重金属废水污染农田土壤事件环境损害评估研究

重金属废水污染农田土壤事件环境损害评估研究

杨声虎

国家电投集团远达环保工程有限公司 重庆 401122

摘要：随着采矿、冶金、电镀、印染、皮革等行业的迅速发展，大量含重金属废水排放到自然水体，对生态环境造成了严重破坏，而且重金属具有毒害性、长期累积性和难降解性等特性，致使其污染具有隐蔽性和不可逆性，严重威胁人类健康。自2009年以来，我国发生重金属污染事件30多起，如湖南“镉大米”事件、陕西凤翔血铅事件、山东临沂砷污染事件、云南曲靖铬污染事故等，重金属污染事故呈高发态势。废水重金属污染已成为全国乃至世界关注的重大生态环境问题。

关键词：重金属废水；农田土壤；损害评估

引言

重金属一般定义为相对密度在5以上的金属元素，如锰(Mn)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镍(Ni)、铬(Cr)、汞(Hg)、镉(Cd)等。尽管Mn、Cu、Zn等金属元素是生物体所需微量元素，但其余重金属元素如Hg、Pb、Cd、Cr等则均为非须元素。重金属具有毒性强、毒性持续时间长和生物富集性高等特点，因此这些毒性作用的重金属元素一旦进入环境最终会通过食物链对人体健康构成危害。上世纪发生在日本的水俣病及骨痛病就是由于水体环境的Hg和Cd污染所诱导迸发的公害疾病事件。

1重金属废水污染的来源及危害

1.1重金属废水污染的来源

自然水体中的重金属一般不会对水生动植物构成威胁，水体中重金属的污染主要来源于人为活动。水体中的重金属源头很广泛，一方面是传统的工农业污染，农业生产中产生的污水浇灌和化肥、农药等的不合理使用；另一方面，随着城市的不断发展，生活废物的排放和焚烧、汽车尾气的排放等带来的重金属污染对人体健康也造成了威胁。

1.2重金属废水污染的危害

一些重金属元素是生物生长所需要的微量元素，但是当重金属过多时会对水生系统产生不同程度的影响。而且，重金属会通过食物链进入到人类体内，进入体内的重金属通过抑制人体内酶的活动，使细胞质中毒而伤害神经组织，还可能导致直接的组织中毒损害人体具有解毒功能的关键器官肾、肝等组织。各种重金属对人体都有不同的伤害。

2事件概况

2015年7月，有人举报某化工厂未经审批擅自将危险废物作为生产原料。当地环保局立即开展调查，又发现厂区雨污分流不彻底，生产原料堆棚存在漏雨情况，且设有露天临时堆渣场。雨水冲刷生产原料、废渣后从厂界边坡及循环冷却水池下方流出，排入厂区周边的农田及河流中。经地方环境监测站取样检测，生产原料淋溶水中锌的浓度超过《污水综合排放标准》(GB8978－1996)2330倍，严重超标，对环境造成巨大影响;废渣堆场淋溶水的pH值小于4，呈较强酸性，对周边环境及农作物存在严重污染风险;淋溶水流经区域土壤中的锌、铅、砷、镉、汞含量均呈现不同程度超标。

3重金属废水污染农田土壤事件环境损害评估

3.1污染物属性鉴别

公司生产原料及废渣的浸出毒性鉴别结果显示:生产原料浸出毒性中镉浓度是《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085．3－2007)标准限值的5倍;废渣浸出毒性中锌浓度超出《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085．3－2007)标准限值近26倍，企业生产原料及废渣浸出实验中，存在镉、锌浓度超标情况，属于含重金属类危险废物。

