土壤环境质量指导值与标准研究 Ⅲ.污染土壤的生态风险评估

土壤中有毒有害化学物质的蓄积会影响陆地生态系统中植物、动物和微生物的生长、繁殖和生存等，甚至可能会影响到远离污染源的生态系统。生态风险评估方法因此被用来预测土壤污染物引起的生态效应，并定量评估风险产生的大小及其概率。与污染土壤的健康风险评估一样，生态风险评估在我国也处于刚刚兴起的阶段。本文介绍了欧美等发达国家当前使用的一些评估方法，评述了其研究进展，并提出了存在的问题和未来的发展趋势，旨在推动我国污染土壤的生态风险评估研究，以及基于风险评估的土壤环境质量指导值与标准的建立。     

土壤环境质量指导值与标准研究I·国际动态及中国的修订考虑

介绍了国际上土壤质量指导值的研究动态、指导原则及应用功能,提出对中国现行土壤环境质量标准进行修订的若干考虑。基于风险的土壤质量指导值/标准已是国际发展的必然趋势。基于风险的土壤质量指导值/标准的制定,需考虑不同的土地利用方式,设置各种土地利用方式下的一般暴露途径、暴露参数(如暴露周期和暴露频率)和临界风险受体。基于风险的土壤质量指导值/标准多用于污染场地/土壤的风险管理,是潜在污染场地/土壤健康风险初步识别和预测的依据。中国现行土壤环境质量标准的修订,需对标准的功能和宗旨、制定方法论、土地利用方式、土壤污染物迁移对其他环境介质的影响、污染物的种类等方面予以考虑。现行标准修订的最终目的是要建立保护生态和人体健康的“土壤环境和健康质量指导值/标准”,服务于污染场地/土壤的识别及风险管理,同时还需制定保护土壤资源的“土壤自然质量指导值/标准”。     

土壤环境质量指导值与标准研究Ⅰ.国际动态及中国的修订考虑

介绍了国际上土壤质量指导值的研究动态、指导原则及应用功能,提出对中国现行土壤环境质量标准进行修订的若干考虑。基于风险的土壤质量指导值／标准已是国际发展的必然趋势。基于风险的土壤质量指导值／标准的制定,需考虑不同的土地利用方式,设置各种土地利用方式下的一般暴露途径、暴露参数(如暴露周期和暴露频率)和临界风险受体。基于风险的土壤质量指导值／标准多用于污染场地／土壤的风险管理,是潜在污染场地／土壤健康风险初步识别和预测的依据。中国现行土壤环境质量标准的修订,需对标准的功能和宗旨、制定方法论、土地利用方式、土壤污染物迁移对其他环境介质的影响、污染物的种类等方面予以考虑。现行标准修订的最终目的是要建立保护生态和人体健康的“土壤环境和健康质量指导值／标准”,服务于污染场地／土壤的识别及风险管理,同时还需制定保护土壤资源的“土壤自然质量指导值／标准”。     

中国农田土壤重金属污染的人体健康风险评估：研究进展与展望

农田土壤重金属污染对食品安全和人体健康构成巨大的威胁。重金属主要通过经口摄入土壤、吸入土壤颗粒、皮肤接触和食物链摄取等暴露途径进入人体,其中经口摄入重金属污染土壤和农产品是主要的暴露途径。人体健康风险评估在农田土壤质量分类和风险管控中起着重要作用。因此,梳理了中国农田土壤重金属污染的人体健康风险评估的发展状况,介绍了人体健康风险评估的基本流程和评估技术,论述了影响人体健康风险评价准确性的主要因素及优化措施。在农田土壤重金属健康风险评估中,应加强耦合污染源识别技术、重视食物消费暴露途径、精准识别不同敏感受体、本土化敏感受体的暴露参数、纳入重金属的生物可给性,同时提高农田土壤重金属健康风险评估的准确性。未来可从加强应对健康风险评估过程不确定性的技术方法、考虑各种饮食的暴露途径和建立本土化的重金属毒性标准数据等多方面深化农田土壤重金属健康风险评估,以期推动中国农田土壤重金属人体健康风险评估的理论和技术发展。     

