土壤修复领域相关专利技术分析

蒋文明

摘 要：基于CNABS和VEN数据库；通过对日本涉及土壤修复的专利文献进行检索，对修复领域和相关技术进行统计分析，研究国际上在该领域的研究方向和相关技术，为我国在土壤修复方面的相关技术研究提供参考。

关键词：土壤；修复；专利分析

随着我国经济的发展，工业和农业上的各种污染物在不经过处理或处理不当的条件下被排放，造成了土壤环境的日益恶化，基本已经达到了环境能够承受的底线；这些污染物会通过空气或者农作物等途径摄入人体，最终危害人体健康。随着污染的加剧，人们对其关注度也越来越高，国家对环境治理的投入也越来越大，环境问题已经成为严重的社会问题。而相对于世界发达国家，我国在技术方面相对落后；此外，专利技术集中反应了技术的发展趋势；鉴于此，分析了发达国家在土壤修复专利方面的研究方向和相关技术，为我国在土壤修复的技术研究提供参考。

一、中外国际专利年申请量

我国土壤修复领域的相关申请，1985-2000年申请量平稳，而2000-2010年稳步升高，这可能与我国加入WTO有关； 2011年至今申请量急剧上升，在2015年已经超过900件（图1）；因此，该领域已经成为研究的重点。国外从1985-1993年相关的专利在不断升高，1993-2002年呈阶梯式上升，从2002年至今基本呈现平稳下降趋势（图1），这与发达国家将污染企业转移到发展中国家有关；但各种污染却不能在几年内彻底清除。

二、相关领域和技术分布

经统计发现日本在相关领域的申请量最大，远远超过其他发达国家。经过技术领域分析发现：土壤修复中各种固体污染修复的申请量最大，其次是液体污染，最低是污泥的处理（图2）；固体污染物主要包括餐余垃圾、人畜禽的粪便、化工业的有机污染、塑料和玻璃制品等。餐余垃圾容易在较短时间内滋生病原菌和蚊蝇。粪便中含有大量的病原菌、寄生虫、抗生素类药物。有机污染中的芳香烃类和塑料制品难降解、污染时间长。土壤污染物经雨水淋洗后，造成水体污染。污泥主要来自下水道、河道，其中含有重金属、病原菌、寄生蟲、等有害物质。经过技术分类发现，土壤修复主要是微生物相关技术，其次是物理化学技术，还有土壤调节材料，最低为设备相关技术（图2）。经对其技术归类后，在微生物相关领域，主要是使用微生物对有机化工污染的处理，特别是难降解的芳香烃类、卤代烃。有机物的种类比较多，而一种微生物也只能对几种有机物进行分解，分解速度也有差异；因此关于微生物分离和制备微生物菌剂的研究相对较多。一般组合菌剂中各个菌种的生长条件、降解能力并不相同，因此关于微生物的DNA重组技术、基因突变、遗传工程改造也有一定的发展。物理化学技术主要集中在氧化还原和重金属修复；氧化主要针对有机物，其中主要是通过焚烧去除，并且延伸出本领域的主要设备；氧化的优点是处理速度快，但也容易产生二次污染；还原技术主要是氢化处理。重金属的处理主要是使用螯合剂和络合剂，其主要机理是降低重金属的移动和生物有效性；此外还有微生物修复，但在降低金属含量中的作用不大。土壤调节剂主要集中在土壤调节材料和稳定材料；例如纤维类材料、腐殖酸和无机盐类。

三、结语

相对土壤中的其他污染，各种化工有机物是比较难降解的，而化工有机物中芳香烃类、氯代烃类的有机污染最难处理，且危害最为严重；目前日本的研究重点和发展方向主要是相关微生物的研究；微生物具有方便使用、处理成本低等很多优点，而不同菌种的降解对象、降解速度和稳定性各不相同；因此，今后的研究重点可能是各种有机污染降解微生物的筛选，降解机理的研究，并且通过DNA重组技术、生物工程对微生物进行改造，以提高微生物的修复能力和稳定性。

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