我国工矿废弃地复垦跟踪监测分类与方案确定研究

2018-03-26张世文陈元鹏刘慧琳黄元仿

中国矿业 2018年3期

张世文，周妍，李贞，陈元鹏，周旭，罗明，刘慧琳，黄元仿

(1.安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南 232001；2.国土资源部土地整治中心，北京 100035；3.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193)

我国工矿废弃地待复垦土地面积约3 930万亩*1亩=666.67 m2。，自2012年试点开始，总下达复垦比率不到2%，下达规模中已复垦实施验收率不到40%，工矿废弃地复垦工作已成为我国当前面临的紧迫任务。十九大报告指出，强化土壤污染管控和修复，实施重要生态系统保护和修复重大工程，提升生态系统质量和稳定性。《国家新型城镇化规划(2014～2020年)》提出：加强农村土地综合整治，健全运行机制，规范推进城乡建设用地增减挂钩，总结推广工矿废弃地复垦利用等做法，将农村废弃地、其他污染土地、工矿用地转化为生态用地。随着《土地复垦条例》《土地复垦条例实施办法》《历史遗留工矿废弃地复垦利用试点管理办法》等颁布实施，国家从顶层上明确了工矿废弃地复垦内涵、对象以及规划的相关内容，开启了我国工矿废弃地复垦的工作，相关研究也有所推进[1-6]。目前无论是研究层面，还是实践层面，仍存在诸多问题，比如在跟踪监测分类、监测方案确定等方面尚未开展系统的研究工作，已成为限制复垦工作推进与复垦质量提升的技术瓶颈，且随着工作的推进，我们将面临越来越多的背景更加复杂、风险更高的工矿废弃地，如尾矿库、金属矿山的废石堆场，因此，开展工矿废弃地复垦土地质量动态监测工作至关重要。

本文针对当前的不足之处，着眼于当前工作的需求，在详细分析我国工矿废弃地复垦现状与不足的基础上，明确我国工矿废弃地复垦跟踪监测依据、期限、频率与原则，以科学跟踪监测为目标，提出了我国工矿废弃地跟踪监测对象分类体系，分类提出跟踪监测方案确定的策略。研究结果为工矿废弃地复垦土地质量提升和相关技术标准的提出提供参考。

1 废弃地复垦利用现状与问题

1.1 技术标准不健全

《土地复垦条例》和《土地复垦条例管理办法》第三章中均对工矿废弃地调查评价、专项规划、设计与实施管理提出了明确要求。为推动工矿废弃地复垦工作进一步开展，国土资源部下发了国土资发〔2012〕45号文，在全国开展工矿废弃地复垦利用试点工作。以上法律法规的颁布实施极大地促进我国废弃地复垦利用。随着土地复垦条例的颁布，我国相继出台了多部土地复垦相关技术标准，归纳起来，包括专用、通用和基础三个层次，涵盖实施复垦目标所采取的调查评价、规划设计等工程建设类别，反映了工矿废弃地复垦所具有的共性特征。

无论是层次，还是专业序列，我国尚无工矿废弃地复垦利用的相关技术标准(图1)。根据当前行业发展的紧迫性与现实需求，结合工矿废弃地的专门对象和特定个性，为更好地服务和适应于工矿废弃地复垦工作，未来一段时间内，应采用不同方式获取相关技术标准支撑。

1) 借鉴。基础和通用类的可借鉴土地(包括土地复垦)领域的相关技术标准，暂时不必进行制定。

2) 制定。由于工矿废弃地的专门对象和特定个性，专用层次上的技术标准需根据已有技术标准的情况，适时着手制定，综合、预算可参考土地领域的技术标准，评价可以借鉴环境领域的相关技术标准，调查可以参考土地和环境类相关技术标准，而规划、设计、施工、监测与管理等方面的技术标准需要尽快制定发布，即需要尽快出台工矿废弃地复垦规划设计与实施技术指南、工矿废弃地复垦跟踪监测指南。

注：0表示没有专门针对工矿废弃地复垦的技术标准;Y表示可以借鉴其他领域的技术标准;N表示无法完全借鉴，需制定。图1 工矿废弃地复垦技术标准体系

1.2 基数大，区域差异明显

我国工矿废弃地总面积约3 930万亩，为贯彻落实《土地复垦条例》，推进历史遗留损毁土地复垦，拓展建设用地空间，促进耕地保护和矿山环境治理恢复。2012年正式启动工矿废弃地复垦利用试点，至今，已下达复垦规模3.54万hm2，下达工矿废弃地复垦任务的包括河北省、山西省、内蒙古自治区等13个省或自治区，占比超过10%以上的包括安徽、四川、内蒙古自治区和江苏四省区，四省区占总下达面积的80%以上(图2(a))。

