微生物的DNA重組技術(shù)、基因突變、遺傳工程改造也有一定的發(fā)展。物理化學(xué)技術(shù)主要集中在氧化還原和重金屬修復(fù)；氧化主要針對有機物，其中主要是通過焚燒去除，并且延伸出本領(lǐng)域的主要設(shè)備；氧化的優(yōu)點是處理速度快，但也容易產(chǎn)生二次污染；還原技術(shù)主要是氫化處理。重金屬的處理主要是使用螯合劑和絡(luò)合劑，其主要機理是降低重金屬的移動和生物有效性；此外還有微生物修復(fù)，但在降低金屬含量中的作用不大。土壤調(diào)節(jié)劑主要集中在土壤調(diào)節(jié)材料和穩(wěn)定材料；例如纖維類材料、腐殖酸和無機鹽類。

三、結(jié)語

相對土壤中的其他污染，各種化工有機物是比較難降解的，而化工有機物中芳香烴類、氯代烴類的有機污染最難處理，且危害最為嚴(yán)重；目前日本的研究重點和發(fā)展方向主要是相關(guān)微生物的研究；微生物具有方便使用、處理成本低等很多優(yōu)點，而不同菌種的降解對象、降解速度和穩(wěn)定性各不相同；因此，今后的研究重點可能是各種有機污染降解微生物的篩選，降解機理的研究，并且通過DNA重組技術(shù)、生物工程對微生物進(jìn)行改造，以提高微生物的修復(fù)能力和穩(wěn)定性。

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