城镇土壤重金属污染的层次健康风险评价与管理体系探索

联合国经济和社会事务部人口司发布的《世界城市化展望》2014年修订版(World Urbanization Prospects 2014 Revision)显示:从1950年到2014年，全球城市人口从7.46亿增加至39亿，占全世界总人口的54%；尽管亚洲的城市化率较低，但由于人口基数大，亚洲仍然是世界上城市人口最多的地区，占全球城市人口总数的53%。城镇是人类活动高度集中的场所，人口相对密集、分布不均衡，利用和消耗着大量的自然资源，同时产生大量的污染物，当污染物超过城镇环境自身负荷时，则会使城镇环境受到污染和破坏。[1-3]随着我国快速的城镇化和工业化，相对短期而剧烈的人类活动将大量有机污染物(如多环芳烃、酚类等)和无机污染物(如重金属、含砷化合物等)带入到城镇环境中，造成这些污染物在城镇环境中积累，并可能通过土壤、水体、大气等多介质环境间的迁移转化直接或间接地对城镇人群健康和城镇生态安全造成危害或风险。[4-6]城镇土壤是城镇生态环境的重要组成部分，其与城镇水体、大气、地下水等环境要素均密切相关，处于城镇生态环境的中心位置，其既是各种污染物的汇聚地，也是各种污染物的源，故常被作为城镇综合环境质量的重要指示因子。[7-9]重金属是一类具有富集性，并很难在环境中降解的有毒污染物，[10]城镇土壤重金属污染由于重金属来源广、形式多、迁移复杂等特性而导致其较难管控。城镇工业活动产生的三废物、交通尾气、污水灌溉、不当的肥料及农药施用已经成为城镇土壤重金属的主要来源，[4，7，11]城镇中不同的土地利用方式及人类活动扰动时间和程度差异是影响城镇土壤重金属污染的重要因素。[7，12]近年来，伴随着国内外与城镇土壤重金属污染相关的环境公众危害事件的不时发生[13，14]和部分国家城镇化进程的加速，[15]关于城镇土壤重金属的污染特征与机理、评价与管理的相关研究与实践已成为各国必须面对的重大课题，其研究成果对城镇经济社会的可持续发展、区域环境公平的维护和城镇生态文明的建设等将具有重要意义。

《国家环境保护“十二五”环境与健康工作规划》和《国家环境与健康行动计划(2007—2015)》均指出“伴随着我国工业化、城镇化的快速发展，环境污染影响人民群众健康与安全的问题凸显，保护环境、保障健康成为人民群众最紧迫的需要”。城镇土壤中的重金属可能经由误食土壤、皮肤接触和呼吸吸入等直接或间接暴露途径给城镇居民健康造成短期危害或带来长期风险。[16]预计到2050年，全球城市人口将再增加25亿，全球城市人口比例将达66%，其中近九成新增城市人口集中在亚洲和非洲(《世界城市化展望》)。未来城市人口增加最多的国家将是印度、中国和尼日利亚，从2014年到2050年，这三个国家将分别增加4.04亿、2.92亿和2.12亿城市人口，占全球新增城市人口的37%。在我国现城镇化率已达53.73%(中国国家统计局，2014年)和全国土壤总的超标率为16.1%[17]的背景下，将城镇土壤重金属与城镇人群健康相关联的研究符合国家和人民的现实需要。基于我国2005—2013年的土壤普查数据得到的全国土壤中重金属(包括镉、汞、铅、铬、砷、铜、锌和镍)通过经口摄入、皮肤接触和呼吸吸入三种暴露途径的非致癌总危害系数空间分布表明:中国大陆地区29个省、自治区和直辖市中的45%存在对儿童受体的中等潜在非致癌风险，但暂时均未超过可接受非致癌风险水平限值。[18]同时，研究和实践已表明我国现行的《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》为主的土壤环境管控体系已不能适应我国当下复杂的环境变化和“绿色”的社会经济发展要求，[19]据报道国家《土壤污染防治法》的立法工作已进入前期准备阶段，并且继“大气十条” 后，国务院正在编制《土壤环境保护和污染治理行动计划》。这都说明因我国城镇土壤重金属污染而引发的城镇人群健康风险已不容忽视。

因此，作为在过去20年间被美国环保署、国际化学品安全规划署等大力推动和发展的健康风险评价与管理技术被寄予厚望，国内外已发展出了较为成熟的污染场地健康风险评价与管理框架体系，但鉴于污染场地土壤与城镇土壤的自身特性及土地面积、功能等方面存在较大差异，城镇土壤重金属污染机理更为复杂并涉及更多方面的影响因素，故目前国内外仍暂时没有形成一套科学而高效的城镇土壤环境健康风险评价与管理的框架体系。世界银行发布的《中国污染场地的修复与再开发的现状分析》也指出“在目前中国污染场地(土壤)面积大数量多，而修复资金有限的现实情况下，中国应结合本国污染土地的实际情况建立高效、分优先级的污染土地风险等级系统”。鉴于土壤科学研究的最新进展和各国不同城镇在土地利用现状、受体空间分布、受体暴露特征、风险评价与管理经济投入程度等上存在的显著特征差异，城镇环境下的土壤重金属健康风险评价、土壤风险来源解析和风险量化管理等关键技术均有待改进、整合或开发。(www.xing528.com)

综上，以保护城镇居民受体健康为核心目标，如何科学合理地对城镇土壤环境中重金属污染进行健康风险评价与管理，从而辅助包括区域土壤修复决策、区域土壤标准值与行动值的制定及相关政策法规的建立健全，具有较强的科研、现实和战略意义。以科学的健康风险评价和我国的国情为出发点，如何架构起具有中国特色的、易推广使用的城镇土壤环境污染物的健康风险评价方法和相应的风险管理体系成为亟需探索的基础研究课题。最后，2015年是被联合国粮食与农业组织(FAO)认定为国际土壤年，在市场经济的驱动下，土壤污染修复产业受到广泛关注。据公开资料显示，全国受污染耕地1.5亿亩，占18亿亩耕地的8.3%，大部分为重金属污染。随着土壤污染形势的加剧，土壤污染治理逐渐引起管理层的重视，相关治理政策不断释放，土壤修复行业也迎来政策红利。同时，已发布的《2014—2015年中国粮食安全发展报告》预测:我国粮食总产将有望达到6.2亿吨左右，在没有重大政策出台的前提下，国内粮食仍将连年丰收。但当前每年受重金属污染的粮食超过1200万吨，污染治理已经引起管理层的重视，有望出台粮食重金属污染防治相关政策。我国土壤污染日趋严重，防治土壤污染已迫在眉睫。近日，被称为“土十条”的《土壤环境保护和污染治理行动计划》已由环保部提交至国务院审核，预计2016年中或2017年初将会出台。预计未来率先启动的是具有较高商业价值的“城市污染场地修复”和维系政府民生工程的部分“耕地修复”(http://www.hbzhan.com/news/detail/101212.html)。我国城镇土壤污染物健康风险评价和修复的产业市场规模将超过10000亿元，这无疑是推动相关课题研究发展的巨大推力，这使得本研究也具有了极强的社会经济前景。