吳頤杭，楊書慧，劉奇緣，屈雅靜，陳義祥，趙文浩，陳海燕，馬 瑾

中國環(huán)境科學(xué)研究院, 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點實驗室, 北京 100012

土壤是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，能提供人類所需的營養(yǎng)物質(zhì)與生存空間[1]. 然而土壤污染已成為嚴(yán)重影響人類健康和環(huán)境安全的重要因素[2-4]，全球每年大約有900萬人因水、空氣和土壤污染而死亡[5].環(huán)境基準(zhǔn)是環(huán)境因子(污染物質(zhì)或有害要素)對人體健康與生態(tài)系統(tǒng)不產(chǎn)生有害效應(yīng)的劑量或水平，包括水環(huán)境基準(zhǔn)、大氣環(huán)境基準(zhǔn)及土壤環(huán)境基準(zhǔn)等[6]. 在污染場地管理中通常使用土壤環(huán)境基準(zhǔn)來評估是否需要采取進(jìn)一步行動或提供土壤修復(fù)目標(biāo)，從而保護(hù)環(huán)境和人體健康[7].

20世紀(jì)80年代以來，美國、英國、荷蘭和加拿大等國家陸續(xù)開展了基于風(fēng)險的土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究[8-13]，形成了較為完備的土壤環(huán)境基準(zhǔn)體系[14]. 1996年，美國制定了保護(hù)人體健康的土壤篩選值(Soil Screening Levels, SSLs)[15]. 同年，加拿大也制定了保護(hù)人體健康的土壤質(zhì)量指導(dǎo)值(Human Health soil Quality Guidelines,SQGHH)與保護(hù)生態(tài)受體的土壤質(zhì)量指導(dǎo)值(Environmental Soil Quality Guidelines, SQGE)，并取二者最小值為最終的SQG[16]. 1999年，澳大利亞制定了健康調(diào)查值(Health Investigation Levels, HILs)，并于2013年更新了制定HILs時考慮的用地類型與暴露途徑等[17]. 英國于2009年和2014年分別制定了土壤指導(dǎo)值(Soil Guideline Values, SGVs)與第4類篩選值(Category 4 Screening Levels, C4SLs)[18-20]. 盡管不同國家制定SSLs、SQGHH、HILs、SGVs和C4SLs的具體方法有所差異，但推導(dǎo)的科學(xué)依據(jù)均是使污染物濃度低于這些值時，不會對人體產(chǎn)生有害的健康效應(yīng). 此外，這些值均不具有強制性，且沒有考慮其他政策或經(jīng)濟因素，因此在科學(xué)意義上等同于我國保護(hù)人體健康的土壤環(huán)境基準(zhǔn).

荷蘭是歐盟成員國中率先開展土壤保護(hù)立法的國家之一[21]，在土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究方面處于領(lǐng)先地位.首先，荷蘭較早地認(rèn)識到土壤污染的嚴(yán)重性以及土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的重要性，建立了完善的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系，并率先將土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)作為土壤立法的一部分[22]. 其次，荷蘭成立了多個組織機構(gòu)以支持土壤環(huán)境基準(zhǔn)的研究以及基準(zhǔn)向標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)化，研究機構(gòu)(國家公共衛(wèi)生與環(huán)境研究所)、專業(yè)組織(土壤保護(hù)技術(shù)委員會)與政府部門(基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境部)相輔相成，為土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定了基礎(chǔ)[23-24]. 此外，荷蘭制定土壤環(huán)境基準(zhǔn)的理論方法也在不斷改進(jìn)，從基于背景濃度與專家判斷轉(zhuǎn)變?yōu)橐燥L(fēng)險評估為基本原則，使得其土壤環(huán)境基準(zhǔn)保持先進(jìn)性與科學(xué)性[25]. 荷蘭的土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)以及土壤環(huán)境基準(zhǔn)推導(dǎo)方法也已經(jīng)被斯洛伐克、波蘭、法國、智利、巴西等國家廣泛采用[26-29].

