农田土壤环境质量标准值制定与健康风险评估

土壤中的重金属可直接被农作物吸收,以食物链的方式传输,直接影响人类健康.文章概述了国内外土壤环境质量的研究现状,并针对我国土壤环境质量标准制定中存在的缺少区域性划分、土地利用类型区分过于单一、缺乏对植物生物利用度的考虑等问题,提出以健康风险评估的方法制定农田土壤环境质量标准,并介绍了农田土壤健康风险评估模型的建立及具体的预测方法,为实现农田土壤环境质量的科学评估奠定了基础.     

耕地土壤重金属污染评价技术研究——以土壤中铅和镉污染为例

在提出将耕地土壤重金属污染评价分为累积性污染评价和农产品产地土壤环境质量适宜性评价两类的基础上,以土壤重金属全量测定值与土壤重金属背景的比值反映土壤累积性污染状况,而以土壤中重金属有效态测定值与土壤中重金属有效态临界值的比值作为评价农产品产地土壤环境质量适宜性的方法,制定了耕地土壤重金属污染监测与评价技术规程,给出了以盆栽试验为基础,小区试验进行验证,以国家食品卫生标准限量值为依据,确定土壤重金属有效态临界值的方法,并将其制定成为耕地土壤重金属临界值技术规范。与目前采用国家《土壤环境质量标准》的评价方法相比,该方法可以更好地反映土壤重金属污染与作物可食部分重金属含量的关系和农产品产地土壤环境质量对种植作物的适宜性。该方法的建立,将为《农产品质量安全法》的实施和我国目前推行的农业标准化生产奠定基础。     

我国土壤环境标准体系的构建

[目的]制定有效的土壤环境标准体系。[方法]在分析当前国际上有关土壤环境保护领域的动态以及我国《土壤环境质量标准》(GB156182-1995)存在问题的基础上,提出了构建我国土壤环境标准体系的初步构想。[结果]我国土壤环境质量不断恶化,土壤污染日益严重,现有的土壤环境质量标准存在诸多不足,已无法满足土壤环境保护工作的需要,制定土壤环境标准体系十分重要。根据我国目前的土壤污染情况,结合国内外最新研究进展,参考国家环境标准体系的构成,建议我国的土壤环境标准体系应当包括土壤环境质量标准、进入土壤的污染物控制标准、污染土壤修复标准。[结论]该研究可为预防和治理我国土壤污染、改善土壤质量提供参考。     

土壤环境质量标准因素剖析

本文系统地分析和讨论了制订土壤环境质量标准所要考虑的土壤因素、生物因素和污染物因素,指出了制订某些土壤的环境质量标准所要考虑的关键限制因素,并就对不同利用功能级别的土壤需要制订不同级别的环境质量标准进行了探讨。     

陇南市中药材基地土壤重金属含量及评价

对陇南市宕昌县、岷县、武都区的32个无公害中药材基地土壤样品采样测定,对照甘肃省土壤环境背景值和国家《土壤环境质量标准》一级土壤标准,分析评价了陇南市中药材基地的土壤环境现状。结果显示,陇南市中药材基地土壤环境存在不同程度的重金属污染,但32个中药材基地土样的重金属含量均在土壤环境质量标准范围之内,均符合国家无公害中药材环境质量标准,适宜中药材生产。     

论土壤环境容量及其应用

介绍土壤环境容量的概念、静容量和动容量的含义,强调这些概念和定义仍处于发展之中。论述土壤自净作用,土壤环境容量影响和确定因素,土壤环境容量在区域污染物的总量控制、土壤环境质量的标准的制定、农田灌溉水质标准、污泥农田施用标准等方面的应用。并建议以污染物总量表示的土壤环境容量应该参照土壤中污染物的有效态、长期效应和相互作用进行校正。     

商洛南五味子种植区土壤重金属含量分析与评价

通过对商洛中药材南五味子种植区土壤重金属含量的测定分析,以《土壤环境质量标准》为评价依据,系统分析评价了该种植区土壤重金属状况。结果表明,种植区土壤环境质量良好,各元素测定值保持正常范围,完全符合《中药材生产质量管理规范（GAP）实施指南》中规定的基地环境质量标准的要求,适宜发展中药材生产。应用内梅罗综合指数法对土壤重金属含量进行综合评价,种植区土壤环境质量等级为1级,清洁、安全,符合GAP无公害中药生产基地的要求。     

