土壤污染现状与土壤修复产业进展及发展前景研究

2016-11-23 李丽等 农业环境科学

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近年来随着中国土壤污染事件频发,土壤污染趋势加重,国家也越来越重视土壤污染的防治工作,正在逐步完善相关法律并进行了一系列的宏观调控。2014年4月环保部公布的公报显示,全国土壤环境状况令人堪忧。但由于中国土壤污染修复研究起步较晚,土壤修复尚未形成产业化,因此需要政府从战略高度进行产业调整、完善相关法律法规、加强政府监督和财政支持等方面给土壤修复产业予以支持,促使中国土壤修复产业健康快速发展。

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前言

2005年4月至2013年12月,环境保护部与国土资源部共同开展了为期8年的首次全国土壤普查。2014年4月环保部公布的公报显示,全国土壤环境状况令人堪忧。调查的范围是除香港、澳门特别行政区和台湾省以外的陆地国土,调查点位覆盖全部耕地,部分林地、草地、未利用地和建设用地,实际调查面积约630万km²。调查结果显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1% ,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。从土地利用类型看,耕地、林地、草地土壤点位超标率分别为19.4%、10.0%、10.4%。从污染类型看,以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染物超标情况看,镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%; 六六六、滴滴涕、多环芳烃3 类有机污染物点位超标率分别为0.5%、1.9%、1.4%。由上述土壤污染造成的污染事件也时有发生,近几年来,中国接连出现“镉大米危机”、“武汉有毒土地天价修复”、“广州重金属蔬菜”等事件,土壤污染已成为中国一个不可回避的问题。

1 土壤污染及修复治理现状

目前随着工业、城市污染的加剧和农业化学物质种类、数量的增加,土壤污染已成为备受关注的全球性环境污染问题,据有关资料表明,中国受污染耕地面积约为1.5亿亩,其中,受有机污染物(农药、石油烃和PAHs) 污染的农田达3600万hm²。近年来,城市化进程逐步加快,农业可持续化发展的要求日益突出,各种土壤污染带来的负面效益与社会及农业可持续发展的冲突愈演愈烈,而中国目前土壤修复产业才刚刚起步,产业链尚未完善,现有的市场规模相对较小,远不能满足逐步壮大的市场份额。

土壤污染主要有四类: ①化学污染物,包括无机污染物和有机污染物。前者如汞、镉、铅、砷等重金属,过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物等; 后者如各种化学农药、石油及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等; ②物理污染物,指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等; ③生物污染物,指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院) 排出的废水、废物以及厩肥等; ④放射性污染物,主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区,以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。中国的土壤污染主要是工业活动造成的重金属和石油等污染及农业化肥、农药造成的有机污染。

随着土壤污染日益凸显,国家高度重视土壤污染的控制与修复。2011年4月,中国首个“十二五”专项规划——《重金属污染综合防治“十二五”规划》获得国务院批复。2012年2月,环保部制定的《土壤环保“十二五”规划》公布,首先启动污染场地治理与修复试点示范,中央实行“4 + 1”政策开展污染土壤修复。且根据《2014年政府投资及产业政策目录》“土壤修复技术”属于“循环经济产业发展技术研发先进环保技术、装备和产品的研发”鼓励类,中国对土壤污染的控制与修复工作已蓄势待发。但由于中国目前土壤修复技术尚处在实验研究阶段,真正可用于实际的技术较少,且土壤污染需要的资金大,资金来源是制约土壤污染修复的另外一个主要因素。

2 土壤污染引发的连锁污染

土壤污染如不能及时得到修复,随着时间的推移污染物将不可避免的向其他环境转嫁污染。根据相关资料显示,当前,中国土壤污染出现了有毒化工和重金属污染由工业向农业转移、由城区向农村转移、由地表向地下转移、由上游向下游转移、由水土污染向食品链转移的趋势,逐步积累的污染正在演变成污染事故的频繁爆发。

随着中国城市化进程的加快,部分工业园区建设用地选择在城市边缘的农村,与农田紧邻,而工业运行过程中有的企业为了节约成本,出现污染物随意排放的现象,因此排放的有毒有害物质不可避免的对周围农田产生影响。长期受污染的土壤不能及时得到修复,污染物由浅层地表土壤迁移至深层土壤,随着降雨下渗和时间的推移污染地下水。资料显示重金属有富集作用,被重金属污染的土壤如上层进行耕作,重金属从土壤中向农作物迁移,进入食物链,最终重金属在人体内富集,当富集到一定量时将严重危害人体健康。农业耕作过程中使用的化肥和农药也是污染土壤的一大因素,大量不合理的使用化肥和农药,随着降雨造成大面积面源污染,容易引起土壤次生盐渍化,肥力减弱,难降解的有机污染物也会由浅层地表土壤迁移至深层土壤,随着降雨下渗,污染地下水,严重的也会进入食物链危害人体健康。