當(dāng)前，我國土壤環(huán)境總體狀況不容樂觀，根據(jù)我國首次《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》，全國土壤調(diào)查點位的污染超標(biāo)率為16.1%[30]，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品安全以及人體健康產(chǎn)生威脅[31]. 因此，我國高度重視土壤污染防治與污染場地管理[32]. 土壤環(huán)境基準(zhǔn)是土壤環(huán)境保護(hù)和管理的基石與根本，為土壤污染防治提供科學(xué)依據(jù)[33-34]，我國也在積極開展土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)研究. 21世紀(jì)初，我國學(xué)者開始對基于風(fēng)險的土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究進(jìn)行初步探索，此后逐漸推導(dǎo)了鉛、苯并[a]芘、銻等污染物的土壤環(huán)境基準(zhǔn)[35-39]. 國家層面上，原環(huán)境保護(hù)部于2010年和2016年分別啟動了環(huán)保公益項目“環(huán)境基準(zhǔn)制定預(yù)研究”與國家環(huán)境基準(zhǔn)管理項目，提出我國應(yīng)分別制定保護(hù)人體健康、生態(tài)受體、農(nóng)產(chǎn)品安全以及地下水的土壤環(huán)境基準(zhǔn)，并將基準(zhǔn)研究上升為國家統(tǒng)一規(guī)范[34,40]. 2018年生態(tài)環(huán)境部首次發(fā)布了農(nóng)用地與建設(shè)用地的土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn). 然而，由于土壤環(huán)境介質(zhì)的復(fù)雜性以及我國土壤類型的多樣性，我國土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究基礎(chǔ)仍十分薄弱，缺少系統(tǒng)的理論方法體系及本土參數(shù)等.因此，我國正在開展“場地土壤環(huán)境風(fēng)險評估方法和基準(zhǔn)”“場地土壤污染物環(huán)境基準(zhǔn)制定方法體系及關(guān)鍵技術(shù)”等多個國家重點研發(fā)項目，以支持土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究. 該文以荷蘭為例，對其土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)行系統(tǒng)梳理，以期為我國土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究提供參考.

1 荷蘭土壤環(huán)境管理政策與法規(guī)概述

20世紀(jì)70年代末，荷蘭萊克爾克發(fā)生住宅區(qū)土壤污染事件，該事件推動了荷蘭制定土壤污染防治政策法規(guī)[22]. 1983年，荷蘭政府頒布了《臨時土壤修復(fù)法》(Interim Soil Remediation Act)及配套法規(guī)《土壤修復(fù)指南》(Soil Remediation Guideline)[41]. 當(dāng)時荷蘭政府預(yù)計只有少數(shù)受污染場地，因此假定土壤污染問題可以完全解決并在《臨時土壤修復(fù)法》中引入了“多功能”修復(fù)原則，即修復(fù)后的土地可適用于多種用途[22]. “多功能”原則也成為荷蘭土壤政策和制定土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)原則. 1987年，荷蘭政府頒布了《土壤保護(hù)法》(Soil Protection Act)以防止土壤污染，并提出了污染者付費原則[22,41]. 1995年1月1日，有關(guān)土壤修復(fù)的內(nèi)容被納入到《土壤保護(hù)法》中，從而廢止了《臨時土壤修復(fù)法》[22].

20世紀(jì)80年代后期，荷蘭政府認(rèn)為污染場地的數(shù)量有限. 在1989年和1993年發(fā)布的《國家環(huán)境政策規(guī)劃》(National Environmental Policy Plans)中，荷蘭對污染場地管理的目標(biāo)仍是在2010年之前修復(fù)所有嚴(yán)重污染土壤[22]. 然而20世紀(jì)90年代初期，污染場地名錄顯示，污染場地數(shù)量較大[22]. 由于污染土壤的清理停滯不前、財政問題以及國家與地方政策之間的關(guān)系存在一系列問題，1997年發(fā)布的《國家環(huán)境政策規(guī)劃》中對土壤質(zhì)量要求進(jìn)行了修正，廢止了“多功能”原則，并采用根據(jù)具體的土地用途進(jìn)行修復(fù)的原則. 但這只適用于1987年1月1日以前受到污染的土壤，對于1987年1月1日以后新出現(xiàn)的土壤污染仍采用“多功能”原則[22-23]. 2006年，新《土壤保護(hù)法》和《土壤修復(fù)通令》(Soil Remediation Circular)生效，重點闡述了確定土壤污染嚴(yán)重性以及修復(fù)緊迫性的具體方法[42].

2008年，荷蘭新《土壤質(zhì)量法令》(Soil Quality Decree)生效. 作為《土壤保護(hù)法》的一部分，《土壤質(zhì)量法令》規(guī)定了污染土壤的使用與再利用，并指出需要在重新安置受污染土壤與最大限度地再利用污染土壤之間尋求平衡[22]. 《土壤質(zhì)量法令》的發(fā)布標(biāo)志著荷蘭的土壤政策發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，從土壤保護(hù)轉(zhuǎn)向土壤可持續(xù)利用，土壤環(huán)境管理職權(quán)從國家層面轉(zhuǎn)向地方層面[43]，《土壤保護(hù)法》也囊括了《土壤修復(fù)通令》中有關(guān)土壤修復(fù)的法規(guī)，以及《土壤質(zhì)量法令》中有關(guān)污染預(yù)防與土地可持續(xù)管理的法規(guī)[22]. 2014年，荷蘭基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境部向議會提交了《環(huán)境規(guī)劃法》(Environment and Planning Act)，旨在進(jìn)一步強化土地利用與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系[44]，該法案將于2022年正式生效[45].

