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逐步推动土壤污染的风险管控和治理修复,为治

2020-01-06 00:19

乐白家 1

治理土壤污染作为我国向污染宣战的三大行动之一,在国家“气十条”、“水十条”相继颁布后,已纳入决策层规划。“土十条”有望于下半年出台。

  环保部在今年全国人大记者会上指出,要通过试点示范,建立适合我们国家自己的污染治理的技术体系,逐步推动土壤污染的风险管控和治理修复。“土十条”有望于下半年出台。
  相比看得见的空气、水体污染,大地之下难以察觉的土壤污染亟需“疗伤”。
  2014年环保部、国土部联合发布的全国土壤污染状况调查公报指出,我国工业、矿业废弃地土壤环境问题突出,耕地土壤环境质量堪忧。
  治理土壤污染作为我国向污染宣战的三大行动之一,在国家“气十条”、“水十条”相继颁布后,已纳入决策层规划。环保部在今年全国人大记者会上指出,要通过试点示范,建立适合我们国家自己的污染治理的技术体系,逐步推动土壤污染的风险管控和治理修复。“土十条”有望于下半年出台。
  近年来,土壤修复作为环保产业的“新宠”开始蓬勃发展,广东部分地区在试点探索土壤修复中成效初显。各种修复手段如何来抚平人类污染对土壤的创伤,土壤修复产业又面临怎样的机遇和挑战?笔者近日随环保部门人士走访了省内几个典型试点进行调查。
  现场
  将游离态重金属固化下来
  黑黄的荒地中间还有一滩乌黑的废水,这是原来酸洗金属遗留下的污染痕迹。一台大型混合机械设置在旁边,技术人员挥舞着铁铲,向其中添加泥土和化学药剂。
  机器发出阵阵轰鸣的同时,一撮撮经过充分混合的碎土从末端被排出、堆积……而回填上混合碎土的地方,已重新长出植被。
  这是笔者在环保部华南环境科学研究所(以下简称“华南所”)清远市龙塘镇泗合村的一处土壤修复试验场地所看到的情景。这里曾经是废旧金属拆解厂,被取缔后仍然遗留下土壤重金属污染。
  “我们需要把受到污染的土壤挖掘出来进行晾晒,然后放置到机器中进行粉碎,并按一定比例与固化剂充分混合。接下来,经过一定时间的放置、养护后,再回填到原来的地方。”华南所技术人员告诉记者。
  该土壤修复试验采用的是固化稳定技术,通过在土壤中添加固化剂,将其中处于游离态的重金属元素转化为化学性质不活泼的形态,使其稳定起来、难以在环境中迁移、扩散。
  “在开始修复之前,我们需要抽选不同的点向下开挖,测量土壤受污染的程度以及安全土壤的深度等,以此判断选用哪一种修复方法最适合。”科研人员介绍,“在这个片区的土壤中,铜超出正常标准50-100倍,铅超标约10倍。在不换土的情况下降低重金属污染风险十分困难,因此我们最后决定使用成本较低的固化(稳定化)技术。”
  上世纪80年代初,清远龙塘开始从国内外大量运进废旧五金产品进行拆解,而当时从事拆解行业的大多以家庭作坊散户为主,分布在村镇内、公路边的各个角落,
  废旧金属拆解及其延伸产业的发展虽然推动了当地经济,早年粗犷式的发展模式,为龙塘遗留下土壤重金属等环境污染。
  2012年,清远市政府为土壤重金属超标问题探寻治疗“良方”。经过系统调研后,华南所针对清远的情况制定出了《清远市电子废弃物污染环境整治规划(2012-2020年)》。规划要求,修复项目要在2020年全面修复龙塘镇的污染土壤。
  泗合村的场地土壤修复试验,是龙塘土壤修复项目的首期工程任务之一。华南所科研人员告诉笔者,泗合村的土壤修复试验场地从开始筹备、运行至今已历时2年,按照华南所每周采样的结果显示,效果较为显著,“土壤中重金属的有效态减少了约50%-70%”。
  矿山
  大面积覆绿防止污染转移

