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乐白家一、如何看待耕地土壤中的重金属,有关

2020-01-06 00:18

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导 读

土壤重金属负载容量管控法是指在土壤环境质量保护和农产品清洁生产过程中土壤重金属负载容量的全过程监测和控制方法。

本文重点讨论了管控的必要性和可能性,强调了法律依托的重要性,即管控的合法性。它与标准管理法的差别在于(1)标准管理法为单一数值的终端控制,而负载容量管控法为立体的、全方位的过程控制;(2)标准管理法为浓度控制,而负载容量管控法为总量控制;(3)标准管理法责任主体不够明确,具有较大的被动性和依赖性;而负载容量管控法具有责任主体的主观能动性,即使在无法获得统一标准的情况下都不影响土壤重金属污染的防控;(4)标准可能会产生保护不足和过保护的情况;而负载容量管控法能够较好地发挥 土宜学的精髓,充分发挥土壤生产力;(5)标准管理法重金属赋值过于统一,缺乏个性化;而负载容量管控法针对特定对象,有其自身的临界值,可保障农产品安全。

文章对土壤重金属负载容量管控法的特点和优势进行了较为详细的讨论,它可作为相关标准的有益补充,亦可在法律认可的前提下作为土壤污染防治的有效替代方法。

导 读

重金属的环境问题受到了各方面的重视,然而,在土壤环境质量重金属影响的研究中仍然存在一些有待商榷的问题,包括确切理解土壤环境质量的概念。

这不完全是一个土壤污染的问题,而是包含了背景状况、外来物质的侵袭与累积状况、污染状况,

因而要明确区分土壤沾污和土壤污染问题。采用合适的评价参比值进行土壤环境质量评价,并讨论了制订标准中需要注意的一些问题;必须因地制宜地制订系列标准或标准系列,以客观反映土壤组成的复杂性和空间变异性。

背景值仅可用于化学物质的累积性评估,土壤中重金属的存在是一种正常现象,在评估中应避免以点代面、以偏概全的现象。

中国环境保护部1月13日公布了新的《土壤环境质量标准》。今年1月1日,新的《中华人民共和国环境保护法》正式实施。在这种背景下,该征求意见稿的出台具有积极的意义。通过细读该征求意见稿,提出以下几点看法,以供商榷。

近年来,有关土壤环境保护无论是政府部门还是公众舆论都十分重视,一些学者亦曾通过不同的方式发表了相关的意见和建议,重金属的影响问题又受到了特别关注。

文/王玉军 陈能场 刘存 王兴祥 周东美 王慎强 陈怀满

文/王玉军 陈怀满 作者均系中国科学院南京土壤研究所研究员

一、如何看待耕地土壤中的重金属

国务院在《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》中提出的目标之一是到2015年全面摸清我国土壤环境状况,要实现这一目标,在踏踏实实工作的同,应该重视土壤环境质量研究中一些基本概念、判断标准和方法的甄别、修正与创建。

来源:《农业环境科学学报》 2015年04期

来源:《农业环境科学学报》

土壤发育于地壳的岩石,因此重金属本身在土壤中是一种客观存在。由于现代工矿业的环境污染、农业生产中肥料、农药的过度施用等导致了外源重金属在土壤中的积累或污染。

有关土壤环境质量研究中需要考虑的问题历来是大家关注的重要内容。环境质量包括自然环境质量和社会环境质量,土壤环境质量是自然环境质量的重要组成部分。

2002年,国际土壤科学联合会理事会提议,将每年的12月5日作为世界土壤日。这一提议得到联合国粮农组织的支持,并提议将2015年定为“国际土壤年”。

近年来,有关土壤环境保护无论是政府部门还是公众舆论都十分重视,一些学者亦曾通过不同的方式发表了相关的意见和建议,重金属的影响问题又受

自然界大约有54种比重大于5.0的重金属,它们在土壤-植物系统中有着各自的物理、化学和生物学行为。通常所说的重金属主要有8个即镉、砷、铅、汞、铬、镍、铜、锌。这些重金属对人体健康影响大,其中前五个被认为“五毒”。

