收稿日期:2007-09-10基金项目:山东省科技攻关资助(No .2006GG3206002)作者简介:王明聪(1975-),男,在读硕士研究生,主要从事土壤污染修复方面的研究.土壤重金属环境质量评价基准体系探讨王明聪1 成杰民1 纪发文2 杨 霞1 吴翠翠1(1山东师范大学人口#资源与环境学院,济南 250014;2济南市环保局,济南 250014)摘要:在概述国内土壤环境质量标准存在的问题的基础上,分析了国外土壤环境质量标准/指导值发展趋势,提出了我国土壤环境质量的三级标准体系,即:背景值标准、筛选值标准、有效态污染临界值标准,并据三级标准体系和各重金属的单项污染指数,把土壤环境质量分为七个等级:清洁、轻度玷污、中度玷污、重度玷污、轻度污染、中度污染、重度污染,用七种警示色来表示不同的污染程度,为我国土壤环境质量标准的修订提供借鉴。
关键词:重金属;土壤环境质量标准;有效态;污染临界值中图分类号:X 825文献标识码:A 文章编号:1007-0370(2007)04-0075-03APPROACH ON BASIC S TANDARD S Y S TE M OF S O IL HEAVYM ETAL ENV I RONM ENTAL QUAL I TY ASS ESS M ENTWANG M i n g-cong 1CHENG Jie-m in 1JI Fa-w en 2YANG X ia 1WU Cu i-cu i1(1The Population,R esource and Environm ent College of Shan Dong N or m al University,J iN an 250014;2J iNan city E nvironm entalP ro tection B ureau,J iNan 250014)Abstr ac:t T hrough su mm arized the ex isting prob l em s o f so il env iron m ent qualit y standard i n Ch i na and analyzed the dev elopment andtrend o f so il env i ronm ent qua lity standard on fore i gn coun tries ,three levels o f so il env ironment qua lity standard i n Ch i n are put f o r w ard .Key wor ds :heavy m eta ;l so il env i ron m ent qua lity standard ;ava il able position ;critical va l u 土壤是一种重要资源,也是人类赖以生存和发展的最根本的物质基础。
但是近年来,随着我国土壤利用强度的快速、持续增加,引起的污染问题越来越突出和严重[1],经直接或间接地危害到人体健康[2]。
持久性有机污染物(POPs)[3]、重金属[4]、石油类污染物[5]、农药、化肥等,是比较典型的污染。
其中,重金属由于其具有隐蔽性和潜伏性,不易降解,具有不可逆性和长期性,造成的后果尤其严重[2,6,7]。
目前关于污染土壤的修复成为环境科学与技术研究的前沿与重点[1,8]。
与此相应,土壤污染临界值、污染土壤修复目标值的确定,也成为研究的热点内容。
1996年3月,我国5土壤环境质量标准6发布实施,对于土壤污染的评价、修复起到了重要的指导作用。
但是,由于我国现有土壤环境质量标准,在制定上还存在一定问题与异议[9~14],现行标准已经不能满足实际应用的需要。
因此,国家环境保护总局已于2004年下达了5土壤环境质量标准6修订任务。
本文正是基于此,综述了国内外土壤质量标准/指导值存在的问题、研究动态,为我国土壤环境质量标准的修订提供借鉴。
1 我国土壤污染概念与土壤环境质量标准)75)土壤重金属环境质量评价基准体系探讨 王明聪 成杰民 纪发文1.1土壤污染概念目前对土壤污染通常有三种认识[13]:一是土壤中污染物含量超过背景值上限;二是土壤中污染物含量超过5土壤环境质量标准6(GB15618-1995)二级标准值;三是土壤中污染物对生物(植物、动物、微生物)、人体健康造成危害。
其中第一、二种对土壤污染的认识,都是比较意义上的,缺少环境和生态意义,并不能真正体现污染程度对于农作物的产量和安全质量造成的危害程度和水平[15]。
第三种认识,考虑到了环境和生态意义,认为污染是一个由量变到质变的发展过程,发生质变时的污染物浓度是其危害的临界值,也就是土壤污染临界值。
1.2土壤环境质量标准及存在的问题1.2.1土壤环境背景值标准我国在20世纪70年代就开始了土壤背景值的调查研究,编辑出版了5中国土壤元素背景值6和5中华人民共和国土壤环境背景值图集6,为我国土壤环境质量的评价与治理工作奠定了基础。
我国在5土壤环境质量标准6颁布以前,多以土壤背景值作为土壤环境质量评价的基准,通常以当地土壤背景值统计量的平均数加二倍或三倍标准差作为评价分级标准。
基于土壤背景值而得到的评价结果是一种比较意义上的数据,虽然在单一污染物评价时能够说明污染物是否增多的状况,以及相对于背景增大的程度,也能够比较不同污染物间相对增大的程度,但由于背景值缺少环境和生态意义,并不能真正体现污染程度对于作物造成危害的程度和水平。