  对于上述点状分布的场地型污染,固化技术能使重金属难以在环境中迁移扩散;但对于广袤的矿山,因为其土壤中金属的自然本底值就较高,土壤修复则需要通过覆绿防止水土流失,避免污染山下的河流。
  蜿蜒的山路两旁是连绵的矿脉,当笔者来到大宝山矿区沙凡公路13公里处,原来光秃秃的山头,已经有大半覆盖上了郁郁葱葱的植被。
  “这是大宝山矿区近年实施的尾矿堆土区生态恢复工程的结果。”大宝山矿业有限公司(以下简称“大宝山矿业”)环保部负责人李中林说:“近年来,大宝山矿区先后开展了槽对坑尾矿库外排水综合治理等一系列治理工程,走上了绿色发展的道路。”
  由于区域土壤本底值偏高、再加上早期非法采矿遗留下的污染,因此大宝山矿业优先选择切断暴露途径,对矿山进行覆绿,通过水土保持控制污染扩散。李中林介绍,覆绿是一种常见的“绿色”的污染治理手段,也是当前国内外针对矿山污染修复普遍采用的方法之一。
  经过多年整治,大宝山包括南部内排土场、中东部堆土场、东北部堆土场在内,共计129710平方米的三个大型堆土区均成功覆绿。植被恢复、水土保持初见成效,也有效缓解了矿渣外流的情况。
  “过去矿区曾经邀请过多家科研机构,为水土保持工程做试验,包括几所著名高校的研究团队都尝试过,均以失败告终。”负责大宝山矿区覆绿工程的沈经理说,由于尾矿区的土壤基本由生产过程中产生的矿渣组成,土壤酸性强,重金属容易析出,因此之前种植的树木撑不了多久就枯萎了。
  “后来我们发现,成功的关键在于精细化的管理和看护,要随时留意植物的状况随机应变。”问到尾矿覆绿成功的经验时,沈经理说道。
  覆绿项目工程组首先要在原来的尾矿区上撒上石灰中和土壤酸性,然后覆上一层50公分厚的客土,然后选择松树、桉树等耐酸性较强、生长速度快、抗逆性强的树种种上。种上树之后,还必须定期进行洒水,定期撒石灰防止土壤反酸,枯死的树木要及时补种。
  “我们的树苗都经过专门培养,在保证其生命力足够顽强后才种上。后来发现树木缺水时,还专门种植了草类,以达到固水的效果。总之整个流程需要全程跟踪精细护理,否则树木肯定活不长。”大宝山覆绿项目的现场管理人老邓说。
  耕地
  修复后种低吸收作物符合安全标准
  相对于污染场地与矿山,耕地土壤的修复因为要尽可能地恢复其种植的功能,技术难度较高。当前广东部分地区已开始进行耕地污染修复试验,其中清远龙塘镇就是试点之一。
  2014年,华南所受清远市政府委托,在龙塘镇开辟了三处耕地污染修复试验田,探寻土壤治理对策。
  “我们将三处试验田分为轻度污染、中度污染和重度污染区。”为得到更好的实验数据及修复成果,华南所专门制定了“一区一策”的规划,即按照地区污染源、污染程度制定出更具针对性的治理办法。
  位于民平村的试验田属于轻度污染的耕地,经过修复改良,笔者在现场看到,30亩的稻田刚刚收割完毕,上面还遗留着稻杆。
  “这里种植的作物主要以水稻为主。”华南所的研究人员针对该地的情况调配施加了特殊的土壤改良剂并筛选出低吸收的水稻品种。目前该方法的效果已初步体现。轻度污染的农田在改良剂的作用下,种植低吸收水稻品种,可以出产符合安全标准的水稻。
  据华南所介绍,与换土、翻耕等工程大、耗资多的物理方法相比,改良剂是一种较经济实惠的办法。其原理是在耕地中添加化学药剂,能有效稳定土壤中的重金属,使其通过化学反应转变为不易被植物吸收的分子形态,达到减少重金属积累的效果。
  对于受到中度污染的农田,华南所在龙塘民平村的试验田采取了低吸收作物与土壤改良双管齐下的办法。
  “我们从当地的水稻品种中筛选出两个早稻和两个晚稻品种,加以改良后种植到试验田中。此外,我们也挑选了一部分低吸收的玉米品种进行种植实验。”华南所高级工程师方晓航博士介绍:“目前出产的作物均符合食品安全标准。”
  重度污染耕地修复试验田位于龙塘镇定安村。过去建在村里田边的电线拆解小作坊,在清远市持续数年的整治行动中已被一一清除,但其对土壤遗留下的重金属则需要大力修复。
