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  • 近 10 年来我国污染场地再利用的案例分析与环境管理意义

    • 2022年05月27日
    • 来源:环境科学研究
    • 阅读量:473
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    作者:于靖靖,梁田,罗会龙,王盼盼,杨宾,王丽娜,李发生

    单位:

    1.中国环境科学研究院,环境基准与风险评估国家重点实验室

    2.北京师范大学水科学研究院
    3.生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心



    摘要:及时掌握污染场地修复过程中所关注污染物和修复后再利用土地类型信息对深化建设用地环境管理具有重要意义. 本文基于文献调研和信息公示平台资料查询等途径获取了我国 537 个污染场地案例信息数据,分析了我国近 10 年来污染场地修复与再利用的变化情况. 统计分析结果表明:我国 537 个污染场地中约有 66% 集中在北京市、上海市、浙江省、江苏省和重庆市等先行地区;从 2016 年《土壤污染防治行动计划》颁布实施开始,场地修复管控数量增势凸显,2018 年污染场地修复管控数量达到峰值;原用地类型归属化学工业、金属制品、冶炼等行业的比例较大,且重金属、苯系物为主的再利用挥发性有机物、多环芳烃类为主的半挥发性有机物和总石油烃是典型污染物;在 GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准 (试行)》 实施前后,包含苯系物、多环芳烃类和总石油烃等污染物的出现频次增加趋势最为明显,而有机农药类和多氯联苯 (总量) 的出现频次有所减少;污染场地用途大部分是敏感用地类型中的居住用地,且这类场地的原行业类型为化学工业、金属制品等特征污染物危害较大的行业. 研究显示,利好政策和标准的颁布与实施促进了我国经济欠发达地区污染场地的修复管控工作,以多环芳烃类为主的半挥发性有机物是我国未来场地土壤环境治理工作的重点,需要进一步提升对再利用类型为敏感用地类型场地的关注.



    随着我国“退二进三”和“退城进园”政策的实施以及城市化进程的进一步加快,工矿企业停产或搬迁后遗留的受污染场地的修复治理和安全再利用越来越受到重视[1-2]. 2014 年《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国工矿业废弃地土壤环境问题突出:污染类型以无机污染物为主,超标点位数占全部超标点位的 82.8%,有机污染物次之;其中工业废弃地的超标点位占 34.9%[3]. 在场地土壤污染的情景下,污染物可通过摄入、吸入和皮肤接触等途径进入人体,对人体健康产生危害[4]. 污染场地的修复治理和可持续再利用成为我国当前环境保护领域的重要任务之一[5-6].


    污染物指标是土壤 (场地) 风险管控和修复治理的核心要素. 世界上已知的 1000 多万种化学品中有 8 万种进入环境,并且每年新增 1000 多种化学品[7]. 在污染场地调查评估、修复管控时,不可能对每种污染物制定标准与修复依据,只能有针对性地对不同污染场地的优先污染物进行调查、评估和管控[8]. 我国早期的各类土壤环境质量标准中主要涉及 Cd、Hg、As、Pb、Cr 等重金属和多环芳烃、石油烃等有机污染物[9-11],标准中涉及有色金属矿采选、有色金属冶炼、石油开采、石油加工、化工、焦化、电镀、制革等行业地块的土壤污染状况要求重点监管[12-13],后期包括挥发性有机污染物在内的污染物不断受到关注[14-15]. 因此,依据优先污染物制定的污染场地各类标准的土壤筛选值,其识别的准确性、制定的科学合理性就显得异常重要.


