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陈能场:《农用地土壤环境质量标准》修订之我见

来源:澎湃新闻 | 2015-01-26 14:27:37
土壤环境 重金属
环境保护部1月13日公布了《农用地土壤环境质量标准(征求意见稿)》,通过细读该征求意见稿,提出以下几点看法,以供商榷。
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一、如何看待耕地土壤中的重金属

土壤发育于地壳的岩石,因此重金属本身在土壤中是一种客观存在。由于现代工矿业的环境污染、农业生产中肥料、农药的过度施用等导致了外源重金属在土壤中的积累(沾污)或污染。

自然界大约有54种比重大于5.0(或密度大于4.5g/cm3)的重金属,它们在土壤-植物系统中有着各自的物理、化学和生物学行为。通常所说的重金属主要有8个即镉、砷(类金属)、铅、汞、铬、镍、铜、锌。这些重金属对人体健康影响大,其中前五个被认为“五毒”。

镉由于其相对迁移率高、且通常毒性不会表现在作物的减产上,是最受关注的重金属元素。日本耕地管制的重金属主要是镉、砷和铜,前者因人体健康效应,后两者源于对作物生长的影响。

台湾和大陆都同时关注这8个重金属,但台湾在计算土壤污染时去除了铜和锌,因为这两个元素同时也是生命体的必需元素。

重金属在土壤中以各种形态存在,对食品安全和人体健康影响的主要是有效性部分,因此对于部分特定地区土壤中的重金属来说,其总量和有效态均应受到足够的重视。

土壤性质和重金属本身的相互作用决定着其有效性。最显著的例子莫过于世界上的三个矿区,英国西南部的Shipham矿区的土壤镉含量堪称世界最高,达998mg/kg, 这一结果在上世纪70年代被发现时曾经引起哗然,但到2000年被证实并没有给当地居民的人体健康带来显著的影响。日本的痛痛病区的土壤镉含量最高在6.5 mg/kg左右,而韶关大宝山下的上坝村土壤平均镉含量在0.5mg/kg,最高不超过1mg/kg,但当地居民的镉摄取量是WHO的3.6倍。影响着这三个矿区镉的食品安全和人体健康效应的关键因素是土壤性质,表现在Shipham矿区的镉有效性为0.004%, 日本的痛痛病区4%,韶关大宝山下的上坝村80-90%之间。在各土壤性质中,土壤酸碱度是最关键的因素。

因此对于土壤中的重金属元素,分清主次要重金属,关注土壤性质对重金属有效性的影响极为重要。
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二、对征求意见稿的几点看法

1.标准制订的目的

在制订标准的目的上,不同时期的《土壤环境土壤环境质量标准》各有不同。如,1995年版是“防止土壤污染,保护生态环境,保障农林生产,维护人体健康”,2008年进行修订时,征求意见稿将目的改为“防治土壤污染,保护生态环境,保障社会和经济发展,维护人体健康”。而本次发布的征求意见稿则将目的表述为“保护土壤环境,保障人体健康”。显然,本次标准制订的目的并不只是为“防止”(1995)或“防治”(2008)土壤污染,而是更注重于土壤环境保护,目的更为具体和明确。

2014年4月17日,环境保护部和国土资源部联合发布了《全国土壤污染状况调查公报》。公报指出,全国土壤总的超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染类型以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。

而对于耕地,土壤点位超标率为19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。该报告同时公布了林地、草地和未利用地的土壤点位超标率。

如果本标准制订的目的并非为土壤污染的防治,那么以上这些公布或者有待公布的污染农田的治理用什么标准来进行评判呢?因此有关标准制订的目的应进一步加以考虑。

结合我国现在人多地少的国情,从上述公报公布的耕地土壤污染数据来看,耕地土壤污染治理迫在眉睫。事实上,早在2014年初,国家已经启动了湖南等耕地污染重点省份进行治理,但局限于治理标准的缺乏或者1995年发布实施的土壤环境质量标准的不适用,如何评价其治理效果也存在诸多问题。

2.关于新标准删除自然背景值(一级标准值)和高自然背景值(一级标准值)和高背景值(三级标准值)的问题

征求意见稿删除了现行标准中“一刀切”规定的自然背景值(一级标准值)和高背景值(三级标准值)。

需要说明的是,原来的三级标准值,并非高背景值,而是在土壤-水、土壤-作物和土壤微生物的试验基础上根据生态效应法设定的数值。

无疑,土壤环境质量标准的制定旨在土壤的环境保护。土壤的自然背景值是国家“七五”期间,有关部门在进行了大量的土壤调查工作的基础上得出的,虽然在精度等方面存在一定的缺陷,但对于我国的土壤环境保护发挥了极为重要的作用。而目前的征求意见稿将自然背景值进行删除,似乎让土壤的环境保护失去了目标。

