我國的土壤重金屬污染已經威脅到農產品質量安全和人體健康，全國約有19.4%的耕地調查樣點超過土壤環(huán)境質量限量標準。由于我國土壤污染程度的區(qū)域尺度空間分布不均衡以及造成污染的重金屬種類繁多、受污染的地區(qū)經濟水平差異較大，因此需要通過風險控制區(qū)劃實現(xiàn)不同地區(qū)的風險控制和土壤修復。文章在介紹土壤重金屬風險控制區(qū)劃的系統(tǒng)性原則、一致性原則、主導性原則和動態(tài)性原則的基礎上，提出了區(qū)域土壤重金屬風險控制區(qū)劃方法體系，包括土壤重金屬風險分區(qū)分級方法和重金屬風險控制與修復區(qū)劃方法。

土壤環(huán)境保護事關廣大群眾“菜籃子”、“米袋子”和“水缸子”的安全，事關農產品質量和人體健康，事關經濟社會發(fā)展和國家生態(tài)安全。據(jù)2014年4月環(huán)保部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調查公報》(以下簡稱《公報》)：“全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀”，“耕地土壤環(huán)境質量堪憂”，尤其是重金屬超標問題突出。目前，我國土壤重金屬污染及其所引起的耕地拋荒和農產品健康質量問題已逐步凸現(xiàn)，并演化成為制約我國生態(tài)文明建設和“三農”發(fā)展的重要障礙。2013年，國務院辦公廳發(fā)布《近期土壤環(huán)境保護和綜合治理工作安排》，圍繞土壤環(huán)境風險來確定土壤環(huán)境保護優(yōu)先區(qū)域，將初步控制被污染土地開發(fā)利用的環(huán)境風險作為近期土壤環(huán)境保護工作的一項重要目標。該文件要求各省級政府要明確本行政區(qū)域內優(yōu)先控制區(qū)域的范圍和面積，并在土壤環(huán)境質量評估和污染源排查的基礎上，劃分土壤環(huán)境質量等級。由此，對我國重金屬污染嚴重的各省提出了建立土壤環(huán)境風險控制區(qū)劃的明確要求。2014年，李克強總理在政府工作報告中明確部署了“實施土壤修復工程”。2014年3月18日，環(huán)保部審議并原則通過了《土壤污染防治行動計劃》，該計劃提出了依法推進土壤環(huán)境保護、實施農用地分級管理和建設用地分類管控以及土壤修復工程等主要任務。這些任務的實施和目標的實現(xiàn)，必須依托合理的區(qū)域土壤重金屬環(huán)境風險控制區(qū)劃。

1土壤重金屬風險控制區(qū)劃是解決我國土壤污染問題的重要途徑

近20多年來，隨著工業(yè)化、城市化和農業(yè)集約化的快速發(fā)展，我國土壤環(huán)境面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，各類土壤環(huán)境問題日益凸現(xiàn)，土壤污染引發(fā)的環(huán)境糾紛和群體性事件逐年增多，已成為影響社會穩(wěn)定的重要因素。由于土壤污染具有隱蔽性、滯后性、累積性和地域性等諸多特點，我國對土壤重金屬污染問題至今并未理性對待。面對嚴峻的土壤重金屬污染局面，與各地日益高漲的土壤修復需求，我國必須開展相關的風險控制區(qū)劃體系研究，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：

一是我國嚴重污染土壤在部分地區(qū)集中分布與我國土壤污染以輕度污染為主的狀況并存，迫切要求開展區(qū)域層面的土壤風險控制區(qū)劃，分別制定分區(qū)分級的風險控制與修復方案。

由于我國經濟發(fā)展方式粗放，產業(yè)結構和布局不合理，污染物排放總量居高不下，部分地區(qū)土壤污染嚴重，對農產品質量安全和人體健康構成嚴重威脅。在我國南方工礦開采區(qū)及周邊地區(qū)、涉重企業(yè)及工業(yè)密集區(qū)存在著土壤重度污染區(qū)和高風險區(qū)。從區(qū)域分布來看，我國土壤重金屬污染問題集中在西南礦業(yè)密集區(qū)和中南礦產資源豐富的糧食主產區(qū)。在廣西、云南等西南地區(qū)，湖南、江西等中南地區(qū)及珠三角等局部地區(qū)土壤重金屬污染問題尤為突出。一些金屬礦區(qū)、冶煉廠周邊地區(qū)土壤中砷、鎘、汞、鉛等重金屬含量較高，農產品中主要污染物存在嚴重的超標現(xiàn)象，如廣西環(huán)江、湖南石門和長株潭地區(qū)，云南個舊等。

