重金屬污染場地修復(fù)困境與破解之道

文 宋云 郝潤琴

重金屬污染場地修復(fù)困境與破解之道

文 宋云 郝潤琴

我國重金屬污染場地?cái)?shù)量多，污染態(tài)勢日趨加劇，本文試從我國現(xiàn)階段重金屬污染場地修復(fù)面臨的困境出發(fā)，探討其可能的解決之道，為我國重金屬污染場地修復(fù)治理提供可借鑒的思路。

目前可應(yīng)用的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)比較少，技術(shù)種類單一，主要為填埋、固化穩(wěn)定化及土壤淋洗技術(shù)，我國實(shí)際重金屬污染場地工程中以填埋及固化穩(wěn)定化技術(shù)為主。

現(xiàn)階段我國重金屬污染場地?cái)?shù)量多，污染態(tài)勢日趨加劇，重金屬污染事件頻發(fā)，如：兒童血鉛、鎘大米事件等。雖然國家對重金屬污染防治工作日益重視，但仍然無法有效避免各種重大重金屬污染事件的發(fā)生，對污染的補(bǔ)救、修復(fù)力度有限，更無法做到從源頭上徹底控制污染的發(fā)生，我國應(yīng)建立但仍然沒有形成防范-修復(fù)-監(jiān)管（追責(zé)）的良性循環(huán)。本文試從我國現(xiàn)階段重金屬污染場地修復(fù)面臨的困境出發(fā)，探討其可能的解決之道，為我國重金屬污染場地修復(fù)治理提供可借鑒的思路。

重金屬污染場地特點(diǎn)及現(xiàn)狀

2014年4月環(huán)保部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》結(jié)果顯示：全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，土壤重金屬污染情況嚴(yán)重，重金屬超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部超標(biāo)點(diǎn)位的82.8%，主要包括鎘、鉻、鎳、銅、砷、汞、鉛等 8種金屬元素。我國有相當(dāng)大比例的重金屬污染場地是歷史遺留場地。造成重金屬污染的主要污染源為有色冶金、化工、電鍍、有色金屬礦開采、電池生產(chǎn)、固廢堆放等?！锻寥牢廴痉乐涡袆?dòng)計(jì)劃》（“土十條”）中明確提出涉重金屬行業(yè)和工業(yè)固體廢物處理處置的污染防控。

目前，我國重金屬污染場地?cái)?shù)量大，復(fù)合型污染場地多、分布廣泛。固廢堆放等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國至今有70余家企業(yè)生產(chǎn)過鉻鹽，鉻渣遺留場地多，由此產(chǎn)生的六價(jià)鉻污染場地較多，且大多數(shù)都呈直接堆放狀態(tài)，對生態(tài)環(huán)境及人體健康造成巨大的威脅。我國也是世界上砷污染最嚴(yán)重的國家之一，新疆、湖南、云南、貴州、廣西等地的礦區(qū)砷污染問題嚴(yán)重，其污染來源主要為砷礦開采和冶煉，砷還常與重金屬鉛、鎘等伴生形成復(fù)合污染場地。我國汞污染現(xiàn)狀也不容樂觀，汞污染的主要來源為汞礦開采和冶煉、土法煉金遺留含汞廢渣和PVC生產(chǎn)污染場地和土壤。同時(shí)，我國鉛污染情況嚴(yán)峻，鉛超標(biāo)事件時(shí)有發(fā)生，其污染來源主要為鉛冶煉、鉛蓄電池生產(chǎn)、燃煤、汽車尾氣排放等。此外，我國重金屬污染場地污染復(fù)雜，不僅存在復(fù)合型污染，有時(shí)還存在渣土與土壤混合污染的情況，由于涉重行業(yè)多，因此造成的污染也多，固廢產(chǎn)生量大，這些都會(huì)對場地修復(fù)帶來挑戰(zhàn)。