土壤环境质量是指在一定的时间和空间范围内,土壤自身性状对其持续利用以及对其他环境要素,特别是对人类或其他生物的生存、繁衍以及社会经济发展的适宜性,是土壤环境优劣的一种概念,它与土壤遭受外源物质的侵袭、累积(沾污)或污染的程度密切相关,是特定需要之环境条件的量度。

2013年12月第68届联合国大会正式通过决议,将12月5日定为“世界土壤日”,2015年定为“国际土壤年”。

到了特别关注。

镉由于其相对迁移率高、且通常毒性不会表现在作物的减产上,是最受关注的重金属元素。日本耕地管制的重金属主要是镉、砷和铜,前者因人体健康效应,后两者源于对作物生长的影响。

此种优劣和特定需要充分体现了土壤环境质量的相对性,适合于某一种需求的良好环境条件,不一定同样适用于其他需要;反之,不适合某种需要的土壤,可能适用于另外的需求。因而,对土壤环境质量的概念性解释,有可能随土地的实际需要和使用状况而变化,对农业和非农业土壤来说也并非总是相同的。

2014年12月4日,中国土壤学会在其网站上发布了“世界土壤日”和“国际土壤年”的有关信息。

国务院在《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》中提出的目标之一是“到2015 年全面摸清我国土壤环境状况”,要实现这一目标,在踏踏实实工作的同,应该重视土壤环境质量研究中一些基本概念、判断标准和方法的甄别、修正与创建。

台湾和大陆都同时关注这8个重金属,但台湾在计算土壤污染时去除了铜和锌,因为这两个元素同时也是生命体的必需元素。

土壤环境质量是环境科学和土壤环境保护研究中的热门课题,是环境土壤学的核心内容,它是土壤质量的重要组成部分。和土壤质量一样,土壤环境质量目前亦是一个发展中的概念。

土壤是孕育万物的摇篮,人类文明的基石。土壤是农业发展、基本生态系统功能和粮食安全的基础,也是维持地球上生命的关键。

有关土壤环境质量研究中需要考虑的问题历来是大家关注的重要内容。环境质量包括自然环境质量和社会环境质量,土壤环境质量是自然环境质量的重要组成部分。

重金属在土壤中以各种形态存在,对食品安全和人体健康影响的主要是有效性部分,因此对于部分特定地区土壤中的重金属来说,其总量和有效态均应受到足够的重视。

土壤环境质量依赖于土壤在自然成土过程中所形成之固有的环境条件、与环境质量有关的元素或化合物的组成与含量、土壤利用过程及其动态变化,同时应考虑土壤作为次生污染源对整体环境质量的影响。

土壤在粮食安全、水安全、能源安全、减缓生物多样性丧失以及气候变化等方面都起着重要作用,这就迫切需要提高人们对有限土壤资源的认识并提高其可持续性。

土壤环境质量是指在一定的时间和空间范围内,土壤自身性状对其持续利用以及对其他环境要素,特别是对人类或其他生物的生存、繁衍以及社会经济发展的适宜性,是土壤环境“优劣”的一种概念,它与土壤遭受外源物质的侵袭、累积或污染的程度密切相关,是“特定需要之环境条件”的量度。

土壤性质和重金属本身的相互作用决定着其有效性。最显著的例子莫过于世界上的三个矿区,英国西南部的Shipham矿区的土壤镉含量堪称世界最高,达998mg/kg, 这一结果在上世纪70年代被发现时曾经引起哗然,但到2000年被证实并没有给当地居民的人体健康带来显著的影响。日本的痛痛病区的土壤镉含量最高在6.5 mg/kg左右,而韶关大宝山下的上坝村土壤平均镉含量在0.5mg/kg,最高不超过1mg/kg,但当地居民的镉摄取量是WHO的3.6倍。影响着这三个矿区镉的食品安全和人体健康效应的关键因素是土壤性质,表现在Shipham矿区的镉有效性为0.004%, 日本的痛痛病区4%,韶关大宝山下的上坝村80-90%之间。在各土壤性质中,土壤酸碱度是最关键的因素。