土壤环境质量指导值与标准研究Ⅳ.保护人体健康的土壤苯并[a]芘的临界浓度

：基于人体健康风险评估制定土壤环境质量指导值或标准是当前国际上广泛采用的方法.本文全面调研了国际上保护人体健康的土壤苯并[a]芘（B[a]P）的各类临界浓度,初步确定了量化土壤中B[a]P暴露剂量的暴露场景和暴露参数,率先提出了制定我国土壤中保护人体健康的B[a]P临界浓度的方法体系,这种方法可用来制定持久性有机污染物的土壤临界浓度.考虑了口腔摄入、皮肤接触、呼吸摄入和取食污染蔬菜摄入四个主要暴露途径,探讨了B[a]P的致癌风险水平为10-5或10-6时,农业用地、居住用地和工业用地方式下土壤中B[a]P的临界浓度,同时制定了保护地下水的土壤B[a]P的临界浓度.     

土壤重金属污染健康风险评估新视角 ——概率风险评估的源起及展望

评估土壤重金属污染对人体产生的危害,是土壤环境风险管理的重要前提.概率风险评估秉持表征不确定性和变异性的理念,为土壤重金属污染健康风险评估带来全新视角.为强化对概率风险评估的理论认知,推动其在土壤重金属暴露风险评估领域的深入应用,本文结合文献计量及整合分析方法,系统阐述了概率风险评估的理论基础及内涵演进,进一步将其与传...     

我国南方某典型有机化工污染场地土壤与地下水健康风险评估

以某典型有机化工污染场地为例,开展了多层次健康风险评估,推算了土壤与地下水的筛选值和修复目标值,确定了污染修复范围及修复量。结果表明:土壤与地下水均存在不同程度的有机污染,关注污染物氯仿、四氯化碳、苯、氯苯在0~1 m的土壤修复目标值分别为0.03、0.05、0.35、6.51 mg/kg;1~3 m的土壤修复目标值分别为0.07、0.30、0.90、13.49 mg/kg;3~5 m的土壤修复目标值分别0.14、0.46、1.69、20.45 mg/kg;5~9 m的土壤修复目标值分别为0.25、0.79、2.99、36.27 mg/kg,地下水修复目标值分别为0.32、0.51、3.43、21.80 mg/L。土壤中氯仿、四氯化碳、氯苯的超标点位随深度增加而增多,其风险或危害随之增大;地下水污染区域集中,GW6号点位4种污染物均超标,其中氯仿污染最严重,致癌风险高达1.11×10–3,非致癌危害商为9.8。     

基于稻米摄入风险的稻田土壤镉临界值研究:个案研究

研究了浙江富阳某乡土壤Cd的污染,以及水稻对土壤Cd的吸收,并应用基于稻米摄入风险的方法推导了土壤Cd的临界值。结果表明,研究区土壤与稻米Cd污染严重。结合土壤总Cd和土壤pH应用多元回归分析建立了稻米Cd含量的预测模型。应用预测模型计算表明,pH分别为5、6、7、8时土壤Cd的临界值分别为0.42mgkg-1、0.79mgkg-1、1.49mgkg-1和2.81mgkg-1。土壤性质差异使得Cd的临界值具有较大的空间变异。在研究区,有73%地区总Cd含量超过了所对应的临界值,因此需要实施合理的风险管理措施。土壤Cd的临界值推导过程中不确定性来源主要为风险评估模型以及水稻Cd的预测模型,土壤pH是最敏感的参数。     

