土壤負載容量管控法
2002年,國際土壤科學聯(lián)合會(IUSS)理事會提議,將每年的12月5日作為世界土壤日(World Soil Day)。這一提議得到聯(lián)合國(UN)糧農(nóng)組織(FAO)的支持,并提議將2015年定為“國際土壤年(International Year of Soils,IYS)”。
2013年12月第68屆聯(lián)合國大會正式通過決議,將12月5日定為“世界土壤日”,2015年定為“國際土壤年”。
2014年12月4日,中國土壤學會在其網(wǎng)站上發(fā)布了“世界土壤日”和“國際土壤年”的有關(guān)信息。
土壤是孕育萬物的搖籃,人類文明的基石。土壤是農(nóng)業(yè)發(fā)展、基本生態(tài)系統(tǒng)功能和糧食安全的基礎(chǔ),也是維持地球上生命的關(guān)鍵。
土壤在糧食安全、水安全、能源安全、減緩生物多樣性喪失以及氣候變化等方面都起著重要作用,這就迫切需要提高人們對有限土壤資源的認識并提高其可持續(xù)性。
聯(lián)合國秘書長潘基文先生指出,“沒有健康的土壤,地球上的生命則不可持續(xù)。”“土壤是一種難以再生的自然資源,對于可持續(xù)土壤管理,人人都應予以重視?!保梢娡寥拉h(huán)境質(zhì)量的保護已經(jīng)成為世界性的重大環(huán)境問題。
2014年4月17日,我國環(huán)境保護部和國土資源部共同發(fā)布了《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》,調(diào)查采用統(tǒng)一的方法、標準,基本掌握了全國土壤環(huán)境總體狀況。調(diào)查結(jié)果顯示,全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀,部分地區(qū)土壤污染較重,耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂,工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%。從土地利用類型看,耕地土壤點位超標率為19.4%。從污染類型看,以無機型為主,無機污染物超標點位數(shù)占全部超標點位的82.8%。
從污染物超標情況看,鎘的問題最為突出,點位超標率為7.0%。公報同時指出,針對土壤污染現(xiàn)狀,國家將編制土壤污染防治行動計劃,加快推進土壤環(huán)境保護立法進程,進一步開展土壤污染狀況詳查工作,實施土壤修復工程,加強土壤環(huán)境監(jiān)管。
隨后,國家有關(guān)部門在2015年年初發(fā)布了《農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(征求意見稿),以便為土壤污染的管控提供法律依據(jù)。
科學、有效、簡便、具有良好可操作性的管控措施,是土壤污染防治的核心內(nèi)容。有關(guān)土壤環(huán)境質(zhì)量的有效管控問題,人們曾經(jīng)從法律法規(guī)的建立、環(huán)境標準或基準基礎(chǔ)研究、土壤環(huán)境質(zhì)量重金屬影響研究中的突出問題等進行過較為系統(tǒng)的討論,但到目前為止,主要的關(guān)注點大多集中于有關(guān)標準的建立。
事實已經(jīng)表明,由于土壤類型的復雜性,不同區(qū)域經(jīng)濟、社會和生態(tài)的差異性,土壤環(huán)境質(zhì)量標準要取得公眾的一致認識十分困難,故建立一個統(tǒng)一的國家標準實屬不易。
最近環(huán)境保護部發(fā)布的“農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標準”(征求意見稿),就引起了值得關(guān)注的討論。
人們十分焦急的是到目前為止,眼看著土壤重金屬污染問題愈來愈嚴重,卻沒有一個可為政府和公眾所接受的管控土壤重金屬污染的標準。
既然如此,在缺乏合適標準的情況下,不妨換一個思路進行考慮,去尋找可替代的、合適的管控措施加以解決。