  华南所在此采用的修复技术属于植物提取修复技术范畴,即在农田里种植东南景天等超富集植物,通过其对重金属的富集作用净化受污染的土地;在种植作物方面,调整种植结构,挑选园艺类的经济作物,“建议不再种植可食用的农作物,修复的过程中尽量保持耕地的经济价值。”
  挑战
  企业良莠不齐技术水平参差
  随着近年国家对污染土地的环境管理日益重视,土壤修复产业似乎开始步入“黄金时代”。
  “从2013年年初到2014年中旬的15个月内,以“土壤修复”注册的公司达到了1000多家,跃跃欲试者更是不计其数。”中国环境科学研究院研究员谷庆宝指出,土壤修复产业预计将有万亿元的市场,土壤修复企业一时间如雨后春笋蓬勃发展。
  中国土壤修复产业联盟秘书长高胜达在接受媒体采访时也曾提到,“虽然行业内已经出现准备上市的大型企业,但更多的还是一些中小企业,可以说是鱼龙混杂。”他指出,号称进军土壤修复行业的企业众多,但目前国内真正接过项目的企业也就二三十家,而这里面真正有能力也有意愿能真正做好土壤修复的企业,应该说目前还不到10家。
  广东省生态环境与土壤研究所研究员陈能场指出,目前国内鲜有企业拥有进入治理状态的技术,“土壤修复可以分为场地污染修复和农地污染修复两大类型。场地污染修复商业化操作已经有一些案例。农田土壤污染类型,很多科研院所建立修复示范基地,但都是以调查和开发技术为主,目前都尚未进入规模化修复阶段。”
  从试验田的成功到市场化的运用,还有相当的一段路要走。
  目前,除了清远龙塘镇的固化法,另一用于修复污染场地的方法是换土。但有业内专家指出,如果采用换土法修复农田污染,治理1亩耕地的成本平均在10万元左右,这其实相当于1亩耕地的200年收益,而且受污染土壤的运输和处置也是一大问题。大规模采用这种做法缺乏经济可行性。
  “耕地修复与其它种类的土壤污染修复不同之处在于,农民的经济主要来源于土地,在修复的过程中让农民停止耕作并不现实,因此我们希望探索出一条既能修复土地,又能减少农户损失的治理之路。”方晓航表示,由于中国的粮食分布主要以水稻为主,而轻微污染及轻度污染的农田在国内占比较大比例,因此龙塘试验田的实验具有很大的现实意义。
  而对于矿山的覆绿等生态修复,也有业内专家提出,“覆绿在矿山水土保持防止污染转移上,具有一定的应用前景。”但由于金属矿山及周边地区环境独特,单一的修复手段可能难以取得完善的修复效果,综合利用植物、微生物、化学等修复方法,开展联合修复或更有效。
  观察
  加快立法方能杜绝乱象
  对于如何规范土壤修复行业?中国环境修复产业联盟秘书处张旭辉说,市场乱象的最主要原因是缺乏立法。土壤环境保护法至今尚未出台,土壤修复机制还没建立起来,这些都不利于土壤修复市场的培育。
  专家查阅资料发现,目前我国尚无专门的土壤环境保护法律法规,同水污染和大气污染相比,土壤污染防治法律制度建设明显滞后。相关规定零星分散在《环境保护法》《土地管理法》《水土保持法》《土地复垦条例》《农药安全使用标准》等不同法律法规中,对土壤污染防治的规定不系统,缺乏可操作性的细则和有威慑力的责任追究条款。
  采访中,不少技术人员告诉笔者,目前土壤修复方面的很多技术标准都没有,哪些需要修复,哪些不需要修复,修复到什么值,按照什么技术程序,都没有明确的依据。
  “目前规范、标准都不够完善,企业资质和个人从业资格尚未建立,有的企业感觉门槛很低,就趁乱杀出来,赚个盆满钵满。”陈能场认为,杜绝目前土壤修复行业的乱象,还应该从法律的角度治理。
  此外,在监管方面,环保部门可以设置准入门槛,依据相关企业的硬条件、工程业绩等颁发资质,取得资质的企业才能从事相关土壤修复工作,以此来规范企业的行为。
  针对不同的修复技术,进一步完善污染土壤修复效果的评价体系,也是杜绝乱象的另一剂药方。谷庆宝提出,鉴于城市污染场地土壤、矿山污染土壤和耕地污染土壤在风险暴露途径和直接保护目标受体等方面存在差异,建议分别建立以保护人体健康为目标的城市污染场地土壤修复效果评价体系,以保护水源和生态环境为目标的矿山污染土壤修复效果评价体系,以及以保护农产品安全和土壤生态系统为目标的耕地土壤修复效果评价体系。在此基础上,大力支持研发和运用土壤修复创新技术。