贵阳市主城区绿化带土壤多环芳烃污染特征及健康风险评估

【目的】为贵阳市主城区绿化带土壤中16种多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）环境评价与健康风险评估提供参考数据。【方法】采用气相色谱三重四级杆质谱仪,选择离子模式对贵阳市6个主城区,共计30个绿化带土壤样品进行PAHs含量检测。【结果】主城区绿化带土壤中PAHs主要源于外源性污染。其中6种PAHs符合国家建设用地风险筛选值标准,但土壤整体受到污染程度比例较高;夜市功能区中,因烧烤与油炸2种主要方式产生大量PAHs,使邻近绿化带土壤富集量明显高于其他功能区。特征比值法评价结果显示,燃煤等生物质燃料燃烧在家居小区的排放贡献源中占有一定比例,学校功能区主要排放贡献源为机动车排放的石油燃烧尾气。评估结果表明,其健康风险以皮肤接触致癌风险为主。【结论】贵阳市主城区绿化带土壤受PAHs污染比例较高,且4～6环高分子量PAHs含量均高于2～3环低分子量PAHs。土壤中PAHs对儿童与成人均有潜在致癌风险。因此,应采取相应措施,减少污染源,降低主城区绿化带土壤污染程度。     

典型滴滴涕废弃生产场地污染土壤的人体健康风险评估研究

对我国典型滴滴涕(DDT)废弃生产场地的疑似重污染区进行环境调查、污染土壤人体健康风险评估和土壤修复建议目标值计算。结果表明,该场地污水处理池周边的关注污染物主要为p,p’-DDT、p,p’-DDD、p,p’-DDE、1,4-二氯苯、氯仿和氯苯,临近污水处理池北侧和东侧的区域土壤中污染物垂向迁移明显,其他区域土壤污染物主要分布于0～50 cm土层。前5种关注污染物的致癌风险均超过10-6,部分点位p,p’-DDT和氯苯的非致癌危害指数大于1。不确定性分析表明,半挥发性有机物p,p’-DDT、p,p’-DDD和p,p’-DDE经口腔摄入土壤和皮肤接触土壤暴露途径对总风险的贡献率超过98%,挥发性有机物氯苯、1,4-二氯苯和氯仿经吸入室内空气暴露途径对总风险的贡献率高达99%以上。土壤颗粒密度、土壤容重和土壤含水率是敏感参数。p,p’-DDT、p,p’-DDD、p,p’-DDE、氯苯、1,4-二氯苯和氯仿的土壤修复建议目标值分别为5.84、6.19、4.36、36.2、0.55和0.02 mg kg-1。     

热带地区农场尺度土壤质量现状的系统评价

以我国热带地区海南儋州的农场为典型样区 ,按网格方法系统调查和采集了不同利用条件下的土壤剖面和表层样品。提出了一个系统的评价方法 ,将土壤质量划分为水分有效性、养分有效性和根系适应性这三个功能 ,确定了十项符合热带地区特点的土壤质量指标 ,建立各项功能和各项指标的权重。综合参考国内外研究结果 ,结合热带地区实际状况 ,建立标准评分方程 (SSF)对各项指标进行标准化。研究根据海南儋州样区土壤质量分析数据 ,在GIS支持下 ,采用系统评价模型对样区的土壤质量进行综合评价 ,并对农场尺度土壤质量的变异进行了分析。结果表明 ,系统评价模型可以在对土壤功能进行评价的基础上综合评价土壤质量 ,在GIS支持下可以方便有效的直观反映土壤质量的状况。研究区域土壤具有较好的水分供应性能 ,能够提供根系生长的适宜环境 ,存在的主要问题在于养分供应和保持能力较弱 ,但是在合理的管理措施下 ,土壤养分能够较快增加 ,土壤质量可以改善     

土壤苯污染引起的饮用地下水健康风险评价

由于污染场地所引起的生态环境、食品安全和人体健康问题,污染场地的环境风险评价受到广泛关注。以某水源地油和苯等有机污染调查为依据,利用多介质暴露评价模型(MMSOILS模型),以苯为评价的目标污染物,分析烯烃厂不同分区的土壤苯污染对A地区造成的饮用地下水健康风险。结果表明,研究区4个分区中,裂解装置区的苯污染物释放是A地区地下水污染的主要来源,产生的饮水健康风险值为9.82×10-5,占总风险值的98.8%;而其他三个分区的影响较小;不同分区苯污染对A地区产生的饮水健康总风险值为9.94×10-5,大于美国环境保护署人体健康风险建议值10-6,对人体健康已经产生影响;裂解装置区的土壤苯污染作为饮水健康风险的主要来源,当其浓度值降低至1.32mgkg-1时,才能使其造成的饮水健康风险降低为10-6。     

