我国农用地土壤环境基准与标准制定研究

在分析我国现行土壤环境质量标准不足的基础上,综述了国外制定农用地土壤环境筛选值的现状,在此基础上提出我国农用地土壤环境基准制定方法学的建议以及我国农用地土壤环境标准体系的框架建议,服务于我国农用地土壤的污染预防、风险筛选和污染农用地的安全利用、修复和风险管控。     

荷兰人体健康土壤环境基准与标准研究及其对我国的启示

土壤环境基准与标准是开展土壤环境保护与管理的基础. 荷兰是世界上较早开展污染土壤风险管控与土壤环境基准研究的发达国家之一,本文以荷兰为例,综述其土壤环境基准与标准研究,以期为我国土壤环境基准制定提供参考. 通过分析荷兰建立的有关土壤环境保护与管理的政策与法规,系统梳理已经制定的基于保护人体健康的土壤环境基准与标准,从人体毒理学基准、用地类型、暴露途径以及暴露参数四方面阐述荷兰土壤环境基准的制定方法,最后提出对我国土壤环境基准研究的建议. 荷兰较早制定了有关土壤修复的法案,形成了以土壤修复和可持续管理为主的法律体系,建立了以干预值和最大值为主的标准体系,并确定了土壤环境基准推导的理论方法. 我国应完善土壤污染防治的法规标准体系,开展符合区域具体情况、多种用地方式下的精细化土壤环境基准研究,加强本土化暴露评估模型研究,建立土壤环境基准数据库与优控污染物名录.      

德国农用地土壤污染触发值和行动值制定经验及启示

本文在分析德国土壤污染限值标准、相关政策法规及其有关科研成果基础上,梳理了德国农用地土壤污染触发值和行动值的制定原则、技术方法,并提出了以风险管控为基础,重点保护农产品质量及安全;加强农用地土壤污染风险管控标准的研究;与土壤详查工作做好衔接,建立完善统一的农用地土壤污染风险管控数据库;推动协调配合,加大相关部门分工协作力度等建议,以期为我国农用地土壤污染风险管控标准制定和实施提供参考和借鉴。     

农用地土壤重金属锌的生态安全阈值研究

土壤生态安全阈值是合理修订农用地土壤风险管控标准的重要基础.然而,现行农用地土壤锌（Zn）的风险筛选值（GB 15618—2018） 缺乏对土壤生态风险的考虑.本研究通过调研国内外Zn陆生毒性研究,收集并筛选Zn的10%效应浓度（EC10）,采用物种敏感性分布法（SSD）分别构建陆生植物/无脊椎动物的SSD模型和微生物生态过程的功能敏感分布模型（FSD）,基于风险附加法推导农用地土壤重金属Zn的生态安全阈值.结果表明,土壤pH是影响陆生植物和无脊椎动物生态毒性的重要因素,对土壤生态过程指标无显著影响.6种SSD模型（Log-Normal、Log-Logistic、Log-Gumbel、Gamma、Weibull and BurrIII）均可成功拟合不同pH土壤条件下的毒性数据,基于最优SSD模型推导强酸性 土壤（pH≤5.5）、酸性土壤（5.5<pH≤6.5）、中性土壤（6.5<pH≤7.5）和碱性土壤（pH>7.5）条件下农用地土壤Zn的生态安全阈值,分别为170、230、305和410 mg·kg^-1.本研究可为后续我国农用地土壤风险管控标准的修订提供科学依据.     

我国建设用地土壤环境标准体系发展与建议

我国建设用地土壤环境标准体系先后经历了污染控制标准、环境质量标准、环境风险管控标准等发展阶段,已形成一套具有我国国情特色的成熟标准体系框架. 为探究过去30余年相关标准的发展与演变特征,以200余项国家、行业、地方及团体标准文件作为研究对象,对比分析国内外标准制定现状,重点分析得出现阶段标准制定的领域热点,提出了适合我国土壤环境标准体系的完善方案和发展方向. 结果表明,目前土壤污染物的检验方法是最主要的土壤环境标准文件类型,分光光度法是最主要的污染物测试方法. 未来发展任务可从开发污染地块精细化和本土化的风险评估模型、健全土壤环境基准研究、完善风险调查检测评估与防治相关技术规范等方面进行,切实为我国土壤环境标准体系的优化完善提供重要的方法基础,为深入打好净土保卫战提供坚实的技术支撑.      

