浙江省地質調查院 華錫宏 劉軍保
浙江省土地質量生態 風險評估
浙江省地質調查院 華錫宏 劉軍保
“七山一水二分田”是浙江省土地資源的基本情況,資源緊缺(包括礦產資源和土地資源)是需要直接面對的實際問題。對緊缺的資源實現高效管理利用符合我省國土資源管理特點,同時滿足國務院提出的“數量、質量(生態)并重管理”的要求,從根本上保證社會經濟發展對土地質量和附屬農產品安全要求,保證人們身體健康。上世紀九十年代根據地方需要陸續開展過局部調查試點,如蕭山北部、杭州江干區等土地質量生態調查,2002-2010陸續開展了主要農耕區多目標地球化學調查評價和農業地質環境調查等。2005年時任浙江省委書記的習近平閱示農業地質環境調查成果批示開展全省土地質量調查,隨后挑選了三個代表性縣市和兩個鄉鎮開展1︰5萬和1︰1萬精度的基本農田質量調查試點工作,建立了一套土地質量調查-評價-應用方法技術體系,為我省土地質量生態風險評估和數量-質量(生態)并重管理提供了技術支撐。
以查明土地內在地球化學質量為主要目的方法技術除我省經驗外,中國地質調查局自2002年也開始陸續制定頒布了有關土地質量、生態地球化學調查等規范和方法技術要求,相對方法技術比較成熟完善。主要技術路線是以土壤地球化學調查為主,查明土壤的重金屬、肥力養分和主要資源元素(如硒)含量特征和分布,輔助以灌溉水、大氣、農產品質量和土地自然特征、生產環境質量調查,開展土壤和土地生態質量綜合評價。其中土壤地球化學調查精度高技術要求規范以及高精度的多目標分析測試數據,都達到國內外行業先進水平,為我省土地質量生態風險評估提供了必要的技術支撐。
目前我省已經開展的有關土地質量調查的不同精度分布區為:1︰25萬多目標地球化學1件/4km2覆蓋浙北、浙中、浙東主要農耕區土地3.6萬km2。1︰5萬(1-4件/km2)調查主要完成慈溪市、嘉善縣、龍游縣、安吉縣、長興縣、蕭山市、平湖市、上虞市、瑞安市、麗水松陽-碧湖(部分)以及金華市九縣市平原盆地區(進行中);1︰1萬的試點區開展了臺州路橋峰江、安吉縣上墅鄉等。
土地質量生態風險包含多種因素,但重金屬和有機污染物是極其重要的因素,直接關系農產品安全和人體健康。
1、土壤重金屬
汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、砷(As)等重金屬是土地質量生態風險的主要因素。根據浙江省農業地質環境調查結果,目前耕地中生態風險最大的元素是鎘(Cd),其次是汞(Hg)、鉛(Pb)、鉻(Cr)。雖然影響范圍有限(超三類土壤占1.2%),但根據農產品等安全質量調查結果,部分農產品中重金屬含量超過了國家食品安全衛士標準,比較典型的如個別龍井茶的鉛(Pb)超標問題,局部城市周邊蔬菜和部分地區的稻米鎘(Cd)超標問題等。土壤重金屬地球化學行為比較復雜,根據多目標地球化學調查研究,其基本性質和活性與土地地質環境有關。綜合環境健康質量評估結果(圖1)顯示,我省主要農耕區土地生態質量高風險區域在東部沿海地區,次為中部盆地平原區,而北部平原相對較好。
圖1浙江省主要農耕區土地環境健康綜合評價圖
2、有機污染物
有機污染物特別是持久性有機污染物是影響土地質量生態風險的又一主要因素。目前調查結果顯示土壤中的六六六和DDT在禁用30年后基本含量已經不構成風險因子。但東部沿海地區,如某拆解基地及周邊地區土地中的多氯聯苯(PCBs)持久性構成當地土地質量生態風險因子,而且治理難度非常大,也給土地資源管理造成難題。
3、生態環境
土地質量生態環境包括土地地質背景、大氣、水、農產品和人為活動影響。首先應重視地質背景,如浙中和浙北部分地區鎘污染是與地質背景有關,寒武紀荷塘組(黑色巖系)其高含量的Cd、Pb、Zn、Cu、P、Se等直接影響土地生態質量。其次應重視人為活動影響包括化肥農藥和工業污染源影響,城市周邊生態環境如杭州江干、半山區蔬菜等污染、典型工礦如武義螢石氟污染等,在現代城市地質調查中已經把工業污染對土地質量影響作為重要調查內容。大氣沉降物和灌溉水質量也是影響土地質量不可忽視的因素,龍井茶研究表明茶葉鉛主要來源于大氣鉛沉降,與汽車尾氣排放有一定關系。灌溉水特別是污水,長期灌溉也可造成土地質量下降和污染。
我省農業地質環境和土地質量調查已開展了十年多,從1︰25萬到1︰5萬和1︰1萬不同精度、區域多目標-局部示范試點區調查,調查內容囊括了土地質量的地質背景、理化性狀、養分、微量元素和重金屬(有機污染物)以及土地質量的外部生態環境(水、大氣、農業生產環境、農產品等)條件等,評價的方法也是多樣的,包括土壤環境質量、污染程度、養分豐缺、肥力評估、環境健康評估和地球化學綜合評估以及與農用地分等整合評估等,從多角度多層次開展了土地質量評估的方法技術研究實驗,形成了一套相對完善的評估體系,為土地質量生態風險評估奠定了良好基礎。
