**章绪论
随着国内外工业化进程的不断加快和工业化水平的不断提高,化学用品的使用量大幅增加,环境污染问题日益凸显。污染物的来源众多,如化学品原料及中间体的不当排放、工业废水和废弃物的肆意排放等。由于土壤是一个由多种成分组成的高度异质性介质,污染物进入土壤后会与土壤组分发生作用,会显著改变污染物在环境中的传递、归趋和效应等,对环境生态风险和修复效率产生重大影响。建设用地作为我国重要的土地类型之一,关注场地污染程度、污染类型、污染物形态等一系列问题对建设用地的管理和修复过程的指导具有重要意义。本章通过概述国内外建设用地污染状况,进一步介绍建设用地的典型污染类型及对人体的健康风险,*后探讨建设用地中污染物与场地介质间的相互作用,阐明污染物生物有效性的发展历程。
**节建设用地介绍
一、建设用地利用情况
土地利用是我国土地资源管理过程重要的组成部分,土地利用方式一般指人类对土地进行使用、保护和改造的活动,这些活动基于土地的自然属性及其规律,并服务于特定的社会生产方式。土地利用方式主要包括:农用地、建设用地和未利用用地。其中,建设用地是我国土地资源利用方式中重要的一种。在我国标准中,建设用地通常指建造建筑物、构筑物的土地,包括城乡住宅和公共设施用地、工矿用地、交通水利设施用地、旅游用地、军事设施用地。我国建设用地面积广阔。根据第三次全国国土调查成果,国务院第三次全国国土调查领导小组办公室主任、自然资源部党组成员王广华在新闻发布会上披露,我国建设用地总规模为6.13亿亩①。在近年来我国建设用地面积的统计中,
自然资源部注重国土空间用途管制,2023年计划建设用地面积总量达650万亩,比2022年增加50万亩。西方发达国家在应对土地污染和场地治理再开发的实践中积累了丰富的经验,提出了多元的保障区域土壤环境安全以及激励污染场地安全再利用的社会各方协作机制,发展了污染场地再生和可持续的土地安全利用制度及相关工具。随着我国城市化进程和产业转移步伐的加快,尤其在经济快速发展或发达地区,工业企业搬迁呈现普遍趋势,带来了急剧的城市扩张和迅猛的土地需求。由于历史原因和长期污染排放,大量建设用地可能存在不同程度的土壤和地下水污染问题。而这些污染场地往往是由固体废弃物堆放、管道泄漏、储罐破损、废水池渗漏、墙体与设备污染等造成的(Hou et al.,2023)。
二、国内外建设用地污染状况
目前污染场地的分布范围很广,遍布世界。据清华大学侯德义团队对全球污染场地数量分布的调研统计(Hou et al.,2023)(图1-1),我国每千人占有的污染场地数量较高,而北美、欧洲和澳大利亚等部分发达地区的场地污染情况同样不容乐观,存在的问题也较为突出。
图1-1全球的污染场地分布情况
在“十二五”期间,我国土壤重金属污染超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染超标率分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。从污染类型来看,主要以无机污染为主,其次是有机污染,复合污染比例较小。无机污染物超标点位占总超标点位的82.8%。在污染物超标率方面,镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌和镍的点位的超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%和4.8%。具体重金属超标情况如表1-1所示。我国正处于产业转型升级过程中,被废弃或闲置的建设用地(如闲置厂房、废弃矿山等)数量多、分布广,由于土地资源短缺,其再开发需求十分迫切。《“十四五”土壤、地下水和农村生态环境保护规划》提出,“十三五”以来,严格建设用地准入管理,依法依规对2万多个地块开展调查,将900多个地块列入建设用地土壤污染风险管控和修复名录。《国务院关于2023年度环境状况和环境保护目标完成情况的报告》指出,全国土壤环境风险得到基本管控,土壤污染加重趋势得到初步遏制。截至目前,我国已累计将2058个地块纳入风险管控和修复名录管理,重点建设用地安全利用得到有效保障。不过,部分地区土壤污染还在持续累积,污染场地再开发利用环境风险仍然存在。
