中國土壤污染現(xiàn)狀及環(huán)境管理研究進(jìn)展
——以鎘污染為例

江西省南昌市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 肖瑋

一、引言

鎘是自然界中的一種天然化學(xué)元素，它可以在環(huán)境中持續(xù)地生物積累和生物老化[1]。它是一種全球性的污染物，已經(jīng)引起了世界各地的關(guān)注。自19世紀(jì)以來，隨著鎘產(chǎn)量和使用量的增加，鎘污染越來越嚴(yán)重。后工業(yè)時(shí)期的人類活動一般使土壤和沉積物中的鎘含量增加了3-10倍[2]。采礦活動和工業(yè)生產(chǎn)通常是造成土壤中鎘污染的主要原因。天然和人工排放源是土壤中鎘的主要來源。對于前者鎘主要來自巖石風(fēng)化和地?zé)峄顒?，極少量的鎘以液態(tài)金屬的形式存在。由于無機(jī)鎘的溶解度低于有機(jī)鎘化合物，大多數(shù)鎘與其他元素結(jié)合形成氯化鎘、硫鎘銻和其他礦物。通過濕、干沉降進(jìn)入土壤，從而增加了土壤中的鎘含量。人為鎘的排放主要來自工業(yè)界，根據(jù)全球鎘評估，手工和小規(guī)模金礦導(dǎo)致的鎘排放量最大，幾乎占全球排放總量的38%[3]。

土壤中過量的鎘會影響種子萌發(fā)、植物發(fā)病率和微生物活性。土壤中的鎘不僅影響植物和微生物，而且還通過食物鏈、皮膚接觸、呼吸吸入和其他接觸通道進(jìn)入人體，危害人體健康[4]。鎘在水稻和動物中具有更強(qiáng)的生物富集特性和更大的營養(yǎng)水平擴(kuò)增系數(shù)，增加了對人類健康的風(fēng)險(xiǎn)。鎘暴露的主要來源是飲食，其次是飲用水、土壤和空氣。鎘對人體健康的毒性與其形式密切相關(guān)。土壤中的鎘主要分為元素鎘、無機(jī)鎘和有機(jī)鎘。元素鎘通常被人體通過口腔或以蒸汽的形式攝入。口服元素鎘一般不容易被消化道吸收。鎘蒸氣通過呼吸道從肺部進(jìn)入血液影響身體功能，它對人體嚴(yán)重有毒。美國環(huán)境保護(hù)署認(rèn)為它是D類致癌物。無機(jī)鎘是水溶性的，可通過皮膚接觸和口服進(jìn)入人體胃腸道。所有形式的鎘都會引發(fā)腎臟問題，而過量的鎘則會導(dǎo)致腎臟功能障礙、神經(jīng)系統(tǒng)問題、睡眠障礙、聽力損失、生殖功能受損和心臟問題。

近年來，對鎘污染土壤的研究引起了世界各地的關(guān)注。中國調(diào)查了鎘污染的評估、處理、恢復(fù)和環(huán)境管理。本文系統(tǒng)地討論了我國鎘污染土壤的土壤環(huán)境條件和相關(guān)的環(huán)境管理措施。具體討論了鎘污染的來源和排放特征、鎘污染土壤的處理和修復(fù)技術(shù)，以及鎘污染土壤緩解策略的實(shí)施情況。我們希望這項(xiàng)工作可以為鎘污染的防治提供參考。