二是土壤污染問題種類多，尤其是高毒性的砷、鎘、鉛等，需要針對不同的重金屬分別采取相應的風險控制和修復技術，通過風險控制區(qū)劃按照不同地區(qū)的污染特征分別制定分區(qū)分類的風險控制和修復技術。

據(jù)《公報》報道，我國土壤無機污染物(重金屬)超標點位數(shù)占全部超標點位的82.8%。從污染物種類看，鎘、砷、汞、銅、鉛、鉻、鋅、鎳的點位超標率分別為7.0%、2.7%、1.6%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。由于砷、鎘、鉛等多種重金屬的健康風險較高，因此我國需重點關注的土壤重金屬種類多，且地域分布各不相同。

三是我國土壤污染以耕地污染為主，同時不同污染地區(qū)之間土壤類型、經濟水平、種植特點等差異較大，需因地制宜地制定風險控制與修復技術，通過風險控制區(qū)劃實現(xiàn)不同地區(qū)耕地污染的土壤修復。

我國耕地土壤點位超標率高達19.4%，估算受污染耕地的面積約3.5億畝，已對我國保護耕地紅線造成威脅。污染耕地中，輕微、輕度、中度和重度污染點位所占比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，由此可以看出，我國土壤修復任務十分艱巨。由于土壤污染的修復成本較高，為順利實施修復技術，達到預期的修復目標，就必須結合當?shù)氐霓r業(yè)及經濟發(fā)展特色和污染特征，因地制宜地制定最適合的風險控制與修復方案。

通過上述研究，才能確保完成《土壤污染防治行動計劃》中明確提出的：“各省級人民政府要明確本行政區(qū)域內優(yōu)先區(qū)域的范圍和面積，并在土壤環(huán)境質量評估和污染源排查的基礎上，劃分土壤環(huán)境質量等級，建立相關數(shù)據(jù)庫”，“實施農用地分級管理和建設用地分類管控以及土壤修復工程、以土壤環(huán)境質量優(yōu)化空間布局和產業(yè)結構、提升科技支撐能力和產業(yè)化水平”等具體要求。

2土壤重金屬風險控制區(qū)劃原則

開展土壤重金屬風險控制區(qū)劃，進行土壤環(huán)境風險等級劃分是解決我國土壤污染問題的重要途徑。我國區(qū)域土壤環(huán)境風險成因復雜、時空尺度多變且污染途徑多樣，污染概率空間分布局面復雜、環(huán)境影響大。土壤環(huán)境風險控制區(qū)劃是確保區(qū)域土壤環(huán)境污染控制和保障糧食衛(wèi)生安全為目標，基于土壤重金屬風險管理相關人力、物力、財力有限，從區(qū)域土壤環(huán)境風險管理角度尋求最優(yōu)化的風險控制區(qū)劃方案，即利用層次分析法確定不同控制措施的優(yōu)先順序，合理分配風險管理的人力、物力和財力等資源，以最優(yōu)的效益控制和消減區(qū)域土壤環(huán)境風險水平。

區(qū)域土壤環(huán)境重金屬風險控制區(qū)劃首先應進行土壤重金屬環(huán)境風險分級和分區(qū)，在合理分區(qū)之后，再針對每個地區(qū)主要環(huán)境風險特征制定針對性的風險控制對策。楊潔、畢軍等人在《區(qū)域環(huán)境風險區(qū)劃理論與方法研究》一文中系統(tǒng)地提出了關于區(qū)域環(huán)境風險區(qū)劃的原則。我們認為，這些關于區(qū)域環(huán)境風險區(qū)劃的思路比較系統(tǒng)、科學，因此，進行土壤中金屬風險區(qū)劃也同樣應遵循下述區(qū)劃原則：

(1)系統(tǒng)性原則

區(qū)域土壤重金屬環(huán)境風險不是單一風險事件的簡單加和，而是多種污染因素和影響因素相互作用、相互聯(lián)系而形成的一個整體;同時，區(qū)域土壤重金屬環(huán)境風險的發(fā)生、分析和管理涉及自然、經濟及社會多個系統(tǒng)。因此只有采取系統(tǒng)分析的手段，才能真正認識區(qū)域土壤重金屬環(huán)境風險發(fā)生、發(fā)展和演化的規(guī)律。在系統(tǒng)分析的基礎上，研究區(qū)域內各種土壤重金屬的風險及內在聯(lián)系和綜合效應，才能真正揭示區(qū)域之間及區(qū)域內土壤重金屬環(huán)境風險分布的差異性和相似性。

