中國土壤污染現狀及環境管理研究進展
——以鎘污染為例

江西省南昌市生態環境監測中心 肖瑋

一、引言

鎘是自然界中的一種天然化學元素，它可以在環境中持續地生物積累和生物老化[1]。它是一種全球性的污染物，已經引起了世界各地的關注。自19世紀以來，隨著鎘產量和使用量的增加，鎘污染越來越嚴重。后工業時期的人類活動一般使土壤和沉積物中的鎘含量增加了3-10倍[2]。采礦活動和工業生產通常是造成土壤中鎘污染的主要原因。天然和人工排放源是土壤中鎘的主要來源。對于前者鎘主要來自巖石風化和地熱活動，極少量的鎘以液態金屬的形式存在。由于無機鎘的溶解度低于有機鎘化合物，大多數鎘與其他元素結合形成氯化鎘、硫鎘銻和其他礦物。通過濕、干沉降進入土壤，從而增加了土壤中的鎘含量。人為鎘的排放主要來自工業界，根據全球鎘評估，手工和小規模金礦導致的鎘排放量最大，幾乎占全球排放總量的38%[3]。

土壤中過量的鎘會影響種子萌發、植物發病率和微生物活性。土壤中的鎘不僅影響植物和微生物，而且還通過食物鏈、皮膚接觸、呼吸吸入和其他接觸通道進入人體，危害人體健康[4]。鎘在水稻和動物中具有更強的生物富集特性和更大的營養水平擴增系數，增加了對人類健康的風險。鎘暴露的主要來源是飲食，其次是飲用水、土壤和空氣。鎘對人體健康的毒性與其形式密切相關。土壤中的鎘主要分為元素鎘、無機鎘和有機鎘。元素鎘通常被人體通過口腔或以蒸汽的形式攝入。口服元素鎘一般不容易被消化道吸收。鎘蒸氣通過呼吸道從肺部進入血液影響身體功能，它對人體嚴重有毒。美國環境保護署認為它是D類致癌物。無機鎘是水溶性的，可通過皮膚接觸和口服進入人體胃腸道。所有形式的鎘都會引發腎臟問題，而過量的鎘則會導致腎臟功能障礙、神經系統問題、睡眠障礙、聽力損失、生殖功能受損和心臟問題。

近年來，對鎘污染土壤的研究引起了世界各地的關注。中國調查了鎘污染的評估、處理、恢復和環境管理。本文系統地討論了我國鎘污染土壤的土壤環境條件和相關的環境管理措施。具體討論了鎘污染的來源和排放特征、鎘污染土壤的處理和修復技術，以及鎘污染土壤緩解策略的實施情況。我們希望這項工作可以為鎘污染的防治提供參考。

二、我國鎘污染土壤的土壤處理修復技術及其應用

對鎘污染土壤的國際處理和修復已經發展了幾十年。已驗證的修復鎘污染土壤的方法包括固化、土壤浸出（或酸提取）、植物修復、熱處理、玻璃化、納米技術、生物修復和電動力學修復。據報道，所有的補救技術都能有效地處理受鎘污染的土壤[5]。我國對鎘污染土壤采用的修復技術一般分為物理、化學和生物修復技術，不同的技術效果不同。一些修復技術對鎘的去除率超過90%。隨著社會的不斷發展，凝固穩定技術已應用于鎘污染土壤修復項目，高濃度鎘污染土壤熱分析修復技術逐漸成熟。在中國，大多數受鎘污染的土壤修復項目采用凝固穩定技術。現如今，中國鎘污染土壤的分布范圍更廣，熱分析消耗了相當多的能源。高溫熱解破壞了土壤的性質，在我國不應用于熱分析技術。然而，固化穩定化技術也適用于中國和其他發達國家。這項技術價格低廉、效率高、無二次污染。因此，它適合用于鎘污染土壤的修復。然而，采用污染物固化穩定化技術所選擇的材料尤為重要。例如，它們的材料成本低、沒有二次污染。

由于我國不同地區土壤特性、氣候條件、鎘污染濃度和中國土地利用的不同，固化穩定化技術可能并不適用于所有土壤，因此可以考慮更有效的穩定材料來提高固化穩定化技術[6]。同時，根據受污染土壤的不同特性，可以結合其他修復技術。還可以考慮采用更經濟、更有效和更環保的維修技術。例如，植物修復和生物修復可以結合起來，創造出轉基因植物。中國是鎘的主要生產國和消費國。因此，受鎘污染的土壤是一個突出的問題，特別是在礦山和工業周圍的土壤中。采礦和工業產生的鎘主要通過大氣傳播，并通過大氣沉積污染周圍土壤。我國土壤的平均鎘含量與大氣中鎘排放量相似。我國土壤鎘含量較高的地區分布在東南沿海地區，土壤鎘含量由東南向西北方向逐漸下降。土壤中過量的鎘可能對動物、植物和人類以及生態環境都有害，因此必須對受鎘污染的土壤進行適當的修復和管理。固化穩定化技術可用于修復受鎘污染的土壤。這種技術價格便宜、高效，而且不會造成二次污染。但同時也存在穩定劑材料選擇嚴格、使用量高等缺點。對于不同地區和氣候條件不同、鎘污染性質和濃度不同的土壤，沒有一種單一的修復技術是最好的。因此，開發固化穩定劑新技術，研究新型高效的穩定劑材料和聯合修復技術具有重要意義。