从污染分布来看,南方的土壤污染比北方重,长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地土壤污染问题较为严重。在中国西南部和中南部,土壤重金属超标,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。由此可见,我国土壤污染呈现明显的区域化态势。为进一步明晰不同重金属污染超标情况及区域,通过网上检索调研了镉、铅和砷三类重金属污染情况(2022年),表1-2汇总了我国镉、铅、砷等重金属重点污染地区。
有机污染是当前土壤修复重点关注的方向。根据葛锋等(2021)对全国污染场地不完全分析统计,通过整理473个场地的污染信息,并对其中227个有机污染场地的数据进行关注和讨论,将有机污染物按照挥发性和半挥发性进行分类,分为挥发性有机污染物(volatile organic compounds,VOCs)单*污染、半挥发性有机污染物(semi-volatile organic compounds,SVOCs)单*污染、VOCs和重金属复合污染、SVOCs和重金属复合污染、VOCs和SVOCs复合污染、VOCs和SVOCs及重金属复合污染6个污染类型(USEPA,2020;图1-2)。
图1-2建设用地有机污染类型数量分布(不完全统计分析)
根据有关学者的不完全统计,我国VOCs单*污染场地数目较少,占比仅为6.14%;SVOCs单*污染场地占比为17.69%,其中多环芳经(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)和总石油烃污染场地数目*多,主要出现在以石油燃料为能源的热解过程工业场地中,如化工场地、金属冶炼厂场地等;VOCs和重金属复合污染场地占比为7.22%;SVOCs和重金属复合污染场地数目*多,占比为28.52%,其中总石油烃与重金属复合污染场地*多,主要出现在制造行业和金属冶炼行业场地中;VOCs和SVOCs复合污染场地占比为17.69%,其中PAHs与苯系物复合污染情况主要出现在焦化行业场地中;VOCs和SVOCs及重金属复合污染场地占比为22.74%,主要出现在化学工业、金属冶炼业、焦化行业场地中。所有污染类型中,SVOCs污染场地占比为86.6%,高于VOCs污染场地所占比例53.8%,而多种有机物复合污染,是我国建设用地土壤污染的一大特点。
有机污染场地按不同地理区域可分为珠江三角洲地区、长江三角洲地区、中南地区、京津冀地区、西南地区、中部地区、东北老工业基地和西部地区,基于文献调研和信息公示平台资料查询等途径不完全统计,全国不同地区的有机污染场地数量分布如图1-3所示。从不同地区的污染场地数量分布来看,我国有机污染场地的占比呈现长三角、中南地区、京津冀等经济发达地区明显高于西部和东北等经济发展地区。
图1-3我国重点地区有机污染场地数量分布(不完全统计分析)
珠三角地区统计到的污染场地以总石油烃污染为主,污染物含量中氯代烃污染超标倍数*高,广东某氯碱化工厂中,四氯化碳和氯仿超筛选值倍数分别达到399倍和421倍。颜湘华等(2020)在华南地区某农药搬迁厂址中的采样分析结果显示,该场地中苯的含量为10.1mg/kg,超筛选值1.5倍,同时该场地也受到氯苯、1,2-二氯苯的污染。粤港澳大湾区典型化工场地苯系物的污染特征研究结果显示,场地土壤中苯系物的含量均超过筛选值(邓一荣等,2019)。
