美国场地土壤筛选值研究及其对中国土壤环境基准研究的启示

土壤环境基准是土壤环境标准和土壤环境保护的基础。美国是世界上最早关注污染场地保护并开展土壤污染风险管控的国家之一,并形成了较为完善的体系,但我国在这方面还处于起步阶段。为此,本文以美国为例,综述其在土壤筛选值(SSLs)方面的研究,通过分析美国在土壤污染防治方面的法律法规和技术规范,系统梳理美国在SSLs方面的研究成果,从直接摄入、皮肤吸收、摄入污染地下水、吸入室外挥发物与颗粒物和蒸汽侵入5个方面阐述美国基于人体健康风险的SSLs制定的理论方法。在此基础上,为我国土壤环境基准研究提出了几点建议:进一步加强我国土壤环境基准研究工作,立足我国国情开展土壤环境基准研究,加强本土化参数研究和土壤环境基准研究规范化,以及协同开展土壤地下水环境基准研究,以期为我国土壤环境基准研究与制定提供参考。

从筛选值和用地方式角度探讨我国污染场地风险筛选标准的潜在问题

近年来我国的城市建设用地土壤污染调查与修复的市场快速增长,但同时产生了单个项目平均价格大幅下降、项目质量难以保证等问题,使得有效且准确的风险筛选和评估成为了贯穿污染场地风险管控全过程的关键。本文概述了我国现行污染场地风险筛选框架,分析“筛选值”和“用地方式”两大核心准则在框架中的关键地位。通过对文献报道、项目报告、地方标准的调研,本文分析了两大核心准则背后的问题,包括筛选值方面的筛选值保守性不明,复杂组分混合物的毒性参数不明,筛选值与检测结果之间缺乏统计学分析;用地方式方面的非居住型敏感用地处理不明,部分敏感用地方式归类模糊,“自上而下”评估方式需要调整等。通过分析现行污染场地风险筛选框架中的潜在问题,有助于制定更合理的污染场地风险筛选及管控框架,平衡保障人体健康安全与降低修复工程成本的两方面要求,为新污染物的筛选评估提供指导。

蒸气入侵暴露情景下土壤气筛选值推导与比较

采用J&E模型推导了典型蒸气入侵暴露情形下土壤气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值,并与US EPA(美国国家环境保护局)及美国各州的颁布值进行比较.结果表明,具有致癌效应的苯、氯仿相同暴露情形下的筛选值低于非致癌效应的甲苯、1,1-二氯乙烯3～4个数量级,表明VOCs污染场地应重点关注致癌性污染物.其中,浅层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为9.6×102、2.7×102、1.1×107、4.0×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为4.6×103、1.3×103、6.3×107、2.4×106μg/m3.深层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为1.1×103、3.1×102、1.2×107、4.5×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为5.2×103、1.5×103、7.1×107、2.7×106μg/m3.筛选值大小的决定因素包括污染物的室内允许浓度、土壤气衰减系数及建筑物参数.浅层与深层土壤气中各污染物筛选值无明显差异,但与US EPA及美国各州的颁布值差异较大,这主要是由污染物室内允许浓度及衰减系数确定方法的不同所致.浅层土壤气平均衰减系数为2.3×10-4,与深层土壤气平均衰减系数(2.0×10-4)无明显差异,但均低于US EPA对应经验值〔0.1(浅层)、0.01(深层)〕2～3个数量级.在不考虑吸附及生物降解时,污染源上方清洁土壤对污染物的衰减作用不明显.