日光温室夏秋种菇对土壤环境质量影响的研究

文摘通过对夏秋季种菇日光温室和非种菇日光温室土壤的盐分积累、pH值变化及养分含量状况的研究,发现:种菇日光温室的土壤盐分积累和pH值变化不同于非种菇日光温室,种菇与非种菇日光温室土壤养分含量也有显著差异。种菇日光温室土壤养分有其自身特点,尤其是其土壤NO3--N含量和占有效N含量的比例在一个比较适宜的范围内,可有效防止温室土壤硝酸盐的过度积累对环境的污染和对植物及人体的危害。     

土壤环境的生物地球化学过程、质量演变和风险管理研究展望

结合国内外研究现状和发展趋势分析,提出开展土壤环境的生物地球化学过程、质量演变和风险管理研究。认为将土壤环境划分为内部、界面和外部三部分,有助于认识土壤环境中污染物的交换与循环规律及其相互影响。强调了开展土壤环境的物理-化学-生物学-地学交叉、综合研究的必要性,并从土壤颗粒表面-溶液、土壤-生物、土壤-植物、土壤-大气、土壤-水体等土壤环境子系统探讨了科学问题,展望了未来研究方向,旨在促进不同尺度土壤环境的质量变化规律与修复调控研究。     

基于土地利用变化建立土壤质量评价最小数据集

基于研究区194个土壤样点数据,利用方差分析、主成分分析及其他相关统计方法确定了苏州市土壤质量评价最小数据集(MDS)。与先前研究不同的是,本研究将土地利用方式及利用年限对土壤质量的影响作为进入MDS的衡量标准之一;此外,计算了每个候选的土壤理化变量在所有主成分上的综合荷载,而不是只比较该变量在某一个主成分上的荷载就剔除其他变量,从而避免了丢失过多的土壤质量信息。最后对该方法的可靠性从不同角度进行了验证,对54个黄泥土样点、77个黄松土样点及所有194个样点数据分别采用该MDS确定方法,得到了同样的最小数据集。这说明该方法具有很好的稳定性、可重复性,加以完善后,本方法完全可以借鉴到其他地区,从而一定程度上能够克服由于我国地域广、各地情况差异大而采用不同的土壤质量评价方法,最后得到的评价结果难以比较的缺点。     

土壤环境质量指导值与标准研究V.镉在土壤-作物系统中的富集规律与农产品质量安全

通过查阅国内现有镉污染农田土壤和作物中镉含量的相关资料,包括近30年来公开发表文献、国家"七五"科技攻关环保项目"土壤环境容量研究"等科研成果,结合本实验室在长江三角洲、珠江三角洲典型地区污染农田调查数据,经筛选后从88组研究中共收集到镉污染农田土壤和作物中镉含量对应数据509对.根据镉盐来源,将收集的数据分为污染农田调查数据和添加镉盐试验数据;根据作物不同,分为水稻、小麦、茎/叶类蔬菜、根菜和果菜地调查数据.采用富集系数和一元回归模型的方法基于土壤镉含量预测作物可食部分镉含量;采用多元回归模型的方法基于土壤镉含量和土壤pH预测作物可食部分镉含量.结果表明,回归模型对作物可食部分镉含量的预测效果明显优于富集系数中位值;回归模型95%预测上限对作物可食部分镉含量的保守预测优于富集系数90分位值.土壤pH显著影响作物对镉的吸收.影响模型回归效果和预测能力的主要因素是数据分布不均和数据量不足.模型对比后选用多元回归模型的95%预测上限推导稻田和茎/叶类蔬菜用地基于农产品质量安全的土壤镉含量环境基准.