2 荷蘭土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)概述

2.1 通用土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

在1983年發(fā)布的荷蘭《土壤修復(fù)指南》中，荷蘭政府首次提出了土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，即A、B、C值. A值與C值分別基于土壤背景濃度和專家判斷得出，當(dāng)污染物濃度超過A值時則認(rèn)為土壤受到污染，超過C值則需要對污染土壤進(jìn)行修復(fù). B值為A值與C值的平均值，當(dāng)污染物濃度超過B值時則需要對場地進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查. 1987年，為與國際上采取基于風(fēng)險的標(biāo)準(zhǔn)相一致，荷蘭開始通過風(fēng)險評估和毒理學(xué)信息來評估和調(diào)整A、B、C值[41]. 1989年，荷蘭原住房、空間規(guī)劃和環(huán)境部(VROM)發(fā)布了《風(fēng)險管理前提》，奠定了基于風(fēng)險建立環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)[46]. 1994年，VROM在《土壤保護(hù)法》中正式提出了基于風(fēng)險的目標(biāo)值與第一批次共70種化學(xué)物質(zhì)的干預(yù)值[47]. 目標(biāo)值是基于污染物對生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險推導(dǎo)出的，干預(yù)值則同時考慮對人體健康與生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險[41]. 荷蘭國家公共衛(wèi)生與環(huán)境研究所(RIVM)選擇嚴(yán)重人體風(fēng)險濃度(serious risk concentration for human，SRChuman)與嚴(yán)重生態(tài)風(fēng)險濃度(serious risk concentration for ecological，SRCeco)的最小值作為嚴(yán)重風(fēng)險濃度(SRC). 但當(dāng)二者中的最小值存在較大不確定性時，則選擇不確定性較小的數(shù)值作為SRC[25].RIVM制定SRC的過程僅是干預(yù)值正式發(fā)布的科學(xué)階段，荷蘭土壤保護(hù)委員會(TCB)與荷蘭衛(wèi)生理事會將對RIVM推導(dǎo)出的SRC進(jìn)行審查，在考慮政策問題之后才能作為干預(yù)值加以執(zhí)行[47]. SRChuman是指在帶花園的住宅情景下人體暴露量等于人體毒理學(xué)最大允許限值(human-toxicological maximum permissible risk, MPRhuman)時的土壤污染物濃度，在科學(xué)意義上等同于我國基于人體健康的土壤環(huán)境基準(zhǔn)[48].干預(yù)值是通用的土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，用于將1987年之前污染的土壤界定為嚴(yán)重污染土壤，如果大于25 m3的土壤中污染物濃度超過干預(yù)值，則土壤處于嚴(yán)重污染狀態(tài)[47]. 此時，原則上需要對污染土壤進(jìn)行修復(fù)，但首先需要根據(jù)土壤污染物濃度超過干預(yù)值的程度確定修復(fù)緊急性[49]. 根據(jù)荷蘭《土壤保護(hù)法》，土壤中污染物濃度超過干預(yù)值時可能會對人體健康或生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生潛在風(fēng)險，但對人體健康影響的潛在風(fēng)險仍然未知，因而還需要進(jìn)一步調(diào)查[50]. 當(dāng)污染物濃度未超過干預(yù)值時，則需要對土地進(jìn)行可持續(xù)管理.

1997年和1999年，荷蘭《土壤保護(hù)法》納入了第2、3、4批次化學(xué)物質(zhì)的土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)[41]. RIVM為第2、3、4批次的化學(xué)物質(zhì)提出了干預(yù)值建議，但荷蘭政府并未全部制定干預(yù)值，而是給部分物質(zhì)提出了嚴(yán)重污染指示水平(indicative levels for severe contamination)[51]. 這是因為部分化學(xué)物質(zhì)還沒有可用的標(biāo)準(zhǔn)化的測量和分析法規(guī)，或是RIVM推導(dǎo)這些物質(zhì)的建議干預(yù)值時所采用的生態(tài)毒理學(xué)數(shù)據(jù)很少.自干預(yù)值公布以來，荷蘭污染土壤管理政策已經(jīng)發(fā)生改變，科學(xué)數(shù)據(jù)也在不斷更新，因此，為基于最新的政策與科學(xué)依據(jù)制定干預(yù)值，1999年荷蘭環(huán)境評估局委托RIVM開展了“土壤污染干預(yù)值技術(shù)評估”項目. 2001年，根據(jù)該項目的結(jié)果，RIVM發(fā)布了一系列關(guān)于評估CSOIL模型與MPRhuman的報告，并提出了第1批次化學(xué)物質(zhì)經(jīng)評估后的干預(yù)值建議[47,52-54].

2006年，荷蘭以土壤背景值取代目標(biāo)值[21,55]. 土壤背景值是根據(jù)未污染的自然和農(nóng)業(yè)土壤中化學(xué)物質(zhì)的含量確定的[56]. 當(dāng)土壤中化學(xué)物質(zhì)的濃度低于背景值，則土壤是未受污染且可持續(xù)利用的，適合于任何用地類型. 背景值與健康風(fēng)險沒有科學(xué)關(guān)系，但在背景值濃度以下，土壤污染物產(chǎn)生的健康風(fēng)險是可以忽略的，并能夠保證食品的安全生產(chǎn)[50]. 2012年，RIVM對第2、3、4批次中16種優(yōu)先控制化學(xué)物質(zhì)的干預(yù)值進(jìn)行評估，并提出了干預(yù)值建議[57]. 2013年，荷蘭政府對部分干預(yù)值進(jìn)行了更新[22].