二、我國鎘污染土壤的土壤處理修復(fù)技術(shù)及其應(yīng)用

對鎘污染土壤的國際處理和修復(fù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年。已驗(yàn)證的修復(fù)鎘污染土壤的方法包括固化、土壤浸出（或酸提?。⒅参镄迯?fù)、熱處理、玻璃化、納米技術(shù)、生物修復(fù)和電動力學(xué)修復(fù)。據(jù)報(bào)道，所有的補(bǔ)救技術(shù)都能有效地處理受鎘污染的土壤[5]。我國對鎘污染土壤采用的修復(fù)技術(shù)一般分為物理、化學(xué)和生物修復(fù)技術(shù)，不同的技術(shù)效果不同。一些修復(fù)技術(shù)對鎘的去除率超過90%。隨著社會的不斷發(fā)展，凝固穩(wěn)定技術(shù)已應(yīng)用于鎘污染土壤修復(fù)項(xiàng)目，高濃度鎘污染土壤熱分析修復(fù)技術(shù)逐漸成熟。在中國，大多數(shù)受鎘污染的土壤修復(fù)項(xiàng)目采用凝固穩(wěn)定技術(shù)?，F(xiàn)如今，中國鎘污染土壤的分布范圍更廣，熱分析消耗了相當(dāng)多的能源。高溫?zé)峤馄茐牧送寥赖男再|(zhì)，在我國不應(yīng)用于熱分析技術(shù)。然而，固化穩(wěn)定化技術(shù)也適用于中國和其他發(fā)達(dá)國家。這項(xiàng)技術(shù)價(jià)格低廉、效率高、無二次污染。因此，它適合用于鎘污染土壤的修復(fù)。然而，采用污染物固化穩(wěn)定化技術(shù)所選擇的材料尤為重要。例如，它們的材料成本低、沒有二次污染。

由于我國不同地區(qū)土壤特性、氣候條件、鎘污染濃度和中國土地利用的不同，固化穩(wěn)定化技術(shù)可能并不適用于所有土壤，因此可以考慮更有效的穩(wěn)定材料來提高固化穩(wěn)定化技術(shù)[6]。同時(shí)，根據(jù)受污染土壤的不同特性，可以結(jié)合其他修復(fù)技術(shù)。還可以考慮采用更經(jīng)濟(jì)、更有效和更環(huán)保的維修技術(shù)。例如，植物修復(fù)和生物修復(fù)可以結(jié)合起來，創(chuàng)造出轉(zhuǎn)基因植物。中國是鎘的主要生產(chǎn)國和消費(fèi)國。因此，受鎘污染的土壤是一個(gè)突出的問題，特別是在礦山和工業(yè)周圍的土壤中。采礦和工業(yè)產(chǎn)生的鎘主要通過大氣傳播，并通過大氣沉積污染周圍土壤。我國土壤的平均鎘含量與大氣中鎘排放量相似。我國土壤鎘含量較高的地區(qū)分布在東南沿海地區(qū)，土壤鎘含量由東南向西北方向逐漸下降。土壤中過量的鎘可能對動物、植物和人類以及生態(tài)環(huán)境都有害，因此必須對受鎘污染的土壤進(jìn)行適當(dāng)?shù)男迯?fù)和管理。固化穩(wěn)定化技術(shù)可用于修復(fù)受鎘污染的土壤。這種技術(shù)價(jià)格便宜、高效，而且不會造成二次污染。但同時(shí)也存在穩(wěn)定劑材料選擇嚴(yán)格、使用量高等缺點(diǎn)。對于不同地區(qū)和氣候條件不同、鎘污染性質(zhì)和濃度不同的土壤，沒有一種單一的修復(fù)技術(shù)是最好的。因此，開發(fā)固化穩(wěn)定劑新技術(shù)，研究新型高效的穩(wěn)定劑材料和聯(lián)合修復(fù)技術(shù)具有重要意義。

三、中國土壤鎘污染的環(huán)境管理

在20世紀(jì)90年代，人們提出了鎘作為一種全球污染物的概念，土壤污染受到了廣泛的關(guān)注。由于鎘土壤污染主要是通過從空氣、水和廢物遷移到土壤，因此鎘污染必須從其來源得到解決，污染物管理政策需要立法。關(guān)于鎘污染的國際管理政策、法律和法規(guī)經(jīng)歷了不同的階段，旨在控制和減少全球鎘排放。它包括管理鎘污染土壤的有關(guān)要求，包括減少小型金礦，逐步開展對鎘污染土壤的管理。