(2)一致性原則

區(qū)域之間及區(qū)域內部土壤環(huán)境風險分布的一致性是土壤重金屬風險控制區(qū)劃的基礎和依據(jù)。它可表現(xiàn)為土壤重金屬環(huán)境風險性質和類型的一致性、環(huán)境風險源類型的一致性、環(huán)境風險轉運空間的一致性、環(huán)境風險受體易損性及價值的一致性。土壤環(huán)境風險控制區(qū)劃要根據(jù)區(qū)劃指標的一致性與差異性進行分區(qū)。但必須注意這種特征的一致性是相對一致性。不同等級的區(qū)劃單元各有一致性標準。為便于管理，在進行土壤重金屬風險區(qū)劃時應盡可能保證風險區(qū)的界線與行政區(qū)界線一致，這樣就可以保證土壤重金屬風險管理計劃的制定和實施的可行性。基于一致性原則而得到的風險區(qū)劃結果有利于土壤重金屬環(huán)境風險管理計劃的執(zhí)行，在同一風險區(qū)內，可采納相同或相似的風險管理對策, 以提高管理的針對性及有效性。

(3)主導性原則

土壤重金屬風險區(qū)劃的一個重要任務就是為區(qū)域土壤環(huán)境風險管理制定優(yōu)先順序。所以，只有危害較大、發(fā)生頻率較高的風險事件才是決策者及公眾關注的對象，它們也是風險管理的優(yōu)先內容。事實上，正是這些風險事件反映了特定區(qū)域內土壤環(huán)境風險的基本特征。因此，在土壤重金屬風險區(qū)劃過程中，必須篩選出主導風險，并以它們?yōu)榛A進行風險區(qū)劃。

(4)動態(tài)性原則

一方面，隨著社會經濟的發(fā)展，自然環(huán)境的變化，潛在環(huán)境風險源、風險轉運空間及環(huán)境風險受體的時空特性及其他性質將發(fā)生一定的變化，即區(qū)域環(huán)境風險格局將有一定的改變;另一方面，人類的“風險觀”會有所改變，對風險事件的判斷標準也將發(fā)生變化，社會最大可接受風險水平和區(qū)域環(huán)境風險容量也會有所變化。因此，必須根據(jù)土壤重金屬風險格局和風險容量的動態(tài)變化進行動態(tài)分析，實施動態(tài)風險區(qū)劃，為區(qū)域土壤環(huán)境風險動態(tài)管理提供依據(jù)。

3土壤重金屬風險控制區(qū)劃方法體系

土壤重金屬風險控制區(qū)劃方法是包括風險分級分區(qū)和土壤修復區(qū)劃方法在內的方法體系。

3.1 區(qū)域土壤重金屬風險分級分區(qū)方法

(1)區(qū)域尺度的土壤重金屬調查布點方法：針對土壤重金屬污染空間變異性較大的特點，克服傳統(tǒng)的網(wǎng)格布點樣本量大等弊端，建立區(qū)域性土壤重金屬污染調查的分層抽樣誤差控制布點方法，通過較少的樣本量即可掌握不同程度污染區(qū)的分布。

(2)基于重金屬空間變異特征的土壤重金屬污染概率預報方法：利用統(tǒng)計方法分析土壤重金屬含量的空間結構與分布特征，利用空間插值方法進行土壤重金屬污染制圖，利用離析克里格法預測土壤重金屬污染區(qū)域及污染概率，從概率的角度對調查區(qū)域土壤的污染程度進行預測、預報。根據(jù)空間變異分析和概率預測的結果估算污染區(qū)域面積，使土壤污染的空間信息可視化，將土壤污染的不確定性進一步量化，提高區(qū)域土壤重金屬污染評價的準確性。

(3)區(qū)域尺度土壤重金屬污染演變趨勢分析方法：土壤重金屬污染受自然、人為等多重因素的疊加影響。同時，土壤對污染物的消納能力與土壤基礎條件密切相關。通過掌握土壤中重金屬元素的背景含量和污染現(xiàn)狀、不同賦存形態(tài)比例的變化及土壤環(huán)境的容量，系統(tǒng)評估土壤系統(tǒng)重金屬污染的演變趨勢。