3.关于征求意见稿中“新标准”项目和数值设定上的商榷

在征求意见稿中,“按照土壤pH条件将原标准规定的镉(Cd)限值由0.3mg/kg和0.6mg/kg两档细化为0.3mg/kg、0.4mg/kg、0.5mg/kg和0.6mg/kg四档,收严了铅、六六六、滴滴涕三项污染物限值,增加了总锰、总钴等10项污染物选测项目,更新了监测规范”。

这一做法似乎为了针对我国目前的土壤重金属含量现状做了相应的调整,但其合理性需要进一步考虑:

(1)“按照土壤pH条件将原标准规定的镉(Cd)限值由0.3mg/kg和0.6mg/kg两档细化为0.3mg/kg、0.4mg/kg、0.5mg/kg和0.6mg/kg四档”,给土壤保护工作实际和对污染的判断增加了极大的麻烦。事实上,土壤污染存在着高度的不均匀性,即使同一块田的进出水口,土壤重金属含量都可以相差数倍甚至数十倍,将土壤中的镉含量如此密集的分档理论上和实践上都没有必要。

大量试验表明,当土壤pH在5.0以下,在目前土壤镉含量(不超标)的现状下,所生产的稻米镉含量都超过了稻米卫生标准(0.2mg/kg)的水平,这是个普遍存在的事实,与我国的耕地土壤退化,土壤中镉具有高百分比的有效性有关,也与水稻品种、管理措施和生产过程中土壤环境不断变化有关。因此如此密集分级本身的意义不大,单纯利用全量作为标准值在实践中具有明显的局限性。

(2)在标准中的各个重金属,只有镉与土壤pH的变化高度相关,这是由于镉的性质所决定,在征求意见稿对其他七个重金属相应制定了四级pH下的数值,有可能对土壤环境质量评估带来更多的困扰。

(3)“收严了铅、六六六、滴滴涕三项污染物限值”。相对于国外的土壤环境中的铅标准以及我国儿童血铅普遍超标的事实,铅标准收严很有必要。但也要看出,我国大气铅排放量极大,国内外很多跟踪试验表明,蔬菜等铅含量很大程度上来自于大气的铅而非土壤的铅。至于六六六、滴滴涕两项指标,我国早在上个世纪80年代就禁止生产和施用,目前耕作过程中施用该两种农药的情况并不多,而中国疾控中心的总膳食研究表明我国民众对六六六、滴滴涕的摄取量也不断降低,时隔多年再重新收严应该考虑在实践中的意义。

(4)征求意见稿中,“增加了总锰、总钴、总硒、总钒、总锑、总铊、氟化物(水溶性氟)、苯并[a]芘、石油烃类总量、邻苯二甲酸酯类总量等10 种土壤污染物选测项目”,从环境地球化学和人为污染角度出发,对于不同区域的土壤污染状况的评估似乎很有必要,这部分的标准留给地方政府部门根据当地情况来制定更有可操作性。因为这也涉及到地方标准必须要严于国家标准的上下位的问题,如果地方标准根据当地的农业生产情况不需严于国家标准,这些制定恐怕只会带来困扰,因为标准的制定除了安全外,还需要考虑当地的经济、环境和生产等等的因素,日本之所以不轻易将大米镉标准从0.4mg/kg改为0.2mg/kg,是因为相应的土壤污染面积将增加15倍,从而产生天价的土壤修复费用。

4.征求意见稿中的土壤环境质量标准难以用于土壤环境质量的管理,也难以用于耕地污染治理的评判

耕地环境质量标准的制订旨在保护土壤,在实际操作中主要用于土壤管理。国外对于耕地土壤的管理主要有两种方法,一种是绝对值法,如北欧的一些国家,以土壤中的重金属含量的绝对值作为标准,因此其土壤管理通过不断降低大气的重金属沉降以及不断减少污泥农业、磷肥重金属含量等来严格控制。另一种方法是风险评估法,主要通过模型进行风险评估来判断土壤环境的质量和干预的措施。

