防控日益嚴(yán)重的水土重金屬污染之我見

傅國偉

(清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100084)

1 重金屬污染已成為我國的重大環(huán)境問題

我國在防控常規(guī)污染物(或稱第二類污染物,指量大面廣的可生化降解有機(jī)物、氨氮、磷等污染物)的規(guī)劃管理上,已取得了思想路線科學(xué)合理、效益顯著的成績。但重金屬污染的防治卻成為我國當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)環(huán)境保護(hù)的頭等大事。2011年2月,國務(wù)院正式批復(fù)環(huán)境保護(hù)部牽頭的《重金屬污染綜合防治規(guī)劃》作為首項(xiàng)“十二五”規(guī)劃的對象[1-2]。2011年10月20日,國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)工作的意見》(國發(fā)[2011]35號),意見強(qiáng)調(diào),“要集中治理重金屬污染遺留問題,切實(shí)加強(qiáng)重金屬污染防治”[3]。

當(dāng)前我國水土的重金屬污染形勢十分嚴(yán)峻[4-5]:至2006年,環(huán)境保護(hù)部曾對30萬hm2的基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)土壤抽測了3.6萬 hm2,重金屬超標(biāo)率達(dá)12.1%;湖南省1998年全省重金屬污染的土地面積已達(dá)2.8萬hm2,占全省總面積的13%;廣東省珠江三角洲40%土壤存在重金屬污染,其中10%為重污染;西江流域的重金屬污染已達(dá)60%～70%[6-8]。目前土壤污染的程度正在加劇,如深圳市2010年土壤汞的濃度有37%的采樣點(diǎn)超過土壤背景值,6%的樣點(diǎn)處于中度以上污染水平[9];南京市2007年土壤中已受到鉛、汞、鎘污染,其中汞污染比較嚴(yán)重[10];黃浦江中上游地區(qū) 2010年農(nóng)用土壤重金屬含量鎘、汞、砷、鉻、鉛量分別超過土壤背景值的60%,68%,19%,67%,45%[11]。

據(jù)統(tǒng)計(jì),每年因重金屬污染的糧食達(dá)1200萬t,造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元。重金屬污染中以鎘和砷所占的比例最大,約各占40%,且南方的污染較密集,北方的污染較為零星。據(jù)2007年中國六大地區(qū)縣以上170多個(gè)大米樣品調(diào)查,發(fā)現(xiàn)有10%的市場大米鎘超標(biāo)[12](這與2002年農(nóng)業(yè)部稻米監(jiān)測中抽測的鎘超標(biāo)率10.3%基本一致)。

進(jìn)入土壤的重金屬來源多種多樣,涉及大氣顆粒物、廢污水和尾礦、廢渣和污泥池等。就對人體健康的影響而言,應(yīng)是已暴露在環(huán)境中的重金屬,“暴露”指的就是人為的“排放”。沈路路等[13]曾對我國部分地區(qū)汞暴露的來源作了分析:沿海地區(qū)和江河流域居民的汞攝入量大都來自水產(chǎn)品;貴州是我國汞礦的主要產(chǎn)地(約占我國汞礦量的73%),據(jù)研究,居民的汞攝入量有73%來自稻米,18%來自蔬菜,來自大氣的僅占 6%;據(jù)對長春市降塵的研究[11],鉛主要來自汽車尾氣,鎘主要來自工業(yè)塵(經(jīng)雨水徑流又進(jìn)入土壤和河道)。因此可以認(rèn)為,重金屬最主要來自灌溉水帶來的土壤污染。

據(jù)《2009年中國海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》,我國海域未達(dá)到清潔海域水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的面積比上年增加7.3%。嚴(yán)重污染海域主要分布在渤海灣、遼東灣、長江口、杭州灣、珠江口和部分大中城市近岸局部水域(也包括一些湖泊)[14-21]。河流攜帶入海的污染物總量較上年有較大增長,73.7%的入海排污口超標(biāo)排放污染物[16]。環(huán)渤海水域的重金屬含量已超出正常水平的2000多倍,目前已成為污染最為嚴(yán)重的海域之一;而最近一個(gè)時(shí)期生態(tài)學(xué)家們對海域(如珠江口近岸、深圳灣、渤海灣、遼東灣等)的沉積物和底棲生物樣品中“重點(diǎn)”重金屬進(jìn)行的調(diào)查測定和生態(tài)危害或風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)(以工業(yè)化前沉積物的最高背景值為標(biāo)準(zhǔn))表明,這些海域的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在升高,近岸水產(chǎn)品質(zhì)受到影響,如遼東灣表層沉積物中的鉛、鎘、銀和汞已達(dá)到了中度富集!且鎘、銀和汞主要來自人為源。上述這些足以證明,陸域已超量排放了大量的“重點(diǎn)”重金屬。