污染场地土壤中Cd人体可给性影响因素及对筛选值的影响

采用Unified bioaccessibility model（UBM）模拟胃肠消化的方法测试了来自湖南、广西和大连12个污染土壤样品中cd的人体可给性．结果显示，cd在胃提取阶段的可给性为12．24%~81．10％，平均值为53．60％，肠提取阶段的可给性为2．01％-43．30％，平均值为19．74％．胃提取阶段的可给性浓度仅与总镉（TCd）（P〈O．000，n=12）和总锰（TMn）（P=o．04，F12）显著正相关，肠提取阶段的可给性浓度与TCd（P〈O．001，n=12）、胃阶段Cd的可给性浓度（P〈0．001，F12）以及n佃（P=0．05，n=12）均显著正相关．胃阶段基于土壤中TCd和TP含量能较好的预测cd在胃阶段的可给性浓度，模型决定系数（R2^）达到0．992，肠阶段基于cd在胃阶段的可给性浓度及土壤pH值能较好的预测其在肠阶段的可给性浓度皿。达到0．999．考虑土壤中cd在胃中的可给性时，居住及工商业情形下土壤筛选值分别提升至未考虑可给性时的1．8倍（以可给性平均值计算）和1．2倍（以可给性最大值计算）．考虑土壤中cd在肠阶段的可给性时，居住及工商业情形下土壤筛选值分别提升至未考虑可给性时的5．0倍（以可给性平均值计算）和2．3倍（以可给性最大值计算）．

制定场地土壤风险评价筛选值中关注污染物的预筛选方法

随着经济的快速发展和大规模的城市扩张,我国企业搬迁遗留遗弃污染场地问题日趋严重,如这些场地未经环境调查、评价和修复直接再利用就会存在潜在健康风险。包括场地土壤筛选值在内的系列场地环境评价导则和标准的颁布将会对污染场地管理工作起极大的推动作用。土壤污染是世界性的环境问题,许多国家和地区研究并制定了土壤环境风险评价筛选值,关注污染物(COC)的选择是制订筛选值的首要工作。介绍了制订北京市场地土壤环境风险评价筛选值过程中对关注污染物选择的一些经验,以期为未来制订其他城市或地区筛选值时关注污染物的选取提供借鉴。

生物降解对土壤气中苯衰减系数及筛选值的影响

以砂质土壤为例,采用Bio-vapor软件计算了生物降解对苯的ai-s（衰减系数）及筛选值的影响,并对关键影响参数〔cs（污染源苯质量浓度）、LT（建筑底板与污染源距离）、La（好氧土层厚度）和kw（生物降解系数）〕进行分析. 结果表明：当cs≥5×105mgm3时,生物降解对ai-s基本无贡献；当cs≤1×104 mgm3时,生物降解可导致ai-s降低1-2个数量级,但降幅随cs和LT的变化不明显；当cs介于二者之间时,生物降解对ai-s的作用受LT变化的影响较明显,LT升高1个数量级时,生物降解可导致ai-s降低2个数量级. 生物降解对ai-s的作用受La影响比较明显,La由0.50m增至1.50m时,生物降解可导致ai-s降低2个数量级. Bio-vapor软件预测的砂质土壤条件下La的最大值为0.63m,低于现场普遍测试结果（1.50m）,表明该模型预测结果可能过于保守,实际项目中可通过测试土壤气中各组分的纵向分布确定La. 当cs≤5×104 mg/m3时,kw由0.033h^-1增至2.000h^-1,生物降解将导致ai-s降低2个数量级. 因此,同一概念模型下考虑生物降解时土壤气中苯筛选值高于不考虑生物降解时1-2个数量级.

