区域土壤污染成因分析

    土壤环境是一个系统，由土壤的内部环境、外部环境及其界面环境组成。处于地球陆地表层的土壤环境系统不仅具有自然的特征，而且因深受人类活动的冲击而同时具有人为的烙印。土壤污染的成因有着多来源、多途径、多因素交织、成因复杂多变等特性。土壤污染问题的产生是一系列不同因素包括自然和社会因素相互作用的结果。事实上，一个国家的经济社会发展水平决定了土壤环境问题产生的根源，并在很大程度上构成了土壤污染问题的直接驱动力。影响人类社会经济活动的各种要素包括制度、科技、文化价值观等，却构成了产生土壤污染问题的间接驱动力。因此，剖析土壤污染区域化态势的产生，关键在于分析其区域污染的来源，以及各种经济社会因素直接和间接作用的结果。通常情况下，经济增长对土壤环境的影响包括区域效应、规模效应、结构效应和技术效应；经济增长过程中产生了不同的污染源，大量污染物汇集于区域土壤环境中，一旦超过了土壤环境容量和自净能力，区域土壤污染问题便由之产生。总体上，土壤区域污染成因可分为人为因素、自然因素及管理因素3个方面。

    2.1 区域土壤污染的自然成因

    土壤污染的自然成因，包括污染物的高背景值、森林火灾、高温下自然分配（持久性有机污染物纬度迁移）、外营力作用（如水文、风力等的迁移）及土壤中次生污染物质等。“七五”调查结果表明，镉、汞、砷、铅在全国分布上表现出明显的区域性特征。西南地区贵州、云南、广西等省市土壤背景值显著高于全国平均水平，主要源于喀斯特石灰岩地区的内源型母质和自然成土过程所形成的高背景值，加上矿产活动加剧，进而造成了该地区的土壤重金属污染，并向下游扩散，呈现出流域性和区域性特征。长三角、珠三角等经济发达地区跟踪调查结果显示：珠三角土壤中汞、镍污染最严重，其中高背景浓度的镍，可能与该地区母岩、母质中含有较高的重金属元素有关。土壤中多环芳烃的自然源主要是火山爆发、森林火灾和生物合成等自然因素所形成的污染特征。

    2.2 区域土壤污染的人为成因

    2.2.1 粗放式区域化经济发展模式中，大量资源和能源消耗排放物进入土壤

    目前，我国工业产业发展主要依靠国内外市场扩张以及劳动力、土地、能源、原材料的消耗；同时大力推进供给侧改革，调整产业结构，实现产业转型发展，提升经济发展质量。区域产业结构变化对资源环境效应产生了积极的影响。由于不同的产品和行业有不同的污染强度，区域产业结构和产品结构不同会引起污染排放水平的差别。在三次产业中，第二产业相对于第一产业和第三产业而言，具有资源消耗高、污染排放量大的特点，一定程度上决定了资源消耗和污染排放是高强度的、密集的。因此，我国目前依然是以工业尤其是以重工业为主的产业结构，而工业行业又主要是从事原材料和能源的生产、加工和消耗的，这就不可避免地要产生大量的污染物，并进入区域土壤环境，尤其是20世纪 80—90年代在经济发达地区，这一问题表现更为突出。

    2.2.2 工业“三废”和交通废物的区域性排放污染物进入土壤

    据环保部环境统计公报，2015年，我国工业固废产生量达32.71 亿吨，废物排放量比较大的行业主要涉及煤炭和金属矿采选业等。2013年底，我国尾矿累积堆存量达146亿吨，废石堆存量达 438 亿吨。我国当前约有1.2万座尾矿库，其中危、险、病库占 12.4%，有的矿山尾矿库容达千万立方米，对周围土壤和水环境污染严重。2014年全国废水排放总量716.2 亿吨。其中，工业废水排放量205.3亿吨，城镇生活污水排放量510.3亿吨。废水中含有大量的铅、汞、镉、铬、砷等有毒有害元素。2015年，全国工业废气排放量68.5万亿立方米。全国废气中烟（粉）尘排放量 1 538.0万吨，其中工业烟（粉）尘排放量为1232.6 万吨，占全国烟（粉）尘排放总量的80.1%。在一些经济快速发展地区，污染负荷更是居高不下。