2010年9月,環(huán)境保護(hù)部公布了全國排查重金屬及其整治的專項(xiàng)行動(dòng)結(jié)果:共排查了11510家排放重金屬的企業(yè),取締關(guān)閉了 584家;在 14個(gè)省(區(qū)、市)確定了148個(gè)重金屬重點(diǎn)監(jiān)管區(qū)域,在19個(gè)省確定了1148家重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)。其中,云南、廣西、湖南、四川、貴州等屬重金屬高產(chǎn)區(qū)。2011年2月,國家環(huán)境保護(hù)部《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》確定了14個(gè)重點(diǎn)省區(qū)(內(nèi)蒙古、江蘇、浙江 、江西 、河南 、湖北、湖南、廣東、廣西、四川、云南、陜西、甘肅、青海)的138個(gè)重點(diǎn)防護(hù)區(qū),共涉及五大重點(diǎn)行業(yè):采礦、冶煉、鉛蓄電池、皮革及其制品、化學(xué)原料及其制品[2]。

水土污染之后的治理和恢復(fù)是十分繁重和艱巨的,需要全面考慮污染土壤、地下水及河湖底泥的治理,不僅難度很大,而且資金需求巨大,在目前修復(fù)治理資金缺乏有效保障的情況下,要治理好水土污染就更加困難。如株洲自2006年爆發(fā)鎘污染事件以來,已投資2500萬元治理25口水塘,投資2700萬元治理老霞港的重金屬污染,但污染情況似未獲重大改善。據(jù)株洲市環(huán)保局官員稱,治理項(xiàng)目總資金需400多億元[22-23]。

由上可見,當(dāng)前重金屬污染已成為我國凸顯的重大環(huán)境問題。就防治土壤污染而言,筆者認(rèn)為防應(yīng)大于治、先于治,土壤污染的治理和修復(fù)將是一個(gè)相當(dāng)長期的過程。因此,當(dāng)前最緊迫的任務(wù)是從源頭控制好污染源。就一個(gè)區(qū)域或一個(gè)流域而言,還必須針對域內(nèi)各點(diǎn)、面污染源按照正確的技術(shù)路線和程序,嚴(yán)格監(jiān)管執(zhí)法,才有可能有效防控。

2 端正控制重金屬污染物的基本原則和技術(shù)路線是當(dāng)務(wù)之急

面對當(dāng)前重金屬污染的嚴(yán)峻形勢,人們不禁會問:怎么會在較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)如此嚴(yán)峻的水土重金屬污染呢?是什么方面出了問題呢?!

2.1 我國現(xiàn)行的重金屬排放標(biāo)準(zhǔn)

早在1988年,中國就頒布實(shí)施了適用于排放污水和廢水的一切企、事業(yè)單位的GB8978—1988《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。1996年進(jìn)行修訂后頒布了GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,該標(biāo)準(zhǔn)明確將排放的污染物按其性質(zhì)分為兩類:

第一類污染物,指能在環(huán)境或動(dòng)植物體內(nèi)蓄積,對人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)不良影響者,含有此類有害污染物質(zhì)的污水,不分行業(yè)和污水排放方式,也不分受納水體所具有的功能類別,一律在車間或車間處理設(shè)施排出口取樣,其最高允許排放濃度必須達(dá)到表1的規(guī)定。

表1 第一類污染物最高允許排放濃度

這里的“第一類污染物”并不是指所有的重金屬(如銅、錫、鋅、錳等就不屬于第一類污染物),第一類污染物可簡稱為8種“重點(diǎn)”重金屬或稱“汞、鎘、鉻、砷、鉛 、鎳 、鈹、銀”8 種重金屬再加“苯并 a 芘”和“α、β放射性”,它正是目前我國嚴(yán)重面臨的“重金屬”污染物。

第二類污染物,指其長遠(yuǎn)影響小于第一類的污染物質(zhì),其最高允許排放濃度和部分行業(yè)最高允許排水定額必須符合第二類污染物最高允許排放濃度的規(guī)定。