人们普遍关注土壤环境质量及其可持续发展的问题,特别是外源物质的侵袭与累积(沾污)或污染程度及其预防与修复。很显然,我们必须保持良好的土壤环境质量,这样才能使其适用于农业生产,充分展示其生产力、生命力和环境净化力;同时在土壤由于人为活动而受到影响时,必须采取适当的措施,以减少其自身以及对大气、水体和植物等的不良影响。此外,我们必须采用科学而有效的方法来评价土壤环境质量。

联合国秘书长潘基文先生指出,“没有健康的土壤,地球上的生命则不可持续。”“土壤是一种难以再生的自然资源,对于可持续土壤管理,人人都应予以重视。”,可见土壤环境质量的保护已经成为世界性的重大环境问题。

此种“优劣”和“特定需要”充分体现了土壤环境质量的相对性,适合于某一种需求的良好环境条件,不一定同样适用于其他需要;反之,不适合某种需要的土壤,可能适用于另外的需求。因而,对土壤环境质量的概念性解释,有可能随土地的实际需要和使用状况而变化,对农业和非农业土壤来说也并非总是相同

因此对于土壤中的重金属元素,分清主次要重金属,关注土壤性质对重金属有效性的影响极为重要。

近年来,由于重金属污染事故的凸显,使得人们对土壤环境质量研究中的重金属影响问题给予了特别的关注,有关部门亦规定了评价参考值。然而,当人们在讨论土壤重金属影响时,为了能够较为科学、客观而准确地反映事物的本来面目,对一些问题需要给予特别的重视。

2014年4月17日,我国环境保护部和国土资源部共同发布了《全国土壤污染状况调查公报》,调查采用统一的方法、标准,基本掌握了全国土壤环境总体状况。调查结果显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%。从土地利用类型看,耕地土壤点位超标率为19.4%。从污染类型看,以无机型为主,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。

的。

二、对征求意见稿的几点看法

1切忌将土壤沾污与土壤污染相混淆

从污染物超标情况看,镉的问题最为突出,点位超标率为7.0%。公报同时指出,针对土壤污染现状,国家将编制土壤污染防治行动计划,加快推进土壤环境保护立法进程,进一步开展土壤污染状况详查工作,实施土壤修复工程,加强土壤环境监管。

土壤环境质量是环境科学和土壤环境保护研究中的热门课题,是环境土壤学的核心内容,它是土壤质量的重要组成部分。和土壤质量一样,土壤环境质量

  1. 标准制订的目的

所谓土壤沾污是指由人类活动而引入土壤的外源物质或制剂的现象;而土壤污染则是指人为因素将对人类本身和其他生命体有害的物质或制剂施加到土壤中,使其增加了新的组分或某种成分的含量明显高于原有含量、并引起土壤环境质量恶化和相应危害的现象。

随后,国家有关部门在2015年年初发布了《农用地土壤环境质量标准》,以便为土壤污染的管控提供法律依据。

目前亦是一个发展中的概念。

在制订标准的目的上,不同时期的《土壤环境土壤环境质量标准》各有不同。如,1995年版是“防止土壤污染,保护生态环境,保障农林生产,维护人体健康” ,2008年进行修订时,征求意见稿将目的改为“防治土壤污染,保护生态环境,保障社会和经济发展,维护人体健康”。而本次发布的征求意见稿则将目的表述为“保护土壤环境,保障人体健康”。显然,本次标准制订的目的并不只是为“防止”(1995)或“防治”(2008)土壤污染,而是更注重于土壤环境保护,目的更为具体和明确。

土壤沾污是普遍存在的,是外源物质的侵袭和累积的现象,而污染是沾污的极端情况与发展的后果。人们在实际工作中重点关注的是土壤污染或者污染土壤(指已经构成污染的样点、场地和不同尺度的区域土壤)。

科学、有效、简便、具有良好可操作性的管控措施,是土壤污染防治的核心内容。有关土壤环境质量的有效管控问题,人们曾经从法律法规的建立[1]、环境标准或基准基础研究[2]、土壤环境质量重金属影响研究中的突出问题[3]等进行过较为系统的讨论,但到目前为止,主要的关注点大多集中于有关标准的建立。

