不同国家土壤生态筛选值比较与启示

土壤污染生态风险防控是我国土壤环境保护和管理的重要目标.与国外发达国家相比,我国尚未建立基于生态风险的土壤筛选值(土壤生态筛选值),当前有关土壤生态筛选值的综述相对较少.本文系统梳理了美国环境保护局(EPA)、英国环境署(EA)、荷兰住房、空间规划和环境部(VROM)和加拿大环境部长理事会(CCME)制定的土壤生态筛选值,从标准定位、关键受体、暴露途径、推导方法和生物有效性等方面进行对比分析.结果表明,不同国家土壤生态筛选值均考虑了土壤直接接触毒性和经生物富集和生物放大的二次毒性,推导方法普遍采用生态风险评估方法,并充分考虑污染物的生物有效性.然而,当前我国土壤风险管控标准中仅GB 15618—2018农用地标准的部分考虑了污染物对农作物生长和土壤生态的影响,且试验和推导方法与国外筛选值存在较大差异.因此,“十四五”期间建议初步构建我国土壤生态风险评估框架,明确土壤生态筛选值的定位、作用和使用形式,加强代表性物种和典型土壤的陆生生态毒理学等基础研究,建立科学、规范的土壤生态筛选值制定方法和配套指南,尝试建立适合我国土壤区域特征的土壤污染归一方程和淋洗/老化因子,为我国土壤生态筛选值的制...     

构建土壤生态筛选基准的技术关键及方法学概述

土壤生态筛选基准是指为了对陆地生物及关键的土壤生态功能提供适当保护而制定的土壤中污染物的浓度限值,污染物浓度超过此值,需对土壤采取进一步的风险评价行动或污染控制措施.论文综述了当前国际上土壤生态筛选基准的发展现状,系统阐述了制定土壤生态筛选基准的方法学及4个基本步骤:数据收集、适用数据的选择、基于效应的数据外推与阈值估算和筛选值的最终确立,并对构建适于我国使用的土壤生态筛选基准时可能会遇到的关键问题进行了讨论.     

重金属污染场地土壤风险筛选值关键影响因子研究——以砷为例

合理确定重金属土壤筛选值是污染场地风险识别和调查评估的基础,过松或过严的标准都会增加风险评估的不确定性,甚至可能会导致风险管控措施失效或修复资金浪费,确定重金属土壤筛选值的关键影响因子是合理确定重金属土壤筛选值的前提。选择工业污染场地中检出频率高、毒性大的砷作为研究对象,通过假设工商业用地下的暴露情景,根据《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3—2014)得到砷筛选值计算公式,利用基于蒙特卡罗模拟的Crystal Ball模型计算公式中各参数对结果的敏感性和贡献率来确定关键影响因子,通过调研国内外砷筛选值现状,从计算模型、毒性评估及关键影响因子等方面对引起各国砷筛选值差异的原因进行了分析探讨。结果表明:工商业用地下土壤砷筛选值取值为0.84～175.7 mg·kg~(-1),均值为21.4 mg·kg~(-1),95%的置信上限为24.19 mg·kg~(-1);风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)和暴露周期(ED)对砷筛选值的贡献率依次为41.3%、-27.3%、-16.3%和-12.7%,其余因子的贡献率均小于1%;关键影响因子按贡献率绝对值从大到小分别为风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)、暴露周期(ED)。计算模型和毒性评估存在差异是国内外土壤砷筛选值差异的基础原因,当计算模型和毒性评估差异不大时,关键影响因子才是决定性因素,其影响程度与模拟计算的结果一致。建议我国完善筛选值计算模型,对砷的毒性效应和符合我国暴露人群特征的关键影响因子展开深入研究。     

部分国家农用地土壤环境质量标准体系研究

中国、德国、加拿大、英国、日本和荷兰等国家已有较为完整的农用地土壤环境质量标准体系.笔者在分析这些国家农用地土壤环境质量标准体系的基础上,梳理了各国制定农用地土壤环境质量标准的方法、考虑因素以及标准的含义,比较得出各国农用地土壤环境质量标准的异同,以期为我国农用地土壤风险管控标准的优化提供参考和借鉴.参考各国农用地土壤环境质量标准体系的特点,基于我国现行标准的不足,本研究提出以下建议:我国可以开展农用地土壤环境基准研究;将人体健康风险纳入考虑范围内,加强背景值的调查和使用,考虑土壤、作物及地域差异,建立土壤-作物点位数据库,增加污染物项目.     

