新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司 周洋
我國國土面積非常大,受自然環境和人為因素的影響,不同區域間污染物的排放具有差異性,導致我國土壤污染現狀呈現出區域化特點。雖然近年來我國著手實行分類、分級的土壤環境污染管控和治理舉措,但是并未針對土壤污染區域的差異態勢,制定有效的分區治理修復方案,難以實現最理想的土壤污染修復治理和生態環境保護成果。基于此,我們有必要明確當前我國土壤污染的區域差異和成因,積極采取分區治理的修復措施,提升土壤環境監管和治理手段對區域差異態勢的適應性,從而使土壤環境得到有效的修復和保護,下面就針對這個目標展開分析和探討。
縱覽我國土壤的污染現狀,不難發現近年來土壤環境逐漸形成區域化污染態勢。筆者搜集并研究了大量文獻和土壤污染調查資料,對我國土壤污染的區域化特征做出如下總結:第一,據《全國土壤污染狀況調查公報》顯示,我國各地區土壤污染物超標率大概在16%左右,重度污染和中度污染地區較多,這些地區主要以農業生產和工業生產為經濟發展方式;第二,目前造成土壤污染的鎘、砷、鉛、汞等無機污染物的含量分布,也呈現出明顯的區域化特征,比如東北、西北地區土壤中無機污染物的含量值比較低,而東南和西南地區土壤中的無機污染物含量值普遍存在超標的問題;第三,引發土壤污染問題的多環芳烴污染物的含量分布也具有區域性和集中性,比如東北地區的老工業基地以及長江三角洲地區,土壤中多環芳烴污染物含量值是比較高的,以煤炭開采為主要經濟產業的山西省,土壤中多環芳烴污染物含量值超標率甚至達到17%,這些均體現出我國土壤環境呈現的區域化污染態勢[1]。
我國土壤污染的區域差異還具有流域性特征,主要為江河分布較為廣泛,且大部分礦藏開采產業和工業生產活動都集中在江河沿岸附近,這些礦、工業生產活動所排放的污染物,會隨著雨水的沖刷流入江河,久而久之土壤污染的流域性特征就會越來越突出。以江蘇省為例,江蘇省靠近長江,且工業生產較為發達,所以江蘇省境內長江沿岸土壤中鎘含量超標的問題嚴重。再例如,在我國廣西省刁江流域,江河沿岸上游的采礦和冶煉業比較發達,采礦和冶煉過程中,所排放的廢棄物中含有大量鉛鋅,所以沿河耕地土壤中鉛鋅含量超標。除此之外,在我國湖南省的湘江流域、西北江流域,土壤中重金屬含量超標、富集現象也普遍存在,甚至波及到海岸帶的土壤和生態環境,這些都可以體現出我國土壤污染區域差異以及流域性特征。
分析我國土壤污染區域差異可以發現,相比于一般地區,高背景區域土壤重金屬污染問題較為嚴重。高背景區域海拔位置較高,這種特殊的自然地理環境,導致一些重金屬含量較高的巖石,在風化過程中重金屬成分的釋放量更大,長期累積之后就會富集在土壤中,造成土壤重金屬污染的問題。除此之外,我國礦區和礦業也集中在高背景區域,部分地區采用土法冶煉,其所排放的廢水和廢棄物中含有大量的重金屬成分,因此高背景區域的土壤重金屬富集水平遠高于其他區域。以我國西南地區的云、貴、川三省來講,這三個省份土壤環境中鎘、鉛、汞、銅等重金屬成分的背景值本身就高于其他地區,加之礦業、工業生產、運輸過程中重金屬污染物的排放,導致該地區土壤環境遭受疊加污染,這三個省份中部分區域土壤中的鎘含量超標率甚至達到80%左右,是原本土壤的重金屬高背景值的3倍左右,由此可見,我國高背景區域土壤重金屬污染狀況不僅十分嚴峻,而且已經呈現出區域化的復合型污染態勢。
經過上述分析,我國的土壤污染區域差異態勢已經較為清晰地呈現出來,下文主要論述造成區域土壤污染的成因。
土壤環境具有系統性,其污染程度受到多方面的因素決定,這些因素有的是自然性的,有的是人為性的,在多方因素的作用下引發土壤環境污染問題。從自然因素方面來分析,除了上文中提到的高背景值地理環境之外,森林火災、高溫作用下持久性有機污染物的自然遷移,水文、風力條件作用下的污染物遷移,以及土壤環境中自然產生的次生污染物質等,都是造成土壤環境區域污染的主要自然因素。例如在我國云南、貴州、廣西等省份的自然地理地貌環境中,喀斯特石灰巖分布較廣,這類巖石中的重金屬含量非常高,巖石中的重金屬成分和內源性母質,會隨著水文、風力環境條件的變化,釋放并富集到土壤環境中,導致這些區域的土壤環境自然背景值以及土壤重金屬污染問題日益加劇。除此之外,在我國大部分森林區域和火山噴發帶,自然火災以及火山爆發都會產生多環芳烴污染源,加之自然界的生物合成作用,這些區域土壤環境中多環芳烴污染成分的含量也會高于其他地區[2]。