重金属污染场地土壤风险筛选值关键影响因子研究——以砷为例

合理确定重金属土壤筛选值是污染场地风险识别和调查评估的基础,过松或过严的标准都会增加风险评估的不确定性,甚至可能会导致风险管控措施失效或修复资金浪费,确定重金属土壤筛选值的关键影响因子是合理确定重金属土壤筛选值的前提。选择工业污染场地中检出频率高、毒性大的砷作为研究对象,通过假设工商业用地下的暴露情景,根据《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3—2014)得到砷筛选值计算公式,利用基于蒙特卡罗模拟的Crystal Ball模型计算公式中各参数对结果的敏感性和贡献率来确定关键影响因子,通过调研国内外砷筛选值现状,从计算模型、毒性评估及关键影响因子等方面对引起各国砷筛选值差异的原因进行了分析探讨。结果表明:工商业用地下土壤砷筛选值取值为0.84～175.7 mg·kg^(-1),均值为21.4 mg·kg^(-1),95%的置信上限为24.19 mg·kg^(-1);风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)和暴露周期(ED)对砷筛选值的贡献率依次为41.3%、-27.3%、-16.3%和-12.7%,其余因子的贡献率均小于1%;关键影响因子按贡献率绝对值从大到小分别为风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)、暴露周期(ED)。计算模型和毒性评估存在差异是国内外土壤砷筛选值差异的基础原因,当计算模型和毒性评估差异不大时,关键影响因子才是决定性因素,其影响程度与模拟计算的结果一致。建议我国完善筛选值计算模型,对砷的毒性效应和符合我国暴露人群特征的关键影响因子展开深入研究。

制订我国污染场地土壤风险筛选值的几点建议

近年来,我国大中城市陆续开展污染企业搬迁,环境管理上要求对搬迁场地进行商业开发前必须开展场地环境调查、风险评估和修复,客观上要求有一套场地环境评价标准和污染土壤修复标准。针对目前国内污染场地标准缺失及盲目引用国外相关筛选值出现的误区,分析了美国、荷兰和英国土壤筛选值差异的主要原因,为合理借鉴国外土壤筛选值及其制定方法学提供指导,并为我国场地土壤风险筛选值的制定提供参考。

基于保护地下水的北京市土壤通用筛选值推导

分别采用三相平衡耦合地下水稀释模型（以下称方法1）和SESOIL耦合地下水稀释模型（以下称方法2）对北京市不同水文地质条件（永定河山前冲洪积扇顶部区域、中上部区域和下部区域）下27种VOCs（挥发性有机污染物）、31种SVOCs（半挥发性有机污染物）、11种农药PCBs（多氯联苯）及二英基于保护地下水的土壤通用筛选值进行推导.结果表明,下部区域土壤通用筛选值最保守,顶部区域次之,中上部区域最宽松.采用方法1推导的中上部区域土壤通用筛选值分别是顶部区域和下部区域的1.1-1.4、9.9-34.9倍,顶部区域土壤通用筛选值是下部的10.7-24.9倍;采用方法2推导的中上部区域土壤通用筛选值是下部区域的9.8-49.9倍.对于有连续非饱和带弱水层的中上部区域及下部区域,方法 2推导的结果较方法 1宽松.其中,PAHs（多环芳烃）、PCBs、二英、多数农药及酯类等高Koc（有机碳-水分配系数）污染物均难以穿透清洁非饱和土壤进入地下水;而对于VOCs、酚类等低Koc污染物,方法2推导的中上部区域土壤通用筛选值普遍是方法 1的4.3-18.4倍,下部区域为方法 1的3.0-24.6倍.考虑到土壤通用筛选值应具有风险筛选功能及一定保守性,建议各种污染物以顶部区域方法 1推导结果及中上部区域和下部区域方法2推导结果中最保守的值作为北京市基于保护地下水的土壤通用筛选值.

