吳紅梅，程媛媛，陳亢利，施維林

（蘇州科技大學 環(huán)境科學與工程學院，江蘇 蘇州 215009）

當前，我國土壤污染日趨嚴重，已對糧食及食物安全、飲用水安全、區(qū)域生態(tài)安全、人居環(huán)境健康、全球氣候變化，以及經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了威脅[1]。我國土壤污染物種類繁多且難以根治，按照其污染物的性質(zhì)對土壤污染進行分類，可分為重金屬污染、有機物污染、生物污染及放射性污染等[2]。

1 土壤污染篩選值

土壤污染風險篩選指導值（以下簡稱篩選值）指特定土地利用方式土壤中污染物的某一含量限值，土壤中污染物含量超過該含量限值，表明土壤污染可能會對人體健康產(chǎn)生危害，需要啟動土壤污染的風險評估，根據(jù)評估結(jié)果決定是否需要采取針對性風險管控或土壤修復等措施[3]。篩選值是國家為保護人群健康和生態(tài)安全，對土壤中的污染物容許含量所作的規(guī)定，若根據(jù)風險評估與模型計算制定的篩選值過嚴，盡管能夠有效防止污染、降低風險，但同時也會增加不必要的治理修復成本，有時甚至可能超越現(xiàn)有修復技術(shù)能力，就無法進行指導作用。若根據(jù)風險評估與模型計算制定的篩選值過寬，勢必會增大環(huán)境風險?？茖W合理的篩選值能夠在一定程度上保障污染場地的有效管理。

1.1 國外篩選值的現(xiàn)狀

美國、歐洲的大部分國家（包括英國）、澳大利亞及加拿大在上個世紀后期已意識到篩選值的重要性，陸續(xù)制定了常見污染物（含重金屬和有機污染物）的篩選值[4－5]，如美國的“土壤篩選值”（Soil Screening Levels，簡稱 SSLs）[6－7]，荷蘭的 “干預值”（Intervention Values，簡稱 IVs）[8－9]，英國的“土壤指導值”（Soil Guideline Values，簡稱 SGVs）[10－11]和 “第四類篩選基準”（Category 4 Screening Level，簡稱 C4SLs）[12－13]。

1.2 我國篩選值的現(xiàn)狀

針對我國污染場地的現(xiàn)狀，2014年2月環(huán)保部發(fā)布了污染場地的系列環(huán)境保護標準 《污染場地風險評估技術(shù)導則》（HJ25.3-2014）（以下簡稱《導則》）等。在2015－2016年期間，環(huán)保部陸續(xù)發(fā)布了《建設用地土壤污染風險篩選指導值》（以下簡稱《國家篩選值》）一次、二次、三次征求意見稿。《國家篩選值》（三次征求意見稿）共制定了103種污染物的篩選值[3]?！秶液Y選值》是依據(jù)《導則》中的公式方法及暴露參數(shù)計算得來的。

在《國家篩選值》出臺前，一些地方為了更好的對污染場地進行管理，陸續(xù)制定了場地風險評估技術(shù)導則或篩選值（見表1）。

表2是風險評估技術(shù)部分污染物土壤篩選值的比較（以住宅類敏感用地為例）。對比《北京篩選值》和《浙江導則》，各污染物篩選值均相同；對比國家制定的土壤篩選值和地方制定的土壤篩選值，國家制定的土壤篩選值相比地方制定的土壤篩選值更加嚴格。

表2 風險評估技術(shù)部分污染物土壤篩選值的比較（以住宅類敏感用地為例） mg·kg-1

既然區(qū)域篩選值能為污染場地調(diào)查與風險評估提供更準確可靠的依據(jù)，且國外的經(jīng)驗已表明區(qū)域篩選值對污染場地管理的重要性。因此，《國家篩選值》實施后，各級地方很有可能需要依據(jù)當?shù)氐膱龅靥卣?、飲食習慣等因素制定地方篩選值。例如，黑龍江省與青海省僅土壤有機質(zhì)含量的差異性就很大，黑龍江省的土壤有機質(zhì)含量為80 g·kg-1左右，而青海省的土壤有機質(zhì)含量為15 g·kg-1左右[14]。

1.3 研究內(nèi)容

文中擬依據(jù)《導則》中的公式與方法，從暴露參數(shù)的區(qū)域差異性角度，以多環(huán)芳烴為例，探討我國華北、華東、華南、西北、東北、東南六個地區(qū)制定區(qū)域篩選值的必要性，旨在為我國區(qū)域篩選值的制定提供理論依據(jù)。

