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行业新闻

我国土壤污染的区域差异与分区治理修复策略 多硫化钙 重金属土壤污染修复

      我国已实行分类、分级的土壤环境监管工作,但尚未融合分区治理修复策略。自然地球化学异常或人为污染物空间排放差异可使土壤环境污染具有区域性特征。实行区域土壤污染的分区治理符合土壤污染的客观性和人为性。

      文章在分析土壤污染的自然与人为成因基础上,提出了基于土壤污染区域差异性的分区治理修复策略。建议积极推进制定地方土壤污染防治法,允许地方制修订土壤环境质量标准,以及加强支持土壤污染的分区治理修复与安全利用的科技创新,包括加大区域土壤污染与修复基础研究和技术发展,区域土壤污染治理与修复技术示范先行区建设,区域土壤污染治理与修复科技创新能力建设,以及区域土壤污染治理与修复科技成果转化工作。

      文章还建议建立健全我国区域土壤环境质量综合监管与改善技术体系,构建土壤污染分区防治体系,支持区域土壤环境监管,确保区域土壤环境安全与可持续健康发展。

      土壤是人类赖以生存和国家文明建设的基础性自然资源。土壤圈是地球表层系统最为活跃的圈层,联接着大气圈、水圈、岩石圈和生物圈,具有显著的区域差异性。近 30 年来,随着经济社会的快速发展,我国土壤污染越来越普遍,呈现区域化态势,威胁国家农产品安全、生态环境安全和人居环境安全。因此,系统认识我国土壤污染区域化特征,探究区域土壤污染成因,实现分区治理修复策略,已成为必然。然而,事实上,目前在土壤污染监管上仅处于分类、分级状态,尚未形成分区治理概念与行动方案,这既不符合自然规律,又不利于区域土壤污染的有效防治。本文主要从区域土壤地球化学异常的客观性、区域土壤污染的人为性角度,分析了土壤污染分区治理的必要性,并提出分区治理的对策建议,为我国土壤污染有效、有力防治提供参考。

1 土壤污染的区域性差异

1.1 土壤污染呈现区域化态势

      2014年4月17日,国家环境保护部与国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,总的超标率为16.1%;其中,中度和重度污染点位比例分别为1.5%和1.1%。部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出;镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。土壤镉污染呈现明显的区域化分布,主要分布在西南、华南地区,其中成都平原和珠江三角洲地区较为突出。土壤汞污染主要分布在长江以南地区,其中东南沿海地区呈现沿海岸带的带状分布。土壤铬污染主要分布在云南、贵州、四川、西藏、海南和广西。土壤铅污染主要分布在珠江三角洲、闽东南地区和云贵地区,湖南、福建和广西也有较高的超标率。土壤多环芳烃污染主要分布在东北老工业基地、长江三角洲和华中地区,煤炭大省山西土壤多环芳烃污染超标率高达 17.5%。可见,我国土壤污染呈现明显的区域化态势。

1.2 土壤污染的流域性态势凸显

      江河沿岸的矿山开采冶炼及工业活动产生的污水、尾矿渣的排放以及矿渣和尾矿受雨水冲刷和大气传输物携带重金属进入河流而扩散污染,长期污水灌溉导致江河沿岸农田土壤重金属大量积累,呈现流域性污染。据江苏省1:250000多目标区域地球化学调查发现,在长江沿岸一带冲积土壤中镉富集趋势明显,在沿岸两侧冲积层土壤中形成了镉的高含量带。湖南湘江流域、资江流域、沅水流域和澧水流域土壤重金属污染最严重且超标重金属种类最多,超标率在5%以上的重金属元素包括镉、砷、钒、铅和汞等。广西刁江流域上游的南丹县铅锌矿废水排放,导致流域两岸大范围基本农田重金属含量超标。近期土壤污染调查表明,西北江流域(中山、珠海、顺德)是珠江三角洲地区的重污染流域,主要污染重金属为镍、镉、铜等。广东省地勘部门土壤调查结果显示,西江流域的大面积土地遭受重金属污染,其中汞的污染深度达到地下40厘米。流域污染物通过迁移在河口湿地富集,进而影响海岸带土壤及沉积物环境质量,影响了近岸海域底栖生物生长及海产品的质量。