在工業生產和社會經濟飛速發展的背景之下,工業生產和交通排放的廢物大量進入土壤,也是我國土壤環境污染呈現區域化態勢的主要成因。首先,現階段我國各地區的工業經濟發展模式是比較粗放的,一些地區為了扶持工業經濟,忽略了保護土壤環境的問題,工業生產活動具有能源消耗量高、廢棄污染物排放量大的缺點,其對土壤環境產生的不利影響,既包括生產過程中的能源消耗排放物,也包括工業固廢、廢水和廢氣。尤其是在一些工業發展繁榮的地區,當地土壤的自凈能力已經遭到嚴重的破壞,工業生產能源消耗排放物以及“三廢”是造成土壤區域化污染的罪魁禍首。其次,在我國經濟產業發展較好的區域,交通運輸業十分發達,隨著人們物質條件的充裕,汽車的保有量逐年攀升,交通廢氣排放量的增大勢必會加劇土壤環境的區域化污染態勢。汽車在行駛的過程中,其輪胎和剎車盤等部件都會發生機械磨損,隨即釋放出鉛、銅、鎘等重金屬物質,汽車所排放的尾氣也是土壤污染的主要源頭,這些重金屬成分和有機污染物,都會進入公路路面以及路兩側的土壤中,從而造成經濟發達地區交通道路周邊土壤污染物出現富集的現象。
農業是我國經濟發展體系的重要構成部分,耕地土壤也在土壤環境中占據關鍵地位,然而現階段我國耕地土壤的環境保護工作并不是非常樂觀,農業生產大量使用化學藥品、肥料以及污水灌溉,使耕地土壤遭受大范圍的污染,這就很好地解釋了耕地土壤污染物超標率居高不下的情況,也是我國土壤污染區域化的主要原因。例如,在我國東北和中東部等耕地面積分布廣袤的地區,化肥施用量和農藥噴灑量都在逐年增加,其中化肥以磷肥為主,磷肥中的重金屬鎘含量非常高,各類農作物藥劑中也含有大量有毒有害成分,這些污染物沉降到耕地土壤中,會嚴重縮減土壤環境空間、破壞自凈能力,所以上述地區耕地土壤的污染問題十分顯著。又如,在我國水資源匱乏的北方地區,由于耕地灌溉水資源緊張,以及黃、淮、遼、海等江河流域水資源污染,當地農業生產大量使用污水灌溉農田,使得這些地區耕地土壤污染負荷不斷累加,從而形成我國耕地土壤區域化污染的特征。
有色金屬礦藏的開發一直都是我國重要的經濟產業之一,近年來該產業的發展規模更是在不斷擴大,但是與此同時,有色金屬礦藏的開發也是我國土壤環境污染區域化的成因。首先,有色金屬礦藏開發產業集中分布在我國高背景區域,如廣西西北部、江西中部以及云貴西南部,這些地區的土壤重金屬背景值本身就高于其他地區,同時又分布了大量的汞礦帶、雄黃礦、鉛鋅礦等,所以上述地區土壤重金屬含量超標問題極為嚴重。其次,有色金屬礦業無論是在開采還是冶煉的過程中,都會產生揚塵、礦渣和污水,這些污染物中的重金屬成分,不僅會滲透到土壤和江河水中,還會遷移擴散到大氣環境中,致使土壤污染的區域化特征和流域性特征加劇。例如,在我國江漢平原區域礦業生產的過程中,磷灰石和閃鋅礦的開采和冶煉,會排放重金屬鎘超標的污染物,這些污染物隨自然風和大氣傳輸作用沉降到土壤中、進入長江,導致長江流域沿岸土壤出現重金屬鎘的富集帶,如果長江發生洪澇災害,岸邊土壤中含有鎘的沉積物,又會被帶回江漢平原的耕地土壤,如此惡性循環,我國區域化土壤重金屬污染的面積勢必會進一步擴大。
經過上述分析,我們對我國土壤污染區域差異以及相關成因已經有了較為全面的了解,也意識到對土壤污染實施分區治理修復的必要性和緊迫性,筆者深入研究并提出相關的治理路徑和措施。
對于土壤污染分區治理修復來講,落實區域化土壤污染狀況詳查工作是關鍵,地方政府和土壤環境監管部門只有全面地掌握了土壤污染的信息數據,才能更加有效的實施土壤污染分區治理修復舉措。首先,除了落實例行的土壤環境監測和調查工作之外,相關部門還應該結合本地區的耕地和工業生產企業,開展土壤環境污染調查研究工作,主要調查并收集這些用地土壤的重金屬含量、生產活動廢棄物處理方式、土壤污染面積等信息。其次,在落實初步的土壤污染狀況調查工作之后,相關部門還應該針對土壤污染程度較高的耕地、污染物排放量大的企業,實施土壤采樣、化驗、分析和評價工作,編制完整的土壤環境污染評價報告,為后續的土壤污染分區治理修復的順利開展奠定堅實的基礎。
