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好文推薦 | 李發生等:近 10 年來我國污染場地再利用的案例分析與環境管理意義

分類:固廢觀察    發布時間:2022年5月30日 19:22    作者:固廢觀察公眾號    文章來源:固廢觀察公眾號


摘要:及時掌握污染場地修復過程中所關注污染物和修復后再利用土地類型信息對深化建設用地環境管理具有重要意義. 本文基于文獻調研和信息公示平臺資料查詢等途徑獲取了我國 537 個污染場地案例信息數據,分析了我國近 10 年來污染場地修復與再利用的變化情況. 統計分析結果表明:我國 537 個污染場地中約有 66% 集中在北京市、上海市、浙江省、江蘇省和重慶市等先行地區;從 2016 年《土壤污染防治行動計劃》頒布實施開始,場地修復管控數量增勢凸顯,2018 年污染場地修復管控數量達到峰值;原用地類型歸屬化學工業、金屬制品、冶煉等行業的比例較大,且重金屬、苯系物為主的再利用揮發性有機物、多環芳烴類為主的半揮發性有機物和總石油烴是典型污染物;在 GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準 (試行)》 實施前后,包含苯系物、多環芳烴類和總石油烴等污染物的出現頻次增加趨勢最為明顯,而有機農藥類和多氯聯苯 (總量) 的出現頻次有所減少;污染場地用途大部分是敏感用地類型中的居住用地,且這類場地的原行業類型為化學工業、金屬制品等特征污染物危害較大的行業. 研究顯示,利好政策和標準的頒布與實施促進了我國經濟欠發達地區污染場地的修復管控工作,以多環芳烴類為主的半揮發性有機物是我國未來場地土壤環境治理工作的重點,需要進一步提升對再利用類型為敏感用地類型場地的關注.

作者:于靖靖,梁田,羅會龍,王盼盼,楊賓,王麗娜,李發生

1. 中國環境科學研究院,環境基準與風險評估國家重點實驗室
2. 北京師范大學水科學研究院
3. 生態環境部土壤與農業農村生態環境監管技術中心

隨著我國“退二進三”和“退城進園”政策的實施以及城市化進程的進一步加快,工礦企業停產或搬遷后遺留的受污染場地的修復治理和安全再利用越來越受到重視[1-2]. 2014 年《全國土壤污染狀況調查公報》顯示,我國工礦業廢棄地土壤環境問題突出:污染類型以無機污染物為主,超標點位數占全部超標點位的 82.8%,有機污染物次之;其中工業廢棄地的超標點位占 34.9%[3]. 在場地土壤污染的情景下,污染物可通過攝入、吸入和皮膚接觸等途徑進入人體,對人體健康產生危害[4]. 污染場地的修復治理和可持續再利用成為我國當前環境保護領域的重要任務之一[5-6].

污染物指標是土壤 (場地) 風險管控和修復治理的核心要素. 世界上已知的 1000 多萬種化學品中有 8 萬種進入環境,并且每年新增 1000 多種化學品[7]. 在污染場地調查評估、修復管控時,不可能對每種污染物制定標準與修復依據,只能有針對性地對不同污染場地的優先污染物進行調查、評估和管控[8]. 我國早期的各類土壤環境質量標準中主要涉及 Cd、Hg、As、Pb、Cr 等重金屬和多環芳烴、石油烴等有機污染物[9-11],標準中涉及有色金屬礦采選、有色金屬冶煉、石油開采、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革等行業地塊的土壤污染狀況要求重點監管[12-13],后期包括揮發性有機污染物在內的污染物不斷受到關注[14-15]. 因此,依據優先污染物制定的污染場地各類標準的土壤篩選值,其識別的準確性、制定的科學合理性就顯得異常重要.