农产品产地土壤环境质量适宜性评价研究

结合《农产品质量安全法》及《农产品产地安全管理办法》的实施，提出将耕地土壤重金属污染评价分为累积性污染评价和适宜性评价两类。以土壤重金属全量测定值与土壤重金属背景值的比值反映土壤累积性污染状况，而以土壤中重金属有效态测定值与有效态临界值的比值作为评价农产品产地土壤环境质量适宜性的方法。为此，制定了耕地土壤重金属污染与评价技术规程，给出了以盆栽实验为基础，小区实验进行验证，以国家食品卫生标准限量值为依据，确定土壤重金属有效态f临界值的方法，并将其制定成为耕地土壤重金属临界值制定技术规范。与目前采用国家《土壤环境质量标准》的评价方法相比，本文提出的适宜性评价方法，可以更好地反映土壤重金属污染与作物可食部分重金属含量的关系。并对农产品产地土壤环境质量对种植作物的适宜性做出科学的评价。该方法的建立，将对实施《农产品质量安全法》的禁产区划分提供科学依据，为我国推行农业标准化生产奠定基础。     

我国《土壤环境质量标准》中重金属污染相关问题探讨

我国《土壤环境质量标准》(GB 15168-1995)的颁布促进了土壤资源的保护、管理与监督,但由于时间跨度过长社会发展较快,已经不能满足目前实际应用的需要。本文概述了发达国家关于土壤重金属污染的相关指导值/筛选值,并总结了我国现行土壤环境质量标准实施以来存在的问题及近年来的研究进展,对我国《土壤环境质量标准》的修订进行了探讨。     

土壤环境质量标准因素研究

土壤资源是最重要的自然资源之一,是人类赖以生存的物质基础。土壤质量的好坏直接影响着农作物的生长环境和品质优劣,关系到人类的健康和社会的可持续发展。土壤环境质量标准对于土壤的检测十分关键,在制定时应充分考虑多方面因素,制定科学合理、切实可行的土壤环境质量标准。本文探讨了对土壤环境质量标准制定所要考虑的因素。     

铁营养状况对黄瓜幼苗吸收转运镉和锌的影响

用营养液培养的方法,研究不同铁营养状况对黄瓜幼苗吸收和转运镉、锌的影响。结果表明:不供铁处理的黄瓜不同部位(根、茎、叶)镉含量与供铁处理差异显著,以茎中最为明显,茎中镉含量分别是供铁50、100、200μmol·L-1处理的2.9、2.8、2.4倍,不供铁处理显著增加了黄瓜各部位镉的含量;不供铁处理也显著提高了黄瓜根和叶片中锌的含量,但对茎中锌的含量没有产生显著影响。黄瓜根系吸收镉和锌的总量与吸收铁的总量表现出显著的负相关关系。随着铁供应浓度的升高,镉在根中的分配增加,与缺铁相比,供铁200μmol·L-1处理根中分配系数上升43%,而茎、叶中分别下降59%和44%,其对锌的分配则无显著影响。与供铁相比,不供铁明显促进黄瓜根、茎、叶对镉的吸收,提高镉在黄瓜地上部的分配及由根向茎转运镉的能力。     

土壤重金属污染防治的有效措施:土壤负载容量管控法——献给2015“国际土壤年”

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。     

琼北农田土壤重金属水平及潜在生态风险

以琼北高背景区农田土壤为研究对象,共采集103个样品,分析农田土壤中12种重金属(As、Cu、Cr、Zn、Pb、Ni、Hg、V、Mn、Co、Cd、Se)的含量,并采用地累积指数法及潜在生态危害指数法评价该地区农田重金属累积程度和潜在的生态风险。结果表明:该地区4类农田土壤(赤红壤、砖红壤、水稻土和火山灰土)中Ni、Cr、Co、Cu、V、Mn平均含量比海南省背景值高1.11~11.06倍,比全国背景值高1.01~5.92倍;和国家土壤环境质量标准比较,Ni、Cr、Cu、Co、V、Mn存在普遍的超标现象;基于三角模糊数的地累积指数表明Ni、Co、Cr和Mn存在累积现象;除火山灰土外,其余3类农田土壤重金属的潜在生态危害综合指数均为轻微生态危害,其中重金属Ni、Hg和Co的累积水平较高。     