2.2 可持續(xù)管理的土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)

由于土壤管理政策的轉(zhuǎn)變，1999年，RIVM根據(jù)風(fēng)險評估方法確定了8種金屬、PAHs及DDT等難遷移污染物的特定土地用途的修復(fù)目標(biāo)(soil-usespecific remediation objectives，SRO)[58]. 由于2008年《土壤質(zhì)量法令》的生效，SRO被背景值和最大值代替[42].《土壤質(zhì)量法令》中引入了可持續(xù)管理原則并納入了針對不同土地用途制定的通用最大值(generic maximal values, GMV). GMV包括居住用地最大值以及工業(yè)用地最大值[25,59]，其用途是管理土壤的再利用、改善污染土壤質(zhì)量以及設(shè)定特定土地用途的修復(fù)目標(biāo)[42,50]. 如果土壤中污染物的濃度高于工業(yè)用地最大值，則該土地不適合再利用[25].

原則上，荷蘭地方政府可以使用GMV對輕度污染土壤的再利用進(jìn)行評估，并作為表層污染土壤的修復(fù)目標(biāo). 但當(dāng)受到輕度污染的土壤范圍較大，或當(dāng)?shù)赝寥赖谋尘皾舛雀哂谌珖秶谋尘皾舛葧r，GMV并不適用，此時地方政府可以自行制定地方最大值(local maximal values, LMV)[25]. LMV的用途與背景值和GMV相同. 如果地方政府制定了LMV，則LMV將取代住宅和工業(yè)用地的通用最大值. 在確定LMV時，可以對用地方式進(jìn)行更詳細(xì)的劃分，而不是僅考慮住宅和工業(yè)用地[50]. LMV的保護(hù)級別有3種選擇：①保護(hù)水平以及土壤污染物濃度均嚴(yán)于GMV；②保護(hù)水平與GMV的保護(hù)水平一致，但由于可將生物可利用性納入考慮而導(dǎo)致污染物限值更為寬松；③保護(hù)水平低于GMV的保護(hù)水平且土壤污染物限值更寬松[60]. GMV和LMV應(yīng)確保在相應(yīng)用地類型下土壤是可持續(xù)利用的，重點是保護(hù)人體健康以及防止對生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生不良影響[50].

GMV或LMV均是以參考值(reference values,RV)為基礎(chǔ)制定的. GMV是VROM根據(jù)RIVM推導(dǎo)出的RV而制定的. 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定和土壤質(zhì)量評估小組(NOBO)的要求，RIVM于2006年正式發(fā)布參考值[61]. RV是與用地類型相關(guān)的土壤中允許的污染物濃度，當(dāng)土壤中污染物濃度低于相應(yīng)用地類型下的RV時，該土地將滿足此種用地方式下的所有要求.推導(dǎo)RV時，對所有土地利用方式都需要考慮人體健康風(fēng)險和生態(tài)風(fēng)險[61]. RV僅適用于難遷移污染物，揮發(fā)性物質(zhì)沒有推導(dǎo)出RV，這是因為對揮發(fā)性污染物，其他一些因素如地下水位深度、建筑物類型等對RV推導(dǎo)的影響比土地利用方式的影響更大. 此外，揮發(fā)性物質(zhì)向地下水的擴散也很重要，但這些還沒有包括在RV的推導(dǎo)過程中[61].

RV是RIVM根據(jù)科學(xué)的程序提出的數(shù)值，最大值則是具有法律效力的標(biāo)準(zhǔn). 通常最大值與參考值是相等的，但由于政策考慮，部分化合物的參考值與最大值存在一定差異. 例如，其他綠地、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)用地下土壤中鉛的參考值為510 mg/kg，鑒于該值與鉛的干預(yù)值(530 mg/kg)差異很小，因此基于政策考慮確定工業(yè)用地下土壤鉛的最大值為530 mg/kg. Ba、Be、Cu等基于科學(xué)計算的參考值與最大值也存在差異[61]. 基于以上分析，筆者認(rèn)為RV在科學(xué)意義上也等同于我國的土壤環(huán)境基準(zhǔn). 綜上，該文討論的基于健康風(fēng)險的土壤環(huán)境基準(zhǔn)包含保護(hù)人體健康的參考值以及SRChuman. 荷蘭土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)分析如表1所示.

