我国土壤污染防治的重点与难点

来源:生态修复网 2018-03-05 10:52

我国土壤污染防治的重点领域

根据《土地管理法》,我国的土地用途可分为建设用地、农用地和未利用地,而建设用地和农用地因为各种人类活动容易导致污染,是我国当前土壤污染防治的重点领域。

1.建设用地土壤污染

建设用地土壤污染主要来自工矿业活动,大体包括以下几种情形:

(1)污染物的无序排放

工矿企业污染物无序排放是造成建设用地和周边土壤污染的主要原因。从工矿企业排放的工业废水中可能含有重金属和有机污染物,未经处理直接排放造成企业周边土壤污染。工业废弃物堆存场所如果没有合格的防护设施,通过风化和淋滤等作用,废弃物中的重金属和有机污染物会以各种形式迁移到周围环境中,并最终进入土壤导致污染。部分工矿企业(如冶炼、石化等)生产过程中排放的废气中的污染物沉降也是造成企业用地和周边土壤污染的另一个重要原因。

(2)地下储罐、地下管线泄漏

储存或输送有毒有害物质的地下储罐、地下管线因老化、腐蚀等原因会产生裂隙,造成有毒有害物质泄漏进入土壤。由于处于地下环境中,这些泄漏往往难以被发现,如果不能及时处理,就会污染土壤。进入土壤的污染物还可能在重力、毛细力等的作用下继续向周边迁移,甚至污染地下水。

(3)生产设施的跑冒滴漏

企业在生产过程中,由于管理不善、设备老化、生产工艺限制等因素,生产设施可能存在跑冒滴漏等现象,造成原辅材料或者产品中的有毒有害物质进入土壤,从而导致土壤污染。

(4)企业突发环境事件

企业由于火灾、爆炸、设备损坏等生产安全事故直接导致或引发的次生环境事件可能造成土壤污染。事件发生时大量污染物可能瞬时释放,没有固定的排放方式和排放途径,进入土壤的污染物种类繁多、难以准确定量。

(5)企业对设施、设备、建筑物等的不当拆除活动

企业在停产拆除前,场地上一般遗留有残存物料的设备设施。这些设备设施在放空、清洗、拆除、转移等过程中可能会因泄露、遗撒等使污染物进入土壤,导致土壤污染。

2.农用地土壤污染

农用地土壤污染主要来自于人类的生产生活,如工业生产中的“三废”排放,农药化肥过量使用,不可降解农膜的大量使用等,都有可能使污染物在农用地土壤中长期累积。农用地土壤污染主要包括以下几方面:

(1)工业生产活动的污染物排放

近年来,我国工业迅猛发展。金属矿采选、金属冶炼、石油开采、石油加工、化工、焦化、电镀、制革等行业生产都会导致重金属和有机污染物排放的增加。重金属污染物导致的农用地污染问题尤为严重,特别是镉、铅、汞等有毒有害重金属可能被农作物吸收,经食用在人体中累积,严重危害人体健康。同时由于工业污染气体的排放,会导致酸雨现象,而酸雨可能会增强农用地土壤中重金属的活性和迁移性,加剧土壤污染的危害。

(2)农业投入品过度使用

随着我国小城镇建设步伐和农业产业化进程的加快,农业生产中使用化肥、农药、农膜及畜禽粪便等造成的农业面源污染日益突出。如2015-2017年,我国农药使用总量为53.2(有效成分)万吨左右,而利用率仅为36.6%。化肥、农药利用率低、流失率高,不仅会导致农田土壤污染,还会通过农田径流导致地表水体有机污染、富营养化,甚至会污染地下水。更为严重的是,农业投入品中的污染物可能通过植物生长吸收聚集到农作物中,出现食品安全问题。

(3)污水灌溉导致的农用地污染

我国农田污水灌溉可分为两种情形。一种是主动式的,20世纪60年代,由于缺乏环保意识,我国北方部分省市采用工业污水灌溉农田,在污水资源化的同时,造成了大量农田成块、成片、成区域的污染。这种情况主要分布在我国北方水资源严重缺乏的海河、辽河、黄河、淮河四大流域。另一种是被动式的,即由于工矿企业生产导致周边的河流污染。下游地区的农民在不知情或被迫(无其他水可用)的情况下,抽取污染的河水进行农田灌溉,从而导致农用地土壤的污染,这种情况在全国各地均有可能发生。目前我国污水灌溉农田面积约为330万公顷,占总灌溉面积的7.3%。