新泰市农田重金属污染现状及评价

对新泰市农田土壤中Cu、Zn、P11、Cd、Cr、Ni、Hg、As进行测定分析,利用单因子评价和多因子评价方法来评价土壤重金属的环境质量,并在GIS软件支持下,通过空间差值分析了研究区重金属含量的空间分布特征。结果表明,除Zn和Cd的个别采样点超标外,其余6种重金属的含量均在《土壤环境质量标准》（GB1618-1995）二级标准的限值内;从土壤重金属空间分布来看,Zn和Cd的空间分布极其相似,其余6种重金属的分布各有规律,存在显著的空间分异。由此得出,引起新泰市农田土壤质量下降的主要原因是Zn和Cd的污染;该研究采用的评价标;住是《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）二级标准,如以当地的土壤元素背景值作为评价标准则该地区的土壤污染将严重得多、     

三江源区土壤重金属的累积特征及潜在生态风险评价——以青海省玉树县为例

为了解三江源代表性区域玉树县土壤重金属污染状况,评估土壤重金属潜在生态风险,以玉树县采集的121个土壤样本中的重金属含量数据为基础,采用地累积指数和潜在生态危害指数法对土壤重金属含量进行分析和潜在风险评价。结果表明:玉树县表层土壤重金属含量均超过青海省1990年背景值,其中As、Cd和Hg出现了较强的的富集现象,同时As、Cd超出国家土壤环境质量一级标准,表明三江源区土壤重金属环境自20世纪90年代以来部分元素出现了过度富集;来源分析表明,玉树县土壤重金属As、Pb、Zn和Cd主要与成土因素有关,Hg、Cu和Cr受人类活动影响较大,Mn来源于气候的影响;潜在生态风险评价表明:土壤中Cd和Hg的危害最大,尤其是Hg已出现了很强风险和极强风险,这些风险主要分布在国道214沿线人口聚集的城镇和地段,与人类活动有着密切的关系。在各子流域中,江曲流域土壤重金属属于强风险,其他区域均属于中等风险。总体而言,玉树县土壤重金属环境已发生了改变,今后应加强人口聚集区Hg源的控制,以保护其生态环境。     

天然杜鹃林林窗扰动对土壤重金属含量的影响

林窗扰动是森林更新和演替过程的重要干扰类型,影响土壤的物质循环。为了解林窗扰动对贵州百里杜鹃国家森林公园天然杜鹃林土壤重金属分布的影响,以自然形成小林窗表层土壤(0~10cm)为对象,林下土壤为对照,测定土壤重金属(As、Cd、Cr、Fe、Hg、Mn、Ni、V、Pb和Zn)含量,采用随机森林模型和冗余分析等方法对土壤重金属的空间分布、污染源识别及其影响因素进行研究,运用潜在生态风险指数法评价杜鹃林潜在生态风险。结果表明:1)小林窗表层土壤中Hg、Cd的平均含量分别超过国家Ⅱ级标准2.78、1.53倍,而林下分别超过2.52、1.45倍;小林窗样点土壤Cd含量超标率高于林下27%。小林窗扰动对天然杜鹃林[6]下坡位表层土Cr含量影响显著,下坡位小林窗土壤Cr含量显著>林下。中坡位、上坡位、中坡和缓坡小林窗土壤Pb、Zn含量均>林下,不同坡位和坡度小林窗土壤Mn和Ni含量均>林下;2)冗余分析表明,Mg、海拔、Ca是解释天然杜鹃林土壤重金属分布最重要的环境因子。随机森林模型重要性分析表明,Ni是影响天然林小林窗与林下土壤重金属分布最重要的重金属因子,Cr次之;3)小林窗土壤重金属单项(除Ni外)与综合潜在生态风险>林下,小林窗与林下土壤Hg和Cd风险均较高,其余重金属处于低生态风险。所以,在百里杜鹃天然杜鹃林的保护和管理过程中,应重视Hg、Cd污染的防治以及小林窗扰动对重金属分布的影响。     