表1 荷蘭重要土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)簡述[50]Table 1 Brief descriptions of important soil environmental standards in the Netherlands[50]

2.3 土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與土壤污染物濃度的關(guān)系

由于不同土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)所代表的風(fēng)險水平以及不同用地方式下所允許的污染物濃度存在差異，因此不同土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)所代表的土壤污染物濃度也有區(qū)別. 背景值是基于測量出的土壤中污染物濃度得出的，并未采取基于風(fēng)險的方法，因此背景值所代表的污染物濃度是一個固定的數(shù)值[60]. 最大值與土地利用方式相關(guān)，由于居住用地最大值與工業(yè)用地最大值已經(jīng)闡明了土地利用方式，因而這兩個通用的最大值所代表的土壤污染物濃度也是固定的，GMV的濃度范圍必須在背景值與干預(yù)值之間. LMV適用的土地利用方式由地方政府自行確定，因此LMV代表的土壤污染物濃度并不固定，濃度范圍通常也在背景值與干預(yù)值之間，特殊情況下，LMV可以高于干預(yù)值. 干預(yù)值是基于帶花園的住宅這一確定的土地利用方式推導(dǎo)出的，因此干預(yù)值代表的土壤污染物濃度通常是確定的. 不同土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與土壤污染物濃度的關(guān)系見圖1. 由圖1 可知，在特定情況下，LMV和工業(yè)用地最大值代表的污染物濃度可以高于修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)中的污染物濃度，例如，非敏感用地所對應(yīng)的LMV或工業(yè)用地最大值可能高于敏感用地的修復(fù)標(biāo)準(zhǔn).

圖1 土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與土壤污染物濃度的關(guān)系[60]Fig.1 Relationship between soil environmental standards and soil pollutant concentrations[60]

3 荷蘭土壤環(huán)境基準(zhǔn)制定

自美國科學(xué)院提出風(fēng)險評估的框架后，基于風(fēng)險的土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究逐漸成為普遍趨勢. 健康風(fēng)險評估利用污染物的歸趨和遷移以及人體暴露評估模型，可定量估計人體健康風(fēng)險[62]，也可通過健康風(fēng)險評估反推人體土壤污染物暴露量等于人體健康毒理學(xué)基準(zhǔn)(人類長期接觸單一化學(xué)物而不會產(chǎn)生重大健康風(fēng)險的污染物攝入量)時的污染物最大濃度，即為基于健康風(fēng)險的土壤環(huán)境基準(zhǔn)[45]. 1994年荷蘭開發(fā)了CSOIL模型用以推導(dǎo)干預(yù)值[63]，并于2020年對其進(jìn)行了更新[45]. 1996年，針對具體場地?fù)]發(fā)性污染物室內(nèi)蒸氣入侵的風(fēng)險評估，荷蘭開發(fā)了VOLASOIL模型[64]. 保護(hù)人體健康的參考值與SRChuman均是根據(jù)CSOIL模型推導(dǎo)得出的，二者僅是在保護(hù)水平以及暴露情景等方面存在差異.

3.1 人體毒理學(xué)最大允許限值(MPRhuman)的確定

根據(jù)污染物對人體健康的毒性效應(yīng)，可將污染物劃分為閾值污染物與非閾值污染物[65]. 為了確保人們不會因暴露于土壤中的污染物而產(chǎn)生不可接受的風(fēng)險，RIVM已經(jīng)設(shè)定了最大暴露劑量的限值MPRhuman.MPRhuman為人體每天每千克體重所能接受的污染物暴露劑量[60]，是推導(dǎo)SRChuman與保護(hù)人體健康參考值的人體毒理學(xué)基礎(chǔ). 閾值污染物的MPRhuman可表示為每日可耐受攝入量(tolerable daily intake, TDI)或空氣中的可耐受濃度(tolerable concentration in air,TCA)，而非閾值污染物的MPRhuman定義為導(dǎo)致產(chǎn)生一定致癌風(fēng)險的污染物攝入量〔μg/(kg· d)〕(以體質(zhì)量計)，致癌風(fēng)險可表示為經(jīng)口攝入的致癌風(fēng)險(carcinogenic risk via intake, CRoral)或經(jīng)空氣的致癌風(fēng)險(carcinogenic risk via air, CRinhal)[52].

RIVM從部分國際研究機構(gòu)中收集了有關(guān)污染物的毒理學(xué)數(shù)據(jù)，用于推導(dǎo)出具體化合物的MPRhuman[52].如果這些數(shù)據(jù)集不完整，則可以采用化合物對人體健康的毒性效應(yīng)、動物毒性試驗以及劑量-效應(yīng)關(guān)系的研究，對這些研究中的數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格評估并選擇關(guān)鍵的毒理學(xué)終點，進(jìn)而確定無可見不良效應(yīng)水平(no observed adverse effect level, NOAEL). 對于閾值化合物，采用不確定因子從NOAEL外推得到MPRhuman，而對非閾值化合物則采用線性外推法得出MPRhuman[52].在推導(dǎo)保護(hù)人體健康的參考值和SRChuman時，MPRhuman的確定有所不同. 對于閾值污染物，推導(dǎo)SRChuman時不需要從MPRhuman中減去背景暴露，而推導(dǎo)保護(hù)人體健康的參考值時則需要考慮背景暴露[25]. 對于背景暴露超過MPRhuman的污染物，NOBO的建議原則是背景暴露不能超過MPRhuman的50%[46,66]. 對于非閾值污染物，推導(dǎo)SRChuman時所采用的終生致癌風(fēng)險為10-4，而推導(dǎo)保護(hù)人體健康的參考值采用的終生致癌風(fēng)險則為10-6[25].