    我国经济快速发展地区，汽车保有量快速增长，交通废物排放带来的土壤污染问题不容乐观。含铅汽油、润滑油的燃烧，汽车轮胎、引擎、刹车里衬的机械磨损不仅排放铅、锌、铜、镉等重金属，同时汽车尾气中也含有苯并 [α] 芘等有机污染物。机动车辆排放的污染物或直接沉积在路面灰尘中，或通过干湿沉降在公路两侧土壤中，从而导致城市公路两侧土壤中出现不同程度的污染物积累。

    2.2.3 农用化学品大量使用和污水灌溉，使耕地土壤污染出现区域性差异

农用化学物质的高强度投入是造成耕地土壤大面积污染的重要原因。据统计，近年来我国化肥年施用总量约为6300 万吨，占世界总量的22%；有10多个省的平均施用量超过了国际公认的上限（225 kg/hm2），有的高达400 kg/hm2；常用的磷肥中含有一定数量的重金属元素，较为突出的是重金属元素镉。我国主要磷矿石镉含量为0.1—571mg/kg，大部分含量为0.2—2.5mg/kg，平均含量15.3mg/kg。长期施用高含镉的磷肥会导致土壤中的镉升高。近30年来，我国通过磷肥施用带入到耕地土壤中的镉总量估计为147—600 吨。单位施用量较大的地区主要集中在我国中东部的河南、湖北、福建等省份（磷肥施用量超过120 kg/hm2），而我国西部、西南、东北地区耕地磷肥施用量则明显低于中东部地区。但是西部、东北和偏远地区化肥施用量近年来有快速增加的态势，耕地土壤污染负荷也将快速增加。大量施用含重金属的磷肥和有机肥的地区，使区域土壤重金属污染风险日趋增大。我国用污水灌溉农田的现象比较普遍，尤其是北方地区。从地域分布上，我国污水灌溉的农田主要集中在北方水资源严重短缺的海、辽、黄、淮四大流域，约占全国污水灌溉面积的 85%。据统计，我国1999年污水排放量达401 亿立方米，污水灌溉面积从 1963年的4.2万公顷发展到1998年的361.8万公顷，占全国灌溉总面积的7.3%。污水灌溉活动使大量污染物带入土壤中积累，如过去的沈阳张士灌区农田受到镉污染，严重污染面积占13%。因此，农用物资用量及污水灌溉强度是造成农田土壤污染区域差异的重要因素。

    2.2.4 区域地球化学异常及污染迁移扩散，使土壤区域化污染面积扩大

    我国西南地区多种重金属的土壤背景值普遍较高。如贵州省“七五”背景调查点土壤母质层镉平均含量为1.24mg/kg，远高于 0.084 mg/kg的全国平均水平。镉元素的高含量地区集中在贵州西南部、广西西北部、湖北大部、湖南与江西中部，上述地区土壤呈现大面积镉超标污染。其中，污染等级达到中度至重度的采样点主要集中在贵州境内的毕节、安顺、都均和兴义，广西境内的河池、百色、凭祥、柳州、合山和马山等地市；这些地区的土壤镉高背景与当地石灰岩成土母质有关。贵州省土壤汞的超标率在全国处于最高水平，达到6.7%。云南、贵州、四川、湖南南部、广东、江西等地土壤铅、锌污染呈现明显的区域化分布，与这些地区广泛分布的有色金属矿（如镉、汞、铅、锌、砷、钒等）有关。例如，广西壮族自治区百色市分布着德宝铝矿与高龙金矿和河池市拥有环江铅锌矿区等，贵州万山、务川和铜仁等地广泛分布着汞矿带和汞矿田，广西、云南等省份广泛分布着雄黄矿，以及滇西兰坪、滇川、南岭等地分布着铅锌矿等。