云南省农用地土壤生态环境基准与质量标准建立的思考及建议

自2016年《土壤污染防治行动计划》颁布以来,土壤环境质量问题受到广泛关注.农用地土壤环境状况直接关系到农产品质量安全、生态安全和人体健康,亟需制定农用地土壤环境质量标准及各地方标准.为满足云南省高原特色农业的可持续发展,制定更适用于当地的农用地土壤环境质量标准,需全面分析我国农用地土壤环境质量标准的不足和国内外农用地土壤筛选值的制定方法.建议从云南省土壤实际情况出发,综合运用土壤环境地球化学法、健康风险评估法、生态风险评估法和地下水保护目标法来制定云南省农用地土壤生态环境基准和环境质量标准.     

海洋放射性污染生态风险评价研究进展

近年来,随着我国核电事业迅猛发展,海洋放射性污染的风险激增,放射物质的事故性污染将成为海洋环境一个重要问题。目前,海洋环境放射性污染风险评估的研究仍然较为薄弱,开展海洋放射性污染生态风险评价有助于了解事故对海洋生态的危害程度,为海洋与海岸带环境管理提供科学决策依据,维护海洋生态系统的健康与安全。梳理总结当前国内外海洋放射性污染生态风险评价的相关研究进展,结果表明:目前国内外对海洋放射性污染生态风险评价尚未做出科学的定义;现有海洋放射性污染生态风险评价的技术路线大体可归纳为基于经典风险评估框架和基于迭代的生态风险评价框架2种类型;ERICA Tool模型以及RESRAD-BIOTA模型是目前放射性风险评价中应用最多的方法 ,但存在海洋放射性污染标准限值少的问题;现有的研究主要集中于评估事故中后期均衡条件下的长期慢性暴露评价,对事故初期的高剂量、短期急性暴露的风险影响研究较少;我国海洋放射性污染的生态风险评价与环境影响评价的概念混淆,至今没有明确的海洋放射性污染生态风险评价的概念及技术框架。     

长江三角洲典型地区土壤中重金属的污染评价

以长江三角洲典型地区张家港市为例,运用不同评价标准和方法评价土壤中Cd,Hg,Pb,Cu,As和Cr的污染现状,探讨了不同评价标准和方法评价结果的异同.结果表明,以国家土壤环境质量二级标准为标准,Hg,Cu和Cd出现超标,但超标率都很小.以环境背景值为标准,六种元素超标的样点数明显增加.以环境背景值为标准,元素污染指数比地积累指数更能反映外源污染物导致的土壤中重金属的富集状况,而元素潜在生态风险指数则能反映Cd和Hg等对生态系统的危害风险.在六种元素综合污染评价上,内梅罗综合污染指数(P综)和多金属综合生态风险指数(RI)对土壤的污染评价总体趋势反映一致.     

英美土壤污染生态风险评估技术体系研究及启示

随着经济的发展,人为活动产生的大量有害物质进入土壤,造成了严重的土壤污染问题。生态风险评估是预测风险源对生态系统产生风险的方法体系,其作为污染土壤生态风险管控及修复治理的重要依据,决定着是否需要采取风险管控和修复治理措施及目标。由于研究的侧重角度不同,出现了诸多生态风险评估技术体系。英美两国拥有多年的污染地块管理经验,生态风险评估相关技术导则完善、法规健全且配套技术成熟,借鉴其经验有助于管理者从生态系统角度更加科学地分析土壤污染对环境的影响。通过对我国土壤污染生态风险评估现状的分析,以及对美国超级基金生态风险评估技术体系和英国土壤污染生态风险评估技术体系的讨论,得出我国在构建本土化的土壤污染生态风险评估技术体系时需要注意的关键点：(1)构建层次化的生态风险评估技术体系;(2)开发从污染物暴露到产生生态效应整个过程的污染地块生态风险评估概念模型;(3)加强污染物与生态受体所受影响之间的因果关系分析;(4)提高生态风险评估过程的决策参与;(5)推动本土物种的毒理学研究。该文旨在推动我国土壤污染生态风险评估技术体系的构建,保障评估过程的顺利实施及后续污染土壤风险管控或修复治理工作的开展,促进...     

