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”。     

场地土壤污染物归趋、风险评估和修复治理研究进展

随着城市化快速发展与产业结构的调整,“退二进三”政策的实施以及重污染企业地理位置的变迁,使得多数城市产生大量可再利用再开发的场地。当前场地土壤环境污染状况日益严峻,对场地土壤开展污染物来源识别,成因解析和防控管理等已成为场地土壤污染治理修复的研究重点。基于国内外文献,综述了场地土壤污染物迁移转化过程、风险评估、治理修复等研究进展,发现场地中污染物的来源、输送的“源－汇”关系和不同介质/界面间迁移转化机制等环境行为的综合性研究有待进一步深化;风险评估框架与方法仍具有一定的不全面性和不确定性;绿色可持续联合修复技术已成为土壤修复治理的核心。未来需加强场地土壤“多来源、多途径、多介质、多界面、多尺度”环境过程和机理以及“排放来源、输送途径、迁移转化、动态累积”生态风险评估的系统研究,发展绿色可持续修复功能材料和技术,以期为我国本土场地土壤污染防控管理与修复治理提供依据。     

宁波土壤中多环芳烃的健康风险评价

以宁波地区土壤中多环芳烃的含量调查结果为基础,采用美国能源部风险评估信息系统的暴露量化方法和美国环保局健康风险评估手册的风险表征方法,评估了土壤中16种多环芳烃对户外劳作者的健康风险。结果表明,宁波户外劳作者由于土壤中多环芳烃引起的平均非致癌危害指数为1.09×10-5,平均致癌风险值为3.17×10-7,可判定对人体健康的危害较小。宁波地区致癌多环芳烃含量最高暴露点致癌风险值为1.45×10-6,没有超过致癌风险水平上限（10-4）,说明致癌风险尚在可接受范围内。多环芳烃中苯并（a）芘对综合致癌风险贡献最大,贡献率高达65.6%,应注意防范土壤中该污染物引起的健康危害。宁波户外劳作者受到的非致癌危害和致癌风险主要由直接摄入途径和皮肤接触途径贡献,两种途径对非致癌危害和致癌风险贡献率分别达到89%和100%,呼吸摄入引起的非致癌危害和致癌风险则相对较小。     

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。     

土壤污染物临界负荷研究进展

随着城市化进程与工农业的快速发展,土壤污染形势也越来越严峻。土壤污染物临界负荷的研究,可获取土壤可持续发展质量指标,是一条实现土壤可持续管理的有效途径。我国土壤污染临界负荷研究不足,为了推动其发展,本文讨论了其研究进展、指导原则、应用、存在问题与发展趋势。动态的和基于风险的土壤污染物临界负荷估算已是国际发展趋势。当前,缺乏完善的动态临界负荷估算模型,估算过程具有较大不确定性。为了准确地估算土壤污染物的临界负荷,在未来研究中需要加强对临界浓度制定和动态模型构建的研究,主要包括土壤中污染物的迁移传输规律、污染物的剂量-效应关系等。     

制定我国污染场地土壤筛选值的建议

通过研究发达国家(地区)土壤重金属As、Cd、Cr6+、Pb、Hg和Cu筛选值制定的法律依据及其数值的差异,发现各国(地区)土壤筛选值均是依据其污染场地的法律法规确定,主要用于决策污染场地是否需要进一步的场地调查或风险评估。各国(地区)污染场地6种重金属土壤筛选值存在的差异既有政策层面(可接受风险水平),也有制定方法层面(暴露途径、暴露参数、场地水文地质参数、毒性数据、背景值等)的原因。建议我国尽快建立土壤筛选值的相关法律法规,并依据土地利用方式的敏感性确定不同层次的可接受风险水平;考虑具体场地的情况确定暴露参数和暴露途径,并落实各级筛选值的制定和实施办法。     

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.     

