我國(guó)土壤及地下水環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀及未來(lái)

王世杰，張 弛

（上海格林曼環(huán)境技術(shù)有限公司，上海，200001）

自20世紀(jì)70年代拉夫運(yùn)河廢物污染事件以來(lái)，土壤與地下水污染場(chǎng)地修復(fù)治理逐漸引起人們的廣泛關(guān)注。我國(guó)在土壤與地下水修復(fù)領(lǐng)域起步較慢，并伴隨有風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)及法律驅(qū)動(dòng)等特點(diǎn)。2004年北京豐臺(tái)區(qū)宋家莊原紅獅農(nóng)藥廠地塊地鐵站中毒事件，2006年武漢硚口區(qū)原武漢農(nóng)藥廠赫山地塊開(kāi)發(fā)過(guò)程中工人中毒倒地昏迷，2013年廣東鎘大米事件再到2015年常州市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校事件，都揭露出我國(guó)土壤與地下水日益嚴(yán)峻的污染問(wèn)題。從2014頒布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，我國(guó)土壤環(huán)境總體情況不容樂(lè)觀。按照土壤環(huán)境類(lèi)型分類(lèi)，以耕地以及工礦廢棄地環(huán)境狀況最為嚴(yán)重。造成這種背景的主要原因歸咎于工礦生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物[1]。

1 耕地土壤及地下水現(xiàn)狀

耕地是土地資源不可缺少的組成部分，對(duì)糧食產(chǎn)量乃至人口增長(zhǎng)都起到至關(guān)重要的作用。近年來(lái)，我國(guó)耕地總量呈逐年減少的態(tài)勢(shì)（圖1），通過(guò)土地整治、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等增加的耕地面積不足以彌補(bǔ)因非農(nóng)建設(shè)占用、自然災(zāi)害毀壞、生態(tài)退耕等因素造成的耕地流失[2]。因此，對(duì)現(xiàn)有的耕地環(huán)境質(zhì)量保護(hù)顯得尤其重要。

圖1 2012～2019年末全國(guó)農(nóng)用地和建設(shè)用地增減變化情況圖

根據(jù)公報(bào)的數(shù)據(jù)顯示，耕地的主要污染物為以鎘、鎳、砷等為代表的無(wú)機(jī)污染物與六六六、滴滴涕、多環(huán)芳烴等為代表的有機(jī)污染物[1]。排除不同地區(qū)土壤間背景值的差異，重金屬以及有機(jī)污染物的主要污染途徑包括大氣沉降、農(nóng)業(yè)灌溉用水污染以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所使用的農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑、化肥和糞肥殘留等。例如，耕地周?chē)绻嬖诨?、煉金、電鍍等行業(yè)，土壤中重金屬污染物較其他地區(qū)相比顯著提高。類(lèi)似地塊在進(jìn)行地塊土壤污染狀況調(diào)查時(shí)，關(guān)注污染物取決于生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)產(chǎn)生的三廢及處置方式。同時(shí)，殺蟲(chóng)劑中含有六六六，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，過(guò)分使用會(huì)殘留并富集于作物、土壤和地表水中。另外，汽車(chē)尾氣、有色金屬冶煉以及垃圾焚燒等企業(yè)附近的耕土容易被通過(guò)大氣沉降的二噁英污染。

土壤污染與地下水污染，互為內(nèi)外，交相加劇。土壤污染物能夠經(jīng)過(guò)滲透作用進(jìn)入淺層地下水構(gòu)成地下水污染。研究表明，當(dāng)耕地中含有過(guò)量的氮磷，雨水的淋溶作用會(huì)讓氮磷更容易向下遷移，地表徑流中的氮磷含量不僅會(huì)使地表水中氮磷含量增高，引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化，還與地下水中的氮磷含量呈現(xiàn)很強(qiáng)的正相關(guān)性[3]。