江西钨矿周边土壤重金属生态风险评价:不同评价方法的比较

对江西省大余县某钨矿区周边的农田土壤进行调查分析,并采用不同的方法对土壤进行评价,结果表明,土壤As、Pb、Zn、Cu和Ni的含量范围分别为15.33—154.65 mg·kg-1、156.29—346.98 mg·kg-1、47.73—277.72 mg·kg-1、19.06—210.24 mg·kg-1和12.00—35.11 mg·kg-1,一些土壤样点的As、Pb、Zn和Cu含量已超过国家土壤环境质量二级标准.利用地累积指数法对土壤进行评价,结果表明土壤均受到As、Pb、Zn、Cu和Ni不同程度的污染;根据CPI(综合污染指数)评价标准,65.7%的土壤处于污染状态;利用TCLP法对土壤生态风险进行评价,结果显示所有土壤并未受到重金属的污染,以内梅罗综合污染指数法对土壤进行综合评价,结果表明该农田土壤重金属生态风险处于安全范围;以潜在生态危害指数法评价,发现Pb、As和Cu达到或超过中等生态风险的样点分别占37.14%、25.72%和2.86%,其他重金属污染风险均属轻微以下.不同评价方法得出的评价结果有差异,人们在评价重金属污染土壤时要根据评价的目的慎重选择合适的评价方法.     

土壤-油用牡丹系统重金属含量及生态健康风险分析

油用牡丹产区土壤重金属污染状况直接关系到其产品安全和人体健康。为了解研究区土壤-油用牡丹系统中重金属含量及生态健康风险,分别测定了土壤和籽粒中Pb、Cd、Hg、As、Cu、Cr元素含量,并对其污染状况进行分析。结果表明,土壤中仅Cd、Cu和Cr平均含量分别超中国土壤元素背景值0.27、0.06和0.21倍,其他3种元素均低于背景值。所测元素含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)中的风险筛选值,其中Cd、Hg为强变异。单因子污染指数、内梅罗综合污染指数分别显示土壤中所测元素污染等级为无污染,地累积指数评价污染等级为0级,潜在生态风险评价有33.33%的土壤样本为中等生态风险并以Cd为主要贡献因子。基于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)中指标,油用牡丹籽粒中仅见Pb超标率达100%,超标倍数介于1.4—2.45倍。该土壤-油用牡丹系统中Pb、Cu的来源相似性较大,呈现相互伴随的复合污染现象,应引起足够重视。     

Spatial health risk assessment and hierarchical risk management for mercury in soils from a typical contaminated site,China

Due to rapid urbanization and the implementation of ecological civilization construction in China, many industrial factories have been closed or relocated. Therefore, numbers of contaminated sites were generated with contaminated soils which may pose a risk to receptors living nearby. This study presented a spatial health risk assessment and hierarchical risk management policy making for mercury (Hg) in soils from a typical contaminated site in the Hunan Province, central China. Compared with the second class value (0.3 mg/kg) of the Chinese Environmental Quality Standard for Soils, the mean concentrations of Hg in the three soil depths exceeded the second class value. The non-carcinogenic risk of Hg probably posed adverse health effects in 41, 30 and 36 % of the surface soil, the moderate soil and subsoil, respectively, under a sensitive land scenario. The non-carcinogenic risk temporarily posed no adverse health effects in most areas under an insensitive land scenario except for the area around sampling site S29. Spatially, the central, southwest and northeast parts of the contaminated land under a sensitive land scenario should be regarded as the priority regions. For non-carcinogenic effects, the exposure pathways that resulted in the higher levels of exposure risk were ingestion and inhalation of vapors, followed by dermal contact and inhalation of particles. A risk-based integrated risk management policy including the hierarchical risk control values for different soil depths and the calculated remediation earthwork was proposed with consideration of the cost-benefit effect for the related decision-makers.     

健康风险评估方法在中国重金属污染中的应用及暴露评估模型的研究进展

经济的快速发展导致中国环境质量日趋恶化.随着健康意识的增强,人们越来越重视污染物暴露人群的健康风险评估.与其他污染物相比,重金属污染区域广,重金属暴露人群多且集中.为了研究重金属暴露条件下人群的健康风险,USEPA 模型、统计模型、地理信息系统、可给性研究的方法已被中国不同学者应用.暴露评估模型作为污染物暴露人群健康风险评估的主要环节,国外的研究已经比较成熟,但相关研究在中国还处于空白阶段.对中国近年来在城市表层土壤（灰尘）、矿区土壤、膳食、地下水和饮用水、大气颗粒物进行重金属风险评估中应用的健康风险评估方法,进行了归纳和评述,并对欧美常用暴露评估模型：环境暴露评估模型、膳食暴露评估模型进行了介绍.中国健康风险评估工作起步晚,在评估的各环节均存在很大缺陷.随着新技术的发展以及人群对环境健康风险认识的深化,健康风险评估将成为中国热门研究领域之一.污染的环境行为、剂量一效应关系、模型、风险信息等方面,将是未来中国健康风险评估研究的重点.     

