第1章场地土壤和地下水健康风险防控现状与发展
随着我国城市化的快速发展和“退二进三”产业结构的调整,大批高污染高能耗的工矿企业相继关闭、搬迁,在城市及周边产生大量遗留场地,残留污染物仍会持续污染场地土壤和地下水。遗留下来大量污染场地,对后期的土地再利用造成了极大困扰,已成为全球共同的环境污染问题[1]。土壤受到重金属和有机物的污染后,会通过风力、雨水冲刷等各种介质传输,并且逐渐累积,严重影响植物作物和动物的生长与繁殖,给人类带来多种风险[2,3]。据估计,从2001年到2015年,有超过10万家工厂关闭[4],近年来中国大中城市转移的产业数量正在增加。此外,中国的工业改革也是遗产数量增加的原因。与2010年相比,2011年工业企业数量从4.529×105下降到3.256×105,这是因为2006~2010年中国工业经历了产能缩减。这一行动导致许多中小企业关闭或合并,增加了搬迁地点的数量。据不完全统计,我国面积大于1万m2的污染地块超过50万块。遗留的污染场地大多存在较严重的土壤和地下水污染问题。2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示,34.9%的调查工矿业废弃场地污染超标,对环境和人体健康具有较大危害。国内大型污染场地数量众多、占地面积大、污染复杂,导致该类场地在修复治理过程中难度和风险较高。同时,污染场地的治理修复费用高昂,现阶段还不具备同时对所有污染场地进行彻底修复的经济实力和技术力量,因此十分有必要开展污染场地可持续风险管控区划研究和分类管理,识别出可持续发展潜力,大的场地对其采取优先管控和再开发策略,以实现有限资源的优化配置,同时提高不同利益相关方风险交流、交互决策的有效性。
中国污染场地类型较多,其中矿区和工业产区往往是污染场地的集中区[5]。重金属(密度大于5g/cm3)是污染场地的主要无机污染物类型,由于其高毒性和生物蓄积性而引起很大关注[6]。污染场地重金属污染主要来源于采矿、工业排放、固体废弃物和污水灌溉[7]。在过去的50年里,全球向环境中排放了超过3万吨Cr和80万吨Pb,其中大部分在土壤中积累,造成了严重的重金属污染。2014年全国土壤污染调查公报显示,工矿用地土壤已出现部分重金属污染,污染工厂及周边土壤超标率高达36.3%[8]。相比之下,工业地区的土壤大多被Cd污染,受Cr污染较少。据估计,工业污染场地约30%的土壤可能存在非致癌风险。此外,由于长期使用粗糙的电子垃圾拆解技术,国内存在许多受污染的电子垃圾拆解场所[9]。在回收电子垃圾的过程中,重金属被释放到环境中。在中国贵屿和台州,电子垃圾的拆解造成了严重的土壤重金属污染。石油污染场地也会导致直接经济损失。长期在受石油污染的农田上种植作物,会阻碍作物的正常生长发育,降低倒伏和抗病性,进而造成作物品质不良和减产[10]。此外,石油中不易被土壤吸附的成分可能随着降水渗入地下水,污染浅层地下水环境,影响饮用水安全。
欧美等发达国家在污染场地修复方面研究起步较早,积累了丰富的修复和管理经验,管理思想逐渐从污染物彻底清除阶段、基于风险的管理转变为绿色可持续风险管控,主张风险管控技术在社会、环境、经济等多个维度的综合考量。对此,美国州际技术管理委员会(ASTM)、美国环境保护局(USEPA)、国际标准化组织(ISO)、欧洲工业场地修复网络(CLARINET)和美国、英国、荷兰、加拿大等国的可持续修复论坛(SURF)相继发布了一系列实践框架、标准指南和技术评估导则,形成了相对系统完善的污染场地可持续风险管控制度体系。我国开展污染场地可持续风险管控的系统研究仅十年有余,虽然仍存在管控体系不完善、可持续影响机制考虑不足等棘手问题,但中国可持续修复论坛(SURF-China)的成立,加上《绿色可持续性修复指南》《污染地块绿色可持续修复通则》《土壤污染防治法》和土壤环境质量标准等系列文件的发布实施都极大地推动了我国污染场地风险管控行业的可持续发展[11]。因此,加强对污染场地土壤和地下水修复过程中的问题梳理和经验总结,充分借鉴国外先进修复技术与理念,可推动我国污染场地土壤和地下水修复产业健康发展。