文中研究的多環(huán)芳烴類物質(zhì)有七種，包括苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、屈（屈是美國化學文摘社對化學品的唯一登記號）、二苯并（a，h）蒽、茚并（1，2，3-cd）芘以及苯并芘。多環(huán)芳烴是指兩個或兩個以上的苯環(huán)以稠環(huán)和非稠環(huán)形式相連接的一類化合物。選取多環(huán)芳烴類物質(zhì)作為文中的研究對象原因有兩個：一是該類物質(zhì)是易致癌、致畸變和致突變性的一類化合物；二是該類物質(zhì)是我國污染場地中較常見的一類有機污染物。土壤中的多環(huán)芳烴主要來源于礦物燃料及其他有機質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)物沉降。多環(huán)芳烴水溶性低而疏水性強，會被強烈地分配到非水相中，吸附于顆粒物上，土壤便成為其環(huán)境歸宿之一。據(jù)估計在英國有90%以上多環(huán)芳烴儲存在土壤中。土壤中的多環(huán)芳烴對人類健康可能造成不同程度的危害，由土壤進入人體的多環(huán)芳烴量要高于大氣和水[15]。

2 篩選值的確定方法

《導則》將土地類型分為兩大類：敏感用地和非敏感用地。敏感用地包括GB50137規(guī)定的城市建設用地中的居住用地、文化設施用地、中小學用地、社會福利設施孤兒院用地等；非敏感用地包括GB50137規(guī)定的城市建設用地中的工業(yè)用地、物流倉儲用地、商業(yè)服務業(yè)設施用地、公用設施用地等[16]。在敏感與非敏感用地類型下，相關(guān)的主要暴露途徑（即影響人體健康的主要方式或與土壤污染物接觸的主要途徑）有6種：（1）經(jīng)口攝入土壤途徑，是指人們因經(jīng)口攝入的方式暴露在污染土壤中。（2）皮膚接觸土壤途徑，是指人們因皮膚接觸土壤的方式暴露在污染土壤中。（3）吸入土壤顆粒物途徑，是指因吸入空氣中來自土壤的顆粒物暴露在污染土壤中。（4）吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態(tài)污染物途徑，是指通過吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態(tài)污染物而暴露在污染土壤中。（5）吸入室外空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物途徑，是指通過吸入室外空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物而暴露在污染土壤中。（6）吸入室內(nèi)空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物途徑，是指通過吸入室內(nèi)空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物而暴露在污染土壤中。針對以上每種暴露途徑，《導則》分別給出相應的公式與方法，用于計算污染物的攝入量。由于文中研究的污染物都是致癌污染物，故只列出基于各途徑致癌效應的土壤暴露量及土壤風險控制值（即篩選值）的計算公式。

2.1 基于各途徑致癌效應的篩選值計算公式

2.1.1 經(jīng)口攝入土壤途徑[16]

RCVSois為基于經(jīng)口攝入途徑致癌效應的土壤風險控制值，mg·kg－1；ACR為可接受致癌風險；SFo為經(jīng)口攝入致癌斜率因子，mg污染物·（kg體重·d）-1。 參數(shù)含義下同。

OSIRc為兒童每日攝入土壤量，mg·d-1；OSIRa為成人每日攝入土壤量，mg·d-1；EDc為兒童暴露期，a；EDa為成人暴露期，a；EFc為兒童暴露頻率，d·a-1；EFa為成人暴露頻率，d·a-1；BWc為兒童體重，kg；BWa為成人體重，kg；ABSo為經(jīng)口攝入吸收效率因子；ATca為致癌效應平均時間，d；OISERca為經(jīng)口攝入土壤暴露量 （致癌效應），kg土壤·（kg體重·d）-1。 參數(shù)含義下同。

2.1.2 皮膚接觸土壤途徑[16]

RCVSdcs為基于皮膚接觸途徑致癌效應的土壤風險控制值，mg·kg－1；DCSERca為皮膚接觸途徑的土壤暴露量（致癌效應），kg土壤·（kg體重·d）-1；SFd為皮膚接觸致癌斜率因子，mg污染物·（kg體重·d）-1。 參數(shù)含義下同。

SAEc為兒童暴露皮膚面積，cm2；SAEa為成人暴露皮膚面積，cm2；SSARc為兒童皮膚表面土壤粘附系數(shù)，mg·cm－2；SSARa為成人皮膚表面土壤粘附系數(shù)，mg·cm－2；ABSd為皮膚接觸吸收效率因子；Ev為每日皮膚接觸事件頻率，次·d-1；SERc為兒童暴露皮膚所占面積比；SERa為成人暴露皮膚所占面積比。