3.2 用地類型

由于土地利用方式?jīng)Q定了場地上可能發(fā)生的活動、暴露于污染物的敏感人群、人群的暴露程度以及對土壤環(huán)境的保護(hù)程度[67]，因此，大多數(shù)國家在制定土壤環(huán)境基準(zhǔn)時均考慮了不同的用地類型. 荷蘭在制定土壤環(huán)境基準(zhǔn)時也考慮了多種用地方式，根據(jù)人體與土壤的接觸程度和自產(chǎn)作物消費比例，劃分了7種用地類型：①帶花園的住宅；②兒童玩耍用地；③帶菜園的住宅；④不帶農(nóng)場的農(nóng)用地；⑤自然用地；⑥具有自然價值的綠地、娛樂用地和城市公園；⑦其他綠地、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)用地[46]. 帶花園的住宅為標(biāo)準(zhǔn)用地類型，假設(shè)花園可以用于種植作物，但花園更多的是具有休閑功能. 兒童玩耍用地包括操場、草地、學(xué)校附近的花園以及其他兒童經(jīng)常去的綠地.帶菜園的住宅與帶花園的住宅類似，但帶菜園的住宅同地類型下人群可能攝入更高比例的自產(chǎn)作物. 不帶農(nóng)場的農(nóng)用地主要指沒有農(nóng)場或房屋的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域，包括草地、耕地以及農(nóng)作物種植地等. 由于農(nóng)民具有較高的土壤暴露頻率，因而NOBO建議將農(nóng)民的土壤暴露作為職業(yè)暴露進(jìn)行評估[61]. 自然用地一般是指僅考慮人群室外暴露的自然保護(hù)區(qū)，具有自然價值的綠地、娛樂用地和城市公園用地則是包含許多娛樂設(shè)施的場景，其他綠地、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)用地則包括生態(tài)價值較低的綠地以及土壤大部分被硬化的城市區(qū)域. 在一片區(qū)域中，可能存在多種用地類型，NOBO決定以最主要而不是最敏感的土地用途作為該區(qū)域的代表用地類型，但可以為該區(qū)域中敏感的用地類型單獨制定參考值[61].

SRChuman是基于帶花園的住宅得出的，不過RIVM為上述7種用地類型分別制定了參考值. 由于不同用地類型的風(fēng)險限值在數(shù)值上具有相似性，而且為了便于管理，荷蘭最終為2類用地方式制定了最大值(見表2)[25,60]. 此外，不同用地方式下的敏感人群也存在一定的差異. 荷蘭制定基于健康風(fēng)險的土壤環(huán)境基準(zhǔn)時，除鉛外，多數(shù)情況下均是考慮人群70年的終生平均暴露，即6年的兒童期以及64年的成人期，因為鉛通常是對兒童最敏感[25]. 當(dāng)其他綠地、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)用地方式下只有成年人在場時，則不需要考慮兒童期的暴露.

表2 荷蘭土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及其適用的土地利用類型[25，60]Table 2 Soil environmental standards and applicable land use types[25，60]

3.3 暴露途徑

采用CSOIL模型推導(dǎo)土壤環(huán)境基準(zhǔn)時，需要考慮的暴露途徑[45]如圖2所示，主要包括土壤攝入、室內(nèi)與室外皮膚接觸土壤、吸入污染土壤顆粒、室內(nèi)與室外空氣吸入、攝入飲用水、淋浴時吸入污染蒸汽以及皮膚接觸. 盡管并非每一種暴露途徑都對人體總暴露量有重大貢獻(xiàn)，人體通過土壤攝入、室內(nèi)空氣吸入以及污染作物攝入途徑的暴露量便可超過總暴露量的90%，但荷蘭在推導(dǎo)土壤環(huán)境基準(zhǔn)的基本原則是所有暴露途徑均納入考慮[63]. 不過這些暴露途徑都是以帶花園的住宅為基礎(chǔ)，其他用地類型下不一定包括所有的暴露途徑，如除帶花園的住宅、帶菜園的住宅以及不帶農(nóng)場的農(nóng)用地以外，其余4種用地類型均不考慮作物攝入途徑. 此外，由于僅為難遷移污染物推導(dǎo)出了參考值，而難遷移污染物一般難以揮發(fā)，因此在推導(dǎo)參考值時一般不考慮經(jīng)空氣暴露途徑，如吸入污染物蒸氣[61].

