2. 无锡市宜兴生态环境局,江苏 无锡 214200;
3. 辽宁省化工地质勘查院有限责任公司,辽宁 锦州 121000
2. Yixing Ecology and Environment Bureau, Wuxi, Jiangsu 214200, China;
3. Chemical Geological Prospecting Institute of Liaoning Province Co., Ltd., Jinzhou, Liaoning 121000, China
随着我国城镇建设速度加快和产业结构优化,以及“退二进三” “退城进园”等政策的实施[1],大批高污染、高能耗的工业企业相继关闭、搬迁,其遗留场地潜在的土壤污染引起广泛关注[2]。建设用地是人类活动的主要载体[3],为有效管控建设用地土壤污染风险,保障人居安全,《中华人民共和国土壤污染防治法》明确规定:“国家实行建设用地土壤污染风险管控和修复名录制度”。根据徐慧超等[4]的统计结果,全国大部分省级行政区已依法建立并公开建设用地土壤污染风险管控和修复名录;截至2022年5月,全国已累计公开列入名录地块1 356块。我国各区域自然条件和工业化水平不同,各地土地利用情况存在差异,省级名录中的地块信息能够集中反映各省建设用地土壤污染及开发再利用状况[5]。然而,目前国内关于各地名录的研究较少,或仅针对地块特征污染物[5-6]开展研究,缺少对名录地块信息的系统性分析。江苏省经济发达,土地开发强度高[7-8],污染土壤治理需求迫切。以江苏省为例,探讨江苏省名录中地块的区域分布、污染介质、污染深度、污染因子等规律,在此基础上提出相关建议,为后续污染防治工作提供支撑。
1 研究方法 1.1 研究区概况江苏省位于长江三角洲地区,跨江滨海,水网密布,地貌以平原为主,土地总面积10.72万km2[9]。江苏省经济发达,人口密集,土地利用充分,土地开发利用效率高[10-11]。据《2021年江苏省国民经济和社会发展统计公报》[12],江苏省人口密度高达793人/ km2,居各省区之首,并以1.1%的国土面积创造了全国10.1%的经济总量,2021年国内生产总值(GDP)达到了11.6万亿元。
江苏省土地开发的强度与土壤污染的特点密切相关[13-14]。据统计,江苏省土地开发强度已经超过20%,居全国各省(区)之首[15],单位国土面积工业负荷高,主要污染物排放强度大;化工、农药、涉重金属等重污染行业比重较大,重点行业企业数量多,生产历史较长,工业污染突出[16-17]。近年来,江苏省重点落实落后产能关停淘汰和化工园区、化工企业搬迁整治,关闭、搬迁、腾退数千家化工、重金属等重污染企业,土壤、地下水环境管理和污染防治任务重、压力大[18-19]。
1.2 数据来源2020年3月—2022年10月,江苏省共公布了8批名录,累计纳入116个需要开展风险管控或修复的污染地块,累计移出31个完成风险管控或修复并通过验收的地块。根据名录中的公开信息,结合从相应土壤污染风险评估报告或修复效果评估报告等途径获取的信息进行统计分析。
2 结果与分析 2.1 总体情况前8批已发布名录中污染地块数量变化情况见图 1。江苏省于2020年3月发布了第一批名录,首次纳入63个污染地块,其后约每季度更新一次,每批次名录新增3~14个,移出1~10个,污染地块数量总体呈不断增加的趋势,目前名录中仍保留了85个污染地块。已移出名录的31个地块,从纳入到移出平均约需要14个月,52%的地块移出时间在1 a内,29%的地块移出时间>2 a,主要与地块大小和污染复杂程度有关。
名录中地块面积主要分布在1~10万m2的区间内,占比达64%;14%的地块面积<1万m2,仅有8个地块面积>20万m2。江苏省各设区市污染地块累计数量和面积见图 2。由图 2可见,从区域分布来看,江苏省13个设区市中,南京作为省会城市,政策执行力度相对较大,总计纳入名录和现存的地块数量和面积均最多;其次为无锡、常州、苏[19],苏州3市。这些城市均为江苏省传统经济强市,历史上工业开发早,经济优势反哺城镇化进程和城市扩张,土地建设开发需求较大;另一方面,由于早期环保意识的缺失,历史工业活动导致土地存在相对严重的污染,随着重污染企业陆续关停,废弃遗留地块数量较多,在土地再利用需求下,纳入和保留于名录中的地块数量较多。徐州、盐城、南通等城市的污染地块数量处于第二梯队,与这些城市的经济发展水平趋同[12],表明建设用地的发展高度依赖于当地的社会经济背景,经济发展是建设用地扩张的主要驱动力[14]。