2.1.3 吸入土壤顆粒物途徑[16]

RCVSpis為基于吸入土壤顆粒物途徑致癌效應的土壤風險控制值，mg·kg－1；PISERca為吸入土壤顆粒物的土壤暴露量(致癌效應)，kg土壤·（kg體重·d）-1；SFi為呼吸吸入致癌斜率因子，mg污染物·（kg體重·d）-1。 參數(shù)含義下同。

PM10為空氣中可吸入浮顆粒物含量，mg·m－3；DAIRa為成人每日空氣呼吸量，m3·d-1；DAIRc為兒童每日空氣呼吸量，m3·d-1；PIAF為吸入土壤顆粒物在體內(nèi)滯留比例；fspi為室內(nèi)空氣中來自土壤的顆粒物所占比例；fspo為室外空氣中來自土壤的顆粒物所占比例；EFIa為成人的室內(nèi)暴露頻率，d·a-1；EFIc為兒童的室內(nèi)暴露頻率，d·a-1；EFOa為成人的室外暴露頻率，d·a-1；EFOc為兒童的室外暴露頻率，d·a-1。 參數(shù)含義下同。

2.1.4 吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態(tài)污染物途徑[16]

RCVSiov1為基于吸入室外空氣中來自表層土壤氣態(tài)污染物途徑致癌效應的土壤風險控制值，mg·kg－1；IOVERca1為吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態(tài)污染物對應的土壤暴露量（致癌效應），kg土壤·（kg體重·d）-1。參數(shù)含義下同。

VFsuroa為表層土壤中污染物擴散進入室外空氣的揮發(fā)因子，kg·m－3。參數(shù)含義下同。

2.1.5 吸入室外空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物途徑[16]RCVSiov2為基于吸入室外空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物途徑致癌效應的土壤風險控制值，mg·kg－1；IOVERca2為吸入室外空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物對應的土壤暴露量（致癌效應），kg土壤·（kg體重·d）-1。參數(shù)含義下同。

VFsuboa為下層土壤中污染物擴散進入室外空氣的揮發(fā)因子，kg·m－3。

2.1.6 吸入室內(nèi)空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物途徑[16]

RCVSiiv為基于吸入室內(nèi)空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物途徑致癌效應的土壤風險控制值，mg·kg－1；IIVERca1為吸入室內(nèi)空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物對應的土壤暴露量（致癌效應），kg土壤·（kg體重·d）-1。

VFsubia為下層土壤中污染物擴散進入室內(nèi)空氣的揮發(fā)因子，kg·m－3。

2.1.7 綜合土壤風險控制值[16]

RCVSn為單一污染物（第n種）基于六種土壤暴露途徑綜合致癌效應的的土壤風險控制值，mg·kg-1。

2.2 《國家篩選值》的演算

為了研究各暴露參數(shù)的區(qū)域差異性對篩選值的影響，文中首先依據(jù)《導則》提供的公式方法及暴露參數(shù)，為七種多環(huán)芳烴類物質(zhì)：苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、屈、二苯并（a，h）蒽、茚并（1，2，3-cd）芘以及苯并芘演算出了《國家篩選值》。演算的數(shù)據(jù)結(jié)果見表3，表3表明《國家篩選值》是基于《導則》中的計算公式推導得出的。

表3 七種多環(huán)芳烴的演算篩選值與《國家篩選值》的比較mg·kg-1

3 制定區(qū)域篩選值的必要性分析

篩選值的計算與確定需要依據(jù)一系列的暴露參數(shù)，如土壤特征參數(shù)（土壤有機質(zhì)含量等）、人群暴露特征參數(shù)（暴露頻率等）、污染物毒理參數(shù)等。氣候條件及生活飲食習慣的差異會導致暴露參數(shù)的區(qū)域差異性，進而影響確定出的篩選值的準確可靠性，因此很多國家如美國已制定了區(qū)域篩選值[1]。英國在污染場地風險評估與修復實踐中因采用了區(qū)域篩選值而大大節(jié)省了財力、物力，如倫敦奧林匹克公園在場地調(diào)查期間因確定了區(qū)域篩選值而為英國政府節(jié)省了近3千萬英鎊的修復費用[5，12，17]。由此可以看出，區(qū)域篩選值能為污染場地調(diào)查與風險評估提供更準確可靠的依據(jù)。我國各區(qū)域在氣候、土壤特征、生活飲食習慣等方面存在較大差異，這些差異會導致相關(guān)的暴露參數(shù)存在較明顯的區(qū)域差異，有的參數(shù)變異甚至達到幾十個數(shù)量級的差別（如土壤有機質(zhì)含量），進而影響篩選值的計算。