    近年来,污染场地修复后土壤和场地再利用的安全性备受关注,如我国西南地区某农药化工厂搬迁将废弃农药埋藏到地下,导致土壤污染,该场地经过土壤修复治理后,规划再利用类型为高档住宅区和商务区,但在施工建设过程中仍挖掘出散发异味的污染土壤,经检测发现,多项污染物的风险值超过人体健康可接受水平,包括砷酸盐、六六六和滴滴涕. 然而,现有研究对于污染场地再利用相对缺乏,且多关注于某个场地的污染情况和健康风险水平,缺少对这类场地的总体研究. 陈展等[16] 提出在土地再利用过程中应加强重金属 Hg 的生态风险管控,同时要提高对交通运输源的关注. 以上海市 50 块典型场地为对象的研究发现,工业场地土壤中重金属 Hg、Cd 和 Pb 的污染不容忽视[17]. 因此,为保障污染场地修复治理过程和后续再利用,亟需通过大量实际调研,针对污染场地修复前的原行业类别、修复中的管控污染物和场地再利用类型数据进行深入探究,总结形成对修复后场地再利用的多维度管理建议.


    该文通过文献调研、案例收集以及土壤环境信息平台资料查询等相互补充的多个渠道,共收集2011−2021 年我国工业污染场地修复案例 573 个,通过对这些案例信息的汇总与统计,尝试分析我国近 10 年来污染场地环境管控与再利用的变化特点,尤其是在场地管理领域具有里程碑意义的《土壤污染防治行动计划》(简称“《土十条》”)[18]、《土壤污染防治法》以及《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)[19] 等重要利好政策、法规和标准的推动作用,并在此基础上提出具有环境管理价值的观点和政策建议,从而促进污染场地的可持续利用.


       '1'   数据与方法   

    1.1 数据来源

    以“污染场地的关注污染物和再利用类型”为研究目标开展文献、案例的检索与收集工作. 以“场地” “土壤污染”和“场地修复”等为关键词,通过中国知网、百度搜索、万维网检索、建设用地土壤环境信息公示平台 (http://www.spers.cn)、全国土壤环境信息平台等数据库检索,共获取 98 篇学术论文以及 516 个污染场地的调查评估报告、风险管控与修复方案、研究文献、新闻报道等相关资料. 为减少数据的随机误差并确保结论的相关性与可靠性,文献与案例筛选标准如下:①研究区域为中国污染场地;②场地存在潜在风险及关注污染物;③文献与案例含有记录场地位置、管控修复开始时间、管控修复前场地所属行业类别、管控修复后地块规划用途及土壤污染物的相关信息;④文献与案例中的相关数据记录清晰并可提取. 基于以上标准进行筛选后,剔除了 44 篇和 33 个缺少地理位置、土壤污染状况、行业类别、用地规划和修复管控污染物等关键信息的不匹配场地资料,最终共有发表于 2011−2021 年的 537 个污染场地案例为可用案例.

    1.2 数据分析方法

    结合场地用地功能,依据案例中污染物浓度对人体健康造成的危害是否超过该场地可接受风险水平来确定场地的关注污染物;在分析过程中,参考GB 36600−2018 将污染物划分为基本项目的重金属和无机物、挥发性有机物 (VOCs)、半挥发性有机物(SVOCs),以及其他项目的重金属和无机物、挥发性有机物 (VOCs)、半挥发性有机物 (SVOCs)、有机农药类、石油烃类和多氯联苯类;根据GB/T 4754−2017《国民经济行业分类与代码》和 HJ 25.1−2019《建设用地土壤污染状况调查技术导则》,按照污染场地在工业生产活动中所使用的原材料与生产技术过程划分场地所属的行业类别,并判断其是否是重点行业;土地再利用类型则根据 GB/T  21010−2017《土地利用现状分类》和 GB 50137−2011《城市用地分类与规划建设用地标准》,结合 GB 36600−2018中的土地类型划分方法,分为第一类用地和第二类用地两大类.

    使用 Microsoft Excel 2016 软件对数据进行处理,对收集到的污染场地修复管控案例从多个维度,即区域与年代分析、行业类别、不同行业特征污染物、污染物管控指标和再利用类型等进行统计分析. 利用Origin 9.0 软件绘制散点图、热点图和桑基图,对我国污染场地土壤修复管控中污染物指标的现状和变化特点以及场地流转与再利用类型等进行可视化分析,直观呈现场地的土地利用变化情况.