重金屬污染場地修復(fù)面臨的困境

目前，我國重金屬污染場地修復(fù)面臨諸多困境。

第一，污染場地量大面廣，污染成因復(fù)雜，修復(fù)難度大。

第二，由于重金屬污染本身的不可毀滅性，修復(fù)后污染物是否會(huì)再次釋放出來帶來長期環(huán)境安全性問題，導(dǎo)致最終處置成為最大、最為緊迫的問題，因此需對重金屬污染場地處理后的長期環(huán)境安全性進(jìn)行監(jiān)管，但目前國內(nèi)在此方面所做的研究非常不足，缺乏經(jīng)驗(yàn)，且監(jiān)測時(shí)間也都限于2年之內(nèi)，缺乏規(guī)范的長期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)要求，法規(guī)上也沒有明確的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控的責(zé)任主體和監(jiān)管主體。國外對重金屬污染場地修復(fù)的長期環(huán)境安全性進(jìn)行監(jiān)測的案例中超過十年的很少，但美國等發(fā)達(dá)國家建立了一套全生命周期的環(huán)境監(jiān)管體系。

第三，目前可應(yīng)用的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)比較少，技術(shù)種類單一，主要為填埋、固化穩(wěn)定化及土壤淋洗技術(shù)。我國實(shí)際重金屬污染場地工程中以填埋及固化穩(wěn)定化技術(shù)為主，其中穩(wěn)定化技術(shù)至少占70%以上，土壤淋洗工程案例還處于個(gè)別案例階段。填埋有利于重金屬污染土壤的集中統(tǒng)一監(jiān)管，但需占用大量寶貴的土地資源，我國不得不直視的一個(gè)問題是建設(shè)填埋場的數(shù)量是有限的，且可用的填埋場地越來越少，這種現(xiàn)象在東部發(fā)達(dá)地區(qū)比西部地區(qū)更為明顯；土壤淋洗技術(shù)可以清除土壤中的重金屬，極大地降低或消除了土壤重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)，雖然我國與世界各國都進(jìn)行了大量土壤淋洗藥劑的研發(fā)，但仍然沒有找到能在工程上廣泛使用的高效、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可行的淋洗藥劑。目前使用的土壤淋洗技術(shù)的本質(zhì)是對土壤進(jìn)行粒徑分離，即把土壤中的重金屬從土壤粗顆粒（沙土）中轉(zhuǎn)移到土壤細(xì)顆粒（粉粘土）中進(jìn)而達(dá)到減量化的目的，但該技術(shù)相對復(fù)雜，對土壤質(zhì)地有一定的要求，適用性受到限制；固化穩(wěn)定化技術(shù)可處理多種污染物，具有工藝簡單、易操作、固化穩(wěn)定化藥劑來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，目前工程中應(yīng)用最多的是穩(wěn)定化處置技術(shù)，該技術(shù)涉及到藥劑的使用，穩(wěn)定化藥劑雖然能固定重金屬，但我國還沒有一套科學(xué)統(tǒng)一的效果評估方法，藥劑對重金屬穩(wěn)定的長期有效性有待考察和追蹤研究。藥劑本身的環(huán)境安全性及其物理化學(xué)性質(zhì)對土壤性質(zhì)的影響還未引起重視，我國還沒有穩(wěn)定化藥劑污染物控制限值的標(biāo)準(zhǔn)，不能有效控制污染物含量高的工業(yè)品和廢棄物用作穩(wěn)定化材料。對于藥劑的使用量也沒有相關(guān)的限制，一些高含鹽藥劑加入量過高，如超過5%，將會(huì)改變土壤本身的性質(zhì)（如：pH和鹽分），甚至破壞其功能，造成土壤板結(jié)和鹽化，形成對土壤的次生危害。此外，我國自主研發(fā)的藥劑仍較少，急需研制綠色、安全、高效的土壤修復(fù)藥劑。

第四，對于采用固化穩(wěn)定化技術(shù)處置后的最終處置用途，我國目前較多的采用填埋場填埋、原地和異地阻隔填埋，用作如道路路基、河道堤壩、建筑回填土、綠化用土等，但我國還沒有出臺與環(huán)境安全性相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，也沒有出臺這些處置場所長期環(huán)境監(jiān)管的法規(guī)，這些處置場地的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是否能得到有效控制，建設(shè)好的風(fēng)險(xiǎn)控制措施是否能有效運(yùn)行，是否能保證其不被破壞等問題的解決都有待落實(shí)。此外，大量不斷出現(xiàn)的處置場所對風(fēng)險(xiǎn)管控和環(huán)境監(jiān)管的資源和能力也是一種嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

基于人體健康的風(fēng)險(xiǎn)需要有污染源、暴露途徑和受體三個(gè)基本要素存在才能構(gòu)成健康危害和風(fēng)險(xiǎn)。

重金屬污染場地修復(fù)困境的破解之道

《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（“土十條”）對我國污染場地的修復(fù)原則是：風(fēng)險(xiǎn)管控，突出重點(diǎn)污染物，實(shí)施分類別、分用途、分階段治理。