区域土壤重金属风险综合管理框架研究

为满足土壤重金属宏观管理需要,开展人地关系视角下的风险管理研究。在系统梳理土地利用系统中土壤重金属的来源及其物质流循环的基础上,依据社会-生态系统(Social-ecological systems,SESs)理论分析框架,构建了区域土壤重金属风险综合管理模式框架。该框架由外部驱动子系统、内生驱动子系统和土地利用系统表征三部分组成,该框架的资源系统、资源单元、利益相关者和管控系统是区域土壤重金属累积协同演化和不确定问题分析的主体。结合我国土壤重金属管理研究实际,围绕提出的模式框架,建立区域土壤重金属分析控制技术体系,主要包括实现土壤重金属社会-生态类型(孕污环境)分区、制定不同土地利用系统(方式)下的土壤重金属标准系列、构建基于负载容重管理法和土壤重金属清单管理法的污染物定量控制技术、建立基于社会-生态类型区的重金属预警与风险管理体系四部分,并探讨我国在该体系下的相关研究进展。我国在区域土壤重金属风险综合管理研究方面已取得重要进展,但仍有待加强。     

渭北黄土高原苹果园土壤重金属空间分布及其累积性评价

通过对渭北黄土高原苹果园217个样点0～40cm土层土壤取样分析,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了苹果园土壤中Hg、Cd、Pb、As、Cr、Cu6种重金属的含量及其积累状况、空间结构及其分布特征,并根据绿色食品产地环境质量标准对苹果园土壤环境质量进行了评价。结果显示,渭北苹果园土壤中6种重金属已出现一定程度的累积,其累积程度依次为:Hg>Pb>Cd>As>Cu>Cr。各采样点Hg、Cd含量变异程度较大,变异系数在50%以上;而Pb、As、Cr、Cu各采样点含量差异较小,变异系数为19.10%～23.70%。6种重金属均表现为较强的空间相关性,其空间变异性主要由成土母质、气候、地形等结构性因素控制。其中随机因素对Cd的空间变异的影响程度相对较大,一定程度上消弱了结构性因素对Cd空间变异的主导作用,而Pb、Cr、Cu空间变异受随机因素的影响较弱,随机性因素对各重金属空间变异的影响程度依次为:Cd>As>Hg>Pb>Cr>Cu。重金属积累的单项评价指数均小于1,综合评价指数小于0.7,果园土壤环境质量完全满足绿色食品产地环境质量的要求,其中As的累积对绿色食品苹果生产可能有较大的潜在影响,应加以有效控制以防止其持续累积。     

规模化猪场灌区土壤重金属污染特征及风险评价——以重庆市某种猪场为例

为了解长期猪场粪污灌溉带来的土壤重金属污染特征和风险,依托于重庆市某种猪场,采集其粪污灌溉区16个土壤样品,测定了Cu、Zn、Cd、Pb的全量,并运用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法、地累积指数法评价了重金属污染状况,同时测定各重金属的分形态含量,评价了重金属的生物有效性和潜在生态风险。结果表明:灌区土壤呈弱碱性,Cu、Zn、Cd、Pb的平均含量分别为30.80、91.33、0.55、29.34 mg·kg~(-1),均超过了区域背景值,但不超过土壤环境质量标准(GB 15618—1995)二级标准。变异系数CdCuZnPb,其中Cd和Cu达强变异性水平。部分采样点的Cd含量高,已达到中等污染水平,土壤未受到Cu、Zn、Pb的污染。土壤中Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在,其分别占总量的85.52%、68.40%、56.55%,Cd主要以可还原态存在,占总量的52.65%。土壤重金属生物有效性CdZnPbCu,Cd和Zn的可生物利用风险较大。以土壤质量二级标准为参比值,4种重金属的单项潜在生态风险均为轻微等级;以区域背景值为参比值,Cd的生态风险为中等,其余元素为轻微。研究区重金属综合潜在生态风险为轻微级。     

沱江上源支流土壤重金属污染空间相关性及变异解析

为探究沱江上源支流土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr 5种重金属的空间变异及其相关性,运用Global Moran’s I和Anselin Local Moran’s I空间关联指数进行相关性分析,并利用半变异函数云分析其空间结构,最后利用克里金法对污染空间进行预测,并分析其变异成因。结果表明:研究区土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr 5种重金属含量大部分处于较低水平,且平均值均未超过国家土壤环境质量标准(GB 15618—2018)风险筛选值;土壤重金属含量与空间均呈现正相关的特点;除Hg外其他重金属产生聚类特征的可能性均很大,但从局部冷热点及异常值分析可知,Hg也存在聚类特征;Cd、Pb的空间连续性较好、相关性强烈且变程最长,As、Cr次之,Hg最差;重金属含量空间变异与企业分布、污水灌溉、大量施肥以及其他自然因素具有一定的相关性。