2.2 如何理解和評價(jià)GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》反映了世界的潮流和共識,科學(xué)地制訂了一條污染物排放的技術(shù)路線:區(qū)分兩類性質(zhì)完全不同的污染物及其控制排放的原則、方法和標(biāo)準(zhǔn)(當(dāng)然20多年后的今天,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還有待于增補(bǔ)一些新的項(xiàng)目,如更多的重金屬和POPs等)。

從污染物性質(zhì)講,第一類污染物能在環(huán)境或動(dòng)植物體內(nèi)持久蓄積并對人體具有致癌、致畸或致突變性;而第二類污染物則能在環(huán)境或動(dòng)植物體內(nèi)降解,因此后者可以利用環(huán)境的部分稀釋自凈能力來達(dá)到受納水體的功能要求。

從排放要求講,第一類污染物應(yīng)采取封閉零排放的基本原則,不允許稀釋擴(kuò)散、不允許與其他廢水相混,而只允許在企業(yè)車間或車間處理設(shè)施排出口(排出水量是限定很小的)取樣,不超過最高允許排放濃度,其允許排出的第一類污染物總量是很低的;同時(shí),還必須對其相應(yīng)的尾礦、廢渣、污泥作為危險(xiǎn)固體廢物進(jìn)行封閉性處置和監(jiān)管。因此,相對大水體而言其本質(zhì)屬于零排放的性質(zhì),或者說它是一種十分嚴(yán)格又微量排出的“總量控制”。第二類污染物則可以按照受納水體功能類別的控制斷面水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求,實(shí)施入河排放口污染物河水稀釋、擴(kuò)散、降解的總量控制。

如果能嚴(yán)格貫徹執(zhí)行GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,則顯然不至于出現(xiàn)第一類污染物的大量嚴(yán)重超標(biāo)。

2.3 背離和混淆兩類污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的若干表現(xiàn)

a.我國已探明的礦產(chǎn)儲量中80%屬共生伴生礦,而75%的礦產(chǎn)綜合利用率又不到2.5%,最關(guān)鍵的問題是許多礦渣違反規(guī)定,裸露堆放而不設(shè)“尾礦庫”或“不排場”,致使有害重金屬伴隨雨水逐漸融出而擴(kuò)散[12]。

b.將“重點(diǎn)”重金屬與第二類污染物混在一起,籠統(tǒng)列為總量控制,均以水體功能達(dá)標(biāo)與否進(jìn)行規(guī)劃管理。

c.開展以常規(guī)污染物為目標(biāo)的流域和區(qū)域規(guī)劃管理時(shí),對“重點(diǎn)”重金屬置之不顧,以偏代全,甚至撿了“芝麻”丟了“西瓜”。

d.對江河湖海作水質(zhì)評價(jià)或水生物評價(jià)時(shí),只按水體功能類別的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià),忘記或不明白對“重點(diǎn)”重金屬必須以水環(huán)境背景值(“歷史”上的原始水質(zhì))作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià),因此將大大放寬其排放總量!

e.對排放“重點(diǎn)”重金屬企業(yè)作環(huán)境影響評價(jià)和監(jiān)管時(shí),只管排水口的達(dá)標(biāo)與否而不按“封閉零排”的基本原則實(shí)施危險(xiǎn)廢渣、廢氣的監(jiān)管。

f.對排放“重點(diǎn)”重金屬企業(yè)作環(huán)境影響評價(jià)和監(jiān)管時(shí),不在車間或車間處理設(shè)施排出口取樣監(jiān)測,而在企業(yè)總排水口取樣監(jiān)測。

g.對排放“重點(diǎn)”重金屬企業(yè)作環(huán)境影響評價(jià)和監(jiān)管時(shí),不在車間或車間處理設(shè)施排出口取樣監(jiān)測,而在入河排污口取樣監(jiān)測或自動(dòng)監(jiān)測站監(jiān)測。

以上的表現(xiàn)都是違背現(xiàn)有法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)并引發(fā)“重點(diǎn)”重金屬超量排放的起因。試舉一例說明如下:

某水污染控制規(guī)劃人員曾對某一河流(71.8km長度內(nèi)排入了COD,NH3-N,六價(jià)鉻等多種污染物,在4個(gè)河流監(jiān)控?cái)嗝嫔?河水中六價(jià)鉻的現(xiàn)狀質(zhì)量濃度為0.006～0.024mg/L,滿足水環(huán)境功能規(guī)定的Ⅲ類要求)作了“總量控制規(guī)劃”(后已作了修正):按年均流量22.6億m3和河水六價(jià)鉻達(dá)標(biāo)質(zhì)量濃度為0.05mg/L計(jì)算,得出的“六價(jià)鉻水環(huán)境容量”為194t/a。而實(shí)際上,按該河涉及的相關(guān)企業(yè)廢水排放量及其排放質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)(0.5mg/L)計(jì)算,若在企業(yè)車間排出口達(dá)標(biāo)控制,其年排水量為36.6萬m3,六價(jià)鉻的年總排放量約僅為66kg;若在企業(yè)排出口達(dá)標(biāo)控制,其年排水量為228萬m3,六價(jià)鉻的年總排放量為185kg(為車間限排量的2.8倍);而若按“六價(jià)鉻水環(huán)境容量”總量控制則年總排放量可高達(dá)194t(為車間限排量的 2930倍之多,極大地放寬了六價(jià)鉻的排出量!)。從法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)而言,根本不存在“六價(jià)鉻水環(huán)境容量”總量之說,而只有十分嚴(yán)格的車間限排總量!

可見,糾正觀念、端正技術(shù)路線是何等迫切!

3 對“重點(diǎn)”重金屬實(shí)施源頭監(jiān)控的建議

a.成立專門的政府主管部門對礦業(yè)實(shí)行嚴(yán)格監(jiān)督。這是政府迫在眉睫要做的事情。礦產(chǎn)不合理的開采是導(dǎo)致土壤重金屬污染的最根本原因。管住了開礦,就管住了土壤重金屬污染的最大問題。只有掐緊了準(zhǔn)入、統(tǒng)一了管理、明確了監(jiān)督,才能堵住礦產(chǎn)資源的濫挖、濫采,才能遏制住水土重金屬污染。

b.區(qū)分兩類不同性質(zhì)的污染物。對第一類污染物實(shí)施嚴(yán)格的企業(yè)車間排出口的濃度達(dá)標(biāo)控制;對第二類污染物實(shí)施水體功能水質(zhì)達(dá)標(biāo)的總量控制。

c.對所有排放“重點(diǎn)”重金屬的企業(yè)(特別是已列為環(huán)境保護(hù)部重點(diǎn)控制的企業(yè))車間排口必須設(shè)置取樣監(jiān)測點(diǎn)并取水樣監(jiān)測,對超標(biāo)者實(shí)施清潔生產(chǎn)審計(jì),不合格者作“關(guān)停并轉(zhuǎn)”處理。不能放寬到在企業(yè)總排水口或在企業(yè)污水處理廠排水口取樣監(jiān)測,更不能在入河排污口取樣監(jiān)測或在其相應(yīng)的自動(dòng)監(jiān)測站監(jiān)測。同時(shí),還應(yīng)當(dāng)就企業(yè)排出的危險(xiǎn)廢棄物(即含“重點(diǎn)”重金屬的固體、污泥及大氣中的顆粒物)按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行監(jiān)管。

d.對江河湖海水質(zhì)應(yīng)進(jìn)行全面綜合的監(jiān)測評價(jià),必須區(qū)分兩類不同性質(zhì)的污染物,對其進(jìn)行不同內(nèi)容和不同方法的評價(jià),以推動(dòng)水污染控制的科學(xué)規(guī)劃與管理。①對水中“重點(diǎn)”重金屬評價(jià)的作用在于說明水體是否有其污染?它從何而來?哪些企業(yè)車間內(nèi)部需要進(jìn)行清潔生產(chǎn)和就地治理?水體水質(zhì)評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)不是該水體指定功能對應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)當(dāng)是該水體的環(huán)境背景值(即未污染前的“歷史”原始濃度),超過環(huán)境背景值的水質(zhì)濃度屬“重點(diǎn)”重金屬水污染,其超過的“重點(diǎn)”重金屬量即相當(dāng)于應(yīng)控制的削減量,應(yīng)切實(shí)優(yōu)先納入規(guī)劃管理之中。(如果按功能對應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作為其評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),這將完全背離法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),大大放寬了“重點(diǎn)”重金屬的排出量)。②對水中非“重點(diǎn)”重金屬(即第二類污染物)水質(zhì)評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)是該水體指定功能對應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),評價(jià)信息可用作判別是否超過功能要求?需要的削減率?是否需要進(jìn)行區(qū)域性可降解污染物的聯(lián)合治理?等等。

e.現(xiàn)有國控城鎮(zhèn)污水處理廠(約 1 587家)有47%全年部分或全部測次超標(biāo)。對所有污水處理廠的入水口和排水口均應(yīng)設(shè)置“重點(diǎn)”重金屬取樣監(jiān)測點(diǎn),凡已混有“重點(diǎn)”重金屬并排出相當(dāng)總量的污水處理廠,應(yīng)追索排污源控制或在處理廠進(jìn)行專門的分離濃縮回收處理。