工業生產和交通排放污染物是造成土壤污染區域化差異的重要原因,因此,在開展土壤污染分區治理修復的工作過程中,相關部門應該重點加強工業生產和交通排放污染物的控制和管理,從源頭上減少土壤污染物排放量,達到預期的分區治理修復目標。首先,相關部門應該根據土壤環境污染詳查評價報告,確定大量排放重金屬污染物和有機污染物的生產企業名單,對這些企業實施重點監管,責令企業加強“三廢”排放物的凈化處理,采用動態化的監管模式,定期或不定期抽查企業的“三廢”處理情況,如果企業未能按規定要求履行“三廢”凈化處理,相關部門可以進行風險預警,必要時采取環境執法措施,這樣區域土壤污染的工業“三廢”污染源就可以得到有效地控制。其次,針對汽車尾氣排放引發的區域土壤污染問題,相關部門可以加強區域內城市用車管理,比如限號、限行,減少汽車的尾氣排放,從而降低土壤的污染程度。
針對我國區域化耕地土壤遭受污染的問題,相關部門應該根據耕地土壤的環境質量等級,實施分區治理修復措施。首先,相關部門應該根據區域內耕地土壤的污染狀況詳查和評價報告,以及國家出臺的耕地土壤環境質量級別劃分規定,初步將區域內耕地土壤按受污染程度,劃分為重度污染、輕中度污染以及輕微污染和未污染四個等級。其次,對于重度污染等級的農田用地,相關部門應該加強管控和治理力度,嚴格控制農業生產人員對磷肥、化學農藥的使用量和污水灌溉量,修筑農田灌溉渠引入潔凈水源,這樣重度污染農田用地土壤的自凈能力就可以逐漸恢復。對于未污染、污染程度輕中度的農田用地,相關部門可以實施優先保護和安全利用的策略,一方面例行監測這些用地的土壤環境質量,另一方面嚴控化學肥料、農藥和污水灌溉量,以此收獲理想的農耕用地土壤污染分區治理修復成果。
重金屬污染物在我國區域土壤污染源中占據較大比例,尤其是在高背景值和礦業發達的區域,土壤環境重金屬超標的狀況非常嚴峻,相關部門在實施分區治理修復措施時,應該嚴控有色金屬的開采規模,緩解并改善區域土壤環境重金屬富集現象。具體治理路徑主要有三條:第一,相關部門應該著手控制有色金屬產業的開采規模,對于一些產能落后、重金屬污染物排放量大的開采項目予以關停,并禁止這類項目新建;第二,對于現存的、產能較高的有色金屬開采企業,相關部門應按照國家重金屬污染物排放標準,對這些企業實施重點監督和檢查,定期采樣抽查企業排放物中的重金屬含量,保障有色金屬開采和冶煉企業的重金屬排放物在安全范圍之內;第三,在對區域內涉有色金屬企業實施控制規模和加強監管措施的基礎上,各區域政府和土壤環境監管部門,還應該加強有色金屬生產工藝和排放物凈化技術的科研創新,同時調整政策鼓勵涉有色金屬企業積極應用新型生產工藝和清潔技術設備,打造生態文明、環保生產示范企業,這樣一方面可以促進土壤污染分區修復治理科技成果的轉化和普及,另一方面也能提高區域內涉有色金屬企業重金屬排放物的達標效率,從而科學合理的治理和修復重金屬污染的土壤。
現階段,我國區域土壤污染治理相關的法律法規存在諸多疏漏,由于缺乏法律的支撐,土壤污染分區治理修復成效很難得到保障。基于此,國家和各地政府應該全力推進區域土壤污染治理法律法規體系的建設和完善,促進土壤環境保護和治理事業法制化、標準化的發展。首先,國家應該針對區域土壤污染的預防、治理和修復問題立法,明確各區域經濟發展用地和污染物管控的法治條例,切實提高土壤環境的法治監管力度。其次,鑒于目前我國土壤污染呈現區域性差異的態勢,國家還應該允許各區域政府、制定更適宜本地區土壤污染治理需求的土壤環境監管標準和法律法規政策,這樣可以更契合土壤污染區域差異特征,從而提高土壤污染立法和分區治理修復的實效性。
總而言之,現階段我國土壤污染呈現出區域化、流域化的特征,且在高背景區域土壤重金屬的污染問題更為突出,造成土壤污染區域化態勢的成因主要有自然因素、工業生產排放、交通排放、農業化肥、化學藥品的使用、污水灌溉以及有色金屬礦業開發等等。因此,各區域相關部門應該落實土壤污染狀況詳查工作,加強工業生產和交通排放污染物控制管理,根據耕地土壤環境質量等級實施分區治理修復,嚴控有色金屬開采規模和重金屬污染源,國家也應該全力推進區域土壤污染治理法律體系的建設和完善,從而實現理想的土壤污染分區治理修復目標。