1.3 高背景地区土壤重金属污染突出

      我国西南地区(云南、贵州、四川等)土壤中镉、铅、锌、铜、砷等重金属背景值远高于全国土壤背景值。这主要是重金属含量高的岩石(石灰岩类)在风化成土过程中释放的重金属富集在土壤中之故。最突出的区域地球化学异常元素是镉,超标面积最大。当地土法炼锌等带来的含镉废水排放、废渣堆放以及镉含量高的磷肥施用等进一步增加耕地土壤重金属水平,这种叠加作用造成西南地区土壤重金属复合污染尤为突出。据2012年中科院南京土壤所的调查结果显示,贵州碳酸盐岩发育土壤中镉的平均含量为1.76mg/kg,石灰土中镉异常富集,土壤镉含量超标率高达 78.3%。除镉外,土壤中锌、铜、镍和铬含量异常也较明显,其超标比率分别为10.9%、21.7%、47.8%和13.0%。川西铅锌矿区和钒钛矿区为土壤重金属高背景区,耕地与非耕地土壤中铅、锌、镉、钛和砷等复合污染均相当严重。同时,采矿、洗选矿及公路运输过程中排放的重金属进入周边重金属高背景的农田土壤,也形成叠加污染,有的在高背景基础上增加了3—4 倍。长期施用高含铅有机肥到农田,又使土壤中铅含量进一步提高,形成了土壤高背景-工业源-农业源重金属相叠加的污染状态。黔南地区一些土壤在重金属高背景的同时,土壤酸化使重金属溶出,造成迁移扩散污染。

2 区域土壤污染成因分析

      土壤环境是一个系统,由土壤的内部环境、外部环境及其界面环境组成。处于地球陆地表层的土壤环境系统不仅具有自然的特征,而且因深受人类活动的冲击而同时具有人为的烙印。土壤污染的成因有着多来源、多途径、多因素交织、成因复杂多变等特性。土壤污染问题的产生是一系列不同因素包括自然和社会因素相互作用的结果。事实上,一个国家的经济社会发展水平决定了土壤环境问题产生的根源,并在很大程度上构成了土壤污染问题的直接驱动力。影响人类社会经济活动的各种要素包括制度、科技、文化价值观等,却构成了产生土壤污染问题的间接驱动力。因此,剖析土壤污染区域化态势的产生,关键在于分析其区域污染的来源,以及各种经济社会因素直接和间接作用的结果。通常情况下,经济增长对土壤环境的影响包括区域效应、规模效应、结构效应和技术效应;经济增长过程中产生了不同的污染源,大量污染物汇集于区域土壤环境中,一旦超过了土壤环境容量和自净能力,区域土壤污染问题便由之产生。总体上,土壤区域污染成因可分为人为因素、自然因素及管理因素3个方面。

2.1 区域土壤污染的自然成因

      土壤污染的自然成因,包括污染物的高背景值、森林火灾、高温下自然分配(持久性有机污染物纬度迁移)、外营力作用(如水文、风力等的迁移)及土壤中次生污染物质等。“七五”调查结果表明,镉、汞、砷、铅在全国分布上表现出明显的区域性特征。西南地区贵州、云南、广西等省市土壤背景值显著高于全国平均水平,主要源于喀斯特石灰岩地区的内源型母质和自然成土过程所形成的高背景值,加上矿产活动加剧,进而造成了该地区的土壤重金属污染,并向下游扩散,呈现出流域性和区域性特征。长三角、珠三角等经济发达地区跟踪调查结果显示:珠三角土壤中汞、镍污染最严重,其中高背景浓度的镍,可能与该地区母岩、母质中含有较高的重金属元素有关。土壤中多环芳烃的自然源主要是火山爆发、森林火灾和生物合成等自然因素所形成的污染特征。

2.2 区域土壤污染的人为成因

2.2.1 粗放式区域化经济发展模式中,大量资源和能源消耗排放物进入土壤

      目前,我国工业产业发展主要依靠国内外市场扩张以及劳动力、土地、能源、原材料的消耗;同时大力推进供给侧改革,调整产业结构,实现产业转型发展,提升经济发展质量。区域产业结构变化对资源环境效应产生了积极的影响。由于不同的产品和行业有不同的污染强度,区域产业结构和产品结构不同会引起污染排放水平的差别。在三次产业中,第二产业相对于第一产业和第三产业而言,具有资源消耗高、污染排放量大的特点,一定程度上决定了资源消耗和污染排放是高强度的、密集的。因此,我国目前依然是以工业尤其是以重工业为主的产业结构,而工业行业又主要是从事原材料和能源的生产、加工和消耗的,这就不可避免地要产生大量的污染物,并进入区域土壤环境,尤其是20世纪 80—90年代在经济发达地区,这一问题表现更为突出。

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