3 土壤污染治理技术及国内污染治理现状

目前土壤污染治理技术主要包括: 生物修复(利用生物,特别是微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程) ; 植物修复(运用农业技术改善土壤对植物生长不利的化学和物理方面的限制条件,使之适于种植,并通过种植优选的植物及其根际微生物直接或间接吸收、挥发、分离、降解污染物,恢复重建自然生态环境和植被景观) ; 生物堆肥(利用传统的堆肥方法,堆积污染土壤,将污染物与有机物(稻草、麦秸、碎木片和树皮等) 、粪便等混合起来,依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中难降解的有机污染物) ; 化学淋洗(借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂,在重力作用下或通过水头压力推动淋洗液注入到被污染的土层中,然后再把含有污染物的溶液从土壤中抽提出来,进行分离和污水处理的技术) ,此外还包括生物通风、自然降解、电动分离、气提技术、热处理、挖掘转移等技术。按处置地点分类: 可分为原位修复技术和异位修复技术。又可分为原位处理技术和原位控制技术,常用的原位处理技术包括物理、化学和生物方法等。比如渗透反应墙法: 就是一种原位处理技术,它是在浅层土壤与地下水之间,构筑一个具有渗透性、含有反应材料的墙体,污染水体经过墙体时其中的污染物与墙内反应材料发生物理、化学反应而被净化除去从而达到治理的目的。异位修复技术可分为挖掘和异位处理处置技术。

4 土壤修复的市场需求

目前中国对土壤修复最为紧迫的是房地产开发商,随着中国城市化的快速发展及“退二进三”政策下的产业结构调整,城市中大量工业企业需要关闭或搬迁,工业用地将被重新规划为商业或居住用地。因为此类场地曾作为工业用途,场地内土壤都受到不同程度的污染,需要对场地内的土壤进行修复。以北京某染料厂为例,该厂1964年搬迁到朝阳区,位于东三环内,2003年全面停产,40年工业历史导致土壤受到各种染料、有机颜料的污染,产生了汞、镉、铬、镍、铜、锌、砷、铅8种重金属污染物,场地内共有5万m³污染土壤需要进行修复。根据2008年7月北京市土地整理储备中心和中国科学院生态环境研究中心共同提供的《北京染料厂场地环境评价报告》,北京某公司编制了相应的污染土壤修复方案,并针对不同的污染现状,采取相应的修复治理措施。从目前国内发展形势来看,房地产开发是土壤污染修复的最大市场需求。另一个对土壤修复有需求的为农民,由于工业污染转嫁及农药的过度使用,全国有约19%的耕地受到污染,污染的土壤致使种植的农作物不能达到检验合格标准,严重的污染会导致农作物减产或死亡。对于受污染的耕地急需进行修复,根据相关法律,本着“谁污染,谁治理”的原则,污染土壤应为造成污染的企业买单,但农药及化肥的过度使用及公共污染源造成土壤污染,修复过程产生的高额治理费用,农民则无力承担,需有一定的政府支持。

5 土壤治理产业发展思考

5.1 加强宏观调控

土壤污染治理首先需要国家进行宏观调控,制定一系列的政策,确保土壤污染治理产业良性稳定发展。2014年环保部编制了《土壤环境保护和污染治理行动计划》并实施,其中包括划定重金属严重污染的区域,投入治理资金的数量,治理的具体措施等多项内容。以大中城市周边、重污染工矿企业、集中污染治理设施周边、重金属污染防治重点区域、集中式饮用水水源地周边、废弃物堆存场地等为重点,开展土壤污染治理与修复试点示范,并在长江三角洲、珠江三角洲、西南、中南、辽中南等地区,选择被污染地块集中分布的典型区域,实施土壤污染综合治理。根据国务院此前公布的《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》,除了环保部正在酝酿重拳治理重金属污染外,包括国土资源部、发改委等部门也在酝酿相应的治理措施。此外《土壤环保“十二五”规划》于2012年公布,且根据《2014年政府投资及产业政策目录》土壤修复技术属于“循环经济产业发展技术研发先进环保技术、装备和产品的研发”鼓励类。

由上述分析可知,中国对土壤污染及治理工作进行了一系列的宏观调控和工作计划,从2011年以来,国内对于土壤污染修复给予了大力的宏观支持,为土壤污染修复产业的发展奠定了结实的基础。在“十三五”规划中,国家需要更进一步制定详实的土壤污染修复规划及工作安排,特别是加大企业对土壤修复的参与力度的支持,让更多的企业参与到国内土壤修复工作中来。

