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农田土壤重金属污染调查评价结果需要验证吗?

来源:中国环境修复网 点击:   2017-06-05 09:26:56

作者 | 陈有鑑  北京建工环境修复股份有限公司,技术副总监

这是个难以回答的问题,因为它与评价目的有关,也隐含着学术问题,例如土壤与植物吸收之间的关系问题,调查比例尺问题,样品代表性问题,等等。但是,这又是个很重要的问题,相信会有很多人试图去回答它,但在遍寻各种文献资料,其结果可能是沮丧的,因为可供参考的资料少之又少。作者也曾因为这个问题左右彷徨,好似《大话西游》那段经典台词“……需要理由吗?不需要吗?需要吗?……”。

所幸作者已于2003年获得寻找这个问题答案的机会,即参与“浙江省农业地质环境调查(全国第一个省部合作项目)”的项目工作,全面参与浙江省上虞市农业地质环境调查评价,并在查明浙江省上虞市农田土壤重金属含量空间分布基础上,并获机会继续开展调查评价结果验证工作,即负责典型地区农业地质调查评价方法研究项目工作。

值此“土十条”颁布甫满一年之际,简述上述项目成果如下,以飨读者。若能因此促成环保国土等部门在土壤污染状况详查领域的合作,那将再好不过了。

一、浙江省上虞市农田土壤重金属污染调查评价结果验证

1、土壤调查评价结果

浙江省上虞市地处杭州湾南岸,位于杭州与宁波之间,是绍兴中心城市东部具有滨江特色、功能相对完善的综合性新城区,总面积1403km2,海岸线长45km,下辖18个乡镇、3个街道办事处,地形南高北低,南部低山丘陵与北部水网平原面积参半,呈“五山一水四分田”的格局,自然环境相当优越,曾获联合国迪拜改善居住环境最佳范例奖,是中国最富有的十大县级市之一。

农田土壤重金属污染调查评价结果需要验证吗?

2003年3月,上虞市政府为进一步发挥区位优势并推动现代农业产业化发展,申请立项开展县域农业地质环境调查评价工作,旨在查明上虞市农业地质环境背景、自然资源状况和开发利用的基本现状,为上虞市调整农业产业结构和发展效益农业服务。项目调查区域面积1427.5km2,项目工作时间自2003年12月至2005年5月,期间,共采集表层(0-20cm)土壤样品1041件,深层(150-180cm)土壤样品86件,测试分析指标54项,其他样品(如地表水、地下水和植物)66件。土壤调查样品采集点位分布如下图:

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在查明区域土壤地球化学特征基础上,项目组借鉴国内最新评价成果基础上,将8个重金属元素总量作为环境质量评价指标,分别用“单指标评价方法”和“综合评价方法”对项目区土壤环境质量进行评价。单指标评价结果表明,上虞土壤重金属超标率最高的是As,超三级标准限值点位有235个,主要分布于东关——道墟一带;其次是Cd,超三级标准限值点位有9个,分布区域与As基本相同。综合评价采用“尼梅罗指数法”,其中对严控指标采用一票否决法,而一般性指标则采用综合指数分级控制法,综合评价结果如下图:

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综合评价结果表明,上虞市农田土壤环境质量状况总体良好,其中清洁区占陆域总面积的52.6%,基本清洁区为44.7%,轻度污染区为1.96%,中—重度污染区为0.78%,主要分布在东关-道墟-崧厦等区域,具体表现为部分点位As、Cd含量超标,其空间分布如下图所示。

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2、调查评价结果之验证

从地质找矿角度,上虞市东关-道墟街道周边土壤重金属含量超标属地球化学异常,对地球化学异常进行查证(验证)是我国农业地质调查评价工作的必然要求,因为农业地质调查属于地学调查性质和范畴,其方法源于区域化探地质找矿技术规程(DZ/T 0011-91)。例如,全国地质调查规划要点(2004年1月)明确要求农业地质调查评价分4个层次,即第一层次为多目标区域地球化学调查,第二层次为区域农业地质地球化学评价,第三层次为局部农业地质地球化学评价,第四层次为农业地质地球化学综合评价。其中,多目标区域地球化学调查是一切工作的前提,区域和局部评价是在区域调查基础上进一步查明地球化学异常元素的成因来源、迁移转化、生态效应等内容,综合评价则是以应用为导向的总结性工作。

为查明上虞东关-道墟街道周边土壤重金属含量超标原因,项目组在收集分析资料基础上,对该区域地球化学异常区开展了补充调查工作。野外工作照片如下图所示。

农田土壤重金属污染调查评价结果需要验证吗?

农田土壤重金属污染调查评价结果需要验证吗?