近年來,污染場地修復后土壤和場地再利用的安全性備受關注,如我國西南地區某農藥化工廠搬遷將廢棄農藥埋藏到地下,導致土壤污染,該場地經過土壤修復治理后,規劃再利用類型為高檔住宅區和商務區,但在施工建設過程中仍挖掘出散發異味的污染土壤,經檢測發現,多項污染物的風險值超過人體健康可接受水平,包括砷酸鹽、六六六和滴滴涕. 然而,現有研究對于污染場地再利用相對缺乏,且多關注于某個場地的污染情況和健康風險水平,缺少對這類場地的總體研究. 陳展等[16] 提出在土地再利用過程中應加強重金屬 Hg 的生態風險管控,同時要提高對交通運輸源的關注. 以上海市 50 塊典型場地為對象的研究發現,工業場地土壤中重金屬 Hg、Cd 和 Pb 的污染不容忽視[17]. 因此,為保障污染場地修復治理過程和后續再利用,亟需通過大量實際調研,針對污染場地修復前的原行業類別、修復中的管控污染物和場地再利用類型數據進行深入探究,總結形成對修復后場地再利用的多維度管理建議.

該文通過文獻調研、案例收集以及土壤環境信息平臺資料查詢等相互補充的多個渠道,共收集2011?2021 年我國工業污染場地修復案例 573 個,通過對這些案例信息的匯總與統計,嘗試分析我國近 10 年來污染場地環境管控與再利用的變化特點,尤其是在場地管理領域具有里程碑意義的《土壤污染防治行動計劃》(簡稱“《土十條》”)[18]、《土壤污染防治法》以及《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準 (試行)》(GB 36600?2018)[19] 等重要利好政策、法規和標準的推動作用,并在此基礎上提出具有環境管理價值的觀點和政策建議,從而促進污染場地的可持續利用.

1 數據與方法

1.1 數據來源
以“污染場地的關注污染物和再利用類型”為研究目標開展文獻、案例的檢索與收集工作. 以“場地” “土壤污染”和“場地修復”等為關鍵詞,通過中國知網、百度搜索、萬維網檢索、建設用地土壤環境信息公示平臺 (http://www.spers.cn)、全國土壤環境信息平臺等數據庫檢索,共獲取 98 篇學術論文以及 516 個污染場地的調查評估報告、風險管控與修復方案、研究文獻、新聞報道等相關資料. 為減少數據的隨機誤差并確保結論的相關性與可靠性,文獻與案例篩選標準如下:①研究區域為中國污染場地;②場地存在潛在風險及關注污染物;③文獻與案例含有記錄場地位置、管控修復開始時間、管控修復前場地所屬行業類別、管控修復后地塊規劃用途及土壤污染物的相關信息;④文獻與案例中的相關數據記錄清晰并可提取. 基于以上標準進行篩選后,剔除了 44 篇和 33 個缺少地理位置、土壤污染狀況、行業類別、用地規劃和修復管控污染物等關鍵信息的不匹配場地資料,最終共有發表于 2011?2021 年的 537 個污染場地案例為可用案例.

1.2 數據分析方法
結合場地用地功能,依據案例中污染物濃度對人體健康造成的危害是否超過該場地可接受風險水平來確定場地的關注污染物;在分析過程中,參考GB 36600?2018 將污染物劃分為基本項目的重金屬和無機物、揮發性有機物 (VOCs)、半揮發性有機物(SVOCs),以及其他項目的重金屬和無機物、揮發性有機物 (VOCs)、半揮發性有機物 (SVOCs)、有機農藥類、石油烴類和多氯聯苯類;根據GB/T 4754?2017《國民經濟行業分類與代碼》和 HJ 25.1?2019《建設用地土壤污染狀況調查技術導則》,按照污染場地在工業生產活動中所使用的原材料與生產技術過程劃分場地所屬的行業類別,并判斷其是否是重點行業;土地再利用類型則根據 GB/T  21010?2017《土地利用現狀分類》和 GB 50137?2011《城市用地分類與規劃建設用地標準》,結合 GB 36600?2018中的土地類型劃分方法,分為第一類用地和第二類用地兩大類.