三、中國土壤鎘污染的環境管理

在20世紀90年代，人們提出了鎘作為一種全球污染物的概念，土壤污染受到了廣泛的關注。由于鎘土壤污染主要是通過從空氣、水和廢物遷移到土壤，因此鎘污染必須從其來源得到解決，污染物管理政策需要立法。關于鎘污染的國際管理政策、法律和法規經歷了不同的階段，旨在控制和減少全球鎘排放。它包括管理鎘污染土壤的有關要求，包括減少小型金礦，逐步開展對鎘污染土壤的管理。

（一）鎘污染土壤的環境管理階段

我國鎘污染土壤管理分了四個階段：制定土壤保持原則、土壤污染防治、土壤恢復快速發展，恢復重金屬污染進行環境管理。在這些不同的階段，中國提出了不同的管理要求，體現在標準、政策和監管文件中。制定標準是鎘相關環境管理的一個重要組成部分。世界上許多國家已經為鎘污染土壤建立了基于風險的與鎘相關的環境質量標準。目前我國對土壤環境基準的研究相對較晚。最早的土壤環境基準是基于土壤環境質量標準，該標準保護了土壤背景和生態系統。但由于應用范圍較短，項目指標較少，執行情況不令人滿意，不再滿足目前土壤環境管理的需求。目前，中國根據國情最新研究和其他國家的經驗，充分考慮了土壤污染。制定了符合當前我國健康風險污染分布危害要求的土壤標準，這些新標準構成了一個更有針對性的土壤環境質量評價標準。此外，它們還更嚴格地限制了土壤污染物。除了污染物管理的變化外，這些新標準還為土壤污染的監測、實施和監督提供了最新的要求，充分反映了中國土壤環境管理的進展。

（二）鎘污染土壤的環境管理政策

為了有效減少鎘的排放，中國制定了一系列的政策和法規。通過限制含鎘產品的進出口，間接減少了鎘的產量。我國鎘的早期環境管理專門與危險廢物和電子產品的控制和預防有關。例如，中國宣布了防治危險廢物污染的技術政策，以及含鎘廢物管理、熒光燈回收、無害處置的內容。另一項政策是防止和控制電池的浪費，逐漸減少并最終消除一次性電池中的鎘含量。與鎘有關的政策側重于電子產品中鎘的危害。然而，中國的鎘礦、金礦、氯堿廠和有色金屬冶煉廠（用于生產和使用鎘）使鎘環境污染成為一個值得關注的問題。因此，中國政府對鎘作為加工原料的生產進行了規范，以加強對鎘源相關企業的管理。已經為鎘相關企業制定了減排控制、清潔生產、綜合預防和控制等政策，如在冶煉行業釋放鉛、鋅的政策。應嚴格控制原料中鎘的含量，提高鉛鋅冶煉各工藝中鎘的回收率，并盡量減少排放量。醫藥行業污染防治技術政策，以及加強電石及相關行業聚氯乙烯生產中鎘污染防治的政策也是如此。這些政策包括嚴格控制原材料中的鎘含量，最大限度地回收和利用鎘資源，實現對含鎘廢物的安全處理和處置，防止鎘的損失，有效控制鎘污染。為實施上述政策和法規，中國限制了各種環境介質和排放源中的鎘的濃度，并提出了監測要求。最初，中國限制了空氣、漁業、海洋、城鎮和住宅水資源中的鎘濃度。由于空氣、水、土壤中的鎘污染是由各種工農業企業造成的，鎘不經管理就排放到環境，制定大氣、水、土壤中的鎘控制標準不能從根本上解決鎘污染問題。因此，中國政府提出了鎘相關行業的空氣、水、土壤排放標準。制定了化學合成制藥企業、燒堿企業、聚氯乙烯工業企業、熱電廠企業、電池工業企業、鎘工業企業、農業污泥中空氣、水、土壤中鎘的排放控制標準。確保大氣、水、土壤的良好狀態，促進鎘工業生產技術和污染控制技術的進步。除汞外，甲基汞一直是一些國家關注的焦點，并確立了土壤標準值。美國住宅和工業用地的甲基汞限值分別為7.8mg/kg和100mg/kg。英國住宅和商業用地的土壤甲基汞限值分別為11mg/kg和410mg/kg。2018年，中國還頒布了《土壤環境質量建設用地土壤污染風險控制標準(試行)》（GB36600-2018），規定了第一類土地（含居住用地）的土壤甲基汞篩查值（5mg/kg）和控制值（10mg/kg）。第二類土地（含工業用地）的甲基汞篩選值為45mg/kg，控制值為120mg/kg。與其他國家的土壤甲基汞標準相比，中國制定的土壤甲基汞標準更為嚴格。該政策的試行是判斷是否對汞污染場地土壤進行詳細調查或開展風險評估以更好地保護人類健康的依據。與其他國家相比，中國加強了對主要汞排放源的監測和管理，完善了汞流動管理機制，推動了汞相關行業的整體減排，對汞相關產品的生產、貿易和使用實施可追溯管理，在與汞相關的行業實施與汞有關的物料流動管理。雖然中國汞污染的管理和治理值得稱贊，但是，中國的汞污染管理體系仍相對薄弱，存在一些不足。