目前，主要的耕地環(huán)境質(zhì)量保護(hù)措施包括物理、化學(xué)、生物以及多項(xiàng)聯(lián)合的修復(fù)技術(shù)。其中，物理修復(fù)手段以換土和熱處理為主。換土法即替換受到污染的耕地土壤，根據(jù)轉(zhuǎn)換方式的不同又可細(xì)分為清除污染土壤，新增未污染土壤的換土；將污染表層土壤與未污染深層土壤混合，以達(dá)到修復(fù)目的的客土與深耕翻土。熱處理技術(shù)是利用沸點(diǎn)差異，將低沸點(diǎn)的揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物和具有揮發(fā)性的重金屬?gòu)母赝寥乐蟹蛛x或固定。化學(xué)修復(fù)技術(shù)即通過(guò)添加化學(xué)藥劑，以淋洗或氧化還原的方式，提煉和降解污染物。生物方法可通過(guò)引入動(dòng)物、植物、微生物、可降解污染物的細(xì)菌來(lái)修復(fù)被污染的耕地。三種修復(fù)方式之間，各有優(yōu)劣。通過(guò)換土很難達(dá)到根本的治理目的，而熱處理方式經(jīng)濟(jì)性較差，但是物理手段往往能快速達(dá)到治理目標(biāo)?；瘜W(xué)氧化還原與淋洗修復(fù)周期較短，但是必須綜合考慮當(dāng)?shù)赝翆咏Y(jié)構(gòu)和地下水分布狀況。生物修復(fù)技術(shù)也是常用的耕地治理方式，但是有前期培養(yǎng)成本較高與周期較長(zhǎng)的不足。

耕地污染防治已成為各地政府關(guān)注的焦點(diǎn)，如何因地制宜制定符合本地特色的防治細(xì)則迫在眉睫。傳統(tǒng)耕地經(jīng)營(yíng)者往往通過(guò)流轉(zhuǎn)的手段獲得土地，缺少“種地養(yǎng)地”的意識(shí)，只追求經(jīng)濟(jì)利益而忽視或放縱污染問(wèn)題。為追求態(tài)健康、綜合處理耕地污染問(wèn)題，加強(qiáng)監(jiān)管力度并列入政績(jī)考核的方式值得借鑒和推廣。

2 林地土壤及地下水現(xiàn)狀

林地是我國(guó)最主要的用地類(lèi)型，約占國(guó)土面積的3成，總量較前年相比總體呈平穩(wěn)增長(zhǎng)之勢(shì)（圖1）。我國(guó)并未針對(duì)林地土壤及地下水保護(hù)出臺(tái)過(guò)相關(guān)法律法規(guī)，針對(duì)林地保護(hù)僅停留于禁止亂砍亂伐與保護(hù)物種多樣性的層面上。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)林地主要污染物是以鋅、鉛、銅等重金屬，主要污染途徑以林業(yè)和礦業(yè)活動(dòng)、大氣污染物沉降以及觀光旅游為主。且不同地域林地土壤中重金屬含量不盡相同，同一地區(qū)，不同重金屬之間濃度也參差不齊。與耕地相比，降雨所形成的地表徑流，其淋溶作用對(duì)林地地下水水質(zhì)無(wú)明顯影響。一方面是因?yàn)樵谙嗤涤炅肯拢嘏c林地地表徑流流量存在差異，林地具有較強(qiáng)的抗沖擊和擾動(dòng)能力；另一方面，林地中茂密的植物根系與豐富的物種對(duì)固土護(hù)坡有著積極的影響[3]。所以，林地生態(tài)系統(tǒng)在地下水防護(hù)中扮演著污染接受方的角色，對(duì)減少地表徑流帶來(lái)的土壤與養(yǎng)分流失，以及緩解地下水污染都具有重要意義。為改善林地土壤及地下水現(xiàn)狀，國(guó)家應(yīng)盡快出臺(tái)統(tǒng)一且普遍使用保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)單位及部門(mén)也應(yīng)制定對(duì)策有效控制轄區(qū)內(nèi)人工及原始森林周邊礦業(yè)開(kāi)采等活動(dòng)，逐步實(shí)現(xiàn)退耕還林，礦山復(fù)綠等目標(biāo)。

3 草地環(huán)境現(xiàn)狀

草地，特指可利用牧草地，是我國(guó)第二大用地類(lèi)型，主要散布在西北方，新疆、內(nèi)蒙古、西藏等9個(gè)省份達(dá)到全國(guó)草地的94%。其中，人工牧草地與其他草地僅占草地總量的19%[2]。隨著退牧還草、圍封轉(zhuǎn)移等戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)草地荒漠化、災(zāi)害頻發(fā)的問(wèn)題得到明顯遏制。在取得初步成果的同時(shí)，草地土壤重金屬污染的問(wèn)題也不容易忽視。大氣和土壤中的汞含量與草地的退化有關(guān)，自然存在以及工業(yè)化活動(dòng)產(chǎn)生的汞，通過(guò)干濕沉降在草地土壤中富集，加劇草地退化風(fēng)險(xiǎn)[4]。高濃度的鎘和鉛也對(duì)草苗的生長(zhǎng)有抑制作用。