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。

膳食Cd摄入对土壤筛选值确定的影响

收集了2000~2014年发表的关于国内不同膳食中Cd浓度研究文献,统计出不同区域各种主要膳食中Cd含量,结合2002年开展的膳食总调查结果,计算了不同地区居民膳食Cd暴露量,推导了考虑膳食Cd暴露情景下土壤中Cd的健康风险评估筛选值结果显示,我国居民膳食Cd摄入量低于FAO/WHO（联合国粮农组织/世界卫生组织）于2010年颁布的允许Cd摄入量0.833μg/（kg体重·d）.其中,全国范围内居民膳食Cd摄入量的平均值为0.444wg/（kg体重·d）,高于北方[0.240μg/（kg体重·d）]、北京[0.160μg/（kg体重·d）]和上海[0.408μg/（kg体重·d）]地区的平均值,低于南方地区的平均值[0.518μg/（kg体重·d）].全国、北方及南方地区对Cd摄入量贡献最大的膳食主要为蔬菜、米及其制品、面及其制品、水产和肉类;北京地区对Cd摄入贡献较大的膳食依次为蔬菜、面及其制品、水果、米及其制品和水产;上海地区对Cd摄入贡献较大的膳食依次为蔬菜、水产、米及其制品、肉类考虑膳食Cd摄入后推导的工商业用地情形下的筛选值低于不考虑膳食Cd摄入情形下的推导值（829mg/kg）,其中,全国范围、北方、南方、北京和上海地区的筛选值分别为461,630,400,697和492mg/kg基于不同尺度膳食摄入量的统计结果推导的筛选值差异明显,其中,南方地区筛选值是个国筛选值的86.8%,北方、北京和上海地区分别是全国范围推导值1.4倍、1.5倍和1.1倍.在制订国家层面Cd的筛选值时,应充分考虑各区域膳食Cd的暴露特性,以避免因制订统一值导致高估或低估局部区域居民的健康风险.

基于健康风险的三氯杀螨醇生产设备表面污染物筛选值推算的初步研究

运用确定性和概率性人体健康风险评估的方法,推算一般工业暴露情景和拆卸清理暴露情景下三氯杀螨醇生产设备表面污染物的筛选值。结果表明:p,p′-滴滴涕、p,p′-滴滴滴和p,p′-滴滴依基于确定性风险评估的设备表面筛选值在一般工业暴露情景下分别为0.224 mg/m2、0.214 mg/m2和0.151 mg/m2,在拆卸清理暴露情景下分别为9.68 mg/m2、10.7 mg/m2和7.57 mg/m2;基于蒙特卡罗概率性风险评估的表面筛选值更为保守;不确定性分析表明从手到口部发生次数、接触表面频率和可供摄入的皮肤有效表面积等为敏感参数。

制定多环芳烃类物质区域筛选值的必要性研究

依据《污染场地风险评估技术导则》,从筛选值确定机理及暴露参数角度,以七种多环芳烃为例,探讨分析我国六个地区制定区域筛选值的必要性。首先,基于筛选值的确定方法,识别筛选出六个存在显著区域差异性的暴露参数包括体重、室内暴露频率、室外暴露频率、土壤有机质含量、土壤容重、空气中可吸入颗粒物含量;然后,解析各暴露参数对筛选值的单独及整体影响。研究表明,体重是对筛选值影响最显著的暴露参数,六个暴露参数对筛选值的整体影响并不显著(最大筛选值变化百分比为5.9%),然而由于多环芳烃是一类毒性较强的污染物,筛选值的细微变化也会对风险评估结果产生显著影响。因此,我国各区域有必要制定这七种多环芳烃的区域筛选值。

HERA和RBCA模型在土壤筛选值推导中的应用比较

为选择适合安徽省污染场地筛选值本土化的推导模型,将HERA 和RBCA 模型对我国某污染场地检出污染物苯并(a)芘筛选值的推导结果与国家颁布值和北京市筛选值中苯并(a)芘的标准进行比较,并对两种模型的推导结果进行分析。比较显示,住宅用地类型下HERA 和RBCA 模型的推导值与国家和北京市标准差异不大,工业用地类型下HERA 模型的推导值跟国家和北京市标准接近,RBCA 模型在工业用地类型下的推导结果是国家标准的2.7 倍,是北京市标准的10.25 倍。分析表明主要是因为模型参数设置、最终筛选值取值原则和苯并(a)芘在两模型中的解析原理方面存在差异。研究结果证明HERA 模型更适合成为我国污染场地筛选值本土化的推导模型。

