竇紅賓，郭唯

（西安科技大學 管理學院，陜西 西安 710054）

采礦、冶金等過程中排放到大自然的重金屬污染，危害大、分布廣/Boris Bukovsky

在開礦采礦、金屬冶煉、機械制造、農(nóng)業(yè)灌溉等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，人們會有意無意地將大量重金屬元素直接排放入自然環(huán)境，當環(huán)境中的重金屬含量超過一定閾值后，就會引發(fā)水體或土壤的重金屬污染。重金屬污染危害大、分布廣、易轉(zhuǎn)化，治理難度極高，土壤或水體一旦被重金屬污染，就像我們?nèi)祟愵净冀^癥一樣，再難恢復(fù)健康，因此重金屬污染被人們稱為“水土的絕癥”。

重金屬污染的類型和危害

重金屬是指密度大于5 克每立方厘米的金屬元素，目前人們已知的重金屬約有45 種，包括金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鎘、鉻和汞等。重金屬污染一詞中所指代的“重金屬”主要是指那些對生物有明顯毒性的重金屬元素，主要包括汞、鉻、鎘、鉛、銅、鋅、砷等，其中砷是一種毒性極強的非金屬元素，其化合物廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、殺蟲劑、除草劑等，同時其在土壤體系中的毒性作用及遷移規(guī)律與土壤重金屬十分相似，因此在環(huán)境污染領(lǐng)域一般也將其視為重金屬。

由于缺乏環(huán)保意識，人們在采礦、金屬冶煉、機械制造、工業(yè)污水灌溉等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，會將大量重金屬元素直接排入自然環(huán)境，引發(fā)環(huán)境污染和生態(tài)破壞。由重金屬及其化合物造成的環(huán)境污染就被稱為重金屬污染。與其他環(huán)境污染類型相比，重金屬污染有其顯著特征。一是可富集，治理難。重金屬污染與有機化合物污染存在顯著不同。一般有機化合物進入自然環(huán)境后，會逐漸分解，其環(huán)境危害性也會隨之逐漸降低，而重金屬的化學性質(zhì)大都較為穩(wěn)定，難以在自然環(huán)境中降解。因此它們會在土壤、水體中不斷富集，最終通過食物鏈進入動物和人體內(nèi)，危害動物和人體健康。重金屬及其化合物一旦進入土壤或水體后，就很難再被集中回收清理，其對環(huán)境的危害性也將持續(xù)存在，這一特性增大了其治理難度。二是毒性強，危害大。當重金屬元素進入人體后，會抑制體內(nèi)蛋白質(zhì)和各種酶的活動，威脅機體功能。同時，隨著重金屬在人體內(nèi)不斷富集，會造成人體急性、亞急性和慢性中毒。20 世紀發(fā)生在日本的水俁病、骨痛病就是汞污染和鎘污染的典型案例。三是分布廣、易轉(zhuǎn)化。土壤、水體以及大氣都可以容納和承載重金屬離子，目前重金屬污染已經(jīng)遍布世界各個角落。而復(fù)雜多變的自然生態(tài)環(huán)境，又進一步降低了重金屬及其化合物的化學轉(zhuǎn)化難度，使其轉(zhuǎn)化為毒性更強的金屬化合物的可能性大大增加，其危害性也進一步增強。