我国土壤污染防控策略

根据2014年公布的《全国土壤污染状况调查公报》,我国土壤污染总的点位超标率为16.1%,重污染企业用地及周边点位超标率为36.3%。据不完全统计,我国污染地块有数十万块,污染的农用地面积近2000万公顷。作为一个发展中国家,我国不可能在短时间内一蹴而就地解决全部土壤污染问题。因此,我国的土壤污染防治应采取“逐步消减存量、严格控制增量”的策略,即在基本控制新增土壤污染面积的同时,逐步消除已有污染土壤的风险。

1.建设用地土壤污染控制增量和消减存量的措施

(1)建设用地土壤污染控制增量的措施

建设用地土壤污染控制增量主要有减少工矿企业生产过程中污染物的排放量,以及防止污染物进入土壤两种方式。

工矿企业减少污染物排放量可以通过优先使用清洁能源,减少原辅材料中有毒有害物质的使用量,改进生产工艺,采用资源利用率高、污染物产生量少的工艺和设备,采用废弃物综合利用技术,以及采用污染物无害化处理技术等方式来实现。

工矿企业防止污染物进入土壤可以采取的措施有:废水、废气处理后达标排放;对生产、运输、储存设备设施设计安装防腐蚀和防泄漏装置;定期开展污染隐患排查,及时消除发现的有毒有害物质泄漏、渗漏、溢出等污染土壤的隐患;加强工业废弃物堆存管理,建设堆存场所的防护设施;停产企业设备设施的拆除活动中对残留物料和污染物、污染设备和设施进行安全处理处置等。

(2)建设用地土壤污染消减存量的措施

建设用地土壤污染存量的消减不仅是土壤中污染物浓度的消减,也包含土壤污染风险的消减,分为土壤污染修复和风险管控两种形式。

建设用地污染土壤修复技术根据修复工程的实施方式可以分为原位修复技术与异位修复技术,根据修复原理可分为物理化学技术、生物技术和其他技术等。

物理/化学修复是利用污染物或污染介质的物理/化学特性,以达到破坏、分离或固化污染物的目的,具有实施周期短、可同时处理多种污染物等优点。物理/化学修复技术主要包括固化/稳定化、热脱附处理、土壤蒸汽抽提、化学氧化还原、化学淋洗、电动力学等。其中,固化/稳定化和热脱附是我国建设用地污染土壤修复中应用较多的技术。

土壤生物修复技术是指一切以利用生物为主体的土壤污染治理技术,包括利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤中的污染物,使污染物的浓度降低到可接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为无毒无害的物质,也包括将污染物固定或稳定,以减少其向周围环境的扩散。生物修复包括植物修复、微生物修复、生物联合修复等技术。虽然生物修复技术虽然通常修复周期较长,但具有二次污染小、费用低、可原位降解污染物等优点。

实施风险管控是国际上建设用地环境管理几十年实践历程取得的宝贵经验,也是我国建设用地修复实践发展到一定阶段的必然要求。目前我国对建设用地污染地块的管理主要以修复为主,风险管控应用较少。《土壤污染防治行动计划》(以下简称“土十条”)发布以来,风险管控的理念得到了确立。从宏观层面来说,建设用地土壤污染风险管控包括重点行业企业筛选、疑似污染地块风险筛查、地块风险等级划分、污染地块清单和优先管控名录建立、分类管控措施、成效监控等环节。对具体的建设用地而言,风险管控措施则包括工程控制和制度控制两类。工程控制是指通过采取隔离、阻断等不以降低土壤中污染物数量、毒性和改变污染物物理化学性质为目的,而以防止污染物进一步扩散为目的的工程措施。制度控制是指采用非工程的措施,如划定管控区域、设置风险标识牌、发布媒体公告等手段,限制人员进入污染地块区域,防止土壤扰动,以及采用区域土壤和地下水用途管制,从而规避随意进入或开发带来的风险。

2.农用地土壤污染控制增量和消减存量的措施

(1)农用地土壤污染控制增量的措施

农用地土壤污染控制增量的措施可通过以下几方面实施。一是减少工矿企业污染物排放量,避免工矿企业的三废排放导致农田污染(对工矿企业污染源的控制方法在上文中已经论述)。二是减少农业生产活动带来的污染。重点引导农民合理使用化肥、农药,提高化肥、农药利用率、减少流失率,避免农田土壤污染。例如,积极推广生物有机肥等新型绿色肥料;大力推广测土配方施肥技术,积极引导农民科学施肥;引导和鼓励农民使用生物农药或高效、低毒、低残留农药;推广病虫草害综合防治、生物防治和精准施药等技术。三是减少农田污水灌溉带来的污染。限定向农田灌溉渠道排放的废水类型,进一步明确禁止工业废水和医疗污水进入农田灌溉渠道,避免重金属、难降解有机物、病原体等物质进入土壤,造成土壤污染并影响农产品安全。