3.1 區(qū)域暴露參數(shù)的識別與篩選

文中依據(jù)《導則》的篩選值計算公式及相應的暴露參數(shù)，根據(jù)暴露參數(shù)的區(qū)域差異程度，篩選出了六個存在明顯區(qū)域差異性的暴露參數(shù)，包括體重、室內(nèi)暴露頻率、室外暴露頻率、土壤有機質(zhì)含量、土壤容重、空氣中可吸入顆粒物含量（見表 4）[14，18－20]。

表4 部分暴露參數(shù)的區(qū)域差異性

3.2 暴露參數(shù)對篩選值的影響分析

依據(jù)《導則》及暴露參數(shù)的區(qū)域差異性，分析研究了各暴露參數(shù)對七種多環(huán)芳烴類物質(zhì)篩選值的影響，從而為我國區(qū)域篩選值制定的必要性提供理論依據(jù)。

對于苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、屈、二苯并（a，h）蒽、茚并（1，2，3-cd）芘以及苯并芘這七種多環(huán)芳烴，體重是對其風險篩選值影響最顯著的暴露參數(shù)（如圖1所示）。

對于苯并（a）蒽，可吸入顆粒物含量是對其風險篩選值影響最小的暴露參數(shù)；對于苯并（b）熒蒽、二苯并（a，h）蒽、茚并（1，2，3-cd）芘，體重是對其風險篩選值影響最弱的暴露參數(shù)；對于苯并（k）熒蒽，土壤有機質(zhì)含量是對其風險篩選值影響最弱的暴露參數(shù)；對于屈和苯并芘，成人室內(nèi)暴露頻率是對其風險篩選值影響最弱的暴露參數(shù)（如圖2所示）。

圖1 暴露參數(shù)對污染物篩選值影響的最大變化

圖2 暴露參數(shù)對污染物篩選值影響的最小變化

3.3 六個暴露參數(shù)對篩選值的整體影響分析

依據(jù)《導則》及暴露參數(shù)的區(qū)域差異性，分析研究了六個暴露參數(shù)對七種多環(huán)芳烴類物質(zhì)篩選值的整體影響，旨在為我國區(qū)域篩選值制定的必要性提供理論依據(jù)。

六個暴露參數(shù)對篩選值的整體影響分析見表5，當體重、室內(nèi)暴露頻率、室外暴露頻率、土壤有機質(zhì)含量、土壤容重、空氣中可吸入顆粒物含量這六個暴露參數(shù)一同變化時對苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、屈、二苯并（a，h）蒽、茚并（1，2，3-cd）芘以及苯并芘這七種多環(huán)芳烴的篩選值的影響并不顯著（最大篩選值變化百分比為5.9%）。

表5 六個暴露參數(shù)對篩選值的整體影響分析

4 結(jié)語

對于苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、屈、二苯并（a，h）蒽、茚并（1，2，3-cd）芘、及苯并芘這七種多環(huán)芳烴，在體重、室內(nèi)暴露頻率、室外暴露頻率、土壤有機質(zhì)含量、土壤容重、空氣中可吸入顆粒物含量這六個暴露參數(shù)中，體重是對其篩選值影響最顯著的暴露參數(shù)。

對于這七種多環(huán)芳烴，當六個暴露參數(shù)一同變化時對其篩選值的影響雖不顯著（最大篩選值變化百分比為5.9%），但由于多環(huán)芳烴類物質(zhì)是一類廣泛存在于大氣、水體、土壤中且毒性較強的有機污染物，因此，其篩選值稍微發(fā)生變化也會對風險評估結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。故當涉及到體重、室內(nèi)暴露頻率、室外暴露頻率、土壤有機質(zhì)含量、土壤容重、空氣中可吸入顆粒物含量這六個暴露參數(shù)值發(fā)生變化時，我國各區(qū)域有必要根據(jù)其各自的場地特征、生活飲食習慣等因素制定這七種多環(huán)芳烴的區(qū)域篩選值。文中只討論了多環(huán)芳烴類污染物是否有必要制定區(qū)域篩選值，其他污染物是否有必要制定區(qū)域篩選值還需進一步討論。