吳丹亞,席杰君,張 慶 ,王 斌 ,王明湖
(寧波市農業(yè)監(jiān)測中心,浙江寧波 3 15012)
土壤是一種重要的自然資源,是人類賴以生存的物質基礎。土壤質量的好壞,直接影響農作物的質量和產(chǎn)量,進而影響人體健康及社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[1]。但是,隨著工業(yè)的發(fā)展與人類活動的加劇,我國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀,部分地區(qū)土壤污染較重,耕地土壤環(huán)境質量堪憂,工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出[2]。對土壤來說,對其質量評定最重要依據(jù)是土壤環(huán)境質量標準。土壤環(huán)境質量標準的制定是非常復雜的,需要考慮的因素很多,其中最主要的是環(huán)境因素,同時兼顧社會、經(jīng)濟和技術條件[3-4]??茖W的土壤環(huán)境標準是評價土壤環(huán)境質量的前提條件。
國家最早發(fā)布的關于土壤環(huán)境質量標準是1995年7月13日發(fā)布、1996年3月1日實施的《土壤環(huán)境質量標準》(GB 15618—1995)。該標準對農業(yè)用地與自然保護區(qū)土壤中的污染物最高限值做了規(guī)定,涉及8種重金屬與2種有機氯農藥。隨后國家先后在2001年與2003年發(fā)布了GB/T 18407《農產(chǎn)品質量安全》系列標準,對影響無公害蔬菜、水果、水產(chǎn)品、乳與乳制品的土壤環(huán)境質量做出了規(guī)定。
截至2014年4月,我國涉及土壤環(huán)境質量評價的行業(yè)標準有24個,主要由農業(yè)部門與環(huán)保部門制定。行業(yè)標準大都是以GB 15618—1995為基礎,結合實際生產(chǎn)情況對污染物的控制參數(shù)與其限值作相應的調整,其中環(huán)保部的行標HJ332和HJ333增加了稀土總量與全鹽量2個指標。這些標準大多制定于2007年前,只有2個農業(yè)標準NY/T 391—2013與NY/T 1054—2013在2013年得以修訂。
GB 15618—1995的制定對土壤資源的評價、預測、保護和管理起到了積極的作用,但由于土壤的復雜性等原因,標準在實際應用中存在一些問題[5]。
我國地域遼闊,氣候類型復雜多樣,各地土壤性質差異很大。同樣的污染物進入不同的土壤,其遷移轉化規(guī)律必然不同,很難以一種標準來界定某種污染物的臨界值。以寧波市土壤Hg背景值為例,據(jù)“七五”國家科技攻關成果 (中國環(huán)境檢測總站,1990),土壤中Hg元素在寧波市82個樣點 (表層土壤)中,元素含量分布很廣,最小值為0.025 mg·kg-1,最大值為1.231 mg·kg-1,平均值為0.255 mg·kg-1,標準差為0.275 2 mg·kg-1[6]。寧波如此,全國范圍的含量分布范圍會更大,變異性更大。采用全國統(tǒng)一的標準值,在實際應用中,難免會出現(xiàn)許多地區(qū)的含量會高于國家標準值,即使在土壤未受任何污染的情況下也會超標,從而影響土地的正常利用;而有些地方的含量即使低于國家標準,也有可能有污染物的積累,卻因沒有超標而沒有引起足夠的重視。
由于土壤的復雜性,重金屬在不同土壤中的存在形態(tài)不同,在同一種土壤中也會以多種形態(tài)存在。重金屬總量包括各種形態(tài)的總儲量,但是,土壤重金屬總量與植物吸收量相關性并不顯著,單獨以重金屬總量來評價土壤重金屬污染水平或是以它作為土壤環(huán)境質量標準的單一指標是不夠的[3]。以重金屬總量為指標,對重金屬有效態(tài)較高的土壤具有一定的代表性,但對重金屬有效態(tài)含量較低的土壤則不能反映實際情況[4]。
普遍認為鉛對兒童與胎兒的危害很大,因而,近年來,美、澳、英等國研究鉛在土壤中的允許含量時,都不再以食物中鉛的衛(wèi)生標準為依據(jù),而是以鉛對兒童的毒害、劑量-效應關系以及血鉛水平和土鉛關系作為基礎,美國疾控中心和國際上30多個國家將兒童血鉛100μg·L-1定為社會干預水平,同時作為兒童鉛中毒的診斷標準。研究表明,當土壤中鉛大于100 mg·kg-1時,血鉛含量就大于150μg·L-1[7],就已對兒童健康產(chǎn)生了不良影響。張紅振等[8]根據(jù)綜合暴露吸收生物動力學模型和兒童血鉛模型,計算出我國居住用地土壤環(huán)境鉛基準值為 282 mg·kg-1。Abel等[9]也認為兒童活動場所土壤中鉛濃度超過310 mg·kg-1時,兒童的血鉛將超過100μg·L-1。而我國現(xiàn)有的土壤環(huán)境標準中鉛的標準主要基于鉛的生態(tài)環(huán)境效應[10],鉛的限量值為250~350 mg·kg-1,其值過高,不宜保障兒童的健康發(fā)展。沈志群等[11]通過水稻對土壤鉛的吸收研究,同時結合國外土壤環(huán)境質量標準,建議將現(xiàn)有的標準值改為80 mg·kg-1。