我們在全面考量土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量標準賦值的獨立性和依存性的基礎(chǔ)上,曾經(jīng)建議土壤重金屬污染的防治可以采用負載容量管控法,從單一依靠質(zhì)量標準的重金屬終端控制,過渡到以負載容量為依據(jù)的新的管理模式,一方面以對接2015年中央一號文件中的“實施耕地質(zhì)量保護與提升行動”、“提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全水平”的要求;另一方面也是為了響應國際土壤年的有關(guān)號召,在土壤的安全和可持續(xù)發(fā)展方面盡一份努力,本文對土壤重金屬負載容量管控法的有關(guān)問題進行了較為系統(tǒng)而全面的討論,為有效管控土壤環(huán)境的重金屬影響問題提供參考,并以此獻給2015“國際土壤年”。
1 負載容量與負載容量管控法
環(huán)境科學的研究表明,只限制污染物排放濃度,不能保證生態(tài)環(huán)境的長期穩(wěn)定,因而提出了總量控制的設(shè)想。總量控制的科學依據(jù)必然在污染物環(huán)境容納能力范圍內(nèi)尋找,因而在20世紀70年代初期提出了環(huán)境容量及其應用研究。
土壤負載容量是環(huán)境容量研究的重要內(nèi)容之一,是指一定環(huán)境單元、一定時限內(nèi)遵循環(huán)境質(zhì)量標準,既保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和生物學質(zhì)量,同時也不使環(huán)境污染時,土壤所能容納污染物的最大負荷量。如從土壤圈物質(zhì)循環(huán)來考慮,可將其定義為“在保證土壤圈中良性循環(huán)的條件下,土壤容納污染物的最大允許量”。
負載容量管控法是從負載容量的研究結(jié)果衍生而來的。在20世紀70年代,國家有關(guān)部門曾經(jīng)組織過土壤污染物負載容量攻關(guān)研究,并取得了雖然是初步的、但卻十分重要的部分基礎(chǔ)性資料,包括1995年我國第一個土壤環(huán)境質(zhì)量標準的形成,都是在負載容量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立起來的。
長期以來,人們似乎忽略了土壤負載容量的重要性,一方面是因為原有的工作偏重于基礎(chǔ)性,而在土壤環(huán)境保護方面的實際應用缺乏深層次的考慮;另一方面,缺乏不同類型土壤重金屬負載容量較為完整的基礎(chǔ)性資料。
其實,土壤負載容量在土壤環(huán)境質(zhì)量管理、環(huán)境損害賠償、負載容量的有償使用以及土壤環(huán)境保護責任主體的認定等方面都具有良好的可操作性,對于土壤的可持續(xù)利用、堅守18億畝耕地紅線和保障糧食安全具有重要意義。
但是,如何將容量管理法在土壤環(huán)境質(zhì)量的管控中取得成效則需要認真思考,并進行必要的試驗與示范研究。
相對于大氣和水而言,土壤是一個相對固定的環(huán)境要素,雖然組成十分復雜,但在特定條件下表觀負載容量的確定卻相對簡單;同時,從管理角度考慮它具有一定的優(yōu)勢。
土壤重金屬負載容量管控法是指在土壤環(huán)境質(zhì)量保護和農(nóng)產(chǎn)品清潔生產(chǎn)過程中土壤重金屬負載容量的全過程監(jiān)測和控制方法。
(1)標準管理法為終端控制,負載容量管控法為過程控制。雖然終端控制是污染管控的重要組成部分,但它與過程控制比較時,在土壤污染管控的有效性方面有著明顯的差異。就標準管理法而言,只要在標準值以內(nèi)均認為“合格”,即使處于“臨界”狀態(tài);事實上此時潛在風險已經(jīng)較為嚴重,因為一旦達到標準值才采取措施,一般為時已晚,錯過了管控的最佳時機;而負載容量管控法為立體的、全方位的過程控制,包括源頭控制,可及時發(fā)現(xiàn)污染物的影響,從而可更為有效地進行土壤污染的防控,它實質(zhì)上是一種清潔生產(chǎn)模式,可保障土壤的可持續(xù)利用;
(2)標準管理法為濃度控制,受土壤空間變異性的影響較大,由于采樣和分析誤差,有可能夸大或縮小外源污染物的影響;而負載容量管控法為總量控制,可根據(jù)外源污染的累積,能夠在一定的時空范圍內(nèi)較為準確地反映變化情況;
(3)標準管理法依賴于統(tǒng)一的標準,沒有標準便無法管理,具有較大的被動性和依賴性;而負載容量法具有責任主體的主觀能動性,是依據(jù)背景值和特定利用條件下的臨界值,兩者均可通過試驗自行確認,即使在難以獲得國家統(tǒng)一標準的情況下都不影響土壤重金屬污染的防控。
(4)標準具有很強的法律效力和權(quán)威性,可較為直觀地用于土壤污染的判別,簡單易行,理直氣壯,但可能會產(chǎn)生保護不足和過保護的情況;而負載容量管控法需要立法部門確認為法定管理程序,它不能夠簡單地用于污染土壤的判別,而是較好地發(fā)揮了 “土宜學”的精髓。