       '2'  结果与讨论   

    2.1 再利用污染场地的分布与数量情况

    从收集案例的统计分析结果 (见图 1) 来看,开展修复管控的污染场地数量最多的是上海市 (95 个),其次是重庆市、江苏省、浙江省、北京市 (均超过 40 个),约有 66% 的污染场地集中在北京市、上海市、浙江省、江苏省和重庆市 5 个场地修复治理先行地区,其中北京市、上海市和浙江省 3 个省市开展修复管控的场地数量较多,这些地区经济发达,人口增长较快,住宅用地需求较大,也与这些地区的工业企业存量较多有关[20]. 相比于这些区域,我国中部和东北部地区开展修复管控的污染场地数量明显较少,如安徽省、湖北省、福建省、江西省、吉林省和河南省等. 总体上,我国开展的污染场地修复与管控工作在区域分布上很不均衡,相对发达的地区起步早,其场地治理与再利用工作积累更多[21].


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    图 1 2011—2021 年我国修复/管控污染场地数量、发展趋势及重要利好事件Fig.1 Number, development trend and key positive events of contaminated sites underrestoration/control from 2011 to 2021

    从场地数量的时间变化趋势看,近 10 年来我国污染场地修复与管控工作发展快速. 通过对 2011−2021 年污染场地修复案例进行统计分析 (见图 1) 发现,场地数量整体上随时间的推移呈先增加后降低的趋势. 从前 5 年 (2011−2015 年) 的 16 个场地逐步增至 2018 年的 131 个,后者是前者的 8.2 倍,这与近些年我国政府密集出台的污染场地相关政策法规和城市土地资源需求与配置有关. 图 1 显示,2016 年以来,我国场地修复管控数量增势凸显,主要原因可能是我国对污染场地土壤环境质量的高度重视,同时出台了一系列有关污染场地管理的政策及技术导则,国务院于 2016 年 5 月发布《土十条》,大大推动了我国污染场地修复管控事业的发展[22]. 2018 年污染场地修复管控数量达到顶峰,这与我国颁布的一系列利好政策有关系,如颁布实施了《土壤污染防治法》以及GB 36600−2018. 在 2019−2020 年这 2 年间,每年污染场地修复管控数量超过 110 个,约是前 5 年修复管控数量的 6.9 倍;2021 年污染场地修复管控案例中只收集到 42 个场地. 总体来说,国家相关政策法规的出台有效促进了我国污染场地修复管控工作的发展进程,尤其是经济欠发达地区.

    2.2 场地所属行业与污染物管控指标的耦合分析

    《土十条》中明确要求对有色金属冶炼、石油加工、化工、焦化、电镀、制革等重点行业企业用地,以及未来土地利用类型为居住和商业、学校、医疗、养老机构等公共设施的企业用地,开展土壤环境状况调查与风险评估. 污染场地的历史用地类型决定了其特征污染物,因此,识别污染场地的特征污染物是场地土壤环境状况调查与风险评估的重要环节. 污染场地涉及行业企业类型广泛,包括 40 个国民经济大类行业,由于个别行业类别场地数量较少,且根据经验判断,其环境危害性较小,因此将行业类别主要划分为化学原料和化学制品制造业 (化学工业),金属制品业 (金属制品),黑色金属冶炼和压延加工业 (黑色冶炼),有色金属冶炼和压延加工业 (有色冶炼),电气机械和器材制造业 (电气制造),医药制造业 (医药制造),石油、煤炭及其他燃料加工业 (石油加工),橡胶和塑料制品业 (橡胶塑料),纺织业 (纺织),生态保护和环境治理业 (生态环境),装卸搬运和仓储业 (装卸仓储),造纸和纸制品业 (造纸),皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业 (皮毛制造),以及其他,共 14 个行业类别(见图 2、3). 该研究调查的 537 个污染场地中修复/管控污染场地数量最多的行业是化学工业 (为 155 个,占 32.9%),其次为金属制品、黑色冶炼、有色冶炼、电气制造和医药制造,场地数量分别为 60、54、19、18 和 18 个 (见图 3). 我国早期产业结构中制造业和重工业占据主导地位,当时主要发展采矿、金属冶炼、化工制造、钢铁生产等行业[23]. 这些行业存在涉重金属原料使用量大、污染物排放多及在生产过程中操作不规范等原因,通过各种途径使污染物在土壤中富集,对场地土壤环境造成了较大影响,因此这些企业成为修复/管控的优先考虑对象[24].