东北老工业基地主要污染物有总石油烃、PAHs、氯代烃和农药。其中PAHs类污染物含量超筛选值倍数*高,如沈阳某焦化场地的苯并蒽、苯并[6]荧蒽和苯并芘超标倍数依次为32.1倍、21.1倍和86.4倍。王坚(2019)对辽宁省6个污染场地包括焦化、制药、轮胎制造、农药和味精场地土壤中PAHs的组成和污染的相关性特征进行了分析,结果显示,焦化厂的PAHs含量相较于其他5个不涉及PAHs生产和使用的场地明显更高。研究也发现区域内钢铁厂、油田区污染场地等均存在PAHs和总石油烃污染物(田靖等,2013)。辽宁某制药厂场地除了石油烃和氯代烃污染外,也存在农药污染,说明区域内存在各类有机污染物复合污染。
中南地区的土壤污染以重金属超标为主。有机污染物中总石油烃污染场地*多,广泛存在于农药厂以外所有类型的场地中,其中重庆某场地中总石油烃*高含量超筛选值17倍。六六六和滴滴涕(dichloro-diphenyl-trichloroethane,DDT)为中南地区调查所得主要的农药类污染物,蘧丹(2013)对重庆市某农药厂场地及其周边土壤中有机氯农药进行研究分析,结果显示该厂区土壤中六六六和DDT含量较高。赵玲等(2018)也综述了我国有机氯农药的场地污染现状和污染物分布特征,并分析了六六六和DDT的分布和残留特征。西南地区主要为有机污染与重金属污染复合污染特征,这与地区内有色金属矿(如汞、铅、锌、镉、砷、钒等)以及金属冶炼厂的广泛分布息息相关。
京津冀地区和长江三角洲地区经济发达,率先开展了污染场地的调查和修复工作,
对污染场地的重视程度较高,可以获得更多的场地数据。京津冀地区场地污染物主要以PAHs与总石油烃为主,出现在金属冶炼行业和石油化工行业中。刘媛媛(2011)对北京某垃圾场和油库场地土壤分析显示,场地除存在多种氯代烃、苯系物等污染物外,PAHs和农药的检出率也较高,这些污染物主要来源于生活垃圾分解释放、土壤农药残余和石油泄漏。周欣(2011)的研究也发现唐山市和天津市某化工区场地中存在二囉英和多氯联苯的污染。刘耕耘等(2006)通过对北京土壤中PCBs浓度的调查,表明土壤存在PCBs超标现象。
长三角地区是我国经济发展*快、经济总量*大的产业和城市密集区。长三角地区97个场地中化工行业场地占比达44.3%;PAHs污染场地*多,占比高达70.1%。袁西鑫(2020)对江苏某化工企业场地进行了调查,发现场地中存在苯并芘、苯并[6]荧蒽、苯并蒽等PAHs类污染物。长三角地区还存在典型电子垃圾拆解区,产生如重金属铅、汞、镉以及多氯联苯、多溴联苯醚等污染物(安琼等,2006),造成场地中有机污染物与重金属复合污染。滕应等(2008)对长江三角洲地区土壤中的多氯联苯污染特征进行研究,揭示了该地区农田土壤多氯联苯的来源和工业场地废弃电器拆解的相关性。
本书还重点结合2020年3月~2022年10月,江苏省公布的8批名录中污染场地的公开信息,以及相应的土壤污染风险评估报告或修复效果评估报告,对江苏省污染状况进行了调研与总结。结果显示,名录场地涉及的污染物共计167种(含重金属),根据污染因子出现频次,石油烃、苯并[fl]芘和砷是名录场地中*常见的3种污染物,石油烃和多环芳烃是土壤中*常见的污染物,占土壤污染场地比例分别达到56%和44%。截至2020年5月1日,全国公布的名录场地公开信息中,受重金属污染的场地较为普遍;对于受有机污染的场地,主要为石油烃和多环芳烃类污染,其次为苯系物和氯代烃类。相较而言,江苏省场地有机污染更为突出,这与江苏省重金属矿采选业、冶炼业等行业相对较少,而化工产业较为发达有关。此外,江苏省建设用地土壤污染状况十分复杂,23%的涉土壤污染场地为单一污染类型,其他场地均为复合污染。
第二节建设用地的土壤污染物
土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,造成土壤质量恶化的现象。随着现代工业和农业生产的发展,化肥和农药被大量使用的同时,工业
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