（一）鎘污染土壤的環(huán)境管理階段

我國鎘污染土壤管理分了四個(gè)階段：制定土壤保持原則、土壤污染防治、土壤恢復(fù)快速發(fā)展，恢復(fù)重金屬污染進(jìn)行環(huán)境管理。在這些不同的階段，中國提出了不同的管理要求，體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)、政策和監(jiān)管文件中。制定標(biāo)準(zhǔn)是鎘相關(guān)環(huán)境管理的一個(gè)重要組成部分。世界上許多國家已經(jīng)為鎘污染土壤建立了基于風(fēng)險(xiǎn)的與鎘相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。目前我國對土壤環(huán)境基準(zhǔn)的研究相對較晚。最早的土壤環(huán)境基準(zhǔn)是基于土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)了土壤背景和生態(tài)系統(tǒng)。但由于應(yīng)用范圍較短，項(xiàng)目指標(biāo)較少，執(zhí)行情況不令人滿意，不再滿足目前土壤環(huán)境管理的需求。目前，中國根據(jù)國情最新研究和其他國家的經(jīng)驗(yàn)，充分考慮了土壤污染。制定了符合當(dāng)前我國健康風(fēng)險(xiǎn)污染分布危害要求的土壤標(biāo)準(zhǔn)，這些新標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了一個(gè)更有針對性的土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。此外，它們還更嚴(yán)格地限制了土壤污染物。除了污染物管理的變化外，這些新標(biāo)準(zhǔn)還為土壤污染的監(jiān)測、實(shí)施和監(jiān)督提供了最新的要求，充分反映了中國土壤環(huán)境管理的進(jìn)展。

（二）鎘污染土壤的環(huán)境管理政策

為了有效減少鎘的排放，中國制定了一系列的政策和法規(guī)。通過限制含鎘產(chǎn)品的進(jìn)出口，間接減少了鎘的產(chǎn)量。我國鎘的早期環(huán)境管理專門與危險(xiǎn)廢物和電子產(chǎn)品的控制和預(yù)防有關(guān)。例如，中國宣布了防治危險(xiǎn)廢物污染的技術(shù)政策，以及含鎘廢物管理、熒光燈回收、無害處置的內(nèi)容。另一項(xiàng)政策是防止和控制電池的浪費(fèi)，逐漸減少并最終消除一次性電池中的鎘含量。與鎘有關(guān)的政策側(cè)重于電子產(chǎn)品中鎘的危害。然而，中國的鎘礦、金礦、氯堿廠和有色金屬冶煉廠（用于生產(chǎn)和使用鎘）使鎘環(huán)境污染成為一個(gè)值得關(guān)注的問題。因此，中國政府對鎘作為加工原料的生產(chǎn)進(jìn)行了規(guī)范，以加強(qiáng)對鎘源相關(guān)企業(yè)的管理。已經(jīng)為鎘相關(guān)企業(yè)制定了減排控制、清潔生產(chǎn)、綜合預(yù)防和控制等政策，如在冶煉行業(yè)釋放鉛、鋅的政策。應(yīng)嚴(yán)格控制原料中鎘的含量，提高鉛鋅冶煉各工藝中鎘的回收率，并盡量減少排放量。醫(yī)藥行業(yè)污染防治技術(shù)政策，以及加強(qiáng)電石及相關(guān)行業(yè)聚氯乙烯生產(chǎn)中鎘污染防治的政策也是如此。這些政策包括嚴(yán)格控制原材料中的鎘含量，最大限度地回收和利用鎘資源，實(shí)現(xiàn)對含鎘廢物的安全處理和處置，防止鎘的損失，有效控制鎘污染。為實(shí)施上述政策和法規(guī)，中國限制了各種環(huán)境介質(zhì)和排放源中的鎘的濃度，并提出了監(jiān)測要求。最初，中國限制了空氣、漁業(yè)、海洋、城鎮(zhèn)和住宅水資源中的鎘濃度。由于空氣、水、土壤中的鎘污染是由各種工農(nóng)業(yè)企業(yè)造成的，鎘不經(jīng)管理就排放到環(huán)境，制定大氣、水、土壤中的鎘控制標(biāo)準(zhǔn)不能從根本上解決鎘污染問題。因此，中國政府提出了鎘相關(guān)行業(yè)的空氣、水、土壤排放標(biāo)準(zhǔn)。制定了化學(xué)合成制藥企業(yè)、燒堿企業(yè)、聚氯乙烯工業(yè)企業(yè)、熱電廠企業(yè)、電池工業(yè)企業(yè)、鎘工業(yè)企業(yè)、農(nóng)業(yè)污泥中空氣、水、土壤中鎘的排放控制標(biāo)準(zhǔn)。確保大氣、水、土壤的良好狀態(tài)，促進(jìn)鎘工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和污染控制技術(shù)的進(jìn)步。除汞外，甲基汞一直是一些國家關(guān)注的焦點(diǎn)，并確立了土壤標(biāo)準(zhǔn)值。美國住宅和工業(yè)用地的甲基汞限值分別為7.8mg/kg和100mg/kg。英國住宅和商業(yè)用地的土壤甲基汞限值分別為11mg/kg和410mg/kg。2018年，中國還頒布了《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)(試行)》（GB36600-2018），規(guī)定了第一類土地（含居住用地）的土壤甲基汞篩查值（5mg/kg）和控制值（10mg/kg）。第二類土地（含工業(yè)用地）的甲基汞篩選值為45mg/kg，控制值為120mg/kg。與其他國家的土壤甲基汞標(biāo)準(zhǔn)相比，中國制定的土壤甲基汞標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。該政策的試行是判斷是否對汞污染場地土壤進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或開展風(fēng)險(xiǎn)評估以更好地保護(hù)人類健康的依據(jù)。與其他國家相比，中國加強(qiáng)了對主要汞排放源的監(jiān)測和管理，完善了汞流動管理機(jī)制，推動了汞相關(guān)行業(yè)的整體減排，對汞相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)、貿(mào)易和使用實(shí)施可追溯管理，在與汞相關(guān)的行業(yè)實(shí)施與汞有關(guān)的物料流動管理。雖然中國汞污染的管理和治理值得稱贊，但是，中國的汞污染管理體系仍相對薄弱，存在一些不足。