(4)土壤重金屬環(huán)境風險分等定級指標體系：以區(qū)域土壤環(huán)境風險分布為根據(jù)，按照區(qū)域自然環(huán)境和社會環(huán)境的結構、功能及特點，掌握地形地貌、土地利用、土壤類型、土壤重金屬、土地農業(yè)經濟特征、人口特征、水源地分布等因子的空間分布，計算土壤重金屬污染導致的健康風險和生態(tài)風險，將風險控制對象劃分成不同等級的區(qū)塊，確定土壤環(huán)境風險管理的優(yōu)先順序，實現(xiàn)土壤環(huán)境風險分區(qū)管理。利用層次分析，定量分析與定性分析相結合，判斷各因子對污染風險的重要程度，提出分級分類管理涉及的各項因素和因子的取值。

(5)土壤重金屬環(huán)境風險區(qū)劃指標篩選技術：包括指標篩選原則、程序及方法，不同土地利用方式下土壤重金屬環(huán)境風險評估指標體系、評價標準和評估方法，土壤環(huán)境生態(tài)敏感性評估技術，重金屬污染土壤環(huán)境風險分區(qū)分級方法。

3.2 土壤重金屬風險控制與修復區(qū)劃方法

(1)針對重金屬污染土壤環(huán)境風險分級分區(qū)劃分結果，結合農業(yè)種植區(qū)劃、植被分布、地形地貌、人口分布等風險控制主要決策因子，構建決策因子定性定量表達方法。

(2)根據(jù)現(xiàn)有的土壤修復技術應用效果，評估不同風險控制對策的適用性，從環(huán)境效益、經濟效益等方面預測評估風險控制效果，分別針對不同風險水平區(qū)域提出修復區(qū)劃模式。

(3)評估土壤環(huán)境風險控制區(qū)劃與其他區(qū)劃之間的銜接性。

(4)構建土壤環(huán)境風險管控信息平臺，形成區(qū)劃報告及圖集，結合土壤風險分類分區(qū)控制對策，建立基于縣級單元的土壤環(huán)境風險控制區(qū)劃的土壤環(huán)境管理決策支持系統(tǒng)(圖1)，并實現(xiàn)區(qū)劃結果的三維展示。


4存在的主要問題及建議

問題：目前我國尚缺少區(qū)域尺度的土壤污染風險控制與修復區(qū)劃。修復技術的選擇和實施方式需根據(jù)污染地區(qū)的農業(yè)種植結構、污染程度、地形地貌等自然和社會經濟特征因地制宜地制定。因此，區(qū)域土壤重金屬污染風險與修復區(qū)劃，就成為解決我國土壤污染問題的前提和重要內容。目前我國一些地區(qū)即將開展污染土壤修復，但尚未考慮土壤風險控制區(qū)劃工作，即基于土壤污染程度，按照影響污染物遷移、轉化特性的土壤類型、土壤酸堿度、土壤侵蝕程度、地形地貌、降水徑流等控制因素，以及農業(yè)種植、人口特征、水源地分布等因子的空間分布，對土壤污染的環(huán)境風險進行分區(qū)分級，并提出分級分類管理策略;結合不同土壤修復技術的特點，提出適宜的修復技術路線和工程策略。目前，我國亟需開展區(qū)域尺度的土壤風險控制與修復整體區(qū)劃。

建議：為解決我國土壤污染問題，推動土壤修復技術的工程應用，實現(xiàn)我國土壤環(huán)境風險控制，建議近期開展區(qū)域土壤環(huán)境風險區(qū)劃研究和制定。土壤環(huán)境風險區(qū)劃是依據(jù)污染區(qū)域內及區(qū)域之間土壤環(huán)境風險分布的相似性和差異性，并結合區(qū)域土壤環(huán)境風險的空間分布規(guī)律，按照自然環(huán)境及社會環(huán)境的結構、功能及特點，將土壤環(huán)境風險劃分成不同等級，依此確定環(huán)境風險控制的優(yōu)先管理順序，實現(xiàn)環(huán)境風險分區(qū)控制和管理，并進一步制定環(huán)境風險控制的地域分工、區(qū)域戰(zhàn)略、修復措施的空間布局。土壤環(huán)境風險控制區(qū)劃是指導建立科學合理的土壤修復產業(yè)化模式的基礎。

中科院下一步的研究工作可以以縣級行政單元為基礎，探索污染土壤風險控制和修復區(qū)劃的方法體系：查明土壤污染狀況，識別不同地區(qū)土壤重金屬污染的主要風險因子，進而根據(jù)區(qū)劃原則對土壤環(huán)境風險進行分區(qū)分類，制定污染土壤風險控制與修復區(qū)劃方案，編制區(qū)劃報告與圖集，建立區(qū)域土壤風險控制信息系統(tǒng)，指導污染地區(qū)的土壤修復技術選擇和工程投資，為土地安全利用的抉擇提供決策信息。