农用地土壤环境分类管理研究

通过分析国内外农用地土壤环境分类管理经验,结合我国土壤环境质量状况,以土壤环境风险管控为主线,将农用地土壤分为优先保护类、安全利用类和严格管控类3个类别,并提出相应的分类管理措施,保障农产品质量安全和人体健康。     

我国土壤环境保护标准体系优化研究与建议

我国现行土壤环境保护标准体系是在以GB 15618—1995《土壤环境质量标准》为核心标准的基础上逐步形成的,是根据当时我国土壤环境研究水平并结合土壤环境管理要求而制定,在一定历史时期对我国土壤污染防治和环境管理具有重要作用.但是,随着我国经济社会发展和土壤环境问题日益复杂化,该标准逐渐暴露出土壤类型和污染物控制项目覆盖面不全,与其他相关标准有部分重复、衔接性差,以及在实际工作中适用性差等问题.因而,以该标准为核心的整个土壤环境保护标准体系在完整性、系统性、协调性和适用性等方面存在不足.在系统梳理我国现行土壤环境保护标准体系构成及存在问题,分析其他国家和地方土壤环境管理制度、制订方法和相关标准的基础上,结合我国土壤环境特点和土壤环境管理需求,提出进一步完善我国土壤环境保护标准体系的框架结构优化方案,主要由土壤环境质量标准体系(土壤环境背景值、土壤污染风险筛选值、土壤修复目标值和耕地质量等级划分)、土壤环境污染防控标准体系、土壤相关配套标准体系和土壤环境基础标准体系四大类标准体系组成.此外,基于人体健康和生态安全的污染物土壤环境基准是土壤环境风险评价系列标准制订的基础.作为环境管理的基础手段,优化的土壤环境保护标准体系可为《土壤污染防治行动计划》的实施和《土壤环境保护法》的制订提供有力的技术支持.根据土壤环境具有地域性强、差异性大的特点,建议尽快出台《土壤环境保护法》,明确国家标准与地方标准各自的定位与关联,推动制订地方土壤环境保护标准,国家则应集中开展土壤环境基准、标准制订技术规范等相关研究,为土壤环境保护标准体系的完善提供基础技术支撑.      

不同国家基于健康风险的土壤环境基准比较研究与启示

20世纪90年代以来,许多发达国家颁布了基于健康风险的土壤环境标准及基准背景技术文件,为发展中国家启动标准制订和开展基准研究提供了重要的方法学参考.然而,由于各国在环境立法框架、基准推导过程、环境气候特征、土壤类型、人群生活方式与习惯等方面的不同,导致其基准名称、基准功能、保护受体以及基准取值等存在较大的差异.本文在综述基于健康风险的土壤环境基准科学内涵与基本特征的基础上,对不同国家场地土壤环境基准的名称、功能及基准值的差异进行了比较研究,从土地利用类型划分、暴露情景和暴露途径设定、致癌物可接受风险水平选择以及人体暴露参数确定等4个方面,对不同国家制定场地土壤环境基准的关键技术和影响因素进行了总结分析,探讨了借鉴国外经验考虑区域差异制定我国土壤环境基准的对策与方略,并指出了当前我国制定场地土壤环境基准和标准面临的困难和挑战.     

中国土壤铜的区域分级基准建立及生态风险评估初探

中国幅员辽阔,土壤类型复杂多样,全国采用统一的土壤铜环境标准,会造成局部地区土壤生态风险评估出现误判.为了开展精细化区域环境管控,亟需建立区域性土壤铜环境基准.本文基于土壤酸碱度、有机碳和阳离子交换量与物种敏感度分布曲线确定的铜生态阈值之间的关系,估算中国省级区域不同土地利用类型土壤铜的环境基准值,继而结合中国土壤环境浓度,对现行标准进行初步生态风险评估.研究表明：(1)不同省级区域土壤中铜的环境基准值存在较明显差异,空间分布符合南低北高的规律;(2)农用地土壤现行标准对土壤铜风险存在误估情况,且该标准对土壤铜风险误估程度在地域分布上存在明显分界线;(3)现行标准的区域适用性不足,区域性环境标准的制定迫在眉睫.本文所得中国土壤铜的区域分级环境基准为新标准的建立提供了科学依据.     