四、中國土壤鎘污染的環(huán)境管理體系相對薄弱

由于土壤均質(zhì)性差，不同區(qū)域之間存在著重要的差異，不同區(qū)域的土壤特征和土地利用功能也不同。因此，國家統(tǒng)一的強(qiáng)制性土壤汞環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值未必適用于每個(gè)地區(qū)。因此，根據(jù)不同區(qū)域土壤的詳細(xì)信息建立不同的土壤汞環(huán)境限值具有重要意義。由于場地土壤的汞污染是一個(gè)長期累積的過程，但這個(gè)過程可能是許多作業(yè)人員共同破壞造成的，具體的損害無法確定。對土壤中的汞污染負(fù)責(zé)的人可能會破產(chǎn)。擁有土地權(quán)利的經(jīng)營者可能不是責(zé)任人，也可能沒有對土壤造成任何損害?；蛘撸廴菊呖赡苁菄衅髽I(yè)。即使負(fù)責(zé)的人通常會積極響應(yīng)國家的政策和支持，也很難找出誰是負(fù)責(zé)的人，誰應(yīng)該承擔(dān)修復(fù)和治療的責(zé)任。因此，完善土壤汞污染的環(huán)境管理責(zé)任機(jī)制也將被考慮。需要處理的污染土壤數(shù)量較大，修復(fù)污染土壤的成本包括資金成本、運(yùn)行維護(hù)成本（修復(fù)行動后的運(yùn)行維護(hù)成本）和常規(guī)成本。當(dāng)污染場地治理責(zé)任人分散，或者責(zé)任主體不明確時(shí)，往往導(dǎo)致土地污染治理成本由政府部門承擔(dān)。在受污染地區(qū)的土壤中有多種形式的汞。不同形態(tài)的汞，具有不同的物理化學(xué)性質(zhì)和遷移路徑。此外，人體健康危害的接觸途徑、毒性作用和毒性機(jī)制差異很大。然而，中國目前只制定了工業(yè)場所汞和甲基汞的土壤標(biāo)準(zhǔn)，缺乏其他形式汞的管理標(biāo)準(zhǔn)。因此，迫切需要在保護(hù)人類健康的前提下，制定相應(yīng)的各種形態(tài)汞土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

