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从国外经验看中国土壤环境污染防治
日期:2019-04-10
利用与修复,孰先孰后
——从国外经验看中国土壤环境污染防治
来源:"学习强国”学习平台 中国生态文明 作者:谷庆宝 2019-04-05
 
       土壤环境污染是世界性的环境问题,西方发达国家比我们遇到得早,治理也比较早。从20 世纪70 年代开始,以美国“超级基金法”为代表,欧美工业化国家在土壤污染治理修复方面建立了相对完善的法律法规和治理技术体系。特别是随着基于风险的土壤环境管理理念,得到广泛接受,治理修复策略也从高能耗、高干扰的治理修复技术转向绿色可持续的修复策略。
       近年来,我国对土壤污染防治越来越重视,土壤污染治理修复的市场逐步打开,但仍存在对土壤污染认知的片面性、修复过程不科学、二次污染控制不足、重治理轻调查等问题。针对这些问题,我们应该充分借鉴国际经验,紧密结合实际,科学确定土壤污染治理修复的政策和技术路线,不走或者尽可能少走弯路。
 
       我国土壤污染的来源及分类管理
       我国的土壤污染类型大体可以分为四类。
       第一类是农田耕地土壤污染。这类土壤污染通常来源于工业活动排放以及农业生产活动,如工矿企业生产活动会导致周边农田耕地土壤的污染。农田耕地的污染也可能来源于农业生产过程中使用的化肥、农药等。农田耕地污染的特点是污染面积通常很大,污染深度比较浅,污染相对均匀,污染物浓度不高。农田耕地污染防治的主要保护目标是农产品以及土壤生态系统。由于在农田耕地的污染防治过程中要尽量保持农田的耕作属性,同时考虑到农田耕地的投入产出比较低,因此对于农田耕地污染的防治策略主要是以安全利用为主。
       第二类土壤污染是工业企业搬迁后遗留场址的土壤污染。这类污染的来源是场址上原有企业的生产运营,污染的面积特别集中,污染的浓度通常很高,土壤中有时能发现有机溶剂残留。污染的深度大,有时达地下20-30米,甚至更深。这类位于城市中心区的用地通常以再开发利用为主,一般开发为居住和商住,因此保护对象是人体健康。这些用地未来可能被反复开发利用,因此修复治理的策略是以去除土壤中污染物的物理化学修复为主。
       第三类土壤污染是石油开采企业的场址。这类场地的污染来源于石油勘探、开采、输送和存储等环节,污染物为总石油烃类,这类场地的污染面积一般较大,污染物的浓度分布不均匀,由于石油烃不溶于水,污染物的污染深度通常不大,这类场地的保护目标为场地周边自然水体和生态环境。由于石油烃为易生物降解类物质,修复策略可以采用生物修复技术。
       第四类土壤污染是矿山开采企业的场址。这类场地的污染来源于矿山开采的遗撒和“三废”外排等环节,污染物为重金属类,这类场地的污染面积通常较大,多为高背景值地区,污染深度也会很大。由于通常远离城市,因此保护目标一般也为场地周边自然水体和生态环境。这类场地的污染面积大、高背景值、大污染深度和远离城市等特征,决定了该类场地的防治策略多为切断矿山重金属对周边的暴露途径。
       总体来说,第三、四类土壤污染类型属于在产企业土壤污染,主要目标是采取因地制宜的措施控制企业的污染不会对周边人体健康和生态环境造成威胁。
 