同时某些重金属元素对生物影响临界限值的研究表明,不同元素间的背景值与临界值之比并不一样,有的相差极大。
因此,如果不加考虑地仅将背景值作为标尺去衡量土壤环境质量的好坏,很可能会得出一些混乱和错误的结论[15]。
1.2.2国家5土壤环境质量标准6 在土壤环境背景值调查和相关研究的基础上,1996年3月,我国5土壤环境质量标准6发布实施。
按土壤功能和保护目标的不同,将土壤环境质量分为三类:Ñ类土壤执行一级标准,为保护区域自然生态,维护自然背景的土壤环境质量的限制值。
主要适用于国家规定的自然保护区(原有背景重金属含量高的除外)、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤,土壤质量基本上保持自然背景水平。
Ò类土壤执行二级标准,为保障农业生产,维护人体健康的限制值。
主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤,土壤质量基本保持在对植物和环境不造成危害和污染。
Ó类土壤执行三级标准,为保障农林生产和植物正常生长的土壤临界值。
主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤(蔬菜地除外)。
标准中污染物质的指标值是根据这些物质在土壤中的最低含量来确定的,是全国统一的。
但是由于我国土壤类型众多,土壤性质复杂,同一元素在不同区域、不同类型土壤中的本底含量存在较大差异[11]。
这使本标准在各地污染评价过程中产生了不同的效果,有些背景含量较高的地方,即使没有污染,也超过了国家标准值;另一方面,有些背景含量较低的地方,可能已有污染物积累,但却仍然不超出国家规定标准,仍被认为无污染。
显然这是与事实不相符的,难以反映当地土壤真实的环境质量状况。
1.2.3重金属有效态污染临界值基准我国5土壤环境质量标准6中重金属污染物是以全量作为评价基准的,但是全量指标不能很好的反映植物的受害效应,全量反映的是重金属在土壤中的现有容量,对作物起危害作用的只是重金属的活性部分,即有效态部分。
因此,重金属有效态的研究正越来越成为土壤污染的一个研究热点。
2国外土壤环境质量标准/指导值研究动态目前,国际上对土壤质量指导值/标准的命名各不相同,如加拿大的土壤质量指导值、美国的土壤筛选值、英国的土壤指导值、澳大利亚土壤调研值、荷兰的目标值和干预值等。
实际上都包含了两方面内容:一方面保护土壤的生态功能,指导值基于生态毒理数据制定;另一方面保护人体,指导值基于人体的健康暴露风险评估制定。
可见,基于风险评估,制定保护生态和人体健康的土壤质量指导值,是国际发展的趋势[10]。
3土壤重金属环境质量三级标准体系探讨本标准体系共分为三级:背景值标准、筛选值标准、重金属有效态含量污染临界值标准。
对于土壤的质量,可用清洁、玷污(轻、中、重)、污染(轻、中、重)三种状态七个等级来描述。
所谓清洁,指的是污染物含量低于背景值。
若污染物含量高于背景值,而又低于污染临界值,污染物虽有所累积,但是没有造成危害,此种状态称为玷污。
而只有造成了危害,才称为污染。
3.1一级)))背景值标准以5中国土壤元素背景值6中当地土壤环境背景值作为土壤环境质量评价的一级标准,目的是保护生态良好、未受或少受人类活动影响的土壤。
该值是一个变动值,随各种不同的土壤类型而变化,它反映的是当前、当地土壤环境未受或很少或较少受人类活动影响的情况,是当前人类保护土壤环境质量的目标。
它的要求比较严格,适用于例如:自然风景区、自然保护区)76)内蒙古环境科学第19卷第4期2007年12月等生态良好区域。
低于背景值标准,说明土壤基本处于自然背景值水平,属清洁状态;高于背景值标准,但仍低于5土壤环境质量标准6二级标准值,说明土壤污染物有所集累,但属玷污状态,没有造成危害,不属污染。
采用土壤环境背景值作为一级评价标准是非常有必要的,国务院在2000年11月发布的5全国生态环境保护纲要6保护目标中明确提出,不但要加强现有自然保护区、风景名胜区的保护,还要在生态良好地区抓紧建设一批新的自然保护区,加强生态示范区和生态农业县的建设。
以背景值标准的评价,可保护这部分土壤尽可能维持在当前比较清洁的背景水平,对超标(土壤环境背景值上限值)土壤及早予以警示、关注与防护。
3.2二级)))筛选值标准以5土壤环境质量标准6二级标准值作为筛选值标准,目的是以此标准筛选出可能已经受到污染的土壤,以便进行进一步地分析、评价。
5土壤环境质量标准6制订过程中,将土壤按p H值划分为3组,从全国众多土壤类型中选最小的土壤环境临界含量经综合考虑而制定的。
因而从全国范围来讲,可以认为国家5土壤环境质量标准6二级标准值是一个阈值,低于国家二级标准值,一般说明土壤没有受到污染,不需要采取进一步的修复治理措施;高于此值,土壤是否受到污染就难以确定,则需作进一步调研,若的确造成危害,方可认为土壤已被污染。
3.3三级)))重金属有效态含量污染临界值标准以重金属有效态污染临界值作为三级标准,目的是对于超过国家级标准的土壤,进一步研究,以确定土壤是否已经造成危害及危害的程度。
就全国范围来说,它是一个变动值,应根据各地不同的土壤类型、土壤性质由各地相关研究部门具体研究制定,而不应该制定全国统一的标准。