針對我國重金屬污染場地修復(fù)面臨的主要困境，要明確以下幾點(diǎn)：根據(jù)重金屬污染場地的特點(diǎn)，建立基于風(fēng)險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)管控的修復(fù)決策體系；基于人體健康的風(fēng)險(xiǎn)需要有污染源、暴露途徑和受體三個(gè)基本要素存在才能構(gòu)成健康危害和風(fēng)險(xiǎn)；對于下層或深層重金屬污染土壤，如果沒有蒸汽入侵暴露途徑和不會(huì)遷移到地下水或不會(huì)造成地下水污染，就不會(huì)有健康風(fēng)險(xiǎn)，可以采取限制下層土壤挖掘和地下水監(jiān)測的風(fēng)險(xiǎn)控制措施；對于暫不開發(fā)的重金屬污染場地可以采取工程阻隔控制和用地限制制度控制措施，如采用頂部水平阻隔防止污染物淋溶污染地下水及地表水，采用垂直阻隔防止地下水污染擴(kuò)散；即使采用了穩(wěn)定化處理技術(shù)，由于該技術(shù)主要是控制污染物從土壤溶出，防止污染物溶出遷移影響地下水和地表水，但人體直接暴露（如直接攝入污染土壤）的風(fēng)險(xiǎn)還是存在的，也要采取覆蓋清潔土壤等風(fēng)險(xiǎn)防控措施。

具體來說，破解之道要從以下五方面入手。

第一，建立一套污染場地修復(fù)后的長期風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管體系。一方面，目前我國還未建立起一套適合于我國重金屬污染場地修復(fù)實(shí)際情況的長期監(jiān)測的監(jiān)管體系，對污染土壤修復(fù)后的長期監(jiān)管欠缺。另一方面，即使已有的工程做過長期監(jiān)測，但時(shí)間跨度都較短，并且沒有建立起系統(tǒng)的體系能夠衡量其長期性能是否會(huì)失效、何時(shí)失效。由于重金屬污染的復(fù)雜性（修復(fù)過程中有時(shí)涉及到渣土污染，二者混合時(shí)處理難度就更大），此種情況下要對處置地進(jìn)行長期監(jiān)測難度就更大。因此，急需借鑒英國、日本等國的研究成果建立起一套長期環(huán)境監(jiān)管體系，建立監(jiān)測井，監(jiān)測內(nèi)容主要為地下水，并定時(shí)、定期進(jìn)行監(jiān)測。

在國際環(huán)保展覽會(huì)上，參展商演示土壤重金屬檢測儀。 cnsphoto供圖

第二，建立固化穩(wěn)定化效果評估體系和技術(shù)方法。我國目前固化穩(wěn)定化效果評估基本是采用危廢鑒別技術(shù)方法及模擬酸雨的硫酸和硝酸浸出，對砷和六價(jià)鉻等陰離子的浸出及生活垃圾填埋和海水情景的適用性值得商榷，其對固化穩(wěn)定化長期效果的評估有待考察。對于穩(wěn)定化處理后不進(jìn)入填埋處置的土壤，須將工程控制和制度控制與后期風(fēng)險(xiǎn)管控結(jié)合，即對穩(wěn)定化技術(shù)處置的場地進(jìn)行現(xiàn)場劃線標(biāo)識、設(shè)置現(xiàn)場警示牌和建設(shè)阻隔等風(fēng)險(xiǎn)防控措施，限制該塊土地的利用，做到終身風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管，保證其風(fēng)險(xiǎn)管控措施有效。做好資料備案，以便該場地未來使用用途發(fā)生變更時(shí)，確保后續(xù)場地使用者能對該地塊的污染情況和風(fēng)險(xiǎn)管控有準(zhǔn)確的了解。

第三，嚴(yán)格規(guī)范重金屬污染場地調(diào)查方法及程序。針對目前我國對污染場地調(diào)查重視不夠，導(dǎo)致調(diào)查過程粗糙，評估結(jié)果不夠精準(zhǔn)，對于重金屬污染土壤這類對土壤異質(zhì)性大敏感的場地產(chǎn)生的誤差將會(huì)更大，會(huì)造成過度修復(fù)或修復(fù)不足的問題，除了對土壤和地下水污染采樣監(jiān)測外，還要保證對有足夠代表性的土壤樣品進(jìn)行毒性浸出測試，以綜合評估場地風(fēng)險(xiǎn)，科學(xué)制定風(fēng)險(xiǎn)修復(fù)決策。