相較于鋅、銅、鈷、鎳、錫等毒性較小的重金屬，目前人們更關(guān)注的是鉛、鎘、汞、砷、鉻等金屬元素污染物。鉛污染是一種具有較大毒性的重金屬污染類型，鉛元素一旦進入人體后，會影響人體造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)的正常功能，引發(fā)肝腎、腸胃以及腦部疾病。孕婦、兒童更容易受鉛污染影響，孕婦鉛中毒后會連帶損傷胎兒神經(jīng)系統(tǒng)，造成嬰兒先天性智力低下，兒童長期遭受鉛污染會影響其學習能力、專注能力，阻礙其語言學習。鉛制品曾在古羅馬帝國廣泛使用，《新英格蘭醫(yī)學雜志》上曾發(fā)表的研究論文認為，鉛污染、鉛中毒是導(dǎo)致羅馬帝國衰亡的一個重要原因。鎘是人體非必需元素，在自然界中含量較低，一般與鋅、鉛共生，以化合物狀態(tài)存在。20 世紀以來，隨著電鍍工業(yè)、化學工業(yè)、電子業(yè)以及核工業(yè)的發(fā)展，大量鎘開始通過廢棄、廢水、廢渣進入自然環(huán)境，引發(fā)鎘污染。相較于其他重金屬元素，鎘更容易被農(nóng)作物吸附，也更容易通過食物鏈傳遞到人體內(nèi)。鎘元素在人體富集后會對腎臟造成損傷，導(dǎo)致骨軟化病，也即“痛痛病”，此外鎘慢性中毒還會影響人體生育能力，損傷男性精子中的Y 染色體，導(dǎo)致女嬰數(shù)量畸增。汞，俗稱水銀，是環(huán)境中毒性最強的重金屬元素之一，水中含0.01 毫克汞就會導(dǎo)致人中毒。汞對人體的危害性較大，進入血液后，氧化形成的汞離子會在大腦中不斷蓄積，最終傷害大腦神經(jīng)組織。砷污染的來源主要是工業(yè)生產(chǎn)、含砷農(nóng)藥使用、煤炭燃燒等。砷的毒性比較奇特，單獨的砷元素幾乎無毒，而變成砷化物后毒性陡增，影視劇中常出現(xiàn)的砒霜就是三氧化二砷，該物質(zhì)有劇毒可致人迅速死亡。慢性砷中毒會引發(fā)癌癥，研究發(fā)現(xiàn)，長期暴露在含微量砷化物的環(huán)境中，人體罹患皮膚癌和肺癌的概率將大大增加。鉻污染也是一種較為常見的重金屬污染類型。鉻在金屬加工、電鍍、制革等行業(yè)有較為廣泛的應(yīng)用，這些工業(yè)排放的廢水、廢氣是自然環(huán)境中鉻的主要人為來源，此外煤炭、石油等化石能源燃燒產(chǎn)生的廢氣中也含有一定量的固態(tài)鉻顆粒。鉻化合物對人體有巨大危害，研究發(fā)現(xiàn)三價鉻有致畸作用，而六價鉻毒性要遠超三價鉻，是強致癌物質(zhì)，可誘發(fā)肺癌和鼻咽癌。

重金屬污染嚴重危害土壤水體

重金屬污染不僅威脅食物鏈中頂層生物的健康，還會對土壤和水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重危害。重金屬及其化合物的顆粒十分微小，一旦進入水體和土壤后，極易擴散，有效清除難度極高，這就導(dǎo)致其危害性會在水土載體中持續(xù)存在并不斷積累。由于重金屬污染危害的不可逆性，使得土壤、水體一旦被重金屬污染，就像我們?nèi)祟愵净冀^癥一樣，很難恢復(fù)健康，因此重金屬污染也被稱為“水土的絕癥”。

水體重金屬污染是當前全球復(fù)雜水污染問題中一個非常突出的污染類型，已經(jīng)引起了人們廣泛關(guān)注。重金屬元素進入水體主要通過以下四種途徑，一是農(nóng)藥、化肥中的重金屬通過農(nóng)田排水、地表徑流進入自然水體，經(jīng)長時間聚集后形成水體重金屬污染。二是電鍍、化工等企業(yè)排放的污水、廢渣進入水體。三是金屬冶煉、礦石燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣等排入或落入水體。四是礦山開采、洗選的廢水、廢渣進入水體?？傮w來看，與農(nóng)業(yè)源重金屬相比，工業(yè)源重金屬的范圍更廣，危害更大，是目前水體重金屬污染的主要污染源。工業(yè)重金屬排放主要來自有色金屬礦采選業(yè)、金屬制品業(yè)、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)，相應(yīng)的這些行業(yè)也是我國當前及未來重金屬污染防控的關(guān)鍵行業(yè)和領(lǐng)域。