(2)农用地土壤污染消减存量的措施

农用地土壤污染消减存量的措施也包含土壤中污染物浓度的消减和土壤污染风险的消减,同样可以分为土壤污染修复和风险管控两种形式。

对于农用地土壤,必须在切断污染源的基础上对污染的农用地土壤进行修复。当前的修复思路主要包括两种:一种为采用各种技术将土壤中的重金属和有机污染物从被污染土壤中移除的思路,这种思路被称作“去除”处理。该技术一般适用污染程度较轻、污染深度较浅的农用地修复。农用地修复的另一种思路为采用各种技术使土壤中污染物尽可能地固定在土壤当中,阻止其被农产品吸收,这种思路被称作“钝化”处理。该技术适用污染程度较重、污染深度较深的农用地土壤修复。现在使用较多的农用地土壤污染修复技术都是基于以上这两种思路研发的。农用地土壤污染的削减技术可分为物理/化学技术以及生物技术两大类。目前使用较成熟的物理/化学技术主要包括深耕处理法、排土处理法、客土法、水肥管理手段,以及投加各种改良剂、抑制剂等钝化剂;使用较成熟的生物处理技术主要包括植物修复技术和微生物修复技术等。

农用地土壤污染的风险管控要结合农用地土壤环境质量类别划分来实现。未污染和轻微污染的农用地划为优先保护类,要加大保护力度,确保土壤环境质量不下降。轻度和中度污染的农用地划为安全利用类,应结合当地主要作物品种和种植习惯,制定实施受污染耕地安全利用方案,采取农艺调控、替代种植等措施,降低农产品污染物超标风险。重度污染的农用地划为严格管控类,加强对其用途的管理,包括依法划定特定农产品禁止生产区域,严禁种植食用农产品,调整种植结构或退耕还林还草。

我国土壤污染防治的难点及应对

1.在产企业土壤污染预防与监测

近年来,工矿企业在生产、使用、储存、运输、废弃等各个环节涉及的有毒有害化学品种类、数量不断增加,泄漏事故数量也急剧上升,给国家和人民群众生命财产以及生态环境造成极大的危害。然而,我国长期缺乏对工矿企业用地土壤环境管理的相关法律法规和标准,如我国很少有企业开展发达国家已经普及的企业自行监测制度,从而导致工矿企业用地污染较为严重。

未来,如何通过法律法规制度设计,并配套相关技术文件,要求企业通过加大土壤污染隐患排查以及监测等预防措施控制新增土壤污染,是我国面临的一个难点。对此,应要求工矿企业提高企业用地土壤污染保护意识,要求企业建立有毒有害物质泄漏隐患排查治理制度,定期对重点区域、重点设施开展隐患排查和监测,发现泄漏污染土壤的应当制定整改方案,及时采取技术、管理措施消除污染及隐患。此外,还应要求企业在建设涉及有毒有害物质的生产装置、储罐和管道以及建设污水处理池、应急池等存在土壤污染风险的设施时,设计、建设和安装有关防腐蚀、防泄漏设施和泄漏监测装置。

2.从地块尺度上掌握受污染的建设用地和农用地分布

虽然我国开展过全国土壤污染状况调查,很多学者也开展过大量土壤污染调查方面的研究,但从地块尺度上来说,我国污染场地和农用地的基础数据和资料至今仍不详。有关土壤污染的数据信息零碎、不完整,尚没有建立全国层面上建设用地和农用地污染地块清单或档案,无法了解建设用地和农用地污染土壤地块尺度上的空间分布。因此,还需要有计划、分步骤地开展地块尺度上的建设用地和农用地土壤污染调查,建立建设用地和农用地的污染地块数量、种类、污染程度和环境风险等信息档案库。“土十条”要求,“以农用地和重点行业企业用地为重点,开展土壤污染状况详查,2018年底前查明农用地土壤污染的面积、分布及其对农产品质量的影响;2020年底前掌握重点行业企业用地中的污染地块分布及其环境风险情况。”正在实施的全国土壤污染状况详查有望能解决此方面面临的难点。