土壤环境质量预警体系构建与应用

土壤环境质量预警是实施土壤污染风险分类分级管控措施的重要依据.为快速了解区域土壤环境质量水平,在土壤环境质量恶化前及时采取有效措施遏制土壤污染持续加重的态势,基于环境容量和污染物输入-输出通量理论分别构建了简易、有效和可量化的农用地和建设用地土壤环境质量预警体系,进一步结合土壤环境质量标准、食品安全标准和致癌风险系数提出相应的预警方法和预警机制,并以攸县农用地和北京市五环内建设用地为研究区域,评价土壤环境质量现状,预测不同情景下的土壤环境质量超标风险.结果表明,攸县网岭和桃水镇两地农用地土壤环境质量均隶属五级预警水平,相对其他修复措施,污染秸秆不还田可在较短时间内将土壤中镉含量降低至风险筛选值水平以下.北京市五环内建成区土壤质量状况良好,较长时间内不存在健康风险隐患,无突变情景和乐观情景下Cd、Cu、Pb和Zn的风险超标年限均远高于50 a,隶属一级预警水平.     

渝东南典型地质高背景区土壤重金属来源解析及污染评价

为了解渝东南典型地质高背景区土壤重金属的污染特点,解析其污染来源并针对性地提出风险管控建议,在重庆市酉阳县北部兴隆镇和木叶乡共采集土壤表层样品(0～20 cm)211件,分析了表层土壤8种重金属(As、 Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Ni、 Pb和Zn)的含量及土壤pH值,采用数理统计、污染负荷指数、潜在生态风险指数、相关性分析和正定矩阵因子分解(PMF)模型等技术,研究了表层土壤重金属的含量及空间分布特征,并开展了污染评价和重金属的来源解析.结果表明,表层土壤重金属平均含量均超过重庆市土壤背景值,呈现出不同程度的富集情况,其中Cd超《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)中筛选值的比例高达83.41%,超管制值的比例为7.58%,潜在风险较高.污染负荷指数法评价结果显示研究区整体呈轻微污染,潜在生态风险指数评价结果显示研究区整体生态风险较高,其中重金属Hg、 Cd和As的贡献率分别为50.27%、 28.63%和11.70%.PMF结果显示研究区土壤中重金属的来源主要3种,即自然母质源、农业源和工业活动及交通排放的混合源,所占比例分别为40.49%、...     

河池市某废弃冶炼厂周边农田土壤重金属污染特征及风险评价

为了解河池市某废弃冶炼厂周围农田土壤重金属的分布特征及潜在风险,研究了该区域不同深度土壤中5种重金属（Cd、Pb、Cr、Cu、Zn）以及主要农作物的污染状况,采用多元统计分析、改进的内梅罗指数法、潜在生态危害指数法结合GIS插值进行土壤污染调查及生态风险评价。结果表明:土壤中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的平均含量均高于广西土壤环境背景值,其中Cd、Pb的富集情况较为明显,其含量分别高于GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的风险筛选值11.5,3.3倍。研究区土壤重金属含量空间分布呈现以毗邻冶炼厂的重污染区为中心,并向四周辐射的趋势,其中冶炼厂西北和东南方向含量较高。分析研究区土壤剖面重金属含量可知,Pb只有表层土壤含量超过土壤污染风险筛选值,Zn、Cr和Cu则不同深度土壤中的含量均低于风险筛选值,而Cd在各土层深度中的含量均超过农用地土壤污染风险管制值,表明该地区Cd污染严重,应重视土壤污染对农作物的生态风险及对地下水的潜在威胁。研究区主要农作物玉米、甘蔗中Pb、Cd、Cr的平均含量分别为GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中标准限值的21.87,18.48,7.34倍和7.97,3.73,6.25倍,超标率为100%。     

汞矿区周边土壤重金属空间分布特征、污染与生态风险评价

为探明汞矿开采对周边土壤环境及人体健康的影响,在重庆市酉阳县某汞矿聚集区周边采集表层土壤组合样42件,分析了土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni）的含量及pH,对土壤重金属含量的空间分布特征、污染程度和生态风险进行了研究.结果显示,研究区土壤重金属表层富集明显,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）发现,土壤Cd、Hg、Pb、As和Zn存在不同程度的超标现象.土壤存在一定程度的污染和生态风险,土壤重金属中度-重度污染和强生态风险区均分布在矿点周围,说明矿业活动对土壤环境的影响.土壤Cr、Cu和Ni含量可能受到母岩的风化和成土作用的影响,土壤Hg、Pb和Zn可能受到矿产开采等人为活动的影响,土壤Cd和As同时受到地质背景和人为活动的影响.重金属对成人的健康影响较小,对儿童造成健康风险的概率较大,土壤As是造成人体健康风险的主要贡献因子,8种重金属均以经口摄入途径的贡献率最高.汞矿的开采是造成研究区土壤污染及生态风险的主要原因.     