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    图 2 不同行业污染场地特征污染物统计及 GB 36600—2018 实施前后污染场地修复/管控污染物出现频次分析Fig.2 Statistics of characteristic pollutants of contaminated sites in different industries and analysis of the frequency ofpollutants in contaminated sites remediation/control before and after the implementation of GB 36600—2018

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    图 3 污染场地修复/管控前后的场地用地类型Fig.3 Land use type before and after remediation/control of contaminated sites

    14 种行业企业特征污染物的出现频次占比分布 (见图 2) 显示,在收集到的 537 个污染场地中,共出现 60 种污染物. 化学工业场地中特征污染物多样,几乎涵盖了 60 种污染物中常见的污染物,包括苯系物、多环芳烃、重金属、农药及石油烃等,这与已有研究结果[25-26] 一致. 金属制品的主要污染物是 Ni、Cr6+、Cu、Cd、As 和 Pb 等重金属,其中 Ni、Cr6+占比较大. 钢铁行业和金属表面处理及热处理加工场地涉及金属热处理、表面处理、机械加工等工艺,粉尘、烟尘等污染物的不当处置导致 Pb、Cu、As、Zn 和 Ni 等重金属的产生[27-28]. 黑色冶炼的主要污染物是苯并 [a] 芘和重金属 As,有色冶炼的主要污染物是重金属 As 和 Ni. 金属冶炼和压延加工业场地中,含 As 化合物和焦炭等在工艺过程中的使用,导致 As 和多环芳烃等污染物的产生[29-30]. 电器制造的主要污染物是重金属 Pb;其余行业的特征污染物分布比较零散.

    同时,在这 14 类行业中除造纸行业没有统计到苯并 [a] 芘以外,其他行业均出现了多环芳烃类为主的半挥发性有机物,包括苯并 [a] 芘、二苯并 [a,h] 蒽、苯并 [b] 荧蒽、苯并 [a] 蒽、茚并 [1,2,3-cd] 芘和苯并[k] 荧蒽. 值得注意的是,重金属污染物在不同行业的分布也很普遍,主要是 As、Pb、Ni、Cu、Cd 和 Cr6+,这与传统的“五毒元素”相比,重金属 Ni 替代了 Hg. 除此之外,苯系物为主的挥发性有机物和总石油烃类的污染物在不同行业中也有一定占比. 总之,在我国污染场地开展修复与管控工作中,多环芳烃类为主的半挥发性有机物作为各行业中突出的污染物质,是我国未来场地土壤环境治理工作的重点.

    2.3 场地污染物管控指标的变化特点

    与大气和水的污染防治工作相比,我国建设用地土壤污染防治工作正处于初步发展阶段. 原国家环境保护总局于 2004 年发布了《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》,标志着我国工业污染场地环境管理的起步. 经过 10 多年的探索和实践,建设用地普适性的风险调查评估技术导则类标准和地方政府出台的风险评估技术导则以及筛选值标准等相互补充,初步形成了包含场地调查、评估、修复管控与效果评估多环节的建设用地全过程土壤环境保护的标准体系. 在 GB 36600−2018 发布之前,各省份污染场地在进行修复管控时主要参考HJ 350−2007《展览会用地土壤环境质量评价标准》和 DB 11/T 811−2011《场地土壤环境风险评价筛选值》等起步较早和先行的地方管理标准为主体的标准文本;在 GB 36600−2018 发布之后,各省份污染场地在进行修复管控时则主要参考该标准,并结合一些地方标准开展场地管理工作. 这些标准中的筛选值和管制值提供了污染场地需要关注的污染物种类,明确了场地修复时污染物的管控指标,并将污染物清单区分为基本项目和其他项目,涵盖了无机污染物、挥发性有机污染物、半挥发性有机污染物和农药/多氯联苯及其他不同化学物质等.