江苏省名录中污染地块的累积面积共计861万m2,在区域分布方面同样呈现类似的特征。南京市污染地块累积面积共达254万m2,占江苏省污染地块面积总和的30%,位列全省之首;其次为常州和无锡,其累积面积均超过100万m2。截至目前,名录中移出地块累积面积已达229万m2。其中,南京和南通移出地块累积面积分别为116万和49万m2,分别占全省移出地块总面积的51%和21%。
2.3 污染介质与污染深度江苏省位于长江中下游,地表水系发达,地下水赋存丰富,土壤和地下水交互密切,地下水污染较为普遍[20]。从污染介质来看,名录中涉及地下水污染的地块已达54%,其中只有1个地块仅存在地下水污染,土水复合污染问题突出(53%);剩余46%的地块仅涉及土壤污染。实际上,我国早期建设用地污染地块修复多以土壤单一介质为主[21]。据统计,截至2019年,全国已成功实施的建设用地土壤修复项目超过千例,但其中含地下水污染风险管控和修复施工内容的项目仅占约10%,单纯地下水修复项目不到1%[22]。从专利申请指标来看,近10年来我国地下水修复专利总数仅为500项,不到土壤修复专利量的1/10。近年来,随着相关规范标准的逐步完善,例如生态环境部、自然资源部、住房和城乡建设部、水利部、农业农村部联合发布的《地下水污染防治实施方案》(环土壤〔2019〕25号)、《污染地块地下水修复和风险管控技术导则》(HJ 25.6—2019)和《地下水环境监测技术规范》(HJ 164—2020)等,开展地下水污染风险管控和修复的项目数量逐年增多。2021年11月,中共中央、国务院在《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》中强调“实施水土环境风险协同防控”,表明探索水土共治的修复模式和修复技术对推进江苏省土壤与地下水保护十分重要。
污染地块土壤与地下水污染最大深度分布见图 3。
由图 3可见,土壤和地下水污染最大深度在5~10 m的地块均最多。土壤最大污染深度在0~5 m和5~10 m的地块分别占39%和41%,其次为10~15 m和15~20 m,均占9%。地下水污染主要分布在潜水和第一层承压水中,35%的地下水污染地块最大污染深度在5~10 m,其次为10~15 m和15~20 m,占比分别为24%和19%,而最大污染深度在5 m以内的地下水污染地块占比为10%。在土水共同污染的地块中,64%的地块地下水最大污染深度大于同一地块土壤最大污染深度。
2.4 污染因子与类型名录中地块主要污染物及超标频次见图 4。涉及的超标污染物共计167种。由图 4可见,有25种污染物在超过10个地块中出现超标情况,其中石油烃、苯并[a]芘和砷是名录地块中最常见的3种污染物,其出现超标情况的地块数量分别占116个地块总数的58%,53%和48%。据统计[6],截至2020年5月1日,全国公布的名录地块公开信息中,最常见的污染物为砷(占比47%),与江苏省公布名录中砷污染地块占比类似;其后依次为铅、镉、镍、汞、石油烃、多环芳烃、六价铬、苯系物和氯代烃。在全国公布的名录地块中,存在石油烃和多环芳烃污染的地块占比为20%左右;相较而言,江苏省场地有机污染更为突出,这与江苏省重金属矿采选业、冶炼业等行业相对较少,而化工产业较为发达有关[23]。
将江苏省名录中地块涉及的167种污染物分为重金属、多环芳烃(含衍生物)、石油烃、苯系物、卤代烃、氟化物、氰化物、其他有机物和其他无机物共9类。不同污染物类型涉及的地块数量及占比见图 5(a)(b)。由图 5(a)可见,重金属、多环芳烃和石油烃是最主要的污染物,占比分别为66%,58%和55%;其次为苯系物和卤代烃,占比分别为47%和40%;此外,还有部分地块存在氟化物(10%)、氰化物(7%)等其他污染。
从污染介质来看,地下水与土壤中的污染物种类有显著差异。重金属、多环芳烃和石油烃是土壤污染中最常见的污染物,占土壤污染地块比例分别为62%,56%和44%;而对地下水污染贡献最大的是石油烃、苯系物和卤代烃,占地下水污染地块比例分别为65%,57%和53%,重金属和多环芳烃占比仅有13%和25%;氟化物、氰化物、其他有机物和无机物在土壤和地下水污染地块中占比接近。在土水共同污染地块中也呈现类似的分布规律[图 5(b)]。这可能是因为大多数重金属不具有挥发性,在多数地块地下水污染风险评估中一般不考虑饮用途径,因而风险较低无需修复;而多环芳烃更易吸附于颗粒物上,极性相对更弱,相较土壤更难分配于地下水中[24]。此外,土壤污染地块通常比地下水污染地块情况更为复杂,67%的地下水污染地块为单一污染类型(例如仅存在重金属污染),33%的地下水污染地块为复合污染;相反,仅有23%的土壤污染地块为单一污染类型,其他地块均为复合污染。