使用 Microsoft Excel 2016 軟件對數據進行處理,對收集到的污染場地修復管控案例從多個維度,即區域與年代分析、行業類別、不同行業特征污染物、污染物管控指標和再利用類型等進行統計分析. 利用Origin 9.0 軟件繪制散點圖、熱點圖和?;鶊D,對我國污染場地土壤修復管控中污染物指標的現狀和變化特點以及場地流轉與再利用類型等進行可視化分析,直觀呈現場地的土地利用變化情況.

2 結果與討論

2.1 再利用污染場地的分布與數量情況
從收集案例的統計分析結果 (見圖 1) 來看,開展修復管控的污染場地數量最多的是上海市 (95 個),其次是重慶市、江蘇省、浙江省、北京市 (均超過 40 個),約有 66% 的污染場地集中在北京市、上海市、浙江省、江蘇省和重慶市 5 個場地修復治理先行地區,其中北京市、上海市和浙江省 3 個省市開展修復管控的場地數量較多,這些地區經濟發達,人口增長較快,住宅用地需求較大,也與這些地區的工業企業存量較多有關[20]. 相比于這些區域,我國中部和東北部地區開展修復管控的污染場地數量明顯較少,如安徽省、湖北省、福建省、江西省、吉林省和河南省等. 總體上,我國開展的污染場地修復與管控工作在區域分布上很不均衡,相對發達的地區起步早,其場地治理與再利用工作積累更多[21].

圖 1 2011—2021 年我國修復/管控污染場地數量、發展趨勢及重要利好事件Fig.1 Number, development trend and key positive events of contaminated sites underrestoration/control from 2011 to 2021


從場地數量的時間變化趨勢看,近 10 年來我國污染場地修復與管控工作發展快速. 通過對 2011?2021 年污染場地修復案例進行統計分析 (見圖 1) 發現,場地數量整體上隨時間的推移呈先增加后降低的趨勢. 從前 5 年 (2011?2015 年) 的 16 個場地逐步增至 2018 年的 131 個,后者是前者的 8.2 倍,這與近些年我國政府密集出臺的污染場地相關政策法規和城市土地資源需求與配置有關. 圖 1 顯示,2016 年以來,我國場地修復管控數量增勢凸顯,主要原因可能是我國對污染場地土壤環境質量的高度重視,同時出臺了一系列有關污染場地管理的政策及技術導則,國務院于 2016 年 5 月發布《土十條》,大大推動了我國污染場地修復管控事業的發展[22]. 2018 年污染場地修復管控數量達到頂峰,這與我國頒布的一系列利好政策有關系,如頒布實施了《土壤污染防治法》以及GB 36600?2018. 在 2019?2020 年這 2 年間,每年污染場地修復管控數量超過 110 個,約是前 5 年修復管控數量的 6.9 倍;2021 年污染場地修復管控案例中只收集到 42 個場地. 總體來說,國家相關政策法規的出臺有效促進了我國污染場地修復管控工作的發展進程,尤其是經濟欠發達地區.

2.2 場地所屬行業與污染物管控指標的耦合分析
《土十條》中明確要求對有色金屬冶煉、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革等重點行業企業用地,以及未來土地利用類型為居住和商業、學校、醫療、養老機構等公共設施的企業用地,開展土壤環境狀況調查與風險評估. 污染場地的歷史用地類型決定了其特征污染物,因此,識別污染場地的特征污染物是場地土壤環境狀況調查與風險評估的重要環節. 污染場地涉及行業企業類型廣泛,包括 40 個國民經濟大類行業,由于個別行業類別場地數量較少,且根據經驗判斷,其環境危害性較小,因此將行業類別主要劃分為化學原料和化學制品制造業 (化學工業),金屬制品業 (金屬制品),黑色金屬冶煉和壓延加工業 (黑色冶煉),有色金屬冶煉和壓延加工業 (有色冶煉),電氣機械和器材制造業 (電氣制造),醫藥制造業 (醫藥制造),石油、煤炭及其他燃料加工業 (石油加工),橡膠和塑料制品業 (橡膠塑料),紡織業 (紡織),生態保護和環境治理業 (生態環境),裝卸搬運和倉儲業 (裝卸倉儲),造紙和紙制品業 (造紙),皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋業 (皮毛制造),以及其他,共 14 個行業類別(見圖 2、3). 該研究調查的 537 個污染場地中修復/管控污染場地數量最多的行業是化學工業 (為 155 個,占 32.9%),其次為金屬制品、黑色冶煉、有色冶煉、電氣制造和醫藥制造,場地數量分別為 60、54、19、18 和 18 個 (見圖 3). 我國早期產業結構中制造業和重工業占據主導地位,當時主要發展采礦、金屬冶煉、化工制造、鋼鐵生產等行業[23]. 這些行業存在涉重金屬原料使用量大、污染物排放多及在生產過程中操作不規范等原因,通過各種途徑使污染物在土壤中富集,對場地土壤環境造成了較大影響,因此這些企業成為修復/管控的優先考慮對象[24].