圖2 CSOIL模型中的暴露途徑[45]Fig.2 Diagram showing the exposure pathways of CSOIL[45]

3.4 暴露參數(shù)

暴露參數(shù)對土壤環(huán)境基準(zhǔn)的構(gòu)建十分重要[68]，由于各國家的具體情況不同，因此暴露參數(shù)的選擇也存在較大差異[69]. 荷蘭設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn)的暴露情景，確定了不同用地方式下人群的暴露參數(shù). 標(biāo)準(zhǔn)暴露情景下土壤攝入途徑的暴露頻率與兒童玩耍用地、帶菜園的住宅用地以及不帶農(nóng)場的農(nóng)用地暴露頻率相同，而其他用地方式下，由于人群接觸土壤機會有限，因此人為設(shè)定土壤攝入等途徑的暴露頻率為標(biāo)準(zhǔn)暴露情景的1/5[61,70]. 當(dāng)考慮自產(chǎn)作物攝入途徑時，標(biāo)準(zhǔn)暴露情景下假定人群自產(chǎn)作物攝入僅占作物總攝入量的10%，帶菜園的住宅用地方式下，由于人群自產(chǎn)作物攝入比例較高，因而CSOIL模型中默認(rèn)50%的塊根類作物來源于自家菜園，100%的葉類來源于自家菜園. 不帶農(nóng)場的農(nóng)業(yè)用地方式下人群的自產(chǎn)作物攝入比例與標(biāo)準(zhǔn)暴露情景一致. CSOIL模型中不同用地類型下默認(rèn)的部分暴露參數(shù)見表3.

表3 CSOIL模型中不同用地類型下默認(rèn)的暴露參數(shù)[45，63]Table 3 Default exposure parameters for the different land use types in CSOIL model[45，63]

土壤性質(zhì)參數(shù)會影響污染物的環(huán)境行為，進(jìn)而對土壤環(huán)境基準(zhǔn)產(chǎn)生較大影響，荷蘭表層土壤的土壤類型存在較大差異[22]，為了考慮土壤性質(zhì)的差異性，荷蘭依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)土壤制定土壤環(huán)境基準(zhǔn). 標(biāo)準(zhǔn)土壤的pH為6，有機質(zhì)含量為10%，黏粒含量為25%. 基于背景濃度與土壤黏粒、有機質(zhì)含量之間的回歸模型，荷蘭給出了非標(biāo)準(zhǔn)土壤的土壤類型校正公式[71]. 盡管pH是影響污染物生物有效性的一個重要因素，且容易測定，但NOBO認(rèn)為土壤pH受管理方式等多種因素影響，因此沒有將土壤pH納入土壤類型校正公式中.土壤類型校正公式最初是為推導(dǎo)干預(yù)值而制定的，但后來也用于推導(dǎo)最大值時進(jìn)行土壤類型校正[46].

金屬和有機物的土壤類型校正公式分別如式(1)(2)所示：

式中：IVsoil為校正后土壤的干預(yù)值；IVstandardsoil為標(biāo)準(zhǔn)土壤的干預(yù)值；a、b、c均為與金屬物質(zhì)相關(guān)的常數(shù)；clay為評估土壤的黏粒含量，%；OM為評估土壤的有機質(zhì)含量，%.

4 對我國土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)研究的啟示

通過分析荷蘭的土壤環(huán)境政策、土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)研究，筆者認(rèn)為經(jīng)過40年左右的發(fā)展，荷蘭已經(jīng)建立了健全的法律法規(guī)體系，形成了較為完備的土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)的理論與方法體系. 與發(fā)達(dá)國家相比，我國仍缺乏全面、系統(tǒng)的可持續(xù)土地管理規(guī)劃[72]，土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究缺乏系統(tǒng)性與頂層設(shè)計，因此基于風(fēng)險的土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究有待加強.

4.1 完善土壤污染防治的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系

經(jīng)過多年的研究與發(fā)展，荷蘭多個部門之間協(xié)同配合建立了以土壤修復(fù)和土壤污染預(yù)防與可持續(xù)管理為主的法律與標(biāo)準(zhǔn)體系. 我國雖然已經(jīng)發(fā)布了《土壤污染防治行動計劃》《國家環(huán)境基準(zhǔn)管理辦法(試行)》《土壤污染防治法》等多項法律法規(guī)，但2020年全國人民代表大會常務(wù)委員會執(zhí)法檢查組關(guān)于檢查《土壤污染防治法》實施情況的報告指出，我國土壤污染防治的配套法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)不健全. 法律法規(guī)是標(biāo)準(zhǔn)制定和措施執(zhí)行的核心原則和關(guān)鍵導(dǎo)向，因此，我國有必要加強土壤污染與管理的配套法律法規(guī)體系建設(shè)，如出臺土壤環(huán)境基準(zhǔn)制定技術(shù)指南、土壤環(huán)境基準(zhǔn)管理辦法等配套文件，使土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究規(guī)范化、統(tǒng)一化、公開化與透明化. 此外，我國現(xiàn)行的土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)僅適用于土壤污染風(fēng)險篩查與管制，對于污染土壤的修復(fù)目標(biāo)并未做出詳細(xì)規(guī)定，因此我國仍需完善適用于土壤污染風(fēng)險管控與污染土壤修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)體系.