       国内外土壤污染防治历程
       国外土壤污染防治历程表明,土壤污染防治是基于风险的理念进行管理和治理,风险包括三个要素,即污染源、暴露途径和受体。污染源就是土壤中的污染物,受体通常是人或生态环境,暴露途径是土壤污染物进入人体或生态环境的途径。由于土壤治理是基于风险的策略,我们可以通过切断受体与污染物的暴露途径,从而达到控制风险的目标。土壤的修复模式可以分为治理修复和风险管控两种类型。根据修复过程中土壤空间位置是否发生移动,可以分为原位修复和异位修复,原位修复直接在原地对土壤进行处理,异位修复则是把土壤挖掘出来在场地内部或运送至别的地方进行处理。土壤修复原理包括物理、化学、生物、热处理等。修复技术还可根据运行和成本数据的充分性与可获性,分为成熟的技术和创新的技术。
       美国土壤治理的历程大体分为三个阶段。20 世纪70 年代前,社会环保意识不强,对土壤污染没有什么防治措施。20 世纪80年代初期到90 年代中期,开始发现土壤污染对人体健康有影响,但对土壤污染的认知比较片面,以为只要土壤中含有污染物就认为会对人体健康造成严重影响,比如土壤中有苯了,就认为会致癌。由于民众对土壤中污染物的过激反映,监管部门不得不强迫污染者快速对污染土壤进行治理。许多地块的治理,都采用了挖、埋、烧等高耗能的技术,往往导致土壤污染的过度治理。20 世纪90 年代之后,公众和监管部门对土壤的治理和管理认识和理解不断深化,污染土壤的防治转向了风险管理,根据土壤的功能和用途制定修复目标,采取绿色可持续的理念对污染土壤进行治理。
       美国污染土壤修复历程很具典型性。在早期,人们对土壤污染往往反应过激,大部分采用将土壤中污染物去除掉的治理技术。长期以往,会发现这种急于求成的治理修复,经济成本极高,很多技术实际上也不可行,没必要。人们认为可以采取另外的办法,即不必去除土壤中的污染物,而是采取封闭、填埋、阻隔等风险管控措施,将土壤污染物与可能受影响的人群分隔开来,从而实现土地的再开发利用。刚开始这类措施采用比较少,后来逐渐大量增加。随着风险管控措施的大量增加,人们发现污染物单纯地阻隔在场地里,再开发利用时,还是要再次治理,而且阻隔时间长了,阻隔层也可能失效,阻隔的污染物便成了一个定时炸弹,因此过度采取风险管控措施也是不合适的。
       经过多年实践,美国民众对土壤污染有了更加客观的认识,认为基于风险的管理是经济可行的模式,根据土壤中污染物类型和用地途径等,在必要的情况下把土壤中污染物去除,在另一些不必要去除土壤中污染物的情况下可以采用阻隔等措施。同时,其他基于风险的管控措施也得到运用,如对不着急开发、污染物没有扩散的地块,可以告知人们不要进入这些区域,不要使用这些区域的地下水,这样也可以把风险控制住。也有的通过土壤中污染物的自然衰减,来实现污染地块风险管控的目的。
       近年来,绿色可持续的修复理念在美国得到越来越多的认可。绿色可持续修复的理念主要考虑整个修复环节中社会、环境、经济的代价。比如某个地块如果不治理,对社会、环境、经济会有多大的影响。而治理这块地时采取的治理技术,有时也会排放污染物,因此就要综合考虑,修复这个地块会对社会、环境、经济有多大影响。如果采用一个技术,对社会、环境、经济的负面影响比不修复这个地块还大,那就证明不是绿色可持续的修复技术。绿色可持续修复,就是从整个土壤修复过程进行考量,筛查最佳的修复技术,实现土壤污染的治理目标。
       目前我国的土壤污染防治措施,可以分为治理修复和风险管控两种。治理修复措施主是通过物理、化学或生物的方法减少甚至完全去除土壤中污染物的含量或毒性等,对这个措施公众比较熟悉。而公众相对比较陌生的风险管控措施,又可分为工程控制技术和制度控制技术。对于建设用地和农用地的工程控制技术还有区别,建设用地的工程控制技术可以采取覆盖、阻隔、围堵等措施,而农用地防治的最终目标是保持农用地的耕作属性,因此通常是采用低富集作物品种筛选、种植结构调整、水肥调节等对土壤理化性质影响相对较小的措施。风险管控措施中的制度控制技术对于建设用地和农用地采取的措施是相似的,都是采取风险管控区划定、设立风险标识牌、在网络或报纸等媒介上发布公告、警示大家远离污染的区域等措施来降低场地对人体健康的风险。
       我国治理修复措施目前主要用于关闭或搬迁企业场址污染土壤和石油开采污染土壤的修复,主要是因为关闭或搬迁地块大部分处于城市的中心,需要反复再开发利用,这些地块如果采用风险管控措施把污染物阻隔在原来地块,未来再开发时仍然需要进行修复。石油类污染土壤的污染物主要是可生物降解的石油烃,按照优先将污染物去除的修复原则,可采用生物修复去除土壤中的污染物。
       风险管控措施多被在产企业场址污染土壤、矿山开采污染土壤和农田耕地污染土壤修复采用,这主要是因为,对于正在生产运行的企业,土壤污染防治的目标主要是防止土壤中污染物向周边的土壤或地下水扩散,因此可以采用阻隔、帷幕等风险管控措施即可达到上述目的。对于矿山开采污染土壤,大多远离城市区,采取切断矿山土壤的污染物和周边地表水、地下水、生态受体等接触途径,就可达到污染防治的目的,而不必要将矿区土壤中污染物去除掉。总体来说,我国对于关闭搬迁企业场址污染土壤,强调的是怎么治理好;对于在产工矿企业场址土壤,强调的是怎么防控好;对于农田耕地土壤,强调的是怎么利用好。目前大部分土壤污染修复都是针对关闭搬迁企业的再开发利用,以治理修复措施为主,风险管控措施技术只占了约30%。
 