圖 2 不同行業污染場地特征污染物統計及 GB 36600—2018 實施前后污染場地修復/管控污染物出現頻次分析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



圖 3 污染場地修復/管控前后的場地用地類型Fig.3 Land use type before and after remediation/control of contaminated sites


14 種行業企業特征污染物的出現頻次占比分布 (見圖 2) 顯示,在收集到的 537 個污染場地中,共出現 60 種污染物. 化學工業場地中特征污染物多樣,幾乎涵蓋了 60 種污染物中常見的污染物,包括苯系物、多環芳烴、重金屬、農藥及石油烴等,這與已有研究結果[25-26] 一致. 金屬制品的主要污染物是 Ni、Cr6+、Cu、Cd、As 和 Pb 等重金屬,其中 Ni、Cr6+占比較大. 鋼鐵行業和金屬表面處理及熱處理加工場地涉及金屬熱處理、表面處理、機械加工等工藝,粉塵、煙塵等污染物的不當處置導致 Pb、Cu、As、Zn 和 Ni 等重金屬的產生[27-28]. 黑色冶煉的主要污染物是苯并 [a] 芘和重金屬 As,有色冶煉的主要污染物是重金屬 As 和 Ni. 金屬冶煉和壓延加工業場地中,含 As 化合物和焦炭等在工藝過程中的使用,導致 As 和多環芳烴等污染物的產生[29-30]. 電器制造的主要污染物是重金屬 Pb;其余行業的特征污染物分布比較零散.

同時,在這 14 類行業中除造紙行業沒有統計到苯并 [a] 芘以外,其他行業均出現了多環芳烴類為主的半揮發性有機物,包括苯并 [a] 芘、二苯并 [a,h] 蒽、苯并 [b] 熒蒽、苯并 [a] 蒽、茚并 [1,2,3-cd] 芘和苯并[k] 熒蒽. 值得注意的是,重金屬污染物在不同行業的分布也很普遍,主要是 As、Pb、Ni、Cu、Cd 和 Cr6+,這與傳統的“五毒元素”相比,重金屬 Ni 替代了 Hg. 除此之外,苯系物為主的揮發性有機物和總石油烴類的污染物在不同行業中也有一定占比. 總之,在我國污染場地開展修復與管控工作中,多環芳烴類為主的半揮發性有機物作為各行業中突出的污染物質,是我國未來場地土壤環境治理工作的重點.

2.3 場地污染物管控指標的變化特點
與大氣和水的污染防治工作相比,我國建設用地土壤污染防治工作正處于初步發展階段. 原國家環境保護總局于 2004 年發布了《關于切實做好企業搬遷過程中環境污染防治工作的通知》,標志著我國工業污染場地環境管理的起步. 經過 10 多年的探索和實踐,建設用地普適性的風險調查評估技術導則類標準和地方政府出臺的風險評估技術導則以及篩選值標準等相互補充,初步形成了包含場地調查、評估、修復管控與效果評估多環節的建設用地全過程土壤環境保護的標準體系. 在 GB 36600?2018 發布之前,各省份污染場地在進行修復管控時主要參考HJ 350?2007《展覽會用地土壤環境質量評價標準》和 DB 11/T 811?2011《場地土壤環境風險評價篩選值》等起步較早和先行的地方管理標準為主體的標準文本;在 GB 36600?2018 發布之后,各省份污染場地在進行修復管控時則主要參考該標準,并結合一些地方標準開展場地管理工作. 這些標準中的篩選值和管制值提供了污染場地需要關注的污染物種類,明確了場地修復時污染物的管控指標,并將污染物清單區分為基本項目和其他項目,涵蓋了無機污染物、揮發性有機污染物、半揮發性有機污染物和農藥/多氯聯苯及其他不同化學物質等.