第四，建立土壤重金屬本底值數(shù)據(jù)庫。重金屬污染場地評估不能單單依靠健康風(fēng)險(xiǎn)評估，有時(shí)會(huì)造成夸大風(fēng)險(xiǎn)，如土壤砷的風(fēng)險(xiǎn)控制值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我國土壤本底值，我國還有不少重金屬高本底值的地方，這些地方的場地評估和修復(fù)還得采取與本底值比較并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)管控的方式。我國應(yīng)建立起不同地區(qū)和區(qū)域可靠的本底值數(shù)據(jù)庫，完善高本底值地區(qū)的土壤重金屬統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，形成系統(tǒng)的可供查詢使用的數(shù)據(jù)庫。

第五，建立以人體健康與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)相結(jié)合的風(fēng)險(xiǎn)評估體系。目前我國重金屬高風(fēng)險(xiǎn)的場地多，部分場地靠近河湖等地表水及農(nóng)田和林地、草地等生態(tài)敏感區(qū)，場地修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)以人體健康的風(fēng)險(xiǎn)評估為主，對生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)考慮的較少（美國和荷蘭等國已出臺重金屬污染土壤生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)篩選值），將會(huì)影響場地修復(fù)目標(biāo)值的確定。

相關(guān)建議

第一，建立區(qū)域性的集中重金屬污染土壤處置場。針對我國目前的重金屬污染場地?cái)?shù)量多的現(xiàn)狀，修復(fù)后土壤的處置場地也會(huì)越來越多，若要對每個(gè)處置場地都做到長期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管，監(jiān)管部門須投入大量人力和經(jīng)費(fèi)，這對于監(jiān)管部門也是難以承受的。因此，各地區(qū)需要做好土壤污染防治規(guī)劃集中處置修復(fù)后的土壤，以減輕環(huán)境監(jiān)管的壓力，即區(qū)域類的中小型的重金屬污染場地修復(fù)后集中處置，大型的重金屬污染場地的土壤則可單獨(dú)進(jìn)行處置。制定法規(guī)和技術(shù)規(guī)范，鼓勵(lì)修復(fù)后土壤和處置場地再利用，并做好風(fēng)險(xiǎn)管控。

第二，對于重金屬污染場地的監(jiān)管，借鑒美國、日本等國家的管理模式進(jìn)行清單式全過程監(jiān)管，對于采用固化穩(wěn)定化和填埋阻隔等不能清除污染的技術(shù)進(jìn)行長期環(huán)境監(jiān)管和監(jiān)測。美國CERCLA法規(guī)定超級基金場地采用國家優(yōu)先管理（NPL），采用固化穩(wěn)定化技術(shù)和阻隔填埋的重金屬污染場地需進(jìn)行制度和工程控制，進(jìn)行周期為5年的評估保證制度和工程控制措施，防止污染擴(kuò)散和人體暴露。日本也采取清單管理模式，對于采用污染清除方式修復(fù)污染場地的一般可以從清單中去除，采用固化穩(wěn)定化和阻隔填埋修復(fù)的土壤一般還要保留在清單上進(jìn)行監(jiān)管。

第三，重金屬污染土壤毒性浸出測試應(yīng)達(dá)到《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》III類或IV類標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)土壤的污染程度進(jìn)行2～5年的地下水長期監(jiān)測。

第四，提高重金屬污染場地調(diào)查的精度。目前污染場地調(diào)查采用的布點(diǎn)精度要求為不超過40米×40米的網(wǎng)格，對于重金屬污染場地來說還不夠精準(zhǔn)，為了提高調(diào)查精度需再進(jìn)行加密，有利于對重金屬污染場地進(jìn)行分類分級的管理，減少污染土壤的處理量，從而降低處理成本。

第五，制定技術(shù)政策和技術(shù)規(guī)范，加大對綠色、環(huán)境友好型修復(fù)材料的研發(fā)和應(yīng)用，鼓勵(lì)高效、低投加比藥劑的使用，避免或減輕修復(fù)藥劑帶來的土壤鹽堿化和板結(jié)等次生危害。

（作者單位：輕工業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所；工業(yè)場地污染與修復(fù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）