第二節　土壤重金屬的污染現狀

一、國外土壤重金屬污染情況及經驗借鑒

2011年11月，聯合國糧食及農業組織報告稱，全球25%的耕地嚴重退化，其中來自污染方面的退化原因不可忽視^［12］。

世界其他國家面對土壤重金屬污染的環境保護做法與經驗如下。

美國有兩部主要的法律來防治土壤污染，其中《資源保護與恢復法》（RCRA）通過有效治理避免廢物進入環境，屬于源頭控制；而《綜合環境反應、補償和責任法》（CERCLA，又稱“超級基金法”）則是針對有害廢物已經進入環境、如何清除土壤環境中的廢物，屬于末端控制。為保障土壤污染防治體系的順利運行，美國還制定了一些技術導則，專門指導和規范土壤環境調查和修復^{［13，14］}。

日本非常重視土壤污染的預防與治理，制定了《農業用地土壤污染防治法》、《土壤污染對策法》、《農藥控制法》等法律，在《土壤污染對策法》中，規定了委派促進法律實體不僅提供與土壤污染有關的咨詢、建議等服務，還通過建立基金的方式向實施特定土壤污染治理等措施的地方公共機構提供資金。此外，日本還對其《土壤污染環境標準》進行了三次修訂，適時地追加多項新出現的污染物標準^［15］。

歐盟有關土壤污染防治的立法是先由歐盟作出原則性規定，然后各成員國在該框架下再進一步細化。1972年歐盟頒布了《歐洲土壤憲章》，1986年發布了土壤保護指令，2004年制定了土壤保護戰略，包括在歐盟范圍內建立土壤信息和監測系統以及未來應采取措施的詳細建議。

德國涉及土壤污染防治方面的法律法規主要有《聯邦土壤保護法》、《聯邦土壤保護與污染地條例》和《建設條例》，并制定了土壤處理細則方面的基本指南^{［16，17］}。

上述國家在土壤污染防治方面都是通過專門立法和外圍法相結合來形成完整的防治體系，各有側重、相互補充，發揮了較好的作用，值得我國借鑒和參考。

二、我國土壤重金屬污染現狀

耕地土壤重金屬污染比較隱蔽，不易引起人們的關注，近幾年是隨著食品安全和人體健康問題的報道才逐漸暴露出來的。我國曾組織開展過兩次規模較大的全國土壤調查，一次是20世紀70年代的土壤背景值調查，編輯出版了《中國土壤元素背景值》；另一次就是2006—2013年環保部和國土資源部聯合開展的全國土壤污染狀況專項調查，發布了《全國土壤污染狀況調查公報》。

我國面臨著相當嚴峻的土壤重金屬污染問題。2002年，南京環境科學研究所主持開展了《典型區域土壤環境質量狀況探查研究》，調查范圍包括廣東、江蘇、浙江、河北和遼寧5個省。調查顯示，珠三角部分城市有近40%的農田菜地土壤重金屬污染超標，其中10%嚴重超標。長三角有的城市連片農田受多種重金屬污染，致使10%的土壤基本喪失生產力。其中，受鎘污染和砷污染的比例最大，分別占受污染耕地的40%左右，超過4.0×10⁷hm²良田。農業環境質量定位監測結果表明，湘江流域農產品產地受重金屬污染的面積已逾7.87×10⁴hm²，其中重度污染的約1.27×10⁴hm²，占16%；中度污染的約2.6×10⁴hm²，占33%；輕度污染的超過4×10⁴hm²，占50%多。農業部農產品污染防治重點實驗室對全國3.0×10⁵hm²基本農田保護區調查顯示，重金屬超標率12.1%，糧食重金屬超標率10%以上^［18］。

2014年4月17日，環保部和國土資源部聯合發布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，我國耕地土壤環境質量堪憂，點位超標率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，重金屬污染問題比較突出。

農業部環保監測系統對全國320個嚴重污染區土壤調查發現，大田類農產品超標面積占污染區農田面積的20%，其中重金屬超標占污染土壤和農作物的80%。目前，我國污灌區面積約1.40×10⁵hm²，遭受重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8%，其中輕度污染占46.7%，中度污染占9.7%，嚴重污染面積占 8.4% ^［19］。據有關資料表明，我國重金屬污染的農業土地面積為2500hm²左右，導致糧食減產逾1.0×10⁷t，并造成1.2×10⁷t以上的糧食被重金屬污染，將各項經濟損失進行合計，至少高于200億元^［20］。在受污染的土地中，受As、Cd、Cr、Pb等重金屬污染的耕地，約占總耕地面積的1/5，其中，Cd和Hg的污染面積最大，全國目前約有1.3×10⁴hm²耕地受到Cd的污染，涉及11個省市的25個地區；約有3.2×10⁴hm²的耕地受到Hg的污染，涉及15個省市的21個地區^［21］。

