当前,我国重金属污染防控取得积极成效。但在一些地区,重金属污染问题仍然突出,威胁着生态环境安全和人民群众健康。“十五五”时期,需要从流域、区域的尺度进一步强化重金属污染物排放控制,有效防控涉重金属环境风险,持续打好整体风险管控持久战。
我国重金属污染防治取得的成效和面临的挑战
近年来,我国重金属污染源头防控取得显著成效。“十二五”以来,我国发布一系列政策、标准和规范,关停了一批涉及重金属的重点行业企业,有效遏制了重金属污染事件的高发态势。“十二五”期间,重点区域实施重金属污染物排放总量控制制度,排放量比2007年减少了15%。“十三五”时期,贯彻山水林田湖草是生命共同体的理念,强化执行重金属污染物特别排放限值,2016年以来全国共关停涉重金属企业1300余家,实施减排工程900多项。“十四五”期间,我国的重金属污染防治聚焦减污降碳协同增效,以有效防控重金属环境风险为目标,进一步强化镉等重金属源头管控,突出重点区域、重点行业和重点污染物的治理。这些举措为流域重金属污染防治奠定了坚实的基础。
尽管我国在重金属调查与风险评估、源头管控、污染治理、突发事件应对以及动态监管等方面取得了一定进展,但重金属污染整体风险管控依然面临较大压力。尤其在一些历史遗留问题严重的区域,多种重金属污染物和环境介质之间存在复杂的相互作用,重金属迁移转化和生物有效性表现出很大的不确定性。在流域尺度上,水、气、土三者之间交互作用频繁,沉降、降雨、地表径流、地下潜流和生物富集等过程成为重金属迁移的重要路径,导致重金属环境暴露和风险水平难以预测。在一些小流域,重金属污染源头减量和系统治理的压力并存,整体风险管控和环境监管综合能力亟待提升。突发环境污染事件对下游居民的人体健康和农田生态环境造成威胁,流域性重金属污染的历史遗留问题仍未彻底解决。
此外,我国在重金属污染风险管控能力上也存在短板。当前仍存在监测基础不足、管控体系不完善、治理模式碎片化等问题。监测体系薄弱主要体现在长期监测体系缺乏,未形成地表水、地下水、土壤、底泥等多介质长期数据;监测数据覆盖率低,污染物迁移规律不明,影响精准预测与管控。污染评估与管控不足体现在污染成因与扩散路径研究不够深入,风险评估体系不够完善;缺乏基于流域的系统性防控策略,仅采取局部治理方式,难以实现综合防控。治理模式碎片化体现为缺乏精准治理与分区管控措施,未能建立基于污染扩散、生态敏感区划定、风险分级的系统性治理策略;修复技术以工程化手段为主,绿色修复、生态恢复技术应用不足。
国内外流域重金属污染防治情况
与发达国家相比,我国在流域重金属污染防治的措施、对象等方面,具有明显差异。
欧美重金属污染的污染源较为单一,多集中在铅砷矿区、工业废水、农业径流等特定区域或领域;地理条件稳定,污染多发生于冷水流域,迁移和分布规律相对清晰;污染防控以生态风险控制为主。而我国重金属污染大多来源复杂,涉及矿业开采、工业排放、农业施肥、电子废弃物等多种来源;环境地理多样,在西南地区亚热带高原、喀斯特地貌等复杂地形地貌中,污染物迁移路径难以预测;复合污染显著,存在多污染物共存的情况,一些污染物交互作用强,治理难度大;污染治理与健康风险并存,流域下游城镇发达,污染同时影响生态环境安全和人体健康。
发达国家已建立较为完善的污染调查、风险评估、污染治理及长期监测体系,采取多部门联合治理方式,确保污染防控精准有效。主要措施包括:污染调查与建模,即利用污染物溯源、迁移路径模拟等技术建立污染动态模型;健康与环境风险评估,即采用毒理学评估、生物有效性分析等方法量化污染危害;污染治理与分区管控,即依据污染扩散趋势,制定污染源削减、生态修复、土地再利用策略;长期监测与预警系统,即利用物联网、遥感监测等技术,实时掌握污染动态。欧盟综合管理决策(IMS)方法和美国适应性动态管理模式,都强调全流程污染防控与治理优化。
提升流域重金属污染整体管控水平的具体措施
当前,我国在流域重金属污染防控方面仍处于体系构建与能力提升阶段。笔者认为,未来应借鉴国际经验,结合我国污染特征,重点开展以下工作:构建长期监测体系,建立自动化实时监测网络,提高数据时效性;推动污染溯源与通量分析,开发污染来源解析、迁移路径预测技术,提高精准溯源能力;构建流域健康—生态风险评估模型,综合评估污染影响;实施精准分区管控,制定分级治理策略,强化污染源头削减—过程控制—末端治理的协同管理;推广绿色修复技术,采用植物修复、微生物降解等可持续治理手段,实现生态恢复与环境安全协同增效。
具体举措包括以下方面:
一是构建流域重金属污染风险机理模型。流域污染防控需精准识别污染源、迁移途径及暴露风险,建立动态污染概念模型,制定针对性管控策略。建议以“源—途径—受体”为核心,以掌握污染扩散路径、实现精准预测与调控为目标,结合GIS分析、数值模拟等技术,建设污染信息化监管与监测预警系统。
二是研发污染源解析与通量分析技术。污染溯源与通量分析是防控的基础,应重点突破污染源解析,利用同位素示踪、光谱分析、大数据建模等技术精准识别污染来源。开展污染通量分析,研究污染物在水、土、气等介质中的扩散规律,预测污染趋势。开展精细化污染调查,结合剖面分析、作物富集实验,明确污染物在农作物系统中的迁移机制。
三是建立污染风险评估与精准预测技术体系。污染防控需综合评估污染风险及未来趋势,包括污染累积与分布分析,利用GIS、遥感监测等手段,构建污染分布模型;开展水环境污染动态评估,结合水动力学模拟、生物富集分析,评估污染对生态系统的影响。针对喀斯特地貌、亚热带高原等复杂环境,优化污染扩散预测能力,实现高风险区域精准预测。
四是推进污染源头治理与绿色修复。强化污染源削减,重点包括矿区废水处理、工业排放控制、农业污染削减。绿色修复是污染治理的核心策略,在农田土壤修复的过程中,采用植物修复、微生物降解、稳定化改良等技术,降低污染物生物有效性;在污染场地生态修复中,推广“生态修复+污染防控”模式,实现系统治理。采用生命周期评价(LCA)、多指标决策分析(MCDM)方法,进行污染治理成效评估,量化治理措施的生态效益、经济效益。
作者单位:高铭晓、张红振,生态环境部环境规划院;陈卫平,中国科学院生态环境研究中心;曲常胜,江苏省环境工程技术有限公司
编辑:宋杨