图2 工矿废弃地复垦规模与实施验收情况

1.3 复垦实施验收率低

复垦实施验收率为已实施验收的复垦土地面积占复垦总规模的百分比。截至目前，我国已实施工矿废弃地复垦1.42万hm2，实施验收面积超过0.1万hm2的仅有江苏、安徽和湖北三省；整体复垦验收率仅为40%，不同省份具有一定的差异，验收率超过50%以上的包括山西、江苏、安徽、河南、湖北5省份，其中江苏省开展的最好，已经完成80%以上的实施验收工作。内蒙古自治区下达面积很大，但实施验收率不足10%(图2(b))，开展工作相对较慢，主要受制于复垦资金不足。由于种种原因我国仍存在大量损毁土地未能及时复垦，开展工矿废弃地复垦工作，将是当前乃至今后相当长时期我国面临的紧迫任务。

1.4 复垦资金难落实，来源相对单一

截至2017年10月底，试点中已投入复垦费用约205.34亿元。从图3可以看出，工矿废弃地复垦费用主要来源于财政资金和土地复垦费用，两者分别占到总投入资金的38%和36%，总比例占到近80%。其他资金投入相对较少，特别是社会和信贷资金；就不同省份而言，信贷资金仅在江西和江苏两省作为工矿废弃地复垦费用，而复垦规模较大的安徽省和江苏省无社会资金介入。对于因为历史原因无法确定复垦义务人的工矿废弃地复垦应建立以政府投资为主体，以股份投资和银行贷款作补充，集体和社会经济实体共同投资的多层次、多元化、多渠道的融资机制；营造多种经济体制投资复垦和共同发展的基本经济制度。政府应鼓励和资助工矿废弃地的所有权人和使用权人自行复垦，实行工矿废弃地复垦折抵的非农建设用地指标有偿转让制度，转让收益专门用于工矿废弃地复垦。除此之外，还应吸引境内、外资金投资复垦工矿废弃地，允许复垦后的农业用地使用权的转让和出租。

图3 工矿废弃地复垦资金分项和分省投入情况

2 废弃地复垦跟踪监测方案

2.1 跟踪监测内容和依据

跟踪监测内容包含复垦工程、土壤、水(地下水和地表水)和植物等四类，每类监测内容均有相应依据。

1) 工程质量类。可参考《土地利用动态遥感监测规程进行遥感监测》[7]。

2) 土壤质量类。可参考《土地复垦质量控制标准》《土壤检测》《土壤质量地球化学评估技术要求》《土壤环境监测技术规范》《土壤环境质量标准》《耕地地力调查与质量评价技术规程》和《农用地质量分等规程》等[8-14]。

3) 水(地表水和地下水)质量类。可参考《地下水环境监测技术规范》《地表水和污水监测技术规范》和《农田灌溉水质标准》[15-17]。

4) 植物风险类。可参考《食品中污染物限量》《粮食(含谷物、豆类、薯类)及制品中铅、铬、镉、汞、硒、砷、铜、锌等八种元素限量》《绿色食品稻米》和《绿色食品玉米及玉米粉》[18-21]。

2.2 跟踪监测期限与频率

《土地复垦条例》第二十五条明确规定“负责组织验收的国土资源主管部门应当会同有关部门在验收合格后5年内对土地复垦效果进行跟踪评价，并提出改善土地质量的建议和措施”，工矿废弃地复垦跟踪监测期限原则上为5年，具体年限以复垦质量达标为确定依据。监测频率原则上为1次/a。

2.3 跟踪监测方案确定原则

1) 科学性原则。应综合考虑工矿废弃地复垦后土地这一监测对象的特征，以规范化、程序化、合理化的方式科学地制定复垦后土地跟踪监测方案，从而全面客观评价复垦土地质量及其演变过程，为后续制定针对性管护与质量提升措施提供科学依据与技术支撑。

2) 动态性原则。由于工矿成因复杂、变异性强，且复垦措施、复垦方向以及后续持续利用等有所不同，在自然和人为因素共同干扰下，对于不同复垦年限的土壤，其潜在环境风险源、土壤质量障碍因子等的时空特性及其他性质将发生一定的变化，即监测区域环境风险格局可能有一定的改变。在不同时段应体现监测的动态性，必须根据上一年的监测评价结果，及时调整下一年的监测指标、监测内容等，尤其是重点区域，应及时优化监测方案，对动态变化进行动态分析，实现动态监测，为区域土壤环境风险动态管理提供依据。

3) 可行性原则。综合考虑当前技术水平，应用程度以及实施成本等各方面因素，在监测方案制定过程中应切合实际需求，确保监测工作能够顺利进行，监测结果准确可靠。

4) 多技术耦合原则。基于3S技术、经典统计分析、地质统计学等，同时结合遥感监测，根据监测对象特点和类型，在多技术结合的基础上，提出跟踪监测方案，为后续改善复垦土地质量提供依据。