土壤环境质量依赖于土壤在自然成土过程中所形成之固有的环境条件、与环境质量有关的元素或化合物的组成与含量、土壤利用过程及其动态变化,同时应考虑土壤作为次生污染源对整体环境质量的影响。

2014年4月17日,环境保护部和国土资源部联合发布了《全国土壤污染状况调查公报》。公报指出,全国土壤总的超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染类型以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。

根据土壤污染的定义可以清楚地了解到,构成土壤污染的要素主要包括三方面的内容(土壤污染三要素),即有可识别的人为污染物,有可鉴别的污染物数量的增加,有现存(直接显露)或潜在(通过转化)的危害后果,三者缺一不可。

事实已经表明,由于土壤类型的复杂性,不同区域经济、社会和生态的差异性,土壤环境质量标准要取得公众的一致认识十分困难,故建立一个统一的国家标准实属不易。

人们普遍关注土壤环境质量及其可持续发展的问题,特别是外源物质的侵袭与累积或污染程度及其预防与修复。很显然,我们必须保持良好的土壤

而对于耕地,土壤点位超标率为19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。该报告同时公布了林地、草地和未利用地的土壤点位超标率。

但在实践中,由于对概念理解的差异性,往往混淆了沾污和污染的差别,以至于时有夸大土壤污染或污染土壤的问题。

最近环境保护部发布的“农用地土壤环境质量标准”,就引起了值得关注的讨论[4, 5]。

环境质量,这样才能使其适用于农业生产,充分展示其生产力、生命力和环境净化力;同时在土壤由于人为活动而受到影响时,必须采取适当的措施,以减少其自身以及对大气、水体和植物等的不良影响。此外,我们必须采用科学而有效的方法来评价土壤环境质量。

同时农业部也开展了农地的土壤污染调查,且在2014年底完成了样品分析。随着相关分析统计工作的完成,相信不久也会有相关的土壤污染状况进行公报。

2土壤环境质量评估中重金属影响的判断标准

人们十分焦急的是到目前为止,眼看着土壤重金属污染问题愈来愈严重,却没有一个可为政府和公众所接受的管控土壤重金属污染的标准。

近年来,由于重金属污染事故的凸显,使得人们对土壤环境质量研究中的重金属影响问题给予了特别的关注,有关部门亦规定了评价参考值。然而,当

如果本标准制订的目的并非为土壤污染的防治,那么以上这些公布或者有待公布的污染农田的治理用什么标准来进行评判呢?因此有关标准制订的目的应进一步加以考虑。

从总体上看,土壤环境质量可分为三种状况,即背景状况、外来物质的侵袭与累积(沾污)状况、污染状况。

既然如此,在缺乏合适标准的情况下,不妨换一个思路进行考虑,去寻找可替代的、合适的管控措施加以解决。

人们在讨论土壤重金属影响时,为了能够较为科学、客观而准确地反映事物的本来面目,对一些问题需要给予特别的重视。

结合我国现在人多地少的国情,从上述公报公布的耕地土壤污染数据来看,耕地土壤污染治理迫在眉睫。事实上,早在2014年初,国家已经启动了湖南等耕地污染重点省份进行治理,但局限于治理标准的缺乏或者1995年发布实施的土壤环境质量标准的不适用,如何评价其治理效果也存在诸多问题。

在现实生活中,人们最为关注的是如何判断重金属对土壤环境质量的影响,特别是判断土壤污染的依据问题。

我们在全面考量土壤重金属环境质量标准赋值的独立性和依存性的基础上[6, 7],曾经建议土壤重金属污染的防治可以采用负载容量管控法,从单一依靠质量标准的重金属终端控制,过渡到以负载容量为依据的新的管理模式,一方面以对接2015年中央一号文件中的“实施耕地质量保护与提升行动”、“提升农产品质量和食品安全水平”的要求;另一方面也是为了响应国际土壤年的有关号召,在土壤的安全和可持续发展方面尽一份努力,本文对土壤重金属负载容量管控法的有关问题进行了较为系统而全面的讨论,为有效管控土壤环境的重金属影响问题提供参考,并以此献给2015“国际土壤年”。