4 建設(shè)用地土壤及地下水現(xiàn)狀

建設(shè)用地按照功能劃分包括工業(yè)用地、居住用地、商業(yè)用地、市政、交通、公用設(shè)施用地、綠地以及其他特殊用地。隨著城市化與工業(yè)化的逐步推進(jìn)，建設(shè)用地尤其是工業(yè)用地的土壤與地下水污染問(wèn)題日益突出。為緩解城市生活所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，國(guó)家制定并實(shí)施了一系列建設(shè)用地土壤污染治理的技術(shù)導(dǎo)則。為建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，修復(fù)技術(shù)，效果評(píng)估以及地下水修復(fù)和管控提供了法律支持和技術(shù)指導(dǎo)。但是因?yàn)橥寥琅c地下水污染隱蔽、滯后、難以或不可逆轉(zhuǎn)等特點(diǎn)，達(dá)到理想的修復(fù)目標(biāo)需要付出高昂的時(shí)間和金錢(qián)成本。例如，在《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》（HJ25.1-2019）中規(guī)定，“對(duì)于需要?jiǎng)澏ㄎ廴具吔绶秶膮^(qū)域，采樣單元面積不大于 1 600 m2（40 m×40 m網(wǎng)格）”。但是在某些特殊情形下，調(diào)查布點(diǎn)并不能完全覆蓋潛在的污染物分布（圖2），調(diào)查樣品的代表性存在質(zhì)疑。在很多重金屬的污染場(chǎng)地，污染物不僅僅存在土壤表層，還會(huì)隨著地下水遷移至地下10 m之上[5]。在上海地區(qū)，污染物在粉質(zhì)黏土類(lèi)含水層中每年的遷移距離一般約是3～5 m，實(shí)際上可能是這個(gè)數(shù)字的兩到三倍。如何準(zhǔn)確建立場(chǎng)地污染模型，值得行業(yè)內(nèi)專家及政策決策者深究。

圖2 場(chǎng)地調(diào)查過(guò)程中一種污染物與布點(diǎn)分布的特殊情形

被污染的工業(yè)用地在搬遷、收儲(chǔ)、開(kāi)發(fā)等過(guò)程中，可能對(duì)周邊造成不利影響。在“土十條”等專項(xiàng)法規(guī)制定以前，污染土壤隨意堆放，污水隨意排放，廢物廢料隨意處置的現(xiàn)象不在少數(shù)。土地開(kāi)發(fā)過(guò)程中工人昏迷，附近學(xué)生或居民中毒的事件也時(shí)有發(fā)生?！段廴镜貕K土壤環(huán)境管理辦法》制定后，對(duì)疑似污染地塊進(jìn)行了定義。各個(gè)城市也根據(jù)本地特色制定實(shí)施細(xì)則，比如上海市疑似污染地塊相關(guān)行業(yè)類(lèi)型為“12+3”。伴隨政府與國(guó)家對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注提升，工業(yè)用地土壤與地下水保護(hù)與治理的法律體系框架也逐步構(gòu)建起來(lái)。根據(jù)污染物類(lèi)型的不同，可劃分為重金屬污染、有機(jī)污染物污染和復(fù)合污染場(chǎng)地。根據(jù)未來(lái)規(guī)劃與治理手段方式的不同，可采取的治理措施包括物理、化學(xué)、生物等場(chǎng)地修復(fù)治理或固化、穩(wěn)定化的風(fēng)險(xiǎn)管控。目前，國(guó)內(nèi)比較常見(jiàn)的修復(fù)技術(shù)有土壤淋洗、水泥窯協(xié)同處置、原位（異位）熱脫附技術(shù)等。土壤淋洗是通過(guò)向污染土層注入淋洗液并促進(jìn)污染物遷徙和溶解，將固態(tài)土壤中的污染物轉(zhuǎn)移至液態(tài)淋洗液中。此方法因受土壤滲透性系數(shù)的影響具有地域的局限性，如上海地區(qū)土壤以黏性土為主，利用淋洗技術(shù)修復(fù)土壤效果往往不盡人意。水泥窯協(xié)同處置技術(shù)比較成熟，具有能夠治理大體量污染土壤，達(dá)到廢棄資源再利用化目標(biāo)等優(yōu)勢(shì)，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)注意防控二次污染，規(guī)避污染物擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)[6]。熱脫附技術(shù)是通過(guò)熱交換，將土壤中低沸點(diǎn)的有機(jī)物揮發(fā)和分離出來(lái)，再通過(guò)氣體處理和收集裝置以達(dá)到修復(fù)目的。主要應(yīng)用于有機(jī)及復(fù)合污染場(chǎng)地，因避免了直接燃燒，降低了二噁英等二次污染物的產(chǎn)生。主流的風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)，即固化、穩(wěn)定化技術(shù)，是通過(guò)往污染土層區(qū)域注入固化劑或穩(wěn)定劑的方式，來(lái)抑制或阻止有害物質(zhì)遷移。上述技術(shù)所需設(shè)備較修復(fù)簡(jiǎn)單，處理周期短，經(jīng)濟(jì)性較好，但是在施工過(guò)程中容易造成污染物揮發(fā)進(jìn)入大氣，且無(wú)法根除污染物。