目前，我國河湖海水體受重金屬污染較為嚴重。重金屬有多種，目前對我國地表水源水體質(zhì)量有嚴重影響的重金屬依次為汞、鎘、鉻、鉛，此外，其他重金屬如鎳、鉈、鈹、銅在我國各類地表水飲用水體中的超標現(xiàn)象也較為嚴重。河流方面，我國長江三峽庫區(qū)沉積了大量上游泥沙和沿江城市工業(yè)“三廢”，庫區(qū)江段受到不同程度的重金屬污染。我國汞礦資源豐富，主要集中在西南地區(qū)，貴州、四川兩省的汞礦開采是導(dǎo)致烏江下游水體汞污染的主要原因。長江入?？谑俏覈拈L三角經(jīng)濟區(qū)，地區(qū)工業(yè)特別是制造業(yè)發(fā)達，相應(yīng)的工業(yè)源金屬污染物排放也較多，這導(dǎo)致我國長江口附近銅、鋅、鉛污染較為嚴重。湖泊方面，我國第三大淡水湖太湖中砷、鉻、汞等污染物含量較高，吉林省長春市松花湖中汞化物含量持續(xù)升高，湖中生物體內(nèi)重金屬汞明顯富集。河流中的重金屬污染物也會隨水流進入海洋，導(dǎo)致海洋重金屬超標。通過對我國近海海水樣品的抽樣監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，海水中鉛含量超標62.9%，銅超標25.9%，汞、鎘等重金屬同樣超標。2020 年8 月，《環(huán)境化學》期刊發(fā)表了一篇針對我國河流水體重金屬污染趨勢的學術(shù)論文，通過梳理1980—2016 年我國35 條河流和64 個湖泊水體的5 種溶解態(tài)重金屬數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)我國河流水體中鎘、鋅、砷濃度呈明顯上升趨勢，而鉛、銅濃度呈下降趨勢。1980—2010 年水體溶解態(tài)重金屬主要污染源為農(nóng)業(yè)排放、工業(yè)排放，2011 年以后污染源轉(zhuǎn)為自然排放和生活廢棄物排放；在我國四大經(jīng)濟區(qū)域中，東北和中部地區(qū)河湖水體中溶解態(tài)重金屬含量最高，西部次之，東部地區(qū)最低。

土壤是重金屬的最終歸宿和載體，當土壤中重金屬含量超過土壤承載上限時，就會導(dǎo)致土壤重金屬污染。重金屬污染會對土壤結(jié)構(gòu)、生物生長產(chǎn)生一系列負面影響，一方面，重金屬污染物會影響和改變土壤理化結(jié)構(gòu)。當土壤中的重金屬富集到一定濃度后，土壤易結(jié)板，透氣性和含水能力顯著下降，而這會顯著加速土壤退化。另一方面，土壤重金屬污染還會影響生物與非生物間的運轉(zhuǎn)與交換，破壞土壤內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)，最終導(dǎo)致土壤生物營養(yǎng)不良，危害作物生長。再一方面，土壤中的重金屬還會通過各種渠道進入農(nóng)作物，導(dǎo)致部分農(nóng)產(chǎn)品重金屬元素超標，影響作物品質(zhì)。最后，重金屬元素增加還會抑制土壤中的微生物代謝，改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，影響土壤的硝化、固氮功能，阻礙有機質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化。

造成我國土壤重金屬污染的原因是多方面的，一是農(nóng)藥化肥的過量施用?；蕦υ黾愚r(nóng)作物產(chǎn)量確有效果，但長期過量施用磷肥、鉀肥、氮肥等，會加大農(nóng)田土壤重金屬含量。以磷肥為例，其生產(chǎn)原料磷礦石中天然伴生鎘，過量施用會導(dǎo)致土壤鎘污染，而水稻對鎘有極強吸附能力，最終會形成“鎘大米”。另一方面是固體廢棄物。在一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)采礦、金屬冶煉企業(yè)以及工業(yè)園區(qū)附近，大量成分復(fù)雜、種類繁多的工業(yè)垃圾和廢棄物被直接堆放在農(nóng)田附近，經(jīng)過雨水淋洗、渣液滲漏，重金屬及其化合物微粒會進入農(nóng)田土壤，不斷積累后，農(nóng)田中的重金屬就會超標。三是大氣沉降。交通運輸、金屬冶煉、水泥、建筑、能源等行業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過程中會產(chǎn)生大量粉塵污染和廢氣，重金屬元素就會隨著這些廢氣進入大氣，最后沉降在土壤中。比如，高速公路兩側(cè)的農(nóng)田會因汽車燃燒含鉛汽油，而沉降大量鋅、銅、鉛、鉻等重金屬。