在征求意见稿的标准中,由于去掉了1995年土壤环境质量标准的背景值和第三级标准值,而只有细化二级标准值,如上所述,无助于解决当前的粮食超标问题,同时也难于用土壤环境质量的判断,当然也难于用以土壤环境质量的管理,和耕地污染治理效果的评判。

5.征求意见稿并未跳出1995年标准的框架,也并未吸收近年来最新的科研成果

近年来,国内很多学者对土壤环境质量标准的修订做了有益的探索。如著名土壤学家陈怀满等提出的“土壤负载容量管理法”(王玉军等,2014,客观地看待我国耕地土壤环境质量的现状:关于《全国土壤污染状况调查公报》中有关问题的讨论和建议,农业环境科学学报,33(8):1661-1669;周东美等,2014,论土壤环境质量重金属标准的独立性与依存性。农业环境科学学报,33(2):205-216;陈怀满,2015.关于土壤重金属污染管控方法的设想(讨论稿,私人通信))。该方法既考虑了污染物的临界值(基准值、标准值),又考虑了土壤背景值(自然质量基准值、标准值),是控制污染物在一定范围内的动态平衡。从污染土壤考虑,有利于修复标准的确定;从污染源影响的赔偿考虑,可量化有偿利用和恢复容量的经济评估;从责任主体考虑,有利于责任主体的认定和保护措施的落实;从方法的简便性和可操作性考虑,简单易行。

此外,南开大学周启星教授提出了土壤环境质量基准和污染土壤修复基准的两级法。这一方法类似台湾土壤污染的监测标准和管制标准,土壤环境质量基准为了防止土壤环境污染,保护土壤资源可持续利用,维护土壤原生结构与生态功能,而污染土壤修复基准是在保证污染土壤持续再用目的前提下,使土壤环境中污染物降低到不足以导致较大的或人们不可接受的生态损害和健康危害两方面的风险。

从一般耕地土壤的管理、污染土壤的修复、污染源影响的量化赔偿和费用评估、责任主体的认定和保护措施以及方法的简便性和可操作性等方面来看,笔者认为,“土壤负载容量管理法”在土壤环境质量管理和标准的制定上具有重要的参考价值。

6.“新”土壤环境质量标准难以实现“地方各级人民政府应当依据本标准制定农用地土壤环境保护目标和治理任务,采取有效措施,改善农用地土壤环境质量”的目标

在征求意见稿中,更新了“实施与监督”,提出“按照《中华人民共和国环境保护法》规定,地方各级人民政府应当依据本标准制定农用地土壤环境保护目标和治理任务,采取有效措施,改善农用地土壤环境质量。”但因全国不同区域经济发展水平不同,各种土壤类型的污染特征也存在较大差异,在征求意见稿中的四个pH值对应的分级的基础上要“依据本标准制定农用地土壤环境保护目标和治理任务”实际上将极为困难。

因为在征求意见稿中利用总量作为指标,且未对土壤中的、事实上也在《全国土壤污染状况调查公报》指出的大面积的高背景土壤的重金属含量进行区分。这对于在目前这些土壤中的pH值及其重金属含量(如镉)的现状下,如何管理和修复将陷入困境。

如,成德绵平原高镉区、辽阳-沈阳的1万多平方公里的高镉区、贵州耕地土壤普遍的高镉区、冀东南450平方公里的高镉区、武汉至上海的长江沿岸的巨长高镉带、珠三角5500平方公里的高镉区的土壤管理和保护将陷入困境。

根据《中华人民共和国农产品质量安全法》第十五条:县级以上地方人民政府农业行政主管部门按照保障农产品质量安全的要求,根据农产品品种特性和生产区域大气、土壤、水体中有毒有害物质状况等因素,认为不适宜特定农产品生产的,提出禁止生产的区域,报本级人民政府批准后公布。具体办法由国务院农业行政主管部门商国务院环境保护行政主管部门制定。这些区域是否当划入“禁止生产的区域”呢?而“土壤负载容量管理法”将可有效地解决这一难题,有关内容笔者将另文论述。

7.“新”土壤环境质量标准急需配套土壤保护立法

我国土壤环境质量标准最初制定于1995年,虽然利用这一标准判别出大量的污染耕地,但由于缺乏土壤保护立法,正常的耕地保护、污染土壤的治理都缺乏法律依据和保障,从而使得土壤环境质量标准失去了应有的价值。因此,结合历史经验教训来看,“新”的土壤环境治理标准的实施,也必须配套以相对应建立的土壤保护法。