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本文导读

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土壤污染问题日益得到重视。近期,我国科学家针对酸性土壤重金属污染修复的研究取得重要进展,为治理酸性土壤和重金属污染提供一种新思路:利用黏土、生物炭等天然材料制备出一种复合纳米材料,材料呈多孔纳米网络结构,其不仅能够固定土壤中盐基阳离子,提高土壤pH值,从根本上修复酸性土壤,还能够还原、吸附土壤中的重金属离子。据悉,该项技术优先适用于农田地块,可使植物中六价铬的富集量降低60%。另外,经济上,这项材料亩均成本只要10元30元,且使用便捷。相关成果以论文形式刊登于美国化学会绿色化学领域核心期刊《ACS可持续化学与工程》。

现场:将游离态重金属固化下来

相比看得见的空气、水体污染,大地之下难以察觉的土壤污染亟需“疗伤”。

 

该课题组的负责人吴正岩告诉记者,该材料可以针对不同环境和土壤类型调整配方,以适用于矿山、工业用地、农田等条件。目前课题组发表的文章和专利中的技术优先适用于农田地块。同时,课题组正在研发工业重金属废水源头治理技术以及有机肥中重金属修复技术,重点治理对象为铬、镉、铜、砷等,预计12年后研发成功。

矿山:大面积覆绿防止污染转移

2014年环保部、国土部联合发布的全国土壤污染状况调查公报指出,我国工业、矿业废弃地土壤环境问题突出,耕地土壤环境质量堪忧。

南方日报驻京记者王诗堃记者谢庆裕

耕地:修复后种低吸收作物符合安全标准

治理土壤污染作为我国向污染宣战的三大行动之一,在国家“气十条”、“水十条”相继颁布后,已纳入决策层规划。环保部在今年全国人大记者会上指出,要通过试点示范,建立适合我们国家自己的污染治理的技术体系,逐步推动土壤污染的风险管控和治理修复。“土十条”有望于下半年出台。

同时修复酸性土壤和重金属污染

挑战:企业良莠不齐 技术水平参差

近年来,土壤修复作为环保产业的“新宠”开始蓬勃发展,广东部分地区在试点探索土壤修复中成效初显。各种修复手段如何来抚平人类污染对土壤的创伤,土壤修复产业又面临怎样的机遇和挑战?笔者近日随环保部门人士走访了省内几个典型试点进行调查。

随着全球经济的快速发展,含重金属的污染物通过灌溉、干湿沉降等多种途径进入土壤,造成土壤中重金属富集。其不但影响农产品产量与品质,而且涉及大气和水环境质量,并可通过食物链危害人类和动物的生命和健康。

观察:加快立法方能杜绝乱象

现场:将游离态重金属固化下来

目前,全世界平均每年排放汞约15000吨,铜约340万吨,铅约500万吨,锰约1500万吨,镍约100万吨。在我国,长三角、珠三角、环渤海等经济较发达地区,以及东北老工业基地等区域,都面临着土壤污染问题。

文章正文

黑黄的荒地中间还有一滩乌黑的废水,这是原来酸洗金属遗留下的污染痕迹。一台大型混合机械设置在旁边,技术人员挥舞着铁铲,向其中添加泥土和化学药剂。

针对这一世界性难题,日前,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所吴正岩课题组,于美国化学会绿色化学领域核心期刊《ACS可持续化学与工程》发表论文,提出了一种用于酸性土壤重金属污染修复的方法。

