重金属污染农田土壤经修复后,是否达到了预期的目标,是否可以复垦为农田,生产的农作物是否达到了安全水平,这些问题均需要通过对修复后的效果进行评价来给出明确的答复。然而,目前,有关重金属污染农田土壤修复效果评价指标体系方面的研究还很少。
土壤重金属污染已成为阻碍中国农业可持续发展的问题之一,据2014年全国土壤污染状况调查公报报道,全国土壤总超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位分别占11.2%、2.3%、1.5%和1.1%,耕地土壤点位超标率为19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。针对重金属污染土壤的修复问题,国内外学者开展了大量的研究工作,提出的治理技术主要有物理、化学、生物、农业生态和联合修复技术等。
一、指标选取的原则
重金属污染农田土壤修复与一般工业污染场地土壤修复有很大的不同,前者重点关注的是经修复后的土壤是否可以实现复垦,生产出的农产品是否符合食品安全标准;而后者重点关注的是修复后的场地是否可以进一步的开发利用,通常是用作建设用地或工业用地。因此,在选取重金属污染农田土壤修复效果评价指标时应紧紧围绕农田土壤的生态功能,具体来讲,应遵循以下几点原则:
一是全面性:农田土壤最主要的功能是要有“保水、保肥、通气、透水”能力,从而促进农作物的生长,因此,单纯地用重金属总量的降低,或是生物有效态的降低并不能全面反映农田土壤的主要生态功能,需要从土壤的环境质量、肥力质量、健康质量三方面综合考虑,设置修复效果评价指标。
二是客观性:用于重金属污染农田土壤修复效果评价的指标应是客观的,可以最大限度地反映修复的效果,在指标选取上应以定量指标为主,必要时可选取定性指标,作为辅助性评价指标。
三是易测性:重金属污染农田土壤修复效果评价选取的指标可用现行的标准方法进行测定,或是可用国内外公认的测定方法进行分析测定;在分析周期上,应满足具体的修复项目的实施进度及验收要求,不能待修复工程竣工数年之后才可以采样分析,以致影响项目的验收及土地的复垦。
四是可评性:重金属污染农田土壤修复效果评价指标经测定后,要有相应的标准值或参考值可以作为评价的依据,从而据此判定是否达到了预期的修复目标。
二、指标体系应用分析
重金属污染农田土壤修复效果的评价是一项非常复杂的工作,评价指标体系也不可一概而论,以上只是个推荐的指标体系,在评价具体工程项目的修复效果时,应结合项目的预期目标、项目特点、利益相关方要求等具体分析,适当增减确定适合该项目的指标体系,但应注意以下几点:
一是评价指标的选取要结合具体的修复项目而定,并且要最大可能地反映修复后土地的使用功能,同时要有效防止修复过程二次污染的影响。
二是以上提出的推荐指标体系有些是约束性指标,有些是参考性指标,约束性指标是指修复后应该要达到的目标,参考性指标可作为污染土壤修复效果评价的辅助目标;此外,在实际应用时,可根据具体的工程项目,确定评价指标,并确定其性质(约束性或参考性)。
三是评价修复效果时要坚持从严的原则,如经过修复,虽然土壤质量达到了预期的目标,但生产的农产品不能达到预定的标准,则仍然不能认为该土壤已经修复好,可供复垦。
四是制定的土壤修复效果评价指标有些是有评价标准的,可根据标准进行评价,而有些没有标准可循,此时可考虑从两个角度进行评价(单独评价或是结合评价):其一是参考文献中报道的数据或是经验数据,如有效磷指标,鲁如坤等综合各研究者的结果,提出了土壤中有效磷的分级参考值,污染土壤经修复后,其中有效磷的含量可借助该参考值进行评价;二是借助统计学的方法,如重金属生物有效态指标,修复目标可设置为污染土壤经修复后,土壤中生物有效态重金属的含量显著降低了,具体评价方法可参考北京市地方标准《污染场地修复验收技术规范》(DB11/T783-2011),此外,亦可设置相对量指标,如经修复后,土壤中重金属生物有效态含量降低50%以上。
五是各指标的分析方法应优先选用国家或行业标准方法,无标准方法可供使用时,可以考虑选用ISO或EPA的推荐方法,如仍然没有,则可以选用学术界公认的方法进行分析,但要分析说明方法的适用性。
六是应结合修复工程项目特点,分析开展修复效果长期跟踪监测和评价的必要性(包括地表水、地下水、农产品的跟踪监测),并提出具体的长期跟踪监测评估方案。
重金属污染农田土壤修复效果评价涉及法律法 规、标准体系、导则规范以及土壤学、生态学、毒理学等多学科领域。重金属污染土壤修复效果的评价依赖于土壤修复标准的制定,而土壤修复标准的制定需要以土壤修复基准作为依据。因此,应加强从污染生态毒理学、人体健康学等角度研究土壤中污染物的阈值,从而为制定土壤修复标准提供基础数据和科学依据。