    GB 36600−2018 作为我国污染场地修复治理领域的重要管理标准,其颁布实施以来发挥着越来越重要的作用. 为了分析该标准实施后工业污染场地污染物管控指标的演变情况,以 GB 36600−2018 正式实施日期即 2018 年 8 月 1 日为分界线,尝试分析GB 36600−2018 实施前后工业污染场地污染物管控指标出现频次的变化,并探讨其变化规律. 由图 2 可知,GB 36600−2018 实施后污染物管控指标的出现频次较 GB 36600−2018 颁布前总体增加,整体呈现左右不对称的态势. 从绝对增量来看,出现频次增加明显的有苯并 [a] 芘、总石油烃、砷、二苯并 [a,h] 蒽、苯并 [b] 荧蒽、苯并 [a] 蒽、六价铬等污染物,这与收集案例的年份和数量有关. 从相对增量来看,出现频次增加特别明显的是溶剂类挥发性和半挥发性有机物,包括苯系物、多环芳烃和总石油烃等. 苯、甲苯、乙苯、二甲苯和苯乙烯等统称为苯系物,具有持久性、亲脂性和高毒性等特征,对人类健康和生态环境具有较强的毒性和危害性[31-33]. 同时,部分多环芳烃作为光化学烟雾的重要前体物,其反应活性较高,对雾霾天气中细颗粒物的生成及其二次污染具有重要影响[34].总石油烃污染物迁移能力较强,具有毒性和“三致”危害,可通过食物链、呼吸作用等途径进入人体,危害人体健康,被许多国家列为优先控制污染物[35-36].

    值得指出的是,有机农药类和多氯联苯 (总量)的出现频次较 GB 36600−2018 颁布前有所减少,这是管理上可以进一步分析和应对的新趋势. 农药污染物以滴滴涕 (DDTs) 和六六六 (HCHs) 等有机氯农药为主,被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》首批受控制的持久性有机污染物[37-38]. 众所周知,中国曾是有机氯农药生产和使用的大国,自 1983年开始停止生产和使用有机氯农药 DDTs 和 HCHs[39],但根据国外相关经验进行保守估计,仍存在 1 200 个以上的农药污染场地迫切需要治理[40]. 这类污染场地在进行土地再利用过程中易产生二次污染,从而危害人体健康甚至引发环境事故[41]. 近年来,我国对农药污染场地的媒体报道率及其社会关注度较高,国家也成立了重点研发计划来研究长江三角洲农药污染场地修复及安全利用问题[42]. 总体来看,随着《土十条》和《土壤污染防治法》等利好政策的深入实施,场地的污染物管控指标更加集中,更加突出重点.

    2.4 不同行业场地的土地再利用分析

    考虑到人群暴露于受污染场地的方式在很大程度上取决于土地再利用用途,在开展场地治理与修复时,也将拟开发建设为居住、中小学、医院和社区公园等敏感用地的污染地块作为重点,监管要求更为严格. 修复/管控污染场地的再利用类型多样 (见图 3),土地利用类型最多的是第一类用地 (有 331 个污染地块,占 65.9%),包括居住用地 (简称“居住”,有 318 个污染地块,下同)、公共管理与公共服务用地中的中小学用地 (中小学,15 个)、公园绿地 (G1) 中的社区公园或儿童公园用地 (社区公园,9 个)、医疗卫生用地 (医疗卫生,7 个) 以及社会福利设施用地 (社会福利,5 个);其次是第二类用地 (有 181 个污染地块,占33.7%),包括商业服务业设施用地 (商业服务,76 个)、工业用地 (工业,55 个)、公共管理与公共服务用地(A33、A5、A6 除外)(公共管理,25 个)、道路与交通设施用地 (道路交通,13 个)、物流仓储用地 (物流仓储,6 个)、绿地与广场用地 (G1 中的社区公园和儿童公园除外)(绿地与广场,6 个);2 个污染场地未明确土地再利用用途,归为无规划.