2.4 监测对象分类

根据复垦前后土地质量、数据是否齐全、是否集中连片等因素，提出了我国工矿废弃地复垦监测对象三级划分体系(表1)。

表1 工矿废弃地复垦监测对象分类体系

注：*为根据工矿废弃地特征，结合文献[22]、文献[23]确定衡量集中连片距离与地块大小的阈值。

根据有无污染，将工矿废弃地复垦跟踪监测对象分为污染工矿废弃复垦地(CMW)和无污染工矿废弃复垦地(NPMW)两个一级类，在一级类下，根据监测对象复垦前后背景信息(地质背景、工矿生产历史背景、土壤-水-植物质量背景)的完备情况，分别分成2个二级类，包括有背景信息的污染复垦地、无背景信息的污染复垦地、有背景信息的无污染复垦地、无背景信息的无污染复垦地，二级类下再分8个三级类。每个划分的类型下，根据监测内容又可以分成工程、土壤、水和植物四类。

2.5 分类监测方案确定策略

2.5.1 方案确定前的动态监测方案

方案确定前，尽可能多地收集监测对象的相关资料，确定监测对象的类型，从跟踪监测指标、监测点布设和监测手段三个方面提出不同类型的动态监测方案(图4)。以下以首年度为例，详细阐述监测方案制定策略。

1) 监测点布设。影响监测点布设方案的因素包括监测前监测对象背景信息的完备程度、具体内容和集中连片情况。对于背景信息较为完备的，可利用这些已有的信息，借助于空间扩展和空间分析的相关技术，形成若干专题图件，与复垦规划设计验收的图件进行空间叠置形成监测单元和监测点；对于无背景信息的，只能利用复垦规划设计验收的相关图件来进行监测点的布设。在具体操作过程中，根据复垦地块的面积大小和复垦年限布设，对于复垦面积较大(大于50亩)，且复垦年限相对较长(大于2年)的，可以在复垦规划设计验收图的基础上，结合网格布点，以求监测点相对均一和有代表性。如果地块分散，则采用分区分块制定。针对不同监测内容和污染状况，工程类主要从相关规划设计验收图件中直接提取，是否监测地下水、地表水和植物取决于有无污染，对于有污染或者潜在污染的，根据点对点原则，选择若干与土壤监测点对应的水质和植物监测点。土壤采集表层样品，以监测对象为核心，按缓冲区分别选择同一区域的若干点作为对照点。

2) 监测指标确定。监测指标多寡主要取决于监测类型有无污染和背景信息的完备程度，无污染，则镉、砷、汞等重金属全量和有效态等相关环境类监测指标可不用选择；有相关背景信息的，可以根据已有信息，分析可能进入监测指标的相关属性的易变性和障碍性，以确定最小的监测指标集。通常，最大监测指标集包括工程质量、质量达标、土壤质量、水质量和植物风险5个类。5类下分8个亚类指标，亚类下再细化若干个指标(表2)。选择指标还应结合复垦方向，不同复垦方向，监测指标有所区别。

3) 监测手段。首年度的监测手段主要以采样化验为主，工程类完成情况可采用遥感技术进行监测。

图4 不同类别监测对象的监测方案确定策略

表2 工矿废弃地复垦跟踪监测指标最大数据集

序号类亚类指标1工程质量工程质量道路工程灌排条件平整度砾石含量2表观质量表观质量植被覆盖度单位面积产量3土壤质量土壤肥力土壤环境土壤有机质土壤全氮土壤速效钾土壤有效磷土壤重金属全量土壤重金属有效态CECpH值4水质量地表水地下水与土壤对应的地表水中重金属有效态与土壤对应的地下水中重金属有效态5植物风险作物其他植物与土壤对应的作物中重金属有效态与土壤对应的其他植物中重金属有效态

2.5.2 第一年完成监测后的动态监测方案

第一年完成监测后，对数据进行评价分析，根据监测结果，将监测对象划分为若干质量等级区，由全面监测向重点监测区域过渡，由表层向深层过渡，由二维向三维过渡，策略具体调整如下所述。

1) 监测点布设调整。对于地力较高(含)以下，环境轻度污染(含)以上或者低于周边同类地类水平的区域下一年度进行加密采样，对于地力高(含)以上，环境尚清洁(含)以下或者高于周边同类地类水平的区域，可以减少一些监测点。应保留一些与上一年度对应的监测点，以便对比分析。监测层次上可以由二维向三维过渡，由表层向剖面监测转变。

2) 监测指标。对于达标的指标可以减少或者不再监测；随着监测时间的推移，可由全量向有效态和形态转变，以便服务于质量提升工作。

3) 监测手段。采样化验工作量大，成本高，后续的监测应考虑多种技术的联合使用，由采样化验向野外速测、遥感、采样化验相结合过渡。

3 结论

本文针对我国工矿废弃地个性特征，结合目前该领域研究和实践的不足，以科学有效监测为目标，开展了跟踪监测对象分类，以及分类方案确定策略的研究。以有无污染、背景信息齐备情况和集中连片度作为划分依据，提出了我国工矿废弃地复垦跟踪监测对象三级分类体系；提出了涵盖跟踪监测依据、期限、原则和监测方案确定为一体的工矿废弃地监测方案策略。研究结果为我国工矿废弃地复垦监测提供技术支撑。

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