3.运用新型快速、实时和低扰动调查与监测技术

土壤环境污染物分析与监测是反映土壤环境污染真实情况的手段和重要工具。工业发达国家的土壤环境监测技术已经从单项监测技术与设备的研发应用转变为监测技术集成产品与应用,研发了多参数测定的各种监测技术研发和仪器设备。由于我国土壤污染防治工作的快速发展,以及未来对在产企业土壤污染监测的需要,传统的监测方法和手段已远远不能适应当前土壤环境分析和监测的需求。鉴于土壤污染的探测、检测设备和模式向便携化、快速化、现场化方向发展,建议综合采用生物技术、传感器、遥感技术、地球物理勘探等微观和宏观探测技术,开发高精度、多功能、无扰动、多参数的土壤监测技术与装备,以及研发规范的监测布点及采样方法、专用的采样设备及在线监测分析仪器,从而满足我国日益发展的土壤环境调查、监测、风险评估和修复需要。

4.开发符合我国国情的修复技术

我国的土壤修复起步于21世纪初,虽然修复技术研发进步明显,但是现有的修复措施比较粗放,在修复技术、装备及规模化应用上与欧美等先进国家相比还存在较大差距。特别是在浅地下水埋深的土壤修复、含水层中DNAPL污染物的去除、高粘土含量污染土壤的修复是当前的难点。目前,国内自主研发的快速、原位修复技术与装备严重不足,缺少适合我国国情的实用修复技术与工程建设经验,缺乏规模化应用及产业化运作的管理技术。应尽快开展针对不同行业、污染类型、场地类别和利用方式的污染场地土壤及含水层的高效、实用、低成本修复工程技术与装备。在选择修复技术时,倡导根据污染物性质、土地的再利用方式、执行的难易程度和运行维护成本等各方面需求,筛选和组合适合不同污染场地的修复技术手段。在农用地土壤修复时,要慎重选择大量、长期投入到农用地的修复材料,以免造成二次污染。

5.构建基于风险的土壤环境管理理念和修复效果评价体系

当前,我国公众和监管部门对土壤中污染物的迁移、转化、归趋等规律认识不足,缺乏污染物的致病机理或生态毒理机制等基础知识,对污染链中的暴露途径、暴露方式以及污染物的生物过程和在食物链中的富集放大等认识存在片面性。公众一谈到污染物就想到致癌,尚不能从风险的角度来科学认识污染物的危害与控制手段,这也是当前的一个难点。民众对污染物危害的恐惧导致政府反应过激,要求污染土壤尽快得到清理,导致责任业主和修复产业形成以挖、抽、埋和烧为主导的高能耗治理方式,以满足公众和监管部门的要求。社会舆论影响与公众的过激反应,也常导致在修复工程中盲目或过于保守地确定保护对象和目标受体,从而浪费人力、物力和财力。因此,有必要在公众和监管部门之中大力倡导基于风险的土壤环境管理理念,明确风险不仅与污染物的浓度有关,还与暴露途径和受体的敏感性等密切相关,不同用地途径,其土壤环境的可接受风险也不同,从而避免我国的土壤污染防治从“熟视无睹”一跃成为“过度修复”。此外,由于土壤污染类型与修复技术的多样化,建议在我国建立以保护人居健康为目标的城市建设用地土壤修复效果评价体系,以保护农产品安全和土壤生态系统为目标的农用地污染土壤修复效果评价体系,以保护地表、地下水体和土壤生态系统为目标的矿山污染土壤修复效果评价体系。

6.构建合理的土壤污染防治基金机制

我国土地的国有性质,经营主体的多样化(国营、集体所有、私营等)决定了我国污染土壤修复责任主体认定的复杂性,也造成了我国污染土壤环境修复资金机制的不明,修复资金难以得到保障。虽然一些经济发展良好的地区(如重庆、上海、北京、杭州等)已在污染土壤修复的融资方面做了一些有益探索,但这些机制能否在经济水平一般的地区进行复制值得商榷。因此,针对中国国情探索如何建立一种可持续的资金机制是当前面临的难题。建议污染土壤修复的融资机制可在“谁污染,谁治理;谁投资,谁受益”的前提下,灵活运用“污染者付费,受益者分担,所有者补偿”原则。充分利用土地产权交易、社会资金、财政和税费杠杆、国际基金、民营资本等市场机制筹集修复资金,构建多渠道的融资平台和多元化的融资机制,建立国家和地方政府的污染地块修复专项基金,并考虑对修复企业的税收给予优惠政策。

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