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农田污染土壤的绿色可持续修复:分析框架与相关思考
时间:2020/6/16 9:30:19  来源:本站原创  点击:79


       农田污染土壤修复可能导致直接或间接的社会经济环境影响,比如环境二次污染、食品安全、农作物产量等。在推动农田污染土壤绿色可持续修复的过程中,最重要的目的之一便是统筹这些影响因素,使修复获得的环境、社会、经济效益最大化。本文介绍了我国农田污染土壤修复现状,可持续性评价在绿色可持续修复中的作用以及在我国实施所面临的挑战,并基于此提出了农田污染土壤的绿色可持续修复分析框架。最后,从可持续性评价应用、鼓励公众参与、加强污染预防、采取经济鼓励政策等方面为我国农田污染土壤的绿色可持续修复提出了建议。

我国农田污染土壤修复现状

随着我国社会经济的快速发展,工业和农业活动带来了严重的土壤污染问题,对生态环境和人体健康带来了巨大风险。根据环保部发布的《全国土壤污染状况调查公报》,在实际调查的约630万平方公里面积的土壤中,总的点位超标率达16.1%。在不同类型土地中,农田土壤环境质量堪忧,耕地点位超标率达19.4%。面对严峻的土壤污染状况,国务院于2016年颁布了《土壤污染防治行动计划》(以下简称“土十条”),为我国土壤污染防治工作提供了行动纲领。对于农田污染土壤修复,“土十条”要求:2018年底前,完成农用地土壤污染状况详查;到2020年,完成1000万亩受污染耕地的治理与修复;到2030年,受污染耕地安全利用率达到95%以上。

我国农田土壤污染来源多样,包括农药、化肥的过度施用,污水灌溉,地膜弃置,大气沉降,工业三废的排放等。各类污染物中,镉、镍、铜、砷、汞、铅等重金属污染最为突出,其次是滴滴涕(DDT)、多环芳烃(PAHs)等有机污染。我国近年来农药的年生产量约370万吨,我国单位面积农药使用量是世界平均水平的2.5倍。与自然成土过程摄入的重金属相比,由于人类活动迁移至土壤的重金属的生物活性更高。目前,针对重金属污染农田土壤的修复技术包括:采用生物炭、堆肥、沸石、黏土、石灰等作为稳定剂对重金属污染物原位稳定化;植物修复,利用高富集植物吸收去除土壤中的重金属污染物;原位电动修复,利用电化学的原理去除污染;采用硅素营养作为土壤改良剂限制重金属向植物根系的迁移;采用氯化钙、氯化铁等化学药剂进行原位土壤淋洗;对耕作过程中的灌溉进行优化管理。对于PAHs等有机物污染农田,修复技术包括生物修复和植物修复等。

通过修复受污染的农田土壤,不仅可抑制土壤中污染物向植物迁移,保障农产品安全,还能降低生态环境风险和土地使用者的健康风险,带来巨大的环境和社会经济效益。然而,近年来修复从业者发现,修复行为本身也会造成严重的环境二次影响,尤其是当采用不恰当的修复方式时,修复所带来的环境负面影响可能会超过土壤中污染物暴露的影响,从而使修复的“净环境效益”为负值。另一方面,采用诸如土壤淋洗、稳定化等技术进行污染土壤修复时,还需要考虑修复技术对土壤理化和生物性质的影响。因此,为了实现可持续的农用地管理,修复受污染农田前需要进行综合全面的考虑。

推动绿色可持续修复在我国面临的挑战

近十年来,绿色可持续修复运动引起了各国政府环保部门、修复从业者、以及学术界的广泛关注。绿色可持续修复旨在避免“过度修复”,减少二次影响。近两年,绿色可持续修复在我国得到了快速发展。2016年3月,环保产业协会启动了《污染场地绿色可持续修复通则》的标准制定工作,旨在为绿色可持续修复的实施提供指导框架;2017年6月,“中国可持续环境修复大会”在北京召开并签署《推动绿色可持续性修复的倡议书》;2017年10月,中国可持续修复论坛(Su RF-China)成立。与此同时,我国科研工作者在包括绿色可持续修复的框架研究、全生命周期的环境二次影响评估、不同修复技术的可持续性比较等多个方面开展了相关研究,并在国际学术期刊上发表多篇研究成果。随着修复行业在国内的发展,未来绿色可持续修复相关的科学研究以及应用会持续增长。

然而,绿色可持续修复的实施还存在很多挑战,可持续性评价是其中最重要的挑战之一。可持续性评价是实施绿色可持续修复的核心环节,可持续性评价分为两种:前瞻性的可持续性评价以及回顾性的可持续性评价。前瞻性的可持续性评价可以为修复的规划、设计、实施和场地管理提供决策依据;回顾性的可持续性评价可以界定修复工程是否“绿色与可持续”。修复的可持续性是具体和相对的。比如,我们无法脱离具体的场地条件、修复目标等前提来比较两种修复技术哪种更具有可持续性,同时,也只有当存在多种可行的修复方案时,我们才能判断哪种修复方案更加可持续。

不同于风险评价,修复的可持续性评价是多目标性的,即具有“三重底线”原则:环境、社会、经济效益得到平衡。可持续性评价的方法很多,包括指标评价法、过程评价法、以及综合评价法。多标准分析评价(Multi-criteria analysis, MCA)是典型的指标评价方法,可以通过对环境、社会、经济各项指标的分析,对修复的总体可持续性及其趋势做出判断。生命周期评价(Life Cycle Assessment, LCA)是典型的过程评价方法,注重于一个产品或者服务的生命周期内的输入和输出,即从原材料的获取到最终废弃物的处置过程中所产生的各类影响(主要是环境方面)。在美国,LCA是修复领域研究者们使用最广的可持续性评价工具。而在英国,人们更倾向于使用MCA。过去十多年,各国有关政府部门和机构都陆续发布了各种污染场地修复的可持续性评价导则、技术指南以及工具软件,为修复决策提供支撑。下表列出了各国现有的污染场地修复可持续性评价指南中典型的可持续性评价指标。可以看出,这些指标涵盖了污染场地修复的各个方面。




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