感谢关注土壤污染!据南方日报4月24日报道:

机器发出阵阵轰鸣的同时,一撮撮经过充分混合的碎土从末端被排出、堆积…… 而回填上混合碎土的地方,已重新长出植被。

据介绍,研究团队利用黏土、生物炭等天然材料制备出一种复合纳米材料,材料呈多孔纳米网络结构,其不仅能够固定土壤中盐基阳离子,提高土壤pH值,从根本上修复酸性土壤。另外,这种材料可以有效控制六价铬的迁移,将六价铬转化为三价铬,降低农作物对六价铬的富集,有效缓解六价铬污染。

相比看得见的空气、水体污染,大地之下难以察觉的土壤污染亟需“疗伤”。

乐白家,这是笔者在环保部华南环境科学研究所清远市龙塘镇泗合村的一处土壤修复试验场地所看到的情景。这里曾经是废旧金属拆解厂,被取缔后仍然遗留下土壤重金属污染。

六价铬是世界公认的有毒致癌物,可以透过细胞膜刺激皮肤,使皮肤过敏,并对食道、呼吸道造成损害,通过食物链在人体内富集,引发一系列病变,严重威胁人类健康。近年来,随着冶金、金属加工、制革、颜料和有机合成等行业的发展,铬及其化合物被广泛应用,随之而来的大量含铬废水、废气及废渣被排放到环境中,引发环境问题。2014年由环保部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》中,铬的点位超标率有1.1%。

2014年环保部、国土部联合发布的全国土壤污染状况调查公报指出,我国工业、矿业废弃地土壤环境问题突出,耕地土壤环境质量堪忧。

“我们需要把受到污染的土壤挖掘出来进行晾晒,然后放置到机器中进行粉碎,并按一定比例与固化剂充分混合。接下来,经过一定时间的放置、养护后,再回填到原来的地方。”华南所技术人员告诉记者。

铬在自然环境中最常见的价态是三价和六价,而六价铬的毒性远高于三价铬。特别是六价铬被人体吸入后可能具有致癌性,而一般认为三价铬毒性较小或无显著毒性。

治理土壤污染作为我国向污染宣战的三大行动之一,在国家“气十条”、“水十条”相继颁布后,已纳入决策层规划。环保部在今年全国人大记者会上指出,要通过试点示范,建立适合我们国家自己的污染治理的技术体系,逐步推动土壤污染的风险管控和治理修复。“土十条”有望于下半年出台。

该土壤修复试验采用的是固化稳定技术,通过在土壤中添加固化剂,将其中处于游离态的重金属元素转化为化学性质不活泼的形态,使其稳定起来、难以在环境中迁移、扩散。

新型修复材料成本低使用方便

近年来,土壤修复作为环保产业的“新宠”开始蓬勃发展,广东部分地区在试点探索土壤修复中成效初显。各种修复手段如何来抚平人类污染对土壤的创伤,土壤修复产业又面临怎样的机遇和挑战?笔者近日随环保部门人士走访了省内几个典型试点进行调查。

“在开始修复之前,我们需要抽选不同的点向下开挖,测量土壤受污染的程度以及安全土壤的深度等,以此判断选用哪一种修复方法最适合。”科研人员介绍,“在这个片区的土壤中,铜超出正常标准50-100倍,铅超标约10倍。在不换土的情况下降低重金属污染风险十分困难,因此我们最后决定使用成本较低的固化技术。”

吴正岩向记者简要地介绍了制备这种复合纳米材料的方式:首先需要将原材料进行重力分层和辐照处理;然后进行有机修饰,并按照一定比例进行复配;最后进行筛分、造粒和分装,得到重金属修复剂产品。

现场:将游离态重金属固化下来

上世纪80年代初,清远龙塘开始从国内外大量运进废旧五金产品进行拆解,而当时从事拆解行业的大多以家庭作坊散户为主,分布在村镇内、公路边的各个角落,废旧金属拆解及其延伸产业的发展虽然推动了当地经济,早年粗犷式的发展模式,为龙塘遗留下土壤重金属等环境污染。

据了解,这种新型的土壤修复材料亩均成本只要10元30元,修复过程直接融入耕种流程之中,使用便捷。另外相较于传统修复方法,效率也有提高。另外这种材料易于加工,可制成粉剂、液剂或颗粒剂。