长沙“百里茶廊”茶园土壤重金属含量及环境质量特征

采用野外调查采样和室内分析方法测定了长沙"百里茶廊"茶叶基地土壤重金属含量,研究了其分布特征及变化规律,并用污染指数方法评价了其土壤环境质量.结果表明,土壤全铅、全汞、全镉、全铬、全砷和全镍含量值基本在土壤背景值范围内,平均含量值分别为42.7、0.068、0.074、92.2、12.4和19.5 mg/kg.均低于无公害茶叶产地环境条件标准(NY 5020-2001)所要求的最低值.根据国家<土壤环境质量标准>,长沙"百里茶廊"茶叶基地的土壤环境质量全部符合国家二级标准.且汞、镉、镍元素的含量达到国家一级标准.除湘丰茶场土壤铬的单项污染指数为0.837,处于警戒级别土壤质量尚清洁外,其它5种重金属的单项污染指数均小于0.7,处于安全级别土壤清洁无污染.6个茶叶基地的综合污染指数均小于0.7.表明长沙"百里茶廊"茶叶基地的土壤环境质量总体达到安全级别土壤清洁无污染.适合无公害茶叶基地的建设.     

细河流域土壤中重金属的污染现状及潜在生态风险

分别以《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)中的二级标准和沈阳市土壤环境背景值作为参比值, 调查沈阳市细河流域表层(0~20 cm)土壤中的重金属含量与富集情况,对细河流域重金属富集系数和超标率进行探讨,并结合Müller地累积指数法和Hkanson潜在生态风险指数法对污染情况进行生态风险评价.结果表明,细河流域土壤w(Hg), w(Cd), w(Pb)和w(Zn)差异显著,4种重金属含量显著正相关.流域内土壤中w(Cd)严重超出土壤环境标准值,超标样品数量占67.88%;其次为Zn和Hg,超标样品数量分别占4.87%和3.41%, Pb未超标. 4种重金属含量均高于土壤背景值,表现出明显的累积效应,重金属的富集顺序为Cd>Hg>Pb>Zn;细河流域土壤中Hg, Cd, Pb和Zn具有不同程度的潜在生态风险; Pb除在细河上游流域局部污染区土壤中具有高风险外,其余均为一般风险; Zn在全流域污染区均属于一般风险; Hg和Cd在全流域污染区均为极高风险.      

江汉平原城郊菜地土壤重金属的环境质量评价

对江汉平原5个典型城市郊区菜地土壤中的重金属(铜、锌、铅、镉、镍、砷)含量进行测定分析,并应用单因子污染指数法对其环境质量进行评价。结果表明如以土壤背景值为评价标准,则该区域菜地土壤的重金属基本上超过污染指标,污染程度为Zn>Cu>Cd>Pb>Ni>As;如以国家《土壤重金属污染评价标准》为评价标准,则菜地土壤的重金属未超过污染指标。5个调查区中,宜昌市菜地土壤重金属污染程度大于其它4个地区。     

土壤重金属污染风险筛选值划分方法:以Cd为例

《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)给出了我国土壤环境质量的风险筛选值,但由于不同地区土壤组分及理化性质等方面的差异,使得该值对某些地区存在局限性.基于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中给出的农作物中污染物的限值,以渝东南主要农耕区土壤中Cd为例、元素生物有效态的含量为基础划分建议筛选值.此方法可为重金属生物有效性较高、较低或Se元素含量丰富等典型地区完善土壤重金属及健康元素阈值提供借鉴和参考.     

基于PMF模型的九龙江流域农田土壤重金属来源解析

选取九龙江流域农田土壤为研究对象,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和原子荧光光谱(AFS)测定了土壤中重金属含量,通过正定矩阵因子分析模型(PMF)解析农田土壤中重金属的主要来源.结果表明,研究区域农田土壤中大部分金属相对福建省土壤环境背景值已存在一定程度的富集,部分土壤中Cd、Zn、Pb和Cu含量超过农用地土壤污染风险筛选值(GB15618-2018),且各金属在研究区不同区域(北溪流域、西溪流域和河口区)分布存在中等变异.Cr、Ni、Cu、Zn和Cd的含量在北溪流域的龙岩区域较高,Pb的含量在西溪流域较高,而Co、Hg和As的含量在河口区域较高.正定矩阵因子分析模型(PMF)得出的源成分谱和源贡献率具有非负性质,土壤中重金属实测值与模型预测值拟合曲线呈现较好相关性,结果相对合理,能满足研究需要.正定矩阵因子分析模型(PMF)解析得出:研究区农田土壤中重金属主要来源有自然源、农业活动、燃煤释放和工业活动,其对农田土壤中重金属的综合贡献率分别为37. 0%、26. 7%、17. 6%和18. 7%.