8.“新”土壤环境质量标准的应用必须同时对大气、灌溉水、养殖业添加剂等相应的质量标准进行梳理

科学数据表明,我国土壤耕地的重金属主要来自于大气沉降、污水灌溉和养殖业三大行业。“新”土壤环境质量标准的施行如果不对大气、灌溉水、养殖业添加剂等相应的质量标准进行修订,从源头进行控制,“新”土壤环境质量标准的实施效果也将打折扣,进而不能实现客观、科学而有效地判定土壤环境质量,加强土壤环境保护。

三、关于土壤环境质量标准制订的几点建议

在国家“七五”、“八五”计划期间,中国土壤界对摸清中国土壤的背景值和环境容量做了大量的工作。在此基础上,后来很多科研人员对基于粮食卫生标准之上的土壤重金属的临界值等问题进行了研究。这些工作虽然没有得到很多重视,但笔者认为,相关研究成果对于我们目前制定土壤环境质量标准很有借鉴意义。

不管是1995年版的还是目前处于征求意见稿阶段的土壤环境质量标准,核心标准数值都是设定不同pH级别下的重金属总量。其暗含着不同pH下重金属有效性的不同、近似有临界值的含义。

土壤临界值是建立在植物效应(粮食卫生标准)之上的某种土壤不会造成作物重金属超标的重金属含量。这一数值不仅和土壤的pH高度挂钩,也和土壤其他性质和作物特性相结合,同时由于紧密结合粮食卫生标准,具有明确的土壤学意义和可操作性。

临界值由于与土壤-植物系统相挂钩,不同重金属的特性也因此纳入其中,包括不同重金属的有效性和在土壤-植物系统中的迁移能力。这对控制我国粮食超标最大问题的镉问题尤其有其重要意义。

由于镉的有效性与土壤性质(pH和氧化还原电位)具有密切的关联,难以找出土壤镉含量与稻米镉含量的线性关系,日本并不设定耕地镉含量标准,而将大米的镉含量标准作为土壤镉的污染标准。当年度监测中检测到大米镉含量超过1mg/kg时,竖年将对所在超标点周围的2.5公顷的稻区进行详细调查、确定需要通过客土(换土)的方法永久修复的面积。而对于低于1.0mg/kg而高于0.4mg/kg的稻米区则实行水分管理来降低稻米镉含量,后者在2007年已经推行到60万亩左右。

在土壤管理方面,“土壤负载容量管理法”具有以上提到的种种优点。这里需要强调“土壤负载容量管理法”和土壤临界值的对接。

对于正常的(不污染的)土壤,负载容量管理法可以确保良好的土壤环境质量,从而兼顾土壤自然环境质量的持续性和资源的可持续利用。1995年版的土壤环境治理标准中,二级和三级标准是以生态效应法制定的土壤资源利用污染物限量标准,也就是计算土壤对外源污染物负载容量的最大值。它是在特定利用条件下的土壤污染起始值,但不应该视为土壤允许污染的限量值,故单一标准的管理不能保证土壤资源的保护和可持续利用。而负载容量管理法,既考虑了污染物的临界值(基准值、标准值),又考虑了土壤背景值(自然质量基准值、标准值),是控制污染物在一定范围内的动态平衡。因此,负载容量管理法有利于从单一标准过渡到双标准管理。

因此将耕地土壤的重金属环境质量标准建立在其临界值之上,并配以负载容量管理法,对我国土壤保护、修复和管理具有重要的意义。当然在建立土壤重金属的临界值之上的土壤环境质量标准的同时,有必要以法律条文或者地方立法部门的相关规定,将“土壤负载容量管理法”明确赋予具有法律效力之管理措施,为具体措施的落实提供了必要的法律保证。

土壤标准的目的是要能够保护好土壤环境质量,使之能够可持续利用,关系到子孙后代的长远利益。比起地幔6000公里的厚度,植物赖以生长的20公分的耕作层只是地球皮肤上的表皮细胞。但这正是这20公分支撑着人类的文明的产生和发展,也将需要它持续地为人类的繁衍、健康和文明的璀璨做最扎实的根基。从这个意义上说,土壤自然是远远重要于石油等矿产的国家战略资源。

以上是一些个人浅见,旨在抛砖引玉,希望通过制订一部更为合理的土壤环境质量标准,推动中国耕地土壤的保护和治理,改善其环境质量,增进国民健康。

 

(作者陈能场系广东省生态环境与土壤研究所研究员)

 

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王世汶
王世汶
    中国环境投资联盟理事长; 环境总裁同学会会长

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