乐白家,1 切忌将土壤沾污与土壤污染相混淆

  1. 关于新标准删除自然背景值和高自然背景值和高背景值的问题

对这一问题的回答,当然最好是国家标准,但目前我国没有可资利用的合适标准存在。文献中常见的土壤环境质量标准(GB156181995),环境保护部曾公告征求修订意见,对相关问题的讨论将有助于对土壤环境质量的理解与判断。

1 负载容量与负载容量管控法

所谓土壤沾污是指由人类活动而引入土壤的外源物质或制剂的现象;而土壤污染则是指人为因素将对人类本身和其他生命体有害的物质或制剂施加到土壤中,使其增加了新的组分或某种成分的含量明显高于原有含量、并引起土壤环境质量恶化和相应危害的现象。

征求意见稿删除了现行标准中“一刀切”规定的自然背景值和高背景值。

(1)现行《土壤环境质量标准》主要存在哪些不适应国家经济社会发展形势、不能满足环境保护工作需要的问题?

环境科学的研究表明,只限制污染物排放浓度,不能保证生态环境的长期稳定,因而提出了总量控制的设想。总量控制的科学依据必然在污染物环境容纳能力范围内寻找,因而在20世纪70年代初期提出了环境容量及其应用研究。

土壤沾污是普遍存在的,是外源物质的侵袭和累积的现象,而污染是沾污的极端情况与发展的后果。人们在实际工作中重点关注的是土壤污染或者污染土壤。

需要说明的是,原来的三级标准值,并非高背景值,而是在土壤-水、土壤-作物和土壤微生物的试验基础上根据生态效应法设定的数值。

对土壤环境质量评价的最重要依据是其质量标准,因而土壤环境质量标准一直是各方面关注的热点。

土壤负载容量是环境容量研究的重要内容之一,是指一定环境单元、一定时限内遵循环境质量标准,既保证农产品产量和生物学质量,同时也不使环境污染时,土壤所能容纳污染物的最大负荷量。如从土壤圈物质循环来考虑,可将其定义为“在保证土壤圈中良性循环的条件下,土壤容纳污染物的最大允许量”[8]。

根据土壤污染的定义可以清楚地了解到,构成土壤污染的要素主要包括三方面的内容,即有可识别的人为污染物,有可鉴别的污染物数量的增加,有现存或潜在的危害后果,三者缺一不可。

无疑,土壤环境质量标准的制定旨在土壤的环境保护。土壤的自然背景值是国家“七五”期间,有关部门在进行了大量的土壤调查工作的基础上得出的,虽然在精度等方面存在一定的缺陷,但对于我国的土壤环境保护发挥了极为重要的作用。而目前的征求意见稿将自然背景值进行删除,似乎让土壤的环境保护失去了目标。

由于我国土壤的类型十分复杂,各种土壤类型之间在性质上存在较大的差异,现有的土壤环境质量标准(GB156181995)不能适应实际需要,仅8种重金属和两种有机氯(HCH和DDT),一些重金属标准的定值可能存在过保护或保护不足的问题,缺乏普遍适用性。

负载容量管控法是从负载容量的研究结果衍生而来的。在20世纪70年代,国家有关部门曾经组织过土壤污染物负载容量攻关研究[8, 9, 10, 11, 12],并取得了虽然是初步的、但却十分重要的部分基础性资料,包括1995年我国第一个土壤环境质量标准的形成[13],都是在负载容量的数据基础上建立起来的。

但在实践中,由于对概念理解的差异性,往往混淆了沾污和污染的差别,以至于时有夸大土壤污染或污染土壤的问题。

  1. 关于征求意见稿中“新标准”项目和数值设定上的商榷

因而制定合适的、具有法律效力的土壤环境质量标准系列或系列标准,应是科学家将其自身研究成果向政府决策和公众政策转化的重要内容,也是土壤质量与环境质量紧密联系的重要环节。

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