    随着有色金属矿藏开发规模的逐步扩大，重金属污染物通过污水、矿渣、尾矿、扬尘、地表径流进入土壤环境，不断累积或随江河水迁移扩散，导致沿岸土壤重金属的流域性污染。长期以来，我国对于矿藏开发的管理比较粗放，监管时有缺失，生产事故频发，矿区的点状污染演变成流域的线、面状污染，加之这些地区背景值往往较高，进一步加剧了土壤重金属污染。譬如，广西南丹、环江、恭城、贺州等地，砷储量极为丰富，为砷元素的高背景值地区。但由于不合理矿藏开发活动，使点状污染扩散，形成局域性污染，进而演化成流域性污染。地球化学高背景区通过土壤侵蚀、河流运输扩散也可形成重金属的流域性污染。例如，成都平原土壤重金属污染主要受地球化学异常和人为活动共同影响。四川龙门山构造带较为活跃，矿产资源丰富。其东南部为广阔平原，由于长期的风化、侵蚀和流水搬运，流水将龙门山地区的矿物搬运到冲积扇地区，并在地表沉积，呈重金属的地带性污染。江汉平原严重的镉污染也与洪水搬运迁移扩散有关，其上游神农架、恩施属于磷灰石、闪锌矿等含镉丰富的石灰岩地区，自然风化过程将石灰岩和含磷底层及其伴生的镉带入长江，而石灰岩风化形成的碳酸岩屑在沉积物中形成碱性条件，将镉固定于沉积物中，形成长江高含镉的沉积物。洪水泛滥时，泥沙及河流沉积物随着洪水进入江汉平原，使江汉平原的土壤形成镉高值区。

    2.3 区域土壤污染的管理因素

    2.3.1 我国专门的土壤污染防治法律法规至今缺失

    在我国现行的法律体系中，已经制定了防治大气污染、水污染和海洋污染等的法律，但是还没有正式颁布防治土壤污染的专门法律，也没有类似于美国《超级基金法》的专门清洁治理污染场地的法律或法规。已有的法律，如《环境保护法》《土地管理法》《水污染防治法》《大气污染防治法》和《固体废物污染环境防治法》等，对土壤重金属污染防治有一些零星规定，但分散而不系统、缺乏可操作性。我国目前正在制定《土壤污染防治法》，填补法律制度的空白，规定专门的、行之有效的防治与修复制度和措施。土壤污染防治法的缺失是我国土壤污染严重并加剧、土壤环境质量难以改善的重要原因。

    2.3.2 现行的土壤环境质量标准体系不完善

    我国现行的1995年制定的国家《土壤环境质量标准》已不适合当前土壤环境管理的需求。该标准主要适用于农业用地土壤评价，重金属污染物项目过少，尚未包括铊、锑、钒等新型污染物；部分重金属如镉、镍的质量标准要求过严，而铅的过松；简单地规定了全国统一值，忽视了我国土壤类型及其背景值的区域差异，以及土壤利用的多样化等特点。至今，适用于居住用地、工业建设项目用地的国家土壤环境质量标准缺失。所有这些都在很大程度上阻碍了土壤污染的过程监管、源头控制与末端修复。

    2.3.3 土壤环境监管长期不力，执法力度不大

    我国土壤污染的监管主体不明确，涉及的监管部门有环境保护部、国土资源部、农业部、水利部等。由于政府部门管理分散，以致出现监管的“灰色地带”，这一现象在《土壤污染防治行动计划》（简称“土十条”）落实过程中得到一定程度的解决。目前，我国土壤环境监管体系和制度不完备，尚未建立完善的土壤环境质量调查、监测制度以及土壤环境质量监测体系。虽然我国已建立起国家、省、市、县四级环境执法体系，环境执法能力和水平正在不断提高，但是从现实看，受各种因素制约，环境执法制度、机制、程序还不完善，执法能力相对薄弱，“环境执法难”在全国普遍存在。所有这些都影响了对污染物进入土壤环境的控制。

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