砷-重金属复合污染土壤稳定化材料研究进展

我国土壤重金属污染现状十分严峻,多金属复合污染,尤其是砷-重金属复合污染普遍存在,治理难度大。土壤中累积的多金属污染物严重威胁土壤健康、农产品安全与人居环境安全。因此,多金属复合污染土壤修复是土壤污染治理和风险防控的重要命题。固化/稳定化技术是我国最为广泛使用的污染土壤修复技术,通过投加稳定化材料,降低多金属污染物在土壤中的可迁移性与生物有效性,从而实现多金属污染物暴露途径的有效阻断。对砷-重金属型复合污染土壤的稳定化作用机理进行了详细阐述并梳理了应对砷-重金属复合污染土壤的新型修复材料。砷与其它重金属的协同稳定化主要通过表面络合与沉淀作用实现。富含铁、钙元素的材料对这种类型土壤的稳定化具有优异的作用效果。砷-重金属协同稳定化材料的修复效果取决于稳定化材料的类型、复合污染物的种类、材料施用量、土壤条件(如pH,氧化还原电位、阳离子交换量等),其中pH和土壤可溶性有机质含量对稳定化效果有显著的影响。本文发现,功能化生物质复合材料、工业固废基材料、改性复配天然矿物等绿色修复材料是近年来研究的热点。未来的研究亟须考虑砷与重金属污染物协同稳定剂的长效性,以及通过大田试验验证新型材料的应用潜能。     

场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与展望

近年来，中国重点行业场地土壤-地下水重金属和有机污染物污染十分突出，已成为土壤环境治理修复亟待解决的重要问题之一。多介质界面是控制场地系统复合污染物环境行为的关键。因此，开展场地土壤与地下水污染物多介质界面过程与调控机制研究，对于认知场地污染成因与治理修复具有重要的科学意义。系统分析了国内外场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与发展趋势，指出了目前该研究领域中存在的科学与技术问题，提出了我国场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控原理的研究思路与重点方向，以推动我国场地土壤和地下水环境科学理论与技术的发展。     

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...     

蔬菜大棚种植区土壤与地下水中典型有机污染物健康风险评价

在对石家庄某蔬菜大棚种植区进行采样测试分析的基础上,针对其表层土壤及地下水有机污染特征,依托美国环保局(U.S.EPA)所提健康风险评价四步法,以菜农为敏感人群,尝试开展蔬菜大棚种植区的健康风险评价工作。在评价过程中,主要考虑经口摄入土壤和饮用地下水两种暴露途径,而鉴于蔬菜大棚内表层土壤与大棚周围表层土壤中污染物种类和含量存在明显差异这一事实,又将经口摄入土壤途径细分为经口摄入大棚内表层土壤和经口摄入大棚外表层土壤。评价结果显示,菜农的非致癌风险和致癌风险目前均处于可接受风险水平;邻苯二甲酸二正丁酯是最主要的非致癌污染物,其非致癌风险贡献率高达84.2%,狄氏剂是最主要的致癌污染物,其致癌风险贡献率为51.35%;饮用地下水途径是最主要的非致癌风险贡献途径,其非致癌风险贡献率高达94.42%;经口摄入棚外表层土壤途径是最主要的致癌风险贡献途径,其致癌风险贡献率为47.14%。     

长春市城区土壤重金属健康风险评价

为评价长春市城区表层土壤重金属人体健康风险,采集了352件表层土壤样品,测定了Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd含量。统计分析、环境背景值法和地质累积指数法分析表明所监测的7种重金属元素均为健康风险因子。采用《污染场地风险评估技术导则》推荐健康风险模型对表层土壤进行了健康风险评价,结果表明:除Cd外,各元素经口摄入暴露是人体城市表层土壤重金属暴露的最主要途径,Cd主要通过吸入和经口摄入两种方式暴露;从各元素的总非致癌危害指数(HIn)来看,As的非致癌健康风险最高,其次依次为Cr、Pb、Cu、Hg、Cd和Zn;叠加后的总非致癌风险指数平均值为1.13,表明研究区表层土壤金属污染已对城市居民构成了潜在健康风险,As对总风险的贡献最大。叠加后的总致癌风险指数(CRT)平均值为6.25×10-5,处于安全值范围内,不会对当地居民的健康构成较大风险,但应加强防范,As污染是主要风险因子。     

温度耦合驱动下土壤-地下水有机污染物迁移规律与模拟研究进展

场地土壤-地下水有机污染空间分布受场地温度场、水动力场、化学场和生物场等多场控制。明晰有机污染物在土壤-地下水系统中的空间分布规律和驱动机制，定量模拟污染迁移过程，是有效开展污染控制与修复的前提。在众多的影响因素中，温度通过改变有机污染物的理化性质及多相流、化学/生物作用驱动参数，进而影响其在土水介质中的迁移及空间分布。本文综述了有机污染物理化性质（密度、黏度、溶解度）和有机污染化学/生物驱动（挥发、吸附和生物降解）关键参数与温度之间的解析关系，及考虑温度影响的土壤-地下水中有机污染传质过程模拟的研究进展，并针对目前模拟研究的不足提出了耦合温度场的土壤-地下水有机污染物迁移数学模型，为定量探究温度耦合驱动下的有机污染物迁移转化过程和规律提供启示。     