GB 36600?2018 作為我國污染場地修復治理領域的重要管理標準,其頒布實施以來發揮著越來越重要的作用. 為了分析該標準實施后工業污染場地污染物管控指標的演變情況,以 GB 36600?2018 正式實施日期即 2018 年 8 月 1 日為分界線,嘗試分析GB 36600?2018 實施前后工業污染場地污染物管控指標出現頻次的變化,并探討其變化規律. 由圖 2 可知,GB 36600?2018 實施后污染物管控指標的出現頻次較 GB 36600?2018 頒布前總體增加,整體呈現左右不對稱的態勢. 從絕對增量來看,出現頻次增加明顯的有苯并 [a] 芘、總石油烴、砷、二苯并 [a,h] 蒽、苯并 [b] 熒蒽、苯并 [a] 蒽、六價鉻等污染物,這與收集案例的年份和數量有關. 從相對增量來看,出現頻次增加特別明顯的是溶劑類揮發性和半揮發性有機物,包括苯系物、多環芳烴和總石油烴等. 苯、甲苯、乙苯、二甲苯和苯乙烯等統稱為苯系物,具有持久性、親脂性和高毒性等特征,對人類健康和生態環境具有較強的毒性和危害性[31-33]. 同時,部分多環芳烴作為光化學煙霧的重要前體物,其反應活性較高,對霧霾天氣中細顆粒物的生成及其二次污染具有重要影響[34].總石油烴污染物遷移能力較強,具有毒性和“三致”危害,可通過食物鏈、呼吸作用等途徑進入人體,危害人體健康,被許多國家列為優先控制污染物[35-36].

值得指出的是,有機農藥類和多氯聯苯 (總量)的出現頻次較 GB 36600?2018 頒布前有所減少,這是管理上可以進一步分析和應對的新趨勢. 農藥污染物以滴滴涕 (DDTs) 和六六六 (HCHs) 等有機氯農藥為主,被列入《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》首批受控制的持久性有機污染物[37-38]. 眾所周知,中國曾是有機氯農藥生產和使用的大國,自 1983年開始停止生產和使用有機氯農藥 DDTs 和 HCHs[39],但根據國外相關經驗進行保守估計,仍存在 1 200 個以上的農藥污染場地迫切需要治理[40]. 這類污染場地在進行土地再利用過程中易產生二次污染,從而危害人體健康甚至引發環境事故[41]. 近年來,我國對農藥污染場地的媒體報道率及其社會關注度較高,國家也成立了重點研發計劃來研究長江三角洲農藥污染場地修復及安全利用問題[42]. 總體來看,隨著《土十條》和《土壤污染防治法》等利好政策的深入實施,場地的污染物管控指標更加集中,更加突出重點.

2.4 不同行業場地的土地再利用分析
考慮到人群暴露于受污染場地的方式在很大程度上取決于土地再利用用途,在開展場地治理與修復時,也將擬開發建設為居住、中小學、醫院和社區公園等敏感用地的污染地塊作為重點,監管要求更為嚴格. 修復/管控污染場地的再利用類型多樣 (見圖 3),土地利用類型最多的是第一類用地 (有 331 個污染地塊,占 65.9%),包括居住用地 (簡稱“居住”,有 318 個污染地塊,下同)、公共管理與公共服務用地中的中小學用地 (中小學,15 個)、公園綠地 (G1) 中的社區公園或兒童公園用地 (社區公園,9 個)、醫療衛生用地 (醫療衛生,7 個) 以及社會福利設施用地 (社會福利,5 個);其次是第二類用地 (有 181 個污染地塊,占33.7%),包括商業服務業設施用地 (商業服務,76 個)、工業用地 (工業,55 個)、公共管理與公共服務用地(A33、A5、A6 除外)(公共管理,25 個)、道路與交通設施用地 (道路交通,13 個)、物流倉儲用地 (物流倉儲,6 個)、綠地與廣場用地 (G1 中的社區公園和兒童公園除外)(綠地與廣場,6 個);2 個污染場地未明確土地再利用用途,歸為無規劃.