由于汞污染場地的類型、特征和重點(diǎn)區(qū)域分布尚不明確，許多土壤修復(fù)技術(shù)無法有效地有針對性地進(jìn)行修復(fù)。目前中國的修復(fù)技術(shù)價(jià)格昂貴，沒有有效的具有中國特色的實(shí)用技術(shù)。此外，污染場地土壤環(huán)境修復(fù)技術(shù)沒有評價(jià)體系或推薦實(shí)用修復(fù)技術(shù)目錄。場地污染往往會給周圍居民帶來焦慮，尤其是場地已經(jīng)對人類健康和環(huán)境造成一些不利影響時(shí)。這往往會加劇公眾的不滿。此外，在現(xiàn)場勘察、評估、管理和修復(fù)的過程中，如氣味排放、粉塵排放、污水排放、噪音產(chǎn)生、機(jī)械和車輛運(yùn)行、交通擁堵、財(cái)產(chǎn)干擾等，可能會引起公眾對現(xiàn)場管理或開發(fā)的反對。因此，公眾參與污染場地土壤汞管理決策可以安撫公眾，幫助公眾獲取土壤汞的管理知識，同時(shí)促進(jìn)中國以人為本的進(jìn)程。此外，還應(yīng)建立責(zé)任機(jī)制。發(fā)現(xiàn)污染的，由污染者承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。土地經(jīng)營者每年應(yīng)對地塊進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評估，并提交政府。政府應(yīng)始終對污染土地的數(shù)量、位置、污染程度、使用權(quán)進(jìn)行監(jiān)督，并建立污染土地使用權(quán)專項(xiàng)管理檔案，以便今后跟蹤污染責(zé)任人。無法確定土壤汞污染責(zé)任人的，土地使用權(quán)人應(yīng)當(dāng)與土地權(quán)利人私下協(xié)商，公平承擔(dān)土壤污染修復(fù)和風(fēng)險(xiǎn)管理責(zé)任。在土地開發(fā)過程中，土地使用權(quán)人與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營者應(yīng)當(dāng)依法共同承擔(dān)造成土壤汞污染的責(zé)任。當(dāng)主體發(fā)生變更時(shí)，繼承債權(quán)和變更后債務(wù)的單位應(yīng)當(dāng)履行相應(yīng)的補(bǔ)救義務(wù)。收回土地使用權(quán)的，由當(dāng)?shù)厝嗣裾袚?dān)有關(guān)責(zé)任和費(fèi)用。建立汞污染土壤專項(xiàng)資金機(jī)制。繼續(xù)堅(jiān)持中央財(cái)政設(shè)立土壤汞污染防治專項(xiàng)資金，用于環(huán)境調(diào)查、監(jiān)督管理和土壤污染修復(fù)。鼓勵相關(guān)企業(yè)與政府合作，鼓勵符合條件的整治公司發(fā)行股份，通過綠色金融、社會捐贈等方式獲取社會資金參與土壤防治。政府也可以征收環(huán)境稅。中國有大量的汞污染土壤，應(yīng)該積極爭取國際合作。

五、結(jié)論

在對鎘污染土壤的管理方面，中國已經(jīng)采取了一些法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和具體行動方面的措施來限制鎘的使用和釋放。此外，中國還提出了有關(guān)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、采礦用地的土壤污染防治標(biāo)準(zhǔn)。土壤污染對農(nóng)場和建設(shè)用地的風(fēng)險(xiǎn)需要進(jìn)行環(huán)境調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評估、風(fēng)險(xiǎn)控制、處理和補(bǔ)償。中國鎘污染管理體系取得了成功，但仍存在不足。例如，管理體系薄弱、責(zé)任機(jī)制不明確、公眾意識較低、不考慮其他形式的鎘問題、資金不足等。今后，我國應(yīng)因地制宜地調(diào)整措施，完善各省、市、自治區(qū)土壤標(biāo)準(zhǔn)的制定。此外，我國應(yīng)系統(tǒng)地對鎘污染土壤狀況進(jìn)行全國詳細(xì)調(diào)查，以確定土壤環(huán)境質(zhì)量。以確保作物安全和人類健康為出發(fā)點(diǎn)，制定適合不同地區(qū)的土壤鎘及其化合物的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)對汞污染土壤中汞形態(tài)分布、環(huán)境過程、遷移轉(zhuǎn)化、健康效應(yīng)和生物有效性的研究。進(jìn)一步闡明土壤汞的環(huán)境行為和危害特征，建立土壤汞遷移和擴(kuò)散模型，預(yù)測汞污染土壤對周圍環(huán)境的影響范圍和特征。從而制定出各種形態(tài)汞的標(biāo)準(zhǔn)修復(fù)值，為后續(xù)風(fēng)險(xiǎn)管理的科學(xué)研究提供參考。