目前,根据我国现行的规范标准,建设用地土壤及地下水污染评判主要参考《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)和《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017),而纳入江苏省名录的污染地块中,约50%的污染物不在其中,这对污染地块的环境管理带来了一定的挑战。因此,在未来制定省、市地方标准时,可以根据地区土壤及地下水污染特征,补充相应污染指标。
2.5 常用修复技术受城市土地开发及流转等因素限制,我国土壤及地下水污染风险管控和修复主要还是以快速、高效的修复技术为主,对成本的考虑次之;一些时间周期长、碳排放低的技术,如微生物修复技术[25]、可渗透反应墙(PRB)技术[26-27]还集中在实验室研发或科研课题项目中,在实际修复工程中应用较少[22, 28]。截至目前,从江苏省公布名录移出的31个污染地块中,23个地块仅存在土壤污染,1个地块仅存在地下水污染,7个地块同时存在土壤和地下水污染。由于存在复合污染,这些地块通常需要考虑到不同污染物类型或污染介质,使用多种修复技术进行组合或系统集成。
移出名录地块的修复模式占比与修复技术的出现频次见图 6(a)—(d)。由图 6可见,已移出名录的地块中,修复技术仍以异位为主,其中以原地异位居多,仅有17%的土壤污染地块和25%的地下水污染地块使用了原位修复技术。土壤污染修复技术中水泥窑协同处置使用频次最高,其次为化学氧化技术和热脱附等;地下水污染修复技术数据量较少,目前化学氧化技术、抽出处理技术和多相抽提技术均有应用。原位修复技术具有能耗低、成本低的优点。据美国环境保护局(EPA)统计,美国1982—2014年间的污染场地修复项目中,污染土壤原位修复技术占比达54%,以气相抽提最为常见;污染地下水原位修复技术占比达65%,原位化学修复和原位生物修复技术的应用较多[29]。总体来看,美国等发达国家对污染场地异位修复技术的应用数量不断下降,对原位修复技术的应用已经较为成熟;而我国由于土壤修复产业起步较晚,目前还以简单粗放的异位修复为主,可以依托相关经验和案例逐渐向更为绿色、精细化的原位修复技术过渡[21, 30]。
(1) 总体来看,江苏省土壤污染的特点与土地开发的强度密切相关,南京、无锡、常州和苏州等传统经济强市纳入名录的地块数量和面积最多,可能与这些城市土地建设开发需求较大有关。
(2) 名录中土水复合污染地块占53%,且地下水污染深度较土壤污染深度普遍更深;污染物共涉及167种,重金属、石油烃和多环芳烃为最常见的污染物,其中约50%的污染物不在我国现行建设用地土壤及地下水污染评价标准中。
(3) 已移出名录的31个地块中,水泥窑协同处置、化学氧化和抽出处理技术是最常用的修复技术,仅17%的土壤污染地块和25%的地下水污染地块采用原位修复。
4 对策建议(1) 完善土壤环境质量标准体系。我国建设用地类型多样,人类活动强度大,污染源类型复杂,污染物种类繁多,然而现行建设用地土壤及地下水污染评价标准中涉及的指标较为有限,覆盖度不足。管理部门可因地制宜,根据地区土壤及地下水污染特征,在地方标准中补充相应污染物评价指标,加强环境基准研究,如上海、河北、深圳等地区已发布了相应的建设用地土壤污染风险筛选值地方标准。
(2) 探索土水协同治理修复模式。在当前实际污染场地调查和修复过程中还存在“重土轻水”的现象,单一修复土壤而不关注地下水,容易导致场地污染物随着地下水流动造成土壤二次污染。此外,国家以及地区层面的土水治理技术及全过程环境管理规范尚不能完全满足土水一体化治理需求。因此,探索土水协同治理的技术体系,完善土水共治环境管理规范是当前土壤与地下水生态环境保护工作的重点方向。
(3) 推进土壤污染绿色低碳修复。污染场地传统治理模式粗放,资源能源消耗多。在“双碳”背景下,我国场地修复行业逐渐从开始的高效率、高能耗修复技术转向低碳排放、低能耗、绿色可持续修复技术,迫切需要构建兼具经济型和适用性的绿色修复技术体系,开发低碳修复技术和装备材料,实现修复工程低碳运行管理,结合场地碳排放智能监测,达到低碳减排与高效修复并重的效果。
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