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。     

某有机化工污染场地土壤与地下水风险评估

以江苏某有机化工污染场地为例,采用美国RBCA(risk based corrective action)风险评估软件,并依据我国《污染场地风险评估技术导则》(征求意见稿)对模型中的参数进行了本土化设定,开展了典型有机化工类场地土壤与地下水的人体健康与水环境风险评估。结果表明：研究场地土壤污染相对较轻,局部区域存在风险或危害,最大值分别为5.44×10-5和54;地下水污染相对严重,有6个点位存在不同污染物的风险或危害商超标,其中,1,2-二氯乙烷的最大致癌风险高达0.174,氯苯的最大非致癌危害商高达20 586。与保护人体健康的修复目标值相比,保护水环境的值要更为保守。由此,仅基于健康风险的修复仍然可能存在水环境风险,应当予以重视。     

天门市土壤—水稻系统重金属迁移积累特征及其健康风险评估

对天门市稻田土壤和稻米中Cd、Hg、Pb等3种重金属元素进行采样监测,参照湖北省水稻土背景值、国家土壤环境质量Ⅱ级标准和国家食品卫生标准进行评价,分析土壤-水稻系统重金属迁移积累特征,并应用US EAP推荐的健康风险评价模型评估当地居民通过土壤-水稻-食物途径重金属暴露所致的健康风险。结果表明,土壤中重金属Cd、Hg、Pb的平均含量低于国家土壤环境质量Ⅱ级标准,但Cd与Hg呈现出明显的累积现象,分别是湖北水稻土对应背景值的1.64和2.17倍。稻米中重金属的平均富集量符合国家食品卫生标准,其富集能力Cd>Hg>Pb;土壤pH值与稻米Cd的富集系数呈负相关、与Hg和Pb呈正相关。健康风险评估结果显示,化学致癌物Cd和非致癌物Hg、Pb的个人年风险值以及个人年总风险值均低于US EAP推荐的可接受风险水平(10-4a-1),对人体所致的健康风险是可接受的。在Cd、Hg、Pb 3种重金属污染物中,化学致癌物Cd的个人年均风险占个人年均总风险的99.94%,是产生健康风险的主要污染物,应作为风险决策监管的重点对象     

香港土壤研究 Ⅰ.研究现状与展望

对近半个世纪以来香港地区的土壤分类、农业和园林绿地土壤的肥力以及土壤环境保护等研究工作进行了系统的回顾和介绍,为中国香港地区及其他社会经济快速发展地区的土壤资源合理利用、生态环境保护与社会可持续发展提供了科学信息。认为,高度城市化和国际化的香港地区可以结合香港高科技及新产业的发展目标,合理利用和开发土地资源,定向培育中草药产地土壤环境与教育基地;需要进一步系统研究香港地区土壤发生与系统分类、性状与特征、空间分布与变异规律,建立香港土壤基础数据库、土壤图和土壤信息与服务系统;进一步探明污染元素和有益元素的土壤地球化学背景以及持久性有机污染物的环境生物地球化学过程及其生态与健康风险,建立长期的土壤环境质量动态观测点与研究平台,以及区域尺度的土壤环境质量信息系统和定量可视化预测预警系统;研究与发展适合香港地区的有问题土壤的风险评估与修复技术体系     

酞酸酯在土壤中的环境行为与健康风险研究进展

酞酸酯(PAEs)又称邻苯二甲酸酯,是环境激素类有机化合物,作为增塑剂在塑料、树脂和橡胶制品中的添加量一般为20%~60%。土壤中PAEs的主要来源有农用化学品、污水灌溉和大气沉降。PAEs在土壤中有较强的富集作用,并能通过一系列的环境地球化学过程进入不同的环境介质,引起环境污染和人类健康风险。本文结合国内外土壤PAEs的相关研究成果,综述了我国土壤PAEs的污染现状,分析了PAEs在土壤-大气界面(挥发、沉降)、土壤-植物系统(植物吸收、植物修复)、土壤-水界面下的环境行为(吸附-解吸)及土壤PAEs污染的环境健康风险,并指出国内土壤PAEs研究中存在的不足。研究结果显示,我国土壤环境总体上已遭受不同程度的PAEs污染;同时,土壤PAEs通过不同界面之间的迁移转化过程,也面临较高的生态环境健康风险。提出今后土壤PAEs研究应以区域土壤污染与环境行为为重点,深入研究土壤PAEs的时空传输与演变规律、多介质迁移转化机制和风险削减与修复措施,为保障土壤生态环境与健康提供理论依据。