5.2 完善规范及法律

《土壤污染防治法(建议稿) 》已于2014年基本形成,正在征求各方意见,并已于2014年年底上报给全国人大环境与资源保护委员会。据了解,土壤污染防治法一个重要内容是对土壤环境的保护和改善,《土壤污染防治法(建议稿) 》中将对土地进行分区分类管理。相关法律的健全对防治土壤污染起到了重要的作用,国家需加快该项法律的实施。《污染场地土壤修复技术导则》(HJ25.4—2014) 于2014年进行了修编,替代了1999年的土壤修复技术导则,新修编的技术导则可以更好的指导土壤修复企业编制土壤修复技术方案,对污染土壤的修复工作具有重要的指导作用。

在“十三五”期间,国家应积极推广土壤污染修复的示范点,支持已经成熟的实验室修复技术应用于实际,并根据各示范点的小试结论完善相关污染场地土壤修复技术的技术规范,为土壤修复逐步产业化奠定坚实的理论基础。

5.3 加强政府监督及财政支持

防患于未然要比污染后治理的成本低得多,据相关资料分析,按照欧美等发达国家经验,土壤保护成本、土地可持续管理成本、场地修复成本,比例基本上是1:10:100,重视土壤保护政策是成本最低的土壤保护措施。预防为主原则的形成是人类同环境污染和生态破坏作斗争的经验总结。自从世界环境与发展大会可持续发展观念的提出,各国的环境保护战略发生了根本性的转变,改变了“先污染后治理”的经济发展模式,而由“末端控制”转向“源头控制”,推行清洁生产机制,由对污染物产生后的排放限制或废物产生后的处理等方面的控制,转向注意对污染的源头控制。中国的土壤污染涉及范围广,治理难度大,更需要政府贯彻预防为主原则,加强行政监督与管理,强调政府在制定发展规划,利用土地资源时应充分考虑对环境的影响,注意对土壤资源环境的保护。要有效地防治土壤污染就必须要建立完善的土壤环境行政监管体制。根据中国目前现状,应以政府为土壤污染监督责任主体,各企业共同参与土壤污染修复工程,更有利于土壤修复产业的发展。

在政府加强监督职能的同时,加大财政支持也是加快土壤修复产业发展的关键。根据相关资料,德国于1995年时就投资60多亿美元进行土壤治理。中国目前愿意为土壤修复“买单”的仅为房地产开发商,由于土地改变使用性质后增加的价值可以抵押一部分土壤修复费用,因此国内部分开发商愿意支付该项费用。但由于区域差别,部分土地性质转变后增值不大或者该地块由政府直接收回后开发,土壤污染修复的高额费用就需要政府财政支持。此外,受公共污染源污染的农田治理后继续耕作,土壤修复费用农民无力承担,针对上述情况,政府需将土壤修复工作转化为政府行为,加大财政支持。只有政府在经济上给予一定的支持,各企业才能有主动参与到土壤修复工作中的积极性。

5.4 鼓励自主研发与先进技术引进相结合

中国土壤修复技术研究起步较晚,目前主要停留在实验室研究阶段,能应用于实际的较少。国内已形成的土壤污染治理小型企业以国外企业授权技术代理或合资企业为主,自主研发技术较少,因此造成土壤修复成本偏高。近几年中国应积极鼓励土壤修复技术自主研发,鼓励成立以土壤修复为主的小型科技型企业,支持高校研究土壤污染修复技术的毕业生自主创业,将技术带出实验室,应用于实际工程,在工程过程中创新、研发。并且要鼓励引进先进技术,将自主研发与引进的先进技术相结合,研发出适用于中国土壤污染特性的一系列土壤修复技术和设备,逐步壮大土壤修复产业。

5.5 逐步发展产业化

根据目前国内土壤修复现状看,中国土壤污染治理还没有形成产业化,污染土壤修复产业开始于“十一五”,准备于“十二五”,预计“十三五”及以后将有大的发展。随着中国城市化进程的加快,土地的增值也刺激了土壤修复市场的发展。国内的土壤修复多是以工程的形式体现,国内土壤修复的产业链也正在逐步完善发展。在北京、上海、南京等经济相对发达且污染场地较多的区域,已涌现了一批土壤修复工程类企业。土壤修复产业正在逐步形成上中下游的产业链,从土壤污染项目的检测到风险评估,再到修复工程的实施,进而还有相应的修复设备商等等,土壤修复的产业链正在逐步形成。

6 结语

虽然中国的土壤修复产业起步较晚,但随着相关法律及规范的实施以及国家鼓励政策的出台,中国的土壤修复产业链将逐步形成,预计未来五年土壤修复产业将有大的发展。