2014 年生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》，這是距今最近的一次由權(quán)威部門發(fā)布的土壤污染調(diào)查報告。報告發(fā)現(xiàn)我國西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標較嚴重，鎘、汞、砷、鉛4 種污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢；鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8 種無機污染物點位超標率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%；土壤重金屬污染主要集中在重污染企業(yè)（有色金屬、皮革制造、石化、造紙、礦物金屬制品等行業(yè)）、工業(yè)廢棄地、工業(yè)園區(qū)、工業(yè)廢棄物處置場地、采油區(qū)、污水灌溉、干線公路兩側(cè)。除上述國家權(quán)威部門發(fā)布的調(diào)查數(shù)據(jù)外，學者們也對我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀進行了評估和研究，2020 年9 月，《環(huán)境科學》雜志發(fā)表了一篇來自寧夏大學的學術(shù)論文《中國農(nóng)田土壤重金屬空間分布特征及污染評價》，通過梳理2002 年以來我國各行政區(qū)農(nóng)田土壤重金屬實測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)南方農(nóng)田土壤重金屬含量明顯高于北方，湖南、云南、貴州、四川、福建、廣西以及上海的農(nóng)田土壤重金屬含量較高，我國農(nóng)田土壤7 種重金屬的污染程度由高到低依次為：鎘、汞、鉛、銅、鋅、砷、鉻。

土壤重金屬污染是一個十分嚴峻的全球性環(huán)境污染問題。據(jù)統(tǒng)計，全球每年向土壤中排放汞為1.5 萬噸，銅340 萬噸，鉛500 萬噸，錳1 500 萬噸，鎳500 萬噸。相較于西方國家，我國重金屬污染物排放量總體較少。以重金屬汞為例，科學家們發(fā)現(xiàn)自1850 年工業(yè)革命至2014 年的164 年間，西方國家共向大氣中排放了35.2萬噸，而同期我國的排放量僅為1.6 萬噸，占全球排放總量的6%，而北美、歐洲等國的排放量占全球比重超50%。重金屬污染給全球農(nóng)業(yè)和人民健康造成了較大危害，歐洲被重金屬污染的土地有數(shù)千畝，日本有超過10 萬畝土地正遭受鉻、汞、鉛、砷和鎘污染，目前我國也有約3 萬畝土地遭重金屬污染。大量排放的重金屬污染物最終又通過食物鏈傳遞危害了人類健康。2021 年7 月，法國公共衛(wèi)生局發(fā)布的一項調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)：包括兒童在內(nèi)，幾乎所有法國人的體內(nèi)都檢測出了大量有毒重金屬，且數(shù)量仍在持續(xù)增加。2022 年7 月，美國食品和藥品管理局發(fā)布的一份食品調(diào)查報告中發(fā)現(xiàn)，在數(shù)千種美國人民的日常食品中，有超過15%的食品樣本含鉛，43%的樣本含砷，61%的樣本含鎘。

值得注意的是，在土壤中重金屬含量較低時，并不會對土壤及周邊生態(tài)環(huán)境造成危害，但當其含量一旦超過閾值上限或土壤環(huán)境條件發(fā)生改變時，重金屬的危害性就會迅速活化，造成嚴重的生態(tài)危害。土壤重金屬污染一般難以直接察覺，易被人們忽略。為此，我們必須加強土壤監(jiān)測，確保在其危害爆發(fā)前及早發(fā)現(xiàn)、遏制和扭轉(zhuǎn)其蓄積趨勢。

我國加強重金屬污染防控措施

近年來我國進一步加強了土壤保護和治理工作，推出了一系列涉及土壤重金屬污染防治的政策和法律規(guī)范，2016 年，我國正式開始實施《土壤污染防治行動計劃》，2017 年出臺了《污染地塊土壤環(huán)境管理辦法》，2018 年《土壤污染防治法》正式通過，為我國土壤污染防控和治理提供了法律依據(jù)。2021 年11 月，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》中明確提出要“加強重金屬污染防控，到2025 年，全國重點行業(yè)重點重金屬污染物排放量比2020 年下降5%”。2022 年3 月7 日，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《關(guān)于進一步加強重金屬污染防控的意見》的通知，該意見明確了我國重金屬污染防控的2025 年、2035 年兩個階段性目標，提出了我國重金屬污染防控工作重點任務(wù)，為我國未來重金屬污染防控工作指明了方向和道路。