我國的土壤環(huán)境標準實施近20年,隨著我國土壤環(huán)境及土壤污染現(xiàn)狀研究的深入,現(xiàn)行的標準已經(jīng)不太適應實際應用的需要,國家環(huán)??偩衷缭?004年立項修訂此標準,并于2015年1月13日再次發(fā)布《農用地土壤環(huán)境質量標準》征求意見稿,就標準內容征求意見。
重金屬在土壤中以各種形態(tài)存在,對農產(chǎn)品質量安全和人體健康有影響的主要是其有效態(tài)部分。因此,對土壤中的重金屬來說,其有效態(tài)和質量均應充分考慮。美國SHipham礦區(qū)的土壤鎘含量高達998 mg·kg-1,卻沒有對當?shù)鼐用竦娜梭w健康帶來顯著影響;而廣東韶關大寶山下的上壩村土壤鎘含量平均在0.5 mg·kg-1,最高不超過1 mg·kg-1,但當?shù)鼐用竦逆k攝取量為WHO標準的3.6倍。研究表明,SHipham礦區(qū)的土壤鎘有效性為0.004%,而上壩村土壤鎘的有效性為80%~90%[12]。我國在“七五”土壤背景值調查過程中使用了HCl-HNO3-HF-HClO4四酸消解法,將土壤礦物晶格中包含的重金屬也提取出來,而一般認為這類形態(tài)的重金屬一般不會對植物和環(huán)境造成危害和污染。因此對于土壤中的重金屬,關注重金屬有效態(tài)極為重要。
對于土壤重金屬的有效態(tài),目前尚未達成統(tǒng)一的認識。不同提取劑的提取效率不同、不同土壤類型適用的提取劑不同,在對有效態(tài)的提取測定尚無標準方法的情況下,用土壤重金屬有效態(tài)作土壤質量標準,確實有一定難度。但可以借鑒其他國家的經(jīng)驗,逐步開展這項工作。如日本的環(huán)境標準中就規(guī)定了重金屬的浸出液濃度,而不再統(tǒng)一規(guī)定土壤中的含量[13]。并規(guī)定了提取方法:用鹽酸將純水調至pH值5.8~6.3作為浸提劑,將土樣和浸提劑按固液比1∶10(g·mL-1)相混合,并使混合液在500 mL以上。將提取瓶放在振蕩器上,常溫 (20℃)、常壓(101.325 kPa)下,以200次·min-1、振幅4~5 cm,連續(xù)振蕩6 h,將污染物浸出[14]。
高背景值土壤是一種特殊情況。根據(jù)土壤污染的定義,它不屬于污染土壤的范疇。但倘若仍遵循現(xiàn)有標準,土壤污染的現(xiàn)狀將被擴大[15]。仍以寧波市表層土壤Hg背景值為例,順序統(tǒng)計量的75%值為0.380 mg·kg-1,以0.3 mg·kg-1為標準值,寧波汞超標的土壤面積將不少。但土壤汞超標農產(chǎn)品卻不超標的現(xiàn)象也普遍存在。在農業(yè)利用中,高背景值土壤只是可能造成某些農產(chǎn)品中的一些物質含量超過國家衛(wèi)生限量標準,而不是一定造成污染,應區(qū)別對待。因而在評定這類土壤環(huán)境質量時,應充分考慮土壤對農作物的生物效應,要將土壤與農產(chǎn)品“點對點”進行分析考慮,從而確認該土壤的環(huán)境影響。
[1] 曹志洪,周建民.中國土壤質量[M].北京:科學出版社,2008:1-9.上接第頁
[2] 環(huán)境保護部,國土資源部.全國土壤污染狀況調查公報[EB/OL].(2014-04-17).http://www.mlr.gov.cn/xwdt/jrxw/201404/P020140417573876167417.pdf.
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[13] Japanese Ministry of the Environment.Environmental Quality Standards for Soil Pollution[EB/OL].http://www.env.go.jp/en/lar/regulation/sp.html.
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