       国外土壤污染防治历程对中国的启示
       国内外污染场地的防治历程,对我国未来土壤污染防治具有以下启示。
       一是正确认识土壤中污染物的危害。土壤本身就含有重金属,因此土壤中含有一定量的化学品,对环境和人体没有什么太大影响,且土壤本身具有很强的吸附和阻隔等功能。我们考量土壤中污染物对人体健康的风险时,通常只考虑到土壤中污染物的含量,而实际土壤中的污染物接触到人体,一般有一个途径,而污染物一旦从土壤中出来,会有个逐渐衰减的过程,如遇到光可以光解,遇到水可以水解,对人的影响会降低。而在做污染物风险的理论计算时,我们一般不考虑这个降解过程,这样就会过高地估计土壤中污染物的危险。因此通常情况下,土壤中的少量污染物对人体健康没有太大影响,只有土壤中的污染物含量超过一定的标准时才会对人体健康产生威胁。在荷兰等国家有一个非常好的观点,在看到一块污染土壤时,首先想到的不是怎么治理好,而是考虑这块污染的土壤还可以怎么用。不采取治理修复措施而对污染土壤物尽其用,其实是最绿色环保的策略。
       二是科学合理开展土壤治理修复。目前,我国多数公众对土壤中污染物的认知和反应还是处于美国20 世纪80 年代的早期水平,从而导致现在很多的治理修复工程存在过度治理的嫌疑,进而导致土壤污染修复投资偏高。在发达地区,污染土壤投资尚可接受,但是未来在非发达地区,肯定会存在一定的困难。现在我国也充分认识到土壤修复中的这些问题,开始借鉴国外基于风险的理念管理土壤污染。对于不同功能用途的土壤,基于用地途径设置修复目标值,可大大减少土壤污染的修复投资,也可以减少对环境的影响,因为修复活动本身有时也会对环境产生次生影响。现在我国正逐步提倡绿色可持续修复的理念,将污染场地从调查到修复作为一个整体进行考虑,从生命周期理论考虑修复活动全过程对环境造成的影响,从而制定对环境影响最小的对策。目前,我国绿色可持续修复的相关框架和技术文件正在编制过程中。
       三是要重视“重治理轻调查”和修复过程中的二次污染防治问题。就像一个病人到了医院,不注重让大夫看看得了什么病,而是一心想动手术。对于污染土壤调查越仔细,掌握的信息越全面,土壤的污染程度、污染物的分布、土壤修复的边界等明了,就会大大降低治理修复成本。从调查和修复的成本来说,调查的成本可能是修复成本的30% 以下。
       土壤修复过程的二次污染也容易被忽视,大家知道土壤的修复技术很多,包括物理、化学、热力等,如洗涤技术将土壤中的污染物转移到水中,加热的技术将土壤中的污染物转移到气中,如果不对修复过程的二次污染进行控制,土壤治理修复就变成污染物转移了。现在对于污染土壤的异位修复,即将污染土壤运送到另外的地方进行治理时,很多管理部门强调对原有场地评估是否治理干净,而对运送后土壤是否修复完成,修复过程中是否造成二次污染重视不够。(作者系中国环境科学研究院土壤与固废研究所副所长)
 
       本网编辑 周业勇

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