例如，某污灌區土壤中Pb的積累量，近年來不斷升高；Cd、Hg的濃度也上升明顯；甚至一些地區Hg含量已經超過了國家《土壤環境質量標準》（GB 15618—1995）的最高值。長期的污水灌溉，導致稻米、小麥等糧食作物中積累了高濃度的Cd等重金屬，個別地區的蔬菜重金屬含量甚至超過國家食品污染物限量標準（GB 2762—2005）^［22］。天津市為重度缺水城市，從1957年開始，污水灌溉已經有50多年的歷史了。天津市的3條主要排污河分別為，北（北塘）排污河、南（大沽）排污河和北京排污河。天津市某些污灌區的農田土壤重金屬中多種元素超過國家《土壤環境質量標準》^［23］。河北省B市污水灌區Zn、Cu、Pb、Cd的檢出超標率分別達到100.0%、27.5%、50.0%、87.5%^［24］。此外，我國菜地土壤重金屬污染也較為嚴重^［25］。南方某市蔬菜地Pb污染最為普遍，As污染次之；西南某市近郊蔬菜基地土壤重金屬Hg和Cd出現超標，超標率分別為6.7%和36.7%；珠三角地區近40%菜地重金屬污染超標，其中10%屬嚴重超標^{［26，27］}。根據中科院南京土壤研究所2006年在南京郊區蔬菜基地的定點測試，南京城市土壤受到了不同程度的Mn、Cr、Cu、Zn、Pb污染^{［28，29］}。

工業生產上重金屬釋放到環境中的主要途徑有采礦、冶煉、燃煤、鍍鎘工業、化學工業、肥料制造、廢物的焚化處理、尾礦堆、垃圾堆的沖刷與溶解^［30］。礦山開采過程中釋放出大量的酸性廢水并浸濾出大量的有毒有害重金屬離子，嚴重地危害礦區及河流的生態環境。付善明^［31］發現某尾砂庫中重金屬元素 Pb、Zn、Cd、Cu、Ni、Cr含量平均分別高達637.404mg/kg、5330.374mg/kg、17.761mg/kg、421.123mg/kg、61.145mg/kg和67.541mg/kg，它們和其他元素被釋放出來，隨著廢水排入河流之中。在尾砂庫周圍土壤和廢水流經過的周圍表層土壤中都被檢測出嚴重的重金屬污染，其中，可交換態Pb成為含量最多的形態，在最高的采樣點含量達到61%。林君鋒等^［32］以鋼鐵廠附近廢地的重金屬土壤為對象，發現交換態Cd占總Cd的18.7%，交換態Pb占17%，交換態Cu占10.5%，交換態Zn占41%。許雅玲等^［33］發現尾礦堆放是銅礦區的主要污染源之一，并針對尾礦中的堆浸礦和堆浸泥這2種典型土壤中的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni 6種重金屬進行了化學形態的分析，特別是在堆浸礦中，6種重金屬除Cu外，交換態都成為最主要的污染形態，其中 Cu含量為 353.28mg/kg，Zn含量為112.72mg/kg，Pb含量為53.88mg/kg。而上海化學工業園區的表層土壤中，Cd的可交換態含量高達 41.5%^［34］。廖國禮等^［35］在調查某有色金屬礦山坑內廢水污灌區河流污染狀況中發現，排污口處的重金屬離子濃度鉛超標40倍，鋅超標4倍，鎘超標20倍。

電鍍廠是長江三角洲地區較為常見的企業，也是產生重金屬廢水的主要產業之一，電鍍生產過程中可產生大量含有高濃度、毒性較強的重金屬廢水，如 Cr、Ni、Zn和Cu等重金屬廢水。杭小帥等^［36］發現蘇南某電鍍廠向河流中排放Zn、Mn、Cr、Cu和Ni等酸性污染物，濃度分別達到1.34mg/L、3.77mg/L、28.1mg/L、6.40mg/L和9.37mg/L，pH為2.32，除Zn外皆超過國家污水綜合排放標準，是構成下游河流中重金屬沿程分布的主要原因。鐘雪梅等^［37］采用五級化學連續提取法測定電鍍廢水污染的土壤中 Cu、Cr、Ni、Pb及Mn等重金屬的5 種形態，發現Ni和Pb主要以殘留態為主，不易被吸收；大部分Cr來源于電鍍廢水污染；電鍍廢水污染的土壤中Mn對植物的影響最為直接；Cu、Cr和Mn的有效態含量較高；在有效態中，Mn和Pb則以可交換態含量最高，分別占有效態含量的38.19%和39.16%，是最多的重金屬形態。王建玲等^［38］對長期灌溉電池廢水的麥田土壤重金屬含量及形態分布研究表明，污灌土壤中 Cd、Ni、Zn和Cu含量分別是國家土壤環境質量二級標準的209.92倍、35.59倍、12.49倍和2.86倍，只有Cr含量能達標；在 4種超標元素中，由于Cd可交換態含量所占比例最高，其向小麥大量遷移造成污染的風險最高。馬祥愛等^［39］通過野外調查和試驗分析，對某市污灌區土壤中Ni、Cr、Pb、Cu、Zn、Cd 6種重金屬的含量、形態分布和生物活性進行了研究發現，Cd在殘留態中比例最小，碳酸鹽結合態和交換態含量比例很高；與對照區土壤相比，污灌降低了重金屬殘留態所占的比例，改變了土壤中重金屬的存在形態，提高了重金屬的生物有效性和遷移能力；相對Ni、Cr、Zn，土壤中交換態的Cd、Pb、Cu含量所占的比例較高，與對照區土壤相比，污灌區土壤中Cr、Pb、Cu和Cd的交換態都有所提高。