5 未來(lái)我國(guó)土壤及地下水保護(hù)

土壤是人類(lèi)賴以生存的載體，保護(hù)土壤與地下水與人類(lèi)生活息息相關(guān)。2014年《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》頒布以后，我國(guó)土壤環(huán)境問(wèn)題已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。但是在實(shí)際執(zhí)行和決策過(guò)程中仍暴露出不少的問(wèn)題。

首先，從決策者的角度出發(fā)，只考慮哪些地塊需要修復(fù)，不考慮受體，為修復(fù)而修復(fù)的“一刀切”模式是不值得提倡的。傳統(tǒng)的調(diào)查方式是規(guī)劃為調(diào)查服務(wù)，先確定規(guī)劃用地類(lèi)型再?zèng)Q定需不需要做調(diào)查。這種方式可能造成的問(wèn)題是，地塊內(nèi)土壤條件不滿足規(guī)劃中第一類(lèi)或第二類(lèi)用地的要求，從而增加后續(xù)土壤修復(fù)的成本。一種比較理想的決策方法是調(diào)查為規(guī)劃服務(wù)，根據(jù)地塊內(nèi)背景值規(guī)劃未來(lái)用地類(lèi)型。例如，符合《GB 36600-2018》中第一類(lèi)用地篩選值的地塊可以作居民區(qū)，輕度污染但符合第二類(lèi)用地篩選值的地塊可以作商業(yè)用地，污染較嚴(yán)重的地塊可以經(jīng)修復(fù)過(guò)后做生態(tài)綠地。實(shí)際上，已經(jīng)有些省份在嘗試并探索這種模式，即將在2022月9月1日實(shí)施的《江蘇省土壤污染防治條例》中，第十二條和第十七條規(guī)定在編制國(guó)土空間規(guī)劃時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)土壤污染風(fēng)來(lái)確定土地用途，同時(shí)重點(diǎn)關(guān)注項(xiàng)目所在地以及周邊土壤、地下水對(duì)項(xiàng)目的環(huán)境影響[6]。

其次，土壤及地下水修復(fù)管控除了著重關(guān)注對(duì)人體健康的影響，也不應(yīng)該忽視對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。目前，土壤及地下水修復(fù)工程周期普遍較短，個(gè)別企業(yè)還存在“偷工減料”的現(xiàn)象，地塊修復(fù)后的監(jiān)管也存在缺漏。如何構(gòu)建經(jīng)濟(jì)性、綠色環(huán)保可持續(xù)的治理理念，修復(fù)與管控相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)以自然條件為基礎(chǔ)的解決方案。

最后，土壤與地下水修復(fù)治理不應(yīng)該被割裂開(kāi)來(lái)，統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合考慮才能達(dá)到理想的修復(fù)目標(biāo)。污染物在土壤和地下水之間的遷移，僅完成某一方面的治理并不能保證后續(xù)污染不再發(fā)生，將地塊的污染源、土壤、地下水、地表水、地表綠化等要素統(tǒng)籌考慮，作為一個(gè)整體目標(biāo)進(jìn)行修復(fù)，實(shí)現(xiàn)自然資源的統(tǒng)一管理才是根本之策。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)在土壤與地下水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域已初見(jiàn)成效，但需要認(rèn)識(shí)到僅靠現(xiàn)有政策，無(wú)法全面涵蓋我國(guó)多元化地形與越發(fā)復(fù)雜的污染形勢(shì)。決策者需要考慮如何對(duì)現(xiàn)有污染進(jìn)行治理與如何規(guī)避潛在的污染；行業(yè)內(nèi)人員需要根據(jù)現(xiàn)有修復(fù)工程案例與實(shí)際地塊特點(diǎn)，研發(fā)實(shí)施切實(shí)有效的修復(fù)技術(shù)；群眾也應(yīng)樹(shù)立環(huán)境保護(hù)意識(shí)，積極配合。