不同土地再利用類型中污染物的暴露途徑不同,環境風險也有很大差異[35]. 居住用地作為備受關注的敏感用地類型,在場地修復后再利用類型中所占比例 (59.2%) 最大,同時 14 類行業的污染場地在規劃利用中均有居住用地類型. 由于歷史上工業用地在長期運營過程中的污染累積,工業場地的潛在健康風險不容忽視[43-44]. 根據 2.2 節的討論可知,以多環芳烴為主的半揮發性有機污染物和以苯系物為主的揮發性有機物是多種行業的典型污染物,在對這類行業進行再利用時,規劃為敏感用地類型的污染場地會著重考慮場地修復后再利用可能產生的社會環境影響. 敏感用地會增加多種暴露途徑的暴露風險,在場地規劃為敏感用地時,場地含有異味污染物會導致修復標準異常嚴格,甚至于將這類污染物含量控制在低于篩選值時,污染物的異味仍會存在,這可能造成過度修復從而增加修復成本,同時也會引發社會問題或安全隱患[45-47]. 因此,在修復/管控中特別要注意再利用類型的環境敏感程度以及可能產生的社會環境影響,審慎決策再利用方式和類型,如原農藥廠、焦化廠等典型污染場地修復后地塊,在修復后再利用時不建議規劃為居住用地等敏感用地.

3 結論與建議

a) 案例統計分析表明,我國污染場地修復與管控工作在區域分布上不均衡,我國 537 個污染場地中約有 66% 集中在北京市、上海市、浙江省、江蘇省和重慶市 5 個場地修復治理先行地區,老工業基地和相對發達地區開展較早較多;2018 年污染場地修復管控數量有 131 個,利好環境政策、法規和標準的深入實施對污染場地修復治理發揮了重要作用,并有效助推了我國經濟欠發達地區污染場地修復管控工作的發展.

b) 污染場地中原用地類型屬于化學原料和化學制品制造業、金屬制品業、黑色金屬冶煉和壓延加工業、有色金屬冶煉和壓延加工業等行業的比例較大,這些行業的特征污染物主要是重金屬、苯系物為主的揮發性有機物、多環芳烴類為主的半揮發性有機物和總石油烴等. 因此,在場地土壤污染防治工作中,應結合行業的排放特點,加強化工、冶煉、金屬、電鍍以及醫藥等行業的全過程環境監管. 同時,多環芳烴類為主的半揮發性有機物是我國未來場地土壤環境治理工作的重點之一.

c) GB 36600?2018《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準 (試行)》實施后,苯系物、多環芳烴類和總石油烴等典型污染物出現頻次的增幅較大,考慮到這些污染物危害性大、治理難度高,在以后的管理中需要高度關注. 有機農藥類和多氯聯苯(總量) 的出現頻次有所減少. 根據我國農藥污染場地的現狀及危害特性,建議對這類污染物的風險控制和管理應予以充分關注.

d) 從污染場地再利用類型來看,我國 537 個污染場地中有 59.2% 規劃用途為敏感用地類型中的居住用地,且原污染場地多為化學工業、金屬制品等特征污染物危害較大的行業類型. 結合修復后場地安全問題案例的教訓,在場地修復治理工作中要提高對這類用地類型的關注度和監管力度,在再利用規劃、修復技術決策和修復實施等環節采取精細和有效的管控措施,進而充分保障人居環境安全.

來源 | 《環境科學研究》
作者 | 于靖靖,梁田,羅會龍,王盼盼,楊賓,王麗娜,李發生
編輯 | 匡宋堯

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