场地土壤和地下水污染修复目前在国家经济发展以及城市人居环境改善中的地位越来越高,同时也成为城市土地可持续利用发展的重要手段。近年来,我国场地污染土壤和地下水修复引入了风险评估和风险管理的概念,采用多种技术消除、减少、阻断土壤和地下水中污染物对人体可能产生的健康风险。实际消除污染物对人体的健康危害,仅仅是场地污染土壤和地下水修复的一个阶段性目标而已;而维持场地土壤和地下水正常功能、恢复场地生态环境才是修复的*终目标。污染场地土壤和地下水原位修复技术、异位修复技术、受监控的自然修复和强化地球化学转化修复技术则是实现这一目标的重要手段。
目前关于场地土壤和地下水健康风险防控,在一些被有效控制和监测的场地,受监控的自然修复技术可以在既定时间内实现修复目标。该技术在美国土壤和地下水修复中得到广泛应用,欧洲许多国家也在积极推动此项技术,主要原因是欧美大多数场地污染土壤和地下水修复没有在合理的成本下实现修复目标。受监控的自然修复技术以及强化地球化学转化修复技术不仅可以持续完成土壤和地下水环境污染物清理的过程,显著减少修复成本,而且能够同时保护人体健康和环境安全,被誉为污染土壤和地下水的“第二代管理工具”。
1.1我国场地土壤和地下水健康风险防控法规发展情况
土地再开发利用前,需要开展土壤环境调查、风险评估和修复治理以保证地块土壤和地下水环境质量满足规划用途要求,确保人体健康。近年来,我国污染场地管理和防控工作受到了国家的高度重视。1995年,中国*次制定了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995),在全国范围内采用了统一的土壤标准值[1]。原国家环境保护总局于2004年发布了《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》,于2005年制定了《废弃危险化学品污染环境防治办法》;2005年底,在国务院《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中,明确提出对污染企业搬迁后的原址进行土壤监测、风险评估和修复。2008年环境保护部召开了**次全国土壤污染防治工作会议,会议要求当前和今后一个时期必须加强城市建设用地和遗弃污染场地环境监管,组织开展搬迁企业原厂址土壤污染风险评估及修复工作,降低土地再利用对人体健康影响的风险,随后环境保护部提出了《关于加强土壤污染防治工作的意见》。2010年,环境保护部陆续完成了《污染场地土壤环境管理暂行办法》《场地环境调查技术规范》《场地环境监测技术规范》《污染场地风险评估技术导则》《污染场地修复技术导则》等制定工作[12]。2010年11月,环境保护部环境规划院成立了“环境风险与损害鉴定评估研究中心”。2011年2月,国家批准了**个“十二五”规划-重金属污染防治规划。2011年和2013年分别颁布了《场地土壤环境风险评价筛选等级》(DB11/T811)和《污染场地风险评价导则》(DB33/T892)。2014年5月,环境保护部发布了《关于加强工业企业关停、搬迁及原址场地再开发利用过程中污染防治工作的通知》,要求工业企业在搬迁、关停、原址场地的开发再利用等过程中要加大场地土壤和地下水污染防控工作的力度。2014年环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》指出,工矿业废弃地土壤环境问题突出,重污染企业及周边土壤超标范围较大。随着《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014)出台,2016年,国务院制定了《土壤污染防治行动计划》,简称“土十条”;“土十条”的颁布和全国土壤污染状况详查工作的开展,土壤污染问题受到高度重视。2018年发布了新的《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)和《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》(GB36600-2018),分别规范了农业用地和开发用地土壤污染的风险筛查和干预值。2019年1月1日《土壤污染防治法》正式实施,标志着场地修复行业进入有法可依的阶段,场地土壤污染防治问题的重要性达到法律层面高度[13]。特别是有机污染场地,场地有机物蒸气吸入的暴露对人体潜在危害*大。在室内封闭空间中,污染物更容易积累,导致蒸气浓度增大,有机物的强挥发性使修复成效受到限制,因此如何对污染场地挥发性有机物进行有效的风险评估和管控,已成为当前迫切需要解决的问题。