本文就對目前國內外有關土地環境質量評估方法進行系統總結,提出適合現代土地管理的質量生態風險評估方案。
1、土壤環境質量評價
在掌握土壤背景和典型區域土壤重金屬生態影響研究前提下,我國在1995年頒布實施了《國家土壤環境質量標準》(GB15618-1995),對土壤重金屬八項指標就土壤功能影響和適宜提出了建設性標準方案,根據典型區研究和室內生物影響提出的標準雖然在局部地區不適合,在沒有建設性方案標準頒布之前,該標準依然是區域上指導我國土壤環境重金屬調查和評價的標準,在總體掌握土地質量和生態管理上可依循的國家標準。2005年我省多目標地球化學調查評價表明我省主要農耕區土壤有接近2%土地有重金屬污染潛在風險,功能劃分為超三類土壤。從土壤角度和區域尺度指出了我省土地質量的高風險區域,符合目前社會經濟發展對土地質量的影響。
2、土壤污染程度評價
超過自然本底背景就可以認為是污染。由此產生的土壤污染評價是將重金屬背景平均疊加1-3倍離差并用公式法計算綜合污染程度。無論是單指標還是綜合污染程度評價,一是沒有充分考慮元素表生地球化學行為,二是也沒有開展污染影響生態調查評估,造成人為擴大污染范圍和程度,讓有關部門恐懼和感到無從下手。從多目標地球化學調查成果看,有些元素土壤剖面上自深部向表層遷移并淀積富集,取決于元素自身的地球化學性質;另外不同土壤類型對重金屬元素累積有個容忍程度,土壤會以某種形式固定和限制重金屬元素的活動,有專家提出了土壤容量。從這個角度看,原來大部分的土壤污染實際是不存在的,真正污染的地區和程度都有限。
3、土地質量地球化學評估
按照中國地質調查局《土地質量地球化學評估技術要求》(DD2008-XX)開展的調查和評估,包含了土壤的環境質量、健康水平、肥力等評估,是在某一個評估范圍內對土地內在的地球化學元素含量進行相對的等級劃分評價,采樣的隸屬函數和評估模型參照了國內外先進的評估方法,并適當結合了農產品、水、大氣等外部生態環境條件,相對評估方案先進。目前正完善方法技術并進行與農用地分等成果的對接整合,將在區域上全面形成土地質量綜合評價。
另外農業部、環境保護部門都對土地生態影響元素制定了相應的保護性限量標準,如“無公害/綠色農產品(食品)產地環境質量標準”,“浙江省農產品產地環境質量安全標準(DB33/T558-2005)”等標準規范,都是在國家土壤環境質量標準范圍內延伸的局部和地方環境質量安全標準,從外部條件限定了土壤和土地生態系統保證農產品安全的土壤和水、大氣等重金屬、有機污染物限值。
4、土地質量生態風險評估
經過我們十幾年調查研究發現,土壤是個復雜的呼吸交換系統,不同土壤類型、土地利用以及水、氣等外部條件差異,都對重金屬和有機污染物活性和影響造成不同效果。在浙江土壤濕潤肥沃有機質含量高的條件下,限制了土壤重金屬活動和生態影響,土壤自然容量高。在對杭州(半山區)和寧波重金屬異常研究發現,土壤重金屬超過80%形態以礦物殘渣態存在,就土壤自身對生態的影響微乎其微,真正的生態風險來自過分的污染排放和不合理的土地利用管理。另外土地生態系統的地質背景、水、氣以及土地管理等綜合條件,決定了土地質量生態風險。
根據現有調查數據資料顯示,浙江省局部地區特別是地質背景異常和城市、礦地周邊,土地生態風險較高,農產品重金屬超標、水土氣污染嚴重。農業規劃和土地利用過程中缺乏土地質量生態風險評估,礦山環境治理和都市農業發展也沒有重視該項工作,土地管理對轄區土地質量和生態風險情況掌握不透。如果土地綜合生態風險高,就不能保證目前流行的綠色、有機農業生產出響應的安全農產品,應引起重視。
土地質量生態風險評估,是對影響土地質量和生態安全的各種因素的一種綜合質量評估,包括對土地生態系統構成的地質背景、土壤母質、水、氣、農產品等方面的重金屬、有機污染物,甚至地面沉降、酸化、地災等要素的綜合質量風險評價方法,將對我省中長期高效優質土地質量利用管理、農業規劃和農產品生產以及土壤環境治理提供了依據和資料。但目前評估停留在土壤環境質量、污染程度和地球化學質量評估階段,尚未開展進一步研究工作形成綜合合理評估方法體系。
建議重視該項工作,一是加大投入開展深入研究,建立完善土地質量風險評估方法體系;二是成立相應的機構專業承擔該項工作。以創建常規機制帶動該項工作的開展,提升我省國土資源管理水平,全面打造我院為全省國土資源管理技術服務平臺。