跳虫在土壤污染生态风险评价中的应用

随着土壤污染生态风险评价研究的逐步深入,选择适宜的生物作为风险评价的指示物成为研究热点.跳虫是一种分布极为广泛的土壤无脊椎动物,对土壤污染十分敏感,具有成为土壤环境质量指示生物的良好潜力.目前跳虫在土壤生态风险评价中的应用研究尚处于起步阶段.论文综述了跳虫在土壤生态系统中的作用,通过对当前跳虫生态毒性测试技术及其影响因素的综合分析,结合跳虫的分子生态效应的研究进展,详细阐述了跳虫在土壤生态风险评价中的应用.论文最后提出了跳虫应用于土壤污染生态风险评价所面临的技术障碍以及亟待解决的问题,并对该领域的前景进行了展望。     

西方国家工业污染场地管理经验及其对中国的借鉴

近年来,随着＂退二进三＂、＂退城进园＂和＂产业转移＂等政策的实施,中国几乎所有的大中城市正面临着重污染工业企业关闭和搬迁问题,城市出现大量工业遗留和遗弃场地。这些受污染的工业场地多存在较为严重的土壤、地表水和地下水污染;另外,工业污染场地的延迟再开发,会产生生活环境变差、就业机会减少、甚至社会不稳定因素增加等社会影响。所以,城市工业污染场地严重威胁着城市人居环境安全和公众健康,阻碍着城市建设和经济发展。面对工业污染场地目前存在的问题,国家及部分地方政府已针对污染场地的管理、修复及其再开发颁布了诸多文件和技术规范标准。然而,由于工业场地类型的多样性和环境管理学科的交叉性,中国城市工业污染场地的环境管理工作仍处于起步阶段,亟需完善。美国、英国和加拿大经过20~30年的发展已经在工业污染场地管理方面积累了丰富的经验,他们不仅在环境管理中体现了人体健康风险评估的理念,而且还立足本国实际出台了相关的法律法规,明确了污染场地的责任主体,实现了＂污染者付费＂的原则,同时还建立了各自的污染场地治理优先名录,实现了污染场地管理的信息化和网络化。本文鉴于对这些经验的比较分析,结合我国实际,就城市工业污染场地的环境管理提出了现阶段亟须解决的两大问题。首先,制定工业污染场地管理的专门法律,明确污染场地的责任主体。我国现有的与污染场地有关的国家法律法规,都比较笼统地提出了污染场地的利益相关方,缺乏具有可操作性的细则和威慑力的责任追究条款。对于我国这样地域辽阔、自然地理条件差异大、经济水平不均衡的国家来说,通过地方法律法规的建立明确污染场地的责任主体是一个重要的尝试。其次,构建污染场地健康风险评估系统。我国城市工业污染场地涉及诸多工业行业、污染类型繁多复杂。因此,在全国范围内对城市工业污染场地进行排查、建立优先污染场地名录是构建污染场地风险评估系统的重要内容。此外,我国现有的土壤质量标准和场地评估规范仍存在诸多缺陷,无法满足当前国家城市工业污染场地的管理需要。所以,完善场地评估的技术规范和相关标准将为污染场地风险评估系统的构建提供基础性保障。本文的论述和观点可为我国工业企业关停或搬迁遗留地的决策管理和污染场地管理体系的建立提供有意义的参考和借鉴。     

种群水平生态风险评价方法概述及其在环境管理中的应用

生态风险评价的目的是保护生态系统功能的完整性、稳定性和持久性,为环境风险管理提供理论依据。然而,目前常见的用于保护生物的化学污染物浓度阈值大多是以个体水平的毒性试验结果为基础,忽略了物种在时间和空间相互作用等因素,不能够完全保护生态环境安全和生态系统功能的延续性。本文从生态风险评价的概念、目的和意义引出种群水平生态风险评价在环境管理应用的重要性,综述了种群水平生态风险评价的科学问题(如密度依赖、遗传变异和空间结构等),归纳了种群水平风险评价主要模型方法及其应用(如Euler-Lotka方程、预测矩阵、个体模型、空间模型和动态能量预算模型等),列举了各国现有法律法规中关于种群水平生态风险评价的规定,以期为种群水平生态风险评价方法研究及在环境管理中的应用提供有益借鉴。     