四、中國土壤鎘污染的環境管理體系相對薄弱

由于土壤均質性差，不同區域之間存在著重要的差異，不同區域的土壤特征和土地利用功能也不同。因此，國家統一的強制性土壤汞環境質量標準限值未必適用于每個地區。因此，根據不同區域土壤的詳細信息建立不同的土壤汞環境限值具有重要意義。由于場地土壤的汞污染是一個長期累積的過程，但這個過程可能是許多作業人員共同破壞造成的，具體的損害無法確定。對土壤中的汞污染負責的人可能會破產。擁有土地權利的經營者可能不是責任人，也可能沒有對土壤造成任何損害。或者，污染者可能是國有企業。即使負責的人通常會積極響應國家的政策和支持，也很難找出誰是負責的人，誰應該承擔修復和治療的責任。因此，完善土壤汞污染的環境管理責任機制也將被考慮。需要處理的污染土壤數量較大，修復污染土壤的成本包括資金成本、運行維護成本（修復行動后的運行維護成本）和常規成本。當污染場地治理責任人分散，或者責任主體不明確時，往往導致土地污染治理成本由政府部門承擔。在受污染地區的土壤中有多種形式的汞。不同形態的汞，具有不同的物理化學性質和遷移路徑。此外，人體健康危害的接觸途徑、毒性作用和毒性機制差異很大。然而，中國目前只制定了工業場所汞和甲基汞的土壤標準，缺乏其他形式汞的管理標準。因此，迫切需要在保護人類健康的前提下，制定相應的各種形態汞土壤環境標準。

由于汞污染場地的類型、特征和重點區域分布尚不明確，許多土壤修復技術無法有效地有針對性地進行修復。目前中國的修復技術價格昂貴，沒有有效的具有中國特色的實用技術。此外，污染場地土壤環境修復技術沒有評價體系或推薦實用修復技術目錄。場地污染往往會給周圍居民帶來焦慮，尤其是場地已經對人類健康和環境造成一些不利影響時。這往往會加劇公眾的不滿。此外，在現場勘察、評估、管理和修復的過程中，如氣味排放、粉塵排放、污水排放、噪音產生、機械和車輛運行、交通擁堵、財產干擾等，可能會引起公眾對現場管理或開發的反對。因此，公眾參與污染場地土壤汞管理決策可以安撫公眾，幫助公眾獲取土壤汞的管理知識，同時促進中國以人為本的進程。此外，還應建立責任機制。發現污染的，由污染者承擔相應責任。土地經營者每年應對地塊進行詳細的調查和風險評估，并提交政府。政府應始終對污染土地的數量、位置、污染程度、使用權進行監督，并建立污染土地使用權專項管理檔案，以便今后跟蹤污染責任人。無法確定土壤汞污染責任人的，土地使用權人應當與土地權利人私下協商，公平承擔土壤污染修復和風險管理責任。在土地開發過程中，土地使用權人與實際生產經營者應當依法共同承擔造成土壤汞污染的責任。當主體發生變更時，繼承債權和變更后債務的單位應當履行相應的補救義務。收回土地使用權的，由當地人民政府承擔有關責任和費用。建立汞污染土壤專項資金機制。繼續堅持中央財政設立土壤汞污染防治專項資金，用于環境調查、監督管理和土壤污染修復。鼓勵相關企業與政府合作，鼓勵符合條件的整治公司發行股份，通過綠色金融、社會捐贈等方式獲取社會資金參與土壤防治。政府也可以征收環境稅。中國有大量的汞污染土壤，應該積極爭取國際合作。

五、結論

在對鎘污染土壤的管理方面，中國已經采取了一些法律、法規、標準和具體行動方面的措施來限制鎘的使用和釋放。此外，中國還提出了有關農業、工業、采礦用地的土壤污染防治標準。土壤污染對農場和建設用地的風險需要進行環境調查、風險評估、風險控制、處理和補償。中國鎘污染管理體系取得了成功，但仍存在不足。例如，管理體系薄弱、責任機制不明確、公眾意識較低、不考慮其他形式的鎘問題、資金不足等。今后，我國應因地制宜地調整措施，完善各省、市、自治區土壤標準的制定。此外，我國應系統地對鎘污染土壤狀況進行全國詳細調查，以確定土壤環境質量。以確保作物安全和人類健康為出發點，制定適合不同地區的土壤鎘及其化合物的環境質量標準。加強對汞污染土壤中汞形態分布、環境過程、遷移轉化、健康效應和生物有效性的研究。進一步闡明土壤汞的環境行為和危害特征，建立土壤汞遷移和擴散模型，預測汞污染土壤對周圍環境的影響范圍和特征。從而制定出各種形態汞的標準修復值，為后續風險管理的科學研究提供參考。