3.2土壤监测结果

以背景值作为标准进行土壤污染程度分析，结果一号区域4个采样点位中，镉、锌100%超背景值，最大超标倍数分别为68．9、66．5倍。二号区域的32个旱地土壤样品中，锌、镉、汞分别超标93.8%、87．5%、71．9%，最大超标倍数为39．2倍、24．6倍、27．6倍。26个水田土壤样品中，锌超标100%，最大超标倍数为90．1倍，镉超标73．1%，最大超标倍数为43倍。总体来说，周边土壤中汞、镉、锌超标较严重，远远大于对照点土壤中的含量，表明土壤已受到企业排污影响。从农田土壤剖面样品检测结果来看，淋溶水流经区域的旱地土壤纵向污染较严重，采样深度为1.4m的剖面仍呈现重度污染，说明重金属随着淋溶水向土壤深层迁移和累积;水田中的重金属污染主要集中在0～0．2m的表层土壤，污染程度为重度污染，而0．2～0．4m的土壤污染程度为无污染或轻微污染，受土质影响重金属向深层迁移的能力较弱。

3.3土壤修复费用

鉴于目前国内农田土壤修复技术尚不成熟，且污染土地面积较小，污染程度较重，未来仍有可能受到企业大气污染物沉降、厂区初期雨水影响。同时污染地块位于经济开发区范围内，一号区域位于规划的公共绿地范围内，二号区域位于规划的工业用地范围内。因此，不建议二号污染地块实施修复后仍作为农田使用，可以考虑修复后先进行植被恢复。一号地块场地狭窄，施工条件差，可选择植物恢复法进行修复;二号地块初步按照三种方案考虑:①客土法，对表层污染土壤进行剥离，置换为清洁的理化性质相近的土壤;②植被修复法，由企业按照铜仁市耕地征用补偿标准，对土地所有者实行经济补偿，并采用富集植物对场地进行修复，修复达到要求后恢复地表植被;③化学钝化+植物修复联合方法，污染农田土壤修复达到要求后恢复地表植被。综合考虑经费、操作难易程度、修复效果等因素，二号地块推荐采取方案三，土壤修复后恢复生态植被，一号区域、二号区域土壤修复估算费用约为445万元。

3.4期间生态损失

污染地块现状为农田，主要种植粮食作物，因企业淋溶水排放导致土壤污染，产出的粮食作物无法食用，基本丧失农田生态服务功能。本次评估，未对区域地表水、地下水污染状况进行检测分析，因此期间生态损失仅考虑农田服务功能丧失的损失。将污染土地调整为林地，根据《土地利用变化对生态系统服务价值的影响》，土地功能调整后林地生态系统较之前的农田生态系统的生态服务功能价值有明显增加。企业自2011年开始使用含重金属原料并逐步影响周边土壤环境，至今已有7年，土壤修复+植被基本恢复到区域其他林地的生物量大概需要4～6年，则污染地块期间生态损失约为3118．2元/(年·hm2)×59．3亩×(7+6)年≈16万元。

结语

依据《环境损害鉴定评估推荐方法》(第II版)，事务性费用是指污染环境或破坏生态环境行为发生后，各级政府与相关单位为保护公众健康、公私财产和生态环境，减轻或消除危害，开展环境监测、信息公开、现场调查、执行监督等相关工作所支出的费用。应急处置费用是指突发环境事件应急处置期间，为减轻或消除对公众健康、公私财产和生态环境造成的危害，各级政府与相关单位针对可能或已经发生的突发环境事件而采取的行动和措施所发生的费用。事务性费用与应急处置费用存在部分类别重合现象。且事务性费用未细化，未说明是否包括公职人员的差旅、餐食、通讯、租车等费用，不利于实际案例中各类费用的归类与核算。建议对事务性费用进一步细化，进行更明确的定义，以便更快捷准确评估环境损害事件中的各类费用。

参考文献

[1]吴学信，冯志诚.重金属废水处理技术和资源化问题研究[J].环境与发展，2018，30（2）:127-128.

[2]刘明亚，张凯，毕远伟，等.浅议重金属废水处理技术和资源化[J].中国高新技术企业，2017（12）:128-129.

[3]渠荣遴．水体重金属污染的植物修复研究(Ⅱ)种苗过滤去除水中重金属铅[J]．农业环境保护．2002，21(6)：499-501．

[4]解道雷．城市污泥中重金属存在形态、去除及稳定化研究进展[J]．化工进展，2018，37(1)：330-342．