石油烃污染场地环境风险评价与风险管理

石油烃污染场地是我国最突出环境问题之一,目前该领域的环境风险评价与管理仍十分薄弱.论文较系统地分析了国际上石油烃污染场地环境管理方法的特点和发展趋势,并结合我国的实际情况,提出了在我国建立基于风险的石油烃污染场地环境管理模式的对策建议,同时指出了问题最突出、形势最为紧迫的污染场地类型,即加油站和储油罐的渗漏问题.该类石油烃污染场地分布广,危害严重,需要高度重视这一方面的研究与环境管理.基于风险的石油烃污染场地环境管理中,污染场地的环境风险评价是核心内容.围绕这一中心问题,论文深入阐述了包括基于风险的场地分类方法、场地环境标准的制定、评价指标的选取以及模型方法的应用等内容,指出目前国际上对于石油烃污染场地管理的主流模式主要呈现4大特点:1)基于风险的场地管理取代了通用的、一刀切的环境质量标准;2)分层次的方法(Tiered Approach)得到广泛采用;3)指示污染物和石油馏分相结合的方法逐渐取代了基于总石油烃的评价方法;4)各种预测模型得到广泛应用.     

太原市土壤六六六和滴滴涕的暴露格局及健康风险

为研究六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)在太原市不同功能区土壤中的暴露格局、来源以及对周围人群的健康风险,在太原市化工区、灌区、矿区、生态区周边荒地土壤中进行采样,分析测定了土壤中HCHs和DDTs含量,根据太原市人群实际情况的暴露参数和USEPA的部分参数,对土壤HCHs和DDTs的健康风险进行评价。结果表明:1)太原市表层土壤中HCHs的平均含量大小依次为化工区>灌区>矿区>生态区;DDTs平均含量的大小依次为化工区>灌区>矿区>生态区,仅6%的HCHs和3%的DDTs和的平均残留水平均高于我国土壤质量标准一级标准,但均不超过二级标准值;2)土壤中HCHs残留主要源于历史上林丹的使用,DDTs残留则来源于历史和新污染源的共同影响;3)太原市表层土壤HCHs和DDTs致癌风险大小为化工园区>矿区>灌区>生态区。非致癌风险大小为化工区>矿区>灌区>生态区。3种暴露途径的在不同功能区的健康风险贡献率大小均为经口摄入>呼吸吸入>皮肤接触;综合来看太原市表层土壤中的HCHs和DDTs并未对人类造成非致癌风险,但有一定的致癌风险。本文的研究结果可为太原市土壤质量评价和环境污染防治提供科学指导,并对太原市人群的健康风险防治提供依据。     

土壤生态毒理学研究进展与展望

土壤生态毒理学是污染土壤生态风险评价以及土壤污染控制的理论依据,土壤环境中有毒物质的生态毒理效应及其分子机制的研究是土壤生态毒理研究的核心内容．首先从土壤重金属污染胁迫、有机污染胁迫以及复合污染的联合胁迫三个方面,概述了土壤污染所致的生态毒理效应最新研究进展;在理论剖析种群水平上污染土壤的分子生态毒理效应的基础上,较为系统地介绍了各种与污染土壤生态毒理效应有关的生物标记物,论述了污染土壤生态毒理分子诊断的基本原理、意义并对其今后的研究动态给予了分析;最后,对土壤生态毒理学研究今后的发展进行了展望．     

RBCA、CLEA及CalTOX模型在苯并[a]芘污染场地健康风险评估中的应用比较

为探讨不同模型对污染场地健康风险评估结果的影响,以苯并[a]芘为例,采用RBCA、CLEA和CalTOX模型对某工业污染场地表层土壤进行健康风险评估,分析了评估结果的差异和原因,同时对模型的主要暴露参数进行了敏感性分析,并推导出基于风险概率分布的土壤修复限值。结果表明,RBCA、CLEA和CalTOX模型计算的苯并[a]芘致癌总风险分别为2.40×10-4、6.32×10-4和7.04×10-6,且经口摄入和皮肤接触2个途径对人体健康造成的危害最大。降解作用是影响CalTOX模型风险评估结果不同于RBCA和CLEA模型的重要因素,3个模型间参数取值及方法学的差异也会导致风险评估结果不同。各模型暴露参数的敏感性排序也有差异。采用基于风险概率分布的方法推导土壤修复限值,RBCA、CLEA和CalTOX模型所得结果分别为0.18、0.08、0.13(不考虑降解作用CalTOX模型)和10.74(考虑降解作用CalTOX模型)mg·kg-1,为各模型直接推导值的1.5～2.6倍。基于风险概率分布的方法可有效降低风险评估过程中参数不确定性的影响,为工业污染场地土壤修复值的制定提供参考。