土宜學是研究土壤與植物,特別是與栽培植物間相互關(guān)系的科學,研究耕作土壤與作物品種間的演替規(guī)律以及土壤組合與品種組合間的關(guān)系等,不但是地盡其力、均衡增產(chǎn)的重要途徑,也是用地與養(yǎng)地的基本問題。我國遠在先秦時代便已系統(tǒng)地論述了一些地區(qū)的土宜問題,明確指出了不同土壤上適宜種植的作物品種是不同的。
在現(xiàn)今采用負載容量管控土壤重金屬污染時,應該根據(jù)特定的土壤,選擇合適的品種,采取相應的土壤改良和管理措施,兼顧產(chǎn)量與品質(zhì),則有可能使土地得以合理利用,而不是簡單、粗暴地“禁產(chǎn)”。
(5)標準管理法重金屬賦值過于“統(tǒng)一”,缺乏個性化和針對性;而負載容量管控法可針對特定對象,考慮土壤背景值和臨界值,除了可保障農(nóng)產(chǎn)品安全外,還可根據(jù)不同的敏感度來選擇合適的指標,從而可保障與農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、水質(zhì)或大氣環(huán)境質(zhì)量相匹配的土壤環(huán)境質(zhì)量。
2 土壤重金屬負載容量管控法的特點
有關(guān)土壤負載容量管控法的特點和優(yōu)勢曾進行過討論,為了論述的系統(tǒng)性,有益于對這一管控方法較為全面而深入的理解,本文再次強調(diào)了負載容量管控法的特點和優(yōu)勢,它既適用于正常土壤環(huán)境質(zhì)量的管控,又適用于問題土壤的恰當利用。
2.1 從正常土壤考慮,可從單一標準過渡到雙界面的過程管控
無論是以地球化學法還是以生態(tài)效益法為依據(jù)所制訂的土壤環(huán)境質(zhì)量標準,都是在特定利用條件下的土壤污染起始值,但不應該視為土壤允許污染的限量值,故單一標準的管理在土壤資源的保護和可持續(xù)利用方面有一定的局限性;而負載容量管理法是雙界面的過程控制,既考慮了污染物的臨界值(基準值、標準值),又考慮了土壤背景值(自然質(zhì)量基準值、標準值),是控制污染物在一定范圍內(nèi)的動態(tài)平衡,兼顧了土壤的自然環(huán)境質(zhì)量和資源的可持續(xù)利用性。
式中Qa(g˙hm-2)為土壤表觀靜容量,Sw為耕層土壤重量(2250 t˙hm-2),Cci(mg˙kg-1)為外源物質(zhì)i的臨界值,Cni(mg˙kg-1)為土壤中i的自然質(zhì)量基準值(表觀背景值),它表明在外源物質(zhì)對土壤污染的管控中,應該同時考慮背景值和臨界值(基準值、標準值),才能有效地進行土壤環(huán)境質(zhì)量的管理。
表 2表明同一土壤Cd的負載容量是可變的,對于同一種土壤,例如紅壤當以晚稻和早稻為指示作物、添加Cd的化合物同為CdCl2時,其晚稻的靜容量大約為早稻的1.8倍;同一添加CdCl2的草甸褐土,其小麥的靜容量僅為水稻的1.3%;而同為紅壤性水稻土的早稻,添加CdSO4的靜容量為CdCl2的17.5%,可見在實踐中應因地制宜地選擇靈敏者,從而可切實保證農(nóng)產(chǎn)品安全和充分發(fā)揮土壤的生產(chǎn)力。
2.2 從污染和高背景值土壤考慮,有利于修復標準的確定和土壤的合理利用
對于被污染的耕地土壤而言,修復的最終目標是恢復其原有的容量;而高背景值土壤的關(guān)鍵是“土宜”問題,即因土而宜(土壤類型與質(zhì)量)、因地而宜(地點、地形與氣象條件)、因物而宜(作物品種)和因人而宜(人的主觀能動性和技術(shù)水平)。
由于臨界值受多種因素的影響,如采用的修復或者改良措施能減少有害物質(zhì)的量或有效性,從而減少作物可食部分的吸收量,或者提高特定指示作物的臨界值,使得容量值處于動態(tài)平衡狀態(tài),則特定農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全便可獲得基本保證。
同時,根據(jù)土壤重金屬的容量狀況,可評估種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、禁產(chǎn)地或棄耕地的合理性;亦可隨時跟蹤修復效果,監(jiān)測修復的時效性,有利于對承擔修復者終身追責制的推行。
對于高背景值土壤的改良或者污染土壤修復涉及重金屬的總量和有效態(tài)(可提取態(tài))問題,一些土壤雖然在特定條件下從總量考慮已經(jīng)不具有容量,但如果從有效態(tài)考慮仍然有剩余容量,如何理解和處理好總量與有效態(tài)的關(guān)系是一個值得思考的問題。