    不同土地再利用类型中污染物的暴露途径不同,环境风险也有很大差异[35]. 居住用地作为备受关注的敏感用地类型,在场地修复后再利用类型中所占比例 (59.2%) 最大,同时 14 类行业的污染场地在规划利用中均有居住用地类型. 由于历史上工业用地在长期运营过程中的污染累积,工业场地的潜在健康风险不容忽视[43-44]. 根据 2.2 节的讨论可知,以多环芳烃为主的半挥发性有机污染物和以苯系物为主的挥发性有机物是多种行业的典型污染物,在对这类行业进行再利用时,规划为敏感用地类型的污染场地会着重考虑场地修复后再利用可能产生的社会环境影响. 敏感用地会增加多种暴露途径的暴露风险,在场地规划为敏感用地时,场地含有异味污染物会导致修复标准异常严格,甚至于将这类污染物含量控制在低于筛选值时,污染物的异味仍会存在,这可能造成过度修复从而增加修复成本,同时也会引发社会问题或安全隐患[45-47]. 因此,在修复/管控中特别要注意再利用类型的环境敏感程度以及可能产生的社会环境影响,审慎决策再利用方式和类型,如原农药厂、焦化厂等典型污染场地修复后地块,在修复后再利用时不建议规划为居住用地等敏感用地.


       '2'  结论与建议   


    a) 案例统计分析表明,我国污染场地修复与管控工作在区域分布上不均衡,我国 537 个污染场地中约有 66% 集中在北京市、上海市、浙江省、江苏省和重庆市 5 个场地修复治理先行地区,老工业基地和相对发达地区开展较早较多;2018 年污染场地修复管控数量有 131 个,利好环境政策、法规和标准的深入实施对污染场地修复治理发挥了重要作用,并有效助推了我国经济欠发达地区污染场地修复管控工作的发展.

    b) 污染场地中原用地类型属于化学原料和化学制品制造业、金属制品业、黑色金属冶炼和压延加工业、有色金属冶炼和压延加工业等行业的比例较大,这些行业的特征污染物主要是重金属、苯系物为主的挥发性有机物、多环芳烃类为主的半挥发性有机物和总石油烃等. 因此,在场地土壤污染防治工作中,应结合行业的排放特点,加强化工、冶炼、金属、电镀以及医药等行业的全过程环境监管. 同时,多环芳烃类为主的半挥发性有机物是我国未来场地土壤环境治理工作的重点之一.

    c) GB 36600−2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准 (试行)》实施后,苯系物、多环芳烃类和总石油烃等典型污染物出现频次的增幅较大,考虑到这些污染物危害性大、治理难度高,在以后的管理中需要高度关注. 有机农药类和多氯联苯(总量) 的出现频次有所减少. 根据我国农药污染场地的现状及危害特性,建议对这类污染物的风险控制和管理应予以充分关注.

    d) 从污染场地再利用类型来看,我国 537 个污染场地中有 59.2% 规划用途为敏感用地类型中的居住用地,且原污染场地多为化学工业、金属制品等特征污染物危害较大的行业类型. 结合修复后场地安全问题案例的教训,在场地修复治理工作中要提高对这类用地类型的关注度和监管力度,在再利用规划、修复技术决策和修复实施等环节采取精细和有效的管控措施,进而充分保障人居环境安全.


    来源:《环境科学研究》


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