自从2001年土壤修复技术研发纳入国家“863”高技术研究与发展计划资源环境技术领域以来,我国初步建立了部分重金属、持久性有机污染物、石油烃、农药污染土壤的修复技术体系。2009年,国家科技部设立了**个污染场地修复技术研发项目-典型工业场地污染土壤修复技术和示范,其中包括有机氯农药污染场地土壤淋洗和氧化修复技术、挥发性有机污染物污染场地土壤气提修复技术、多氯联苯污染场地土壤热脱附和生物修复技术、铬渣污染场地土壤固化稳定化和淋洗修复技术,这标志着我国工业企业污染场地土壤修复技术研究与产业化发展的开始。同期,科技部还资助开展了硝基苯污染场地和冶炼污染场地土壤及地下水污染修复技术研发与示范工作。在“十一五”期间,环境保护部在全国土壤污染调查与防治专项中开展了“污染土壤修复与综合治理试点”工作,在重金属、农药、石油烃、多氯联苯、多环芳烃及复合污染土壤治理修复方面取得了创新性和实用性技术研究成果。环境保护部对外经济合作中心(FECO)“持久性有机污染物(POPs)履约办”资助了多氯联苯、三氯杀螨醇、灭蚁灵、二英等污染场地调查、风险评估、修复技术研究,有效地支持了POPs污染场地的监管与履约工作。“十三五”期间,国家出台《中华人民共和国土壤污染防治法》,确定了中国土壤环境修复产业链条,包括规划标准、调查与监测、环境影响评价、产业防治、科研服务等活动,从咨询服务和工程实施两个方面建立了中国修复行业体系;目前,已实施“场地土壤污染成因与治理技术”和“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”重点科研专项[14]。“十四五”期间,生态环境部、发展改革委等七部门联合发布《“十四五”土壤、地下水和农村生态环境保护规划》,为土壤、地下水、农村生态环境保护做出举措。预计到2025年,全国土壤和地下水环境质量总体保持稳定,巩固提升对受污染耕地和重点建设用地的安全利用;到2035年,全国土壤和地下水环境质量稳中向好,农用地和重点建设用地土壤环境安全得到有效保障,土壤环境风险得到全面管控。同时在双碳政策下,要求我国场地土壤修复产业结合大数据、云计算、数据共享等跨领域技术逐渐转向低碳排放、低能耗、绿色可持续修复方法发展。
1.2场地土壤和地下水健康风险防控内容
从欧美国家的实践中,可以将土壤和地下水的自然修复分为两个阶段。第1阶段以消除、减少、阻断土壤和地下水污染物对人体可能产生的健康风险为主要目的,要求采取必要的工程措施,在较短时间内解除污染物对人体健康的直接影响,恢复污染场地的某种用途。第2阶段则以消除土壤和地下水污染物对生态环境的影响、逐步恢复场地的生态功能为主要目的,采取受监控的自然修复技术,或者强化的自然修复技术,通过自然过程的长期持续处理,*终清除土壤和地下水中残余污染物。受监控的自然修复技术和强化修复技术在这两个阶段都有广泛的应用潜力,尤其在消除生态影响和规避修复工程风险方面的作用是目前的工程修复技术无法取代的[15]。
我国目前绝大多数的场地土壤和地下水修复目标值是以人体健康风险为基础计算得到的,但这只是土壤和地下水修复的第1阶段。从已发表的文献和调查数据分析,我国很多土壤和地下水污染场地存在污染物减少或降解的自然过程,具备采用受监控的自然修复技术和强化修复技术的条件。难点在于能否充分了解、监测和确认土壤和地下水污染场地可能发生的自然修复过程,并通过某些技术强化自然修复过程,让这些自然发生的物理、化学和生物过程持续减少和降解污染物,恢复土壤和地下水的生态功能。了解场地土壤和地下水污染的自然修复过程并不是一件容易的事情,需要更多的科研力量投入。一旦掌握了场地
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