上虞东关-道墟街道周边土壤地球化学异常查证结果表明:

1)从地质环境角度,上虞东关街道周边土壤As、Cd含量超标点位于平原丘陵过渡区,并集中于剥蚀残丘周边,主要出露地层为下白垩纪酸性火山碎屑岩夹少量中酸性熔岩以及沉积岩,局部现有紫红色碎屑沉积岩夹少量火山岩,如下图。

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2)从区域地质构造角度,上虞在中生代火山活动极为活跃,可能存在浅成热液金银矿床,实地踏勘后发现,地球化学异常区周边确有银山坝铅锌矿点,而且是著名的矿山遗迹,早在春秋战国时期的古代即已开采过。

3)20世纪八十年代,浙江农业大学曾经在该地区进行过砷污染治理的实验,查证该废弃尾矿历史时发现,该矿山早在清朝时就被英国人野蛮开采过,致使矿床支离破碎,选过矿的废矿石满坡乱堆,致使矿山周边土壤重金属污染。其中,农田砷含量超过40mg/kg的有8000亩之多,耕层含砷最高可达1057mg/kg。

4)为查明农田土壤重金属污染对当地生态环境的影响,我们开展了农田土壤重金属污染调查评价结果验证工作,包括地方病调查和农产品产地水土环境调查。其中,入户调查过程未发现有与As、Cd污染有关的地方病例;农产品产地水土环境调查结果如下表,调查结果表明,东关-道墟街道周边农田土壤所产水稻糙米As、Cd平均含量分别是0.38 和0.046 mg/kg,而上虞市全部稻谷样品(34件)As和Cd含量平均值(依次是0.39和0.046mg/kg)无显著差异,均低于粮食安全标准限值,浅层地下水重金属含量低于饮用水质I级标准限值。

农田土壤重金属污染调查评价结果需要验证吗?

以上调查结果验证说明,上虞东关-道墟街道周边农田土壤重金属As、Cd超标是其特殊地质环境成因叠加人类活动(采矿)引起的,其高背景重金属含量对当地生态环境的影响不显著,未发现有与As和Cd污染有关的地方病例。

二、项目结题后记

本项目工作截止于2005年5月,但在随后十余年里,银山坝铅锌矿点周边土壤地球化学异常区发生过一系列有趣的事情,值得回顾,也值得深思,事件简述如下:

1、建国后的每次地质调查中,都登录有银山坝铅锌矿矿点,但一般认为该矿点勘探价值不大,直至进入21世纪,浙江面临老矿产资源枯竭的问题,该矿点被重新勘测,2007年合法有色金属矿山采矿许可,核准年开采铅锌矿3万吨,实际年开采量1万吨,无选矿、冶炼设施,所采矿石均送外地冶炼,废石运回井下填充采空区。该矿点于2012年5月18日因生产安全事故停产至今。

2、2010年,浙江大学某研究团队在银山坝铅锌矿区开展农田土壤重金属污染研究,发现矿山附件农田土壤重金属Cd超标严重,并从植物抗逆性角度,研究发现水稻土壤重金属Cd限值标准过低,因此建议限值标准从1.0ppm提高至1.5ppm,2012年4月,该研究成果于《Energy Procedia》(16:27-31)。

3、2012年8月,某环保大V转发了上述研究成果,但被断章取义地解读为“上虞稻田土壤Cd污染严重,大米Cd超标率15.6%”;9月1日,《中国经营报》刊发了记者李艳洁撰写的报道《浙江上虞矿山炼厂附近稻田半数现重金属超标》,很多网络媒体转载,上虞市稻米Cd超标俨然成为社会舆论焦点。为此,上虞市组织农林、环保、安监、卫生等部门会同东关街道对相关情况进行了实地调查,并出具了《情况说明》,并在此后,每年组织开展4-5次稻米专项检查,参照国际粮食卫生安全标准,但迄今未发现市内稻米有重金属超标现象。2017年5月,上虞国土局立项启动银山坝铅锌矿矿山地质环境生态恢复治理工程。

三、结论与建议

农田土壤污染调查评价,归根结底,是对农产品安全的间接评价。因此,其调查评价结果关乎民生,常常引起社会公众的高度关注。例如,2014年4月17日,环境保护部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》所提到的几个关键数字,很快成为国内外媒体争相转载的新闻标题,不知不觉地把公报提及“点位超标率”替换成为“全国16%土壤面积遭污染”“二成耕地土壤污染超标”“我国有约5000万亩耕地受到中、重度污染,已经不适宜耕种”等通俗易懂的标题或内容,但却很少有人出来辩驳,因为媒体转载内容更加通俗易懂,所以更加深入人心,回顾浙江上虞银山坝铅锌矿周边农田土壤重金属污染调查评价结果的舆情发展过程,感觉颇有几分神似,免不得同情上虞市形象受损之冤。

2017年已经启动全国土壤污染状况详查,根据“土十条”提出的要求,2018年底前需要查明农用地土壤污染的面积、分布及其对农产品质量的影响,由此可以预见,今明两年,全国各省将纷纷开展主要针对重金属元素的农田土壤污染状况详查工作,并将根据即将出台的新标准评价农田土壤重金属污染状况,其核心内容将是污染面积和空间分布。根据浙江省上虞市农田土壤重金属污染调查评价结果验证工作经验,建议调查评价结论出台之前,会同国土部门和农业部门,从地质环境角度和农产品品质角度,分别开展调查评价结果验证工作,以期为保证农田土壤污染状况调查评价结果的科学性提供技术支撑。

参考文献:

1、陈有鑑,2004,典型地区农业地质调查评价示范,中国地质环境监测院;

2、汪庆华,董岩翔 编著,2005,浙江省农业地质环境调查报告,浙江省地质调查院,;

3、李瑞敏,解怀生,陈有鑑等,2005,浙江省上虞市农业地质环境调查与绿色土地综合评价,中国地质环境监测院;

4、周国华,董岩翔,张建明等编著,2007,浙江省农业地质环境调查评价方法技术,地质出版社

文章来源:中国环境修复网  作者:陈有鑑
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