《關(guān)于進一步加強重金屬污染防控的意見》為未來我國重金屬污染防控工作提出了較為明確的管控措施，具體內(nèi)容有以下幾點：

（1）分類管理，完善重金屬污染物排放管理制度。首先要全面摸排、清查，動態(tài)更新我國各地區(qū)重金屬污染行業(yè)、工業(yè)園區(qū)、企業(yè)信息，并將重點園區(qū)和企業(yè)納入排污單位目錄。其次要對重金屬污染物減排實施分類管理，我國不同省市、不同行業(yè)、不同重金屬污染類型面臨不同的減排基數(shù)和潛力，因此我國各地生態(tài)環(huán)保部門要全面、科學掌握區(qū)域內(nèi)重點行業(yè)和企業(yè)減排潛力，制定切實可行的減排目標，同時強化落實，推動減排目標責任到企業(yè)。再次是在重金屬污染排放企業(yè)中實施總量控制制度。我國各地要積極借助排污許可證，加大對重點行業(yè)、企業(yè)排污種類、濃度和總量的控制與監(jiān)管，并最終通過排污許可建立規(guī)范的企業(yè)環(huán)境管理臺賬。最后是積極探索重金屬污染排放總量替代管理豁免。對與國家重大發(fā)展戰(zhàn)略直接相關(guān)的項目以及以重金屬固體廢棄物為原料的綠色發(fā)展項目，可以在綜合統(tǒng)籌區(qū)域環(huán)境質(zhì)量和重金屬污染防控水平基礎(chǔ)上落實重金屬污染物排放總量替代管理豁免。

（2）嚴格準入，優(yōu)化涉重金屬產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局。一方面，對重金屬排放重點行業(yè)要設(shè)置嚴格的區(qū)域環(huán)評、規(guī)劃環(huán)評和行業(yè)環(huán)境準入標準；另一方面，要依照《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》《限期淘汰產(chǎn)生嚴重污染環(huán)境的工業(yè)固體廢物的落后生產(chǎn)工藝設(shè)備名錄》等要求，不斷淘汰涉重金屬污染落后產(chǎn)能；最后是優(yōu)化重點行業(yè)企業(yè)布局。各地區(qū)應(yīng)采用集中發(fā)展、集中管理的思路來重新規(guī)劃涉重金屬污染行業(yè)，積極建立金屬冶煉、電鍍、制革等產(chǎn)業(yè)園區(qū)，推動這些重點行業(yè)集中發(fā)展。此外，還要禁止落后低端產(chǎn)能向我國主要流域的上游轉(zhuǎn)移，切斷水體重金屬污染源頭。

（3）突出重點，深化重點行業(yè)重金屬污染治理。一方面，要積極引導(dǎo)和推動涉重金屬重點行業(yè)和企業(yè)進行清潔生產(chǎn)改造；另一方面，要對有色金屬冶煉、采選以及電鍍等重點行業(yè)開展系統(tǒng)、全面的深度污染治理，切實減少這些行業(yè)的重金屬污染排放。再一方面是對涉鎘、涉鉈等重點污染物企業(yè)展開排查整治行動，指導(dǎo)相關(guān)企業(yè)建立污染風險臺賬并制定問題整改方案。最后是不斷推進重金屬污染歷史遺留問題治理。對已形成重金屬污染的地區(qū)，要積極進行整改，積極探索新型污染治理技術(shù)模式。

（4）健全標準，加強重金屬污染監(jiān)管執(zhí)法。一方面，我國省級生態(tài)環(huán)境部門應(yīng)根據(jù)本地區(qū)重金屬污染實際狀況，建立符合本地實際的重金屬污染排放標準，推動解決區(qū)域性重點行業(yè)污染問題。另一方面，我國各地還要加強重金屬污染監(jiān)控水平，積極借助自動化監(jiān)測系統(tǒng)，提升監(jiān)測的科學性和實效性，力求及早發(fā)現(xiàn)大氣、水體和土壤中的重金屬累積風險，并為未來重金屬污染防控政策提供科學數(shù)據(jù)支撐。再一方面是加強重金屬污染執(zhí)法監(jiān)督力度，依法嚴厲打擊非法排污行為。最后是強化涉重金屬污染應(yīng)急管理。我國各級生態(tài)環(huán)境部門應(yīng)根據(jù)本地區(qū)重金屬污染情況，建立污染應(yīng)急處置預(yù)案，不斷加強應(yīng)急物資儲備和應(yīng)急演練，切實提升本地區(qū)重金屬污染應(yīng)急處理能力。

2010 年左右，我國湖南、湖北、浙江、廣東、四川、福建、陜西、云南等地曾發(fā)生數(shù)十起鎘污染、砷污染、血鉛超標、鉛中毒等事件，“十三五”時期，我國各地政府的重金屬污染防控意識逐步提高，重點行業(yè)重點重金屬污染物排放量得到較好控制，未來我國仍然不能松懈，要繼續(xù)根據(jù)我國重金屬污染發(fā)展態(tài)勢，采取有力措施，加強防控，降低其環(huán)境危害性，促進我國水體和土壤生態(tài)系統(tǒng)保護，加快推動我國生態(tài)文明建設(shè)。