4.2 因地制宜開展土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究

由于不同地區(qū)具體情況如土壤背景值以及土壤性質(zhì)等存在較大差異，因此荷蘭鼓勵地方政府制定符合當(dāng)?shù)鼐唧w條件的地方最大值，并且地方最大值可以低于或高于國家最大值，充分體現(xiàn)了土壤不同于水和大氣的特點. 我國《土壤污染防治法》中指出，地方制定的土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)必須嚴(yán)于國家標(biāo)準(zhǔn)，但我國幅員遼闊，不同區(qū)域土壤性質(zhì)差異較大，“一刀切”的管控方式不太符合實際情況，導(dǎo)致我國很多地區(qū)出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)難以執(zhí)行的局面. 因此，我國必須因地制宜開展土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究，考慮土壤類型、地質(zhì)條件、背景含量等差異制定不同區(qū)域的土壤環(huán)境基準(zhǔn)，鼓勵有條件的地方政府在充分考慮當(dāng)?shù)鼐唧w情況下制定土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn).

4.3 開展多種用地方式下的土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究

荷蘭在進(jìn)行土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究時，考慮了7種用地方式. 雖然我國已經(jīng)頒布了建設(shè)用地與農(nóng)用地的土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)，但農(nóng)用地的風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)以保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全為主要目的，并未考慮人體直接接觸土壤所造成的健康風(fēng)險. 我國擁有龐大數(shù)量的農(nóng)村人口，為保護(hù)這一群體，基于直接接觸健康風(fēng)險的農(nóng)用地土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究必不可少. 我國建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了兩類用地的篩選值和管控值，但第1類用地的風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)可適用于居住用地、中小學(xué)用地以及社區(qū)公園或兒童公園等. 由于不同用地方式下如居住用地與公園用地的暴露頻率、暴露途徑等有所不同，對這些用地方式采用相同的管控標(biāo)準(zhǔn)可能會產(chǎn)生過保護(hù)的情況，也未達(dá)到精細(xì)化研究的要求.因此我國仍需要劃分更詳細(xì)的土地利用方式并進(jìn)行多種用地方式下精細(xì)化的暴露情景與暴露參數(shù)研究，進(jìn)而推導(dǎo)出更具科學(xué)性、適用性的土壤環(huán)境基準(zhǔn).

4.4 加強本土化暴露評估模型建立研究

荷蘭為了促進(jìn)土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)的研究，已經(jīng)建立了CSOIL、VOLASOIL等暴露評估模型，而且對模型及其參數(shù)進(jìn)行不定期的回顧修訂. 但由于各國家建筑物類型、土壤性質(zhì)以及人群行為方式等存在差異，導(dǎo)致直接應(yīng)用其他國家的暴露評估模型會存在較大偏差. 例如，荷蘭的室內(nèi)蒸氣入侵評估模型適用于存在爬行空間(crawl space，土壤與房屋之間用于儲存或進(jìn)入管道、約0.3～0.9 m的中空區(qū)域)的建筑物，而我國多數(shù)建筑物不存在爬行空間. 土壤性質(zhì)影響污染物在土壤-植物之間的遷移，因而荷蘭的污染物土壤-植物遷移模型不一定適用于我國. CSOIL模型還考慮了土壤孔隙水滲入地下水進(jìn)而被人體直接飲用的暴露途徑，但直接飲用地下水在我國并不是一種常見的暴露途徑. 從國家層面講，《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》中推薦的暴露評估方法大多采用國外的方法，我國仍缺乏統(tǒng)一、權(quán)威、本土的暴露評估模型. 因此，我國有必要在借鑒國外研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國具體國情，充分采用本土化研究建立適合推導(dǎo)我國土壤環(huán)境基準(zhǔn)的暴露評估模型.

4.5 建立土壤環(huán)境基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫與優(yōu)控污染物名錄

污染物毒性參數(shù)、暴露參數(shù)、建筑參數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是推導(dǎo)土壤環(huán)境基準(zhǔn)的前提，荷蘭已經(jīng)在CSOIL模型中納入了多種本土參數(shù)，而我國大部分參數(shù)都參考國外，本土參數(shù)匱乏. 因此我國需要加快開展本土暴露參數(shù)研究，結(jié)合我國土壤特征積極進(jìn)行污染物土壤-植物遷移研究，鼓勵本土建筑與氣象參數(shù)等研究，支持污染物劑量-效應(yīng)研究，并結(jié)合多項研究成果建立我國土壤環(huán)境基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫. 我國已經(jīng)發(fā)布了85種污染物建設(shè)用地的風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)，但是僅對少部分污染物開展了土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究，因此我國需要建立優(yōu)控污染物篩選方法，確定優(yōu)控污染物名錄并制定相應(yīng)的土壤環(huán)境基準(zhǔn)，以支撐我國土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制修訂.

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