由于負載容量管控法是總量控制,是對外源污染的最為嚴格的管控,但在總量管控的前提下它并不排斥其他土地利用價值的評價方法,例如對于土壤改良和修復效果的評判,有效態(tài)(可提取態(tài))是一種常用的方法,因而總量控制(容量因素)和有效態(tài)(強度因素)的有機結(jié)合,對于污染的管控和土壤資源的合理利用是客觀而有效的。
只有強調(diào)總量控制,才能杜絕土壤凈化功能的不合理利用,否則土壤可能成為固體廢棄物的堆積場,例如曾有案例表明(未發(fā)表資料),在堆滿鉻碴的土壤中種植水稻,其大米Cr的含量并未超過食品衛(wèi)生標準,因為當時土壤有效態(tài)鉻特別低。采用土壤負載容量管控法的情況下,則可避免總量和有效態(tài)管控中可能引起的矛盾。
2.3 從污染源影響的賠償考慮,可為量化有償利用和恢復容量的經(jīng)濟評估提供依據(jù)
根據(jù)外源物質(zhì)所消耗的容量值,可將外源物質(zhì)輸入造成的容量損失作為經(jīng)濟賠償?shù)囊罁?jù)。作為例證,表觀靜容量的消耗可根據(jù)式(2)和式(3)計算:
式中QX(g˙hm-2)為一定外源輸入量X年后的表觀靜容量,Sw(t˙hm-2)為每公頃耕層土壤的重量,Cni(mg˙kg-1)為土壤中i的自然質(zhì)量基準值(表觀背景值),Cci(mg˙kg-1)為土壤中物質(zhì)i的臨界值,R為年輸入量(不考慮凈化作用)。
式中QL為一定外源輸入量R的情況下X年所消耗的表觀靜容量,Qa為土壤原有的表觀靜容量。研究表明[7],不同土壤和作物在相同年輸入量的情況下,靜容量的消耗有著較大的差別。
在相同外源輸入量、而Cd的化合物不同時,以CdSO4為人為污染源和早稻為指示作物的紅壤性水稻土,在不到10年的時間內(nèi)即已超過了容量值;而以CdCl2為人為污染源、其余條件相同的情況下,同樣的土壤經(jīng)過35年靜容量的消耗值為73%,因而單位容量值的經(jīng)濟損失前者與后者無疑有著較大的差別,故在追溯污染源的經(jīng)濟賠償或者修復成本評估時亦應采用不同的尺度。
此外,根據(jù)負載容量的變化情況,可明確規(guī)定外源輸入的允許量,控制外源輸入物質(zhì),例如磷肥中Cd含量和肥料施用量,在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量之間有一個良好的平衡。
2.4 從責任主體考慮,有利于責任主體的認定和保護措施的落實
土壤環(huán)境質(zhì)量的保護除了政府部門的主導作用之外,一個重要的方面是具體責任的落實。2015年中央一號文件要求“落實生產(chǎn)經(jīng)營者主體責任”、“創(chuàng)新土地流轉(zhuǎn)和規(guī)模經(jīng)營方式”、“耕地紅線不突破”。在耕地使用制度和流轉(zhuǎn)制度中,人們往往關(guān)注的是耕地土壤的肥力質(zhì)量,而忽略了土壤的環(huán)境質(zhì)量。
在實行負載容量管控法的基礎(chǔ)上,可明確土地使用者即為土壤環(huán)境保護的主體,對承包土地的環(huán)境質(zhì)量具有不可推卸的保護義務,并可通過負載容量的測算量化保護的目標,明確賠償責任。若能如此,則可強化責任主體的環(huán)境保護意識,“嚴格農(nóng)業(yè)投入品管理,大力推進農(nóng)業(yè)標準化生產(chǎn)”(2015年中央一號文件),有益于肥料的施用量和質(zhì)量的控制、污染源的追蹤和舉報網(wǎng)絡的形成。有益于“加強縣鄉(xiāng)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全監(jiān)管能力建設(shè)”(2015年中央一號文件)。
在責任主體的認定中有一個“原貌”和“現(xiàn)狀”的問題,原貌是指某一種土壤原來的背景狀況;現(xiàn)狀是指勘查時的實際情況。
負載容量管控法追求的目標是在距離背景狀況一定范圍內(nèi)的動態(tài)平衡,如此才能保障良好的土壤環(huán)境質(zhì)量,才能將“土壤可持續(xù)利用”的美好愿望變?yōu)楝F(xiàn)實。在主體責任認定時,“原貌”和“現(xiàn)狀”兩者并不矛盾,因為責任主體只對剩余容量負責,如果已經(jīng)占用的容量到達或超過警戒線,則責任主體應嚴加管控,即原貌是管控的目標,現(xiàn)狀是實事求是的責任認定。