f.最近一個(gè)時(shí)期,生態(tài)學(xué)家們對海域及其河口(如珠江口近岸、深圳灣、渤海灣、遼東灣等)以及太湖、滇池等的沉積物和底棲生物樣品中“重點(diǎn)”重金屬進(jìn)行了調(diào)查測定和生態(tài)危害或風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)(以工業(yè)化前沉積物的最高背景值為標(biāo)準(zhǔn))。研究表明生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在升高,近岸水產(chǎn)品質(zhì)受到影響!各海域“重點(diǎn)”重金屬的分布基本都是由口門內(nèi)向口門外遞減,說明海域的“重點(diǎn)”重金屬污染均來自陸域。目前尚待將海域的“重點(diǎn)”重金屬污染與陸域分布源的關(guān)系定量化,以便建立起能有效用于監(jiān)控的系統(tǒng)化信息。

如果能按上述建議建立起“源頭監(jiān)控‘重點(diǎn)'重金屬排放管理系統(tǒng)”,就能夠有效遏制我國繼續(xù)大幅度超量排放的勢頭,防止“重點(diǎn)”重金屬污染的加重和擴(kuò)大,從而快速扭轉(zhuǎn)目前嚴(yán)峻的局勢,并為治理已污染的水土提供重要的信息支持。與此同時(shí),還必須加強(qiáng)群眾監(jiān)管體系、企業(yè)責(zé)任制以及相關(guān)的法治建設(shè),以保證正確的“重點(diǎn)”重金屬污染防控技術(shù)路線的貫徹實(shí)施。

4 結(jié) 語

我國水土的“重點(diǎn)”重金屬污染確已到了十分嚴(yán)重的地步。要治理和恢復(fù)污染后的水體和土壤是一項(xiàng)十分繁重和艱巨的任務(wù)。環(huán)境保護(hù)部已制訂《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》,要求到2015年建立起比較完善的重金屬污染防治體系,基本遏制突發(fā)性重金屬污染事件高發(fā)態(tài)勢,重點(diǎn)區(qū)域“重點(diǎn)”重金屬排放量要比2007年減少15%,非重點(diǎn)區(qū)域“重點(diǎn)”重金屬排放量不超過2007年水平。這是一件眾心所望的大事!

筆者認(rèn)為:在重金屬污染防治中,必須大力加強(qiáng)監(jiān)管與法治建設(shè);要樹立防大于治、先于治的理念。當(dāng)前最緊迫的是從源頭控制污染源的繼續(xù)超量排放,而監(jiān)控源頭必須先端正技術(shù)路線:①成立專門的政府主管部門對礦業(yè)實(shí)行嚴(yán)格監(jiān)督,保證開采冶煉的合理性和合法性。②嚴(yán)格區(qū)分兩類性質(zhì)不同的污染物及其控制排放原則、方法和標(biāo)準(zhǔn)。對第一類污染物必須基于封閉零排放原則進(jìn)行監(jiān)控,同時(shí)就企業(yè)排出的危險(xiǎn)廢棄物按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)管。③對江河湖海水中第一類污染物作水體水質(zhì)評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)不是該水體指定功能對應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)當(dāng)是該水體的環(huán)境背景值(即未污染前的“歷史”原始濃度),其超量部分就是應(yīng)控制的削減量。④對已混有“重點(diǎn)”重金屬并排出相當(dāng)總量的污水處理廠,應(yīng)進(jìn)行排污源的追索達(dá)標(biāo)治理或作廠內(nèi)專門的分離濃縮回收處理。⑤加快海域、流域、區(qū)域“重點(diǎn)”重金屬污染與陸域分布源關(guān)系的調(diào)研,建立并掌握能有效用于監(jiān)控的系統(tǒng)化信息。

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[1]章軻.“十二五”:中國重拳出擊重金屬污染[EB/OL].[2011-02-24].http://news.qq.com/a/20110224/001481.htm.

[2]重金屬污染幾許痛幾多愁:防治規(guī)劃的目標(biāo)及任務(wù)[EB/OL].[2011-11-17].http://www.cenews.com.cn/ztbd1/szqyrhtpcw/.

[3]國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)工作的意見(國發(fā)[2011]35號)[EB/OL].[2011-10-20].http://www.gov.cn/zwgk/2011-10/20/content_1974306.htm.

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