黑黄的荒地中间还有一滩乌黑的废水,这是原来酸洗金属遗留下的污染痕迹。一台大型混合机械设置在旁边,技术人员挥舞着铁铲,向其中添加泥土和化学药剂。

2012年,清远市政府为土壤重金属超标问题探寻治疗“良方”。经过系统调研后,华南所针对清远的情况制定出了《清远市电子废弃物污染环境整治规划》。规划要求,修复项目要在2020年全面修复龙塘镇的污染土壤。

这项技术的效果在实验中已得到初步验证。在盆栽试验(指用盆钵栽培作物进行农业科学实验,常用于模拟环境污染物对植物的危害)中,研究团队证实,使用这种修复材料,可以有效降低玉米对六价铬的摄取,对叶片的高度、叶绿素含量和玉米根长有积极的影响。

机器发出阵阵轰鸣的同时,一撮撮经过充分混合的碎土从末端被排出、堆积…… 而回填上混合碎土的地方,已重新长出植被。

泗合村的场地土壤修复试验,是龙塘土壤修复项目的首期工程任务之一。华南所科研人员告诉笔者,泗合村的土壤修复试验场地从开始筹备、运行至今已历时2年,按照华南所每周采样的结果显示,效果较为显着,“土壤中重金属的有效态减少了约50%-70%”。

吴正岩告诉记者,除了盆栽试验外,研究团队还做了面积约为10平方米的小区试验,结果表明,该技术可以使植物中六价铬的富集量降低60%。他同时表示,今年将在江西、湖南、浙江等地进行大田试验。

这是笔者在环保部华南环境科学研究所清远市龙塘镇泗合村的一处土壤修复试验场地所看到的情景。这里曾经是废旧金属拆解厂,被取缔后仍然遗留下土壤重金属污染。

矿山:大面积覆绿防止污染转移

值得注意的是,在2014年,吴正岩团队即已申请了一种修复土壤重金属的功能性肥料及修复剂专利。吴正岩告诉记者,这项专利与其新近发表的论文的技术相似,仅在配方和生产工艺存在一定差别。具体而言,论文中所述的是酸性土壤六价铬修复剂,而专利中的六价铬修复剂适用于普通土壤(即对土壤类型没要求)。

“我们需要把受到污染的土壤挖掘出来进行晾晒,然后放置到机器中进行粉碎,并按一定比例与固化剂充分混合。接下来,经过一定时间的放置、养护后,再回填到原来的地方。”华南所技术人员告诉记者。

对于上述点状分布的场地型污染,固化技术能使重金属难以在环境中迁移扩散;但对于广袤的矿山,因为其土壤中金属的自然本底值就较高,土壤修复则需要通过覆绿防止水土流失,避免污染山下的河流。

吴正岩介绍,酸性土壤大约占世界不冻土的30%,它能够造成农业减产,而且会激活重金属离子,加剧重金属对人体的危害和对环境的污染,已经成为我国乃至世界农业和环境领域亟待解决的关键问题。

该土壤修复试验采用的是固化稳定技术,通过在土壤中添加固化剂,将其中处于游离态的重金属元素转化为化学性质不活泼的形态,使其稳定起来、难以在环境中迁移、扩散。

蜿蜒的山路两旁是连绵的矿脉,当笔者来到大宝山矿区沙凡公路13公里处,原来光秃秃的山头,已经有大半覆盖上了郁郁葱葱的植被。

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“在开始修复之前,我们需要抽选不同的点向下开挖,测量土壤受污染的程度以及安全土壤的深度等,以此判断选用哪一种修复方法最适合。”科研人员介绍,“在这个片区的土壤中,铜超出正常标准50-100倍,铅超标约10倍。在不换土的情况下降低重金属污染风险十分困难,因此我们最后决定使用成本较低的固化技术。”

“这是大宝山矿区近年实施的尾矿堆土区生态恢复工程的结果。”大宝山矿业有限公司环保部负责人李中林说:“近年来,大宝山矿区先后开展了槽对坑尾矿库外排水综合治理等一系列治理工程,走上了绿色发展的道路。”

广东:分类施策试点治理土壤污染

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