由于負載容量管控法是全過程、全方位的監(jiān)控措施,注重污染物的溯源性,表明方法本身具有一定的主動性或主體性,因為農(nóng)產(chǎn)品中的污染物不一定都來自于土壤,例如Pb在一些情況下可能有相當一部分來自于大氣的影響,從而可辨別土壤自身對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響程度,有針對性地采取污染治理措施,避免由于情況不明而去做無用功。
2.5 從方法的簡便性和可操作性考慮,簡單易行
2015年中央一號文件要求“探索建立糧食生產(chǎn)功能區(qū),將口糧生產(chǎn)能力落實到田塊地頭、保障措施落實到具體項目”,“深入開展測土配方施肥”。
結(jié)合糧食生產(chǎn)功能區(qū)的建設(shè)和測土配方施肥,基層有關(guān)組織,例如環(huán)境監(jiān)測站、土肥站等均可在專業(yè)機構(gòu)指導下,從田塊地頭入手,在負載容量的獲取中發(fā)揮作用。
不少土肥站在測土施肥方面已經(jīng)形成了良好的網(wǎng)絡咨詢體系,若能補充地區(qū)主要污染物和不同類型土壤的負載容量值,則可十分有益于耕地土壤環(huán)境質(zhì)量的保護。
表觀負載容量的確定可采用盆栽試驗來完成,實踐表明,雖然模擬結(jié)果與大田實際情況有一定的差異,然而用添加純化學試劑的方法來模擬污染土壤對生態(tài)與環(huán)境的影響時,操作較為簡單,在實驗條件下它對供試植物的影響最明顯,所確定之土壤負載容量相對安全,并在區(qū)域環(huán)境評價中有一定的可比性;當然這僅僅是一個例證,并不排除其他更為科學而合理的方法。
此外,容量管理法可以不涉及統(tǒng)一的國家標準,基層單位可在有關(guān)法律法規(guī)的授權(quán)下主動進行相關(guān)工作,小到一塊農(nóng)田,大至區(qū)域尺度均可進行,以彌補統(tǒng)一標準的不足。
3 “土壤負載容量管控法”需要立法認定
我國雖然尚無土壤污染防治法,然而關(guān)于土壤環(huán)境質(zhì)量保護的法律法規(guī)并非空白,例如《中華人民共和國農(nóng)業(yè)法》第八章第五十八條規(guī)定:“農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織應當保養(yǎng)耕地,合理使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用薄膜,增加使用有機肥料,采用先進技術(shù),保護和提高地力,防止農(nóng)用地的污染、破壞和地力衰退??h級以上人民政府農(nóng)業(yè)行政主管部門應當采取措施,支持農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織加強耕地質(zhì)量建設(shè),并對耕地質(zhì)量進行定期監(jiān)測”。
《中華人民共和國土地管理法》第三十五條規(guī)定:“各級人民政府應當采取措施,維護排灌工程設(shè)施,改良土壤,提高地力,防止土地荒漠化、鹽漬化、水土流失和污染土地”。
但這些相關(guān)規(guī)定散落于多部法律之中,碎片化、分散重復、不銜接的問題比較突出,規(guī)定比較原則,缺乏具體的實施程序、法律責任要求和可操作性措施,如能以法律條文或者地方立法部門的相關(guān)規(guī)定將“土壤負載容量管控法”明確賦予具有法律效力之管理措施,為具體措施的落實提供必要的法律保證,才能將其變?yōu)橹贫刃缘姆墒侄巍?/P>
4 結(jié)語
從基礎(chǔ)和原理出發(fā),土壤負載容量管控法可以有效地管控土壤重金屬污染和農(nóng)產(chǎn)品安全,因為土壤不再是被動的、污染物的受體,而是一個為自身保護而主動發(fā)聲的生命體;然而是否可行,則有必要進一步進行驗證和試驗示范研究,從而取得經(jīng)驗和教訓,形成具有科學性、簡單易行的操作規(guī)程。
土壤環(huán)境質(zhì)量的保護,特別是重金屬污染問題,已經(jīng)成為全民關(guān)注的重大環(huán)境問題,作者希望土壤重金屬負載容量管控法或者其他更為合適的管理方法,能夠從根本上解決我國土壤重金屬污染的防治問題。
土壤負載容量管控法在重金屬污染防治方面可作為農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量標準的有益補充,在目前沒有合適標準的情況下,土壤負載容量管控法不失為一種有效的替代方法,有希望使得“健康的土壤帶來健康的生活(Healthy Soils for a Healthy Life)”(2015國際土壤年口號)。
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