不同国家基于生态风险的土壤筛选值研究及启示

本文介绍了土壤生态筛选值的定义以及国外一些国家在污染土壤生态风险评估领域的相关土壤筛选值。由于地理生态、社会文化、行政法规以及标准制定的科学基础等差异使各国基于生态风险的土壤筛选值的制定方法各有特色,导致各国基于生态风险的土壤筛选值名称和筛选值之间存在较大差异。我国的生态风险评价研究起步较晚,目前还没有国家权威机构发布的诸如土壤生态筛选值、生态风险评价技术导则等文件。本文就目前国外一些权威机构推出的并得到广泛认可的相关标准、方法做简要介绍,就国际上不同国家的土壤生态筛选值的制定方法、理论体系、使用策略等进行详细描述,为我国制定相关筛选值的方法体系提供参考,旨在推动我国基于生态风险的污染土壤筛选值的建立和生态风险评估研究。

不同国家土壤生态筛选值比较与启示

土壤污染生态风险防控是我国土壤环境保护和管理的重要目标。与国外发达国家相比,我国尚未建立基于生态风险的土壤筛选值(土壤生态筛选值),当前有关土壤生态筛选值的综述相对较少。本文系统梳理了美国环境保护局(EPA)、英国环境署(EA)、荷兰住房、空间规划和环境部(VROM)和加拿大环境部长理事会(CCME)制定的土壤生态筛选值,从标准定位、关键受体、暴露途径、推导方法和生物有效性等方面进行对比分析。结果表明,不同国家土壤生态筛选值均考虑了土壤直接接触毒性和经生物富集和生物放大的二次毒性,推导方法普遍采用生态风险评估方法,并充分考虑污染物的生物有效性。然而,当前我国土壤风险管控标准中仅GB 15618—2018农用地标准的部分考虑了污染物对农作物生长和土壤生态的影响,且试验和推导方法与国外筛选值存在较大差异。因此,“十四五”期间建议初步构建我国土壤生态风险评估框架,明确土壤生态筛选值的定位、作用和使用形式,加强代表性物种和典型土壤的陆生生态毒理学等基础研究,建立科学、规范的土壤生态筛选值制定方法和配套指南,尝试建立适合我国土壤区域特征的土壤污染归一方程和淋洗/老化因子,为我国土壤生态筛选值的制定提供建议和参考。

污染场地土壤与地下水筛选值及标准应用

污染场地风险评估重要的一环是对后续场地修复制定土壤及地下水的修复值,其重要参考就是土壤及地下水污染物筛选值的应用。随着土壤环保产业的逐步推进,我国在土壤及地下水的标准也逐步更新及发展。针对污染场地调查及风险评估,本文梳理了国家及地方发布的土壤筛选值11项标准,以及4项地下水标准,并进行了针对其应用策略及适应范围的分析。

制订我国污染场地土壤风险筛选值的几点建议

土壤是人类社会生存和发展的基础和依托,但是受经济利益驱动,我国工农业曾长期采取粗放的生产方式,导致土壤环境持续恶化,其突出表现为土壤污染和水土流失。因此,当前必须做好土壤质量监测和土壤污染治理工作。本文通过研究土壤污染的机理、途径和污染物迁移规律,提出了制定污染场地土壤风险筛选值的相关建议,旨在引导人们治理土壤污染,保护生态环境。

关于土壤中重金属铊风险筛选值的初探

近年来,土壤重金属污染问题逐渐引起关注。铊作为典型的剧毒重金属元素,由于其在环境中含量较低、引发的污染事故相对较少,尚未引起我国重视。目前我国的土壤污染物相关风险筛选值中缺少铊的相关限值。本文总结了国内外相关标准中铊土壤风险筛选值,并以《污染场地风险评估技术导则》(HJ25. 3-2014)中的推荐方法为依据,计算出敏感用地和非敏感用地场景下铊的土壤风险筛选值。我国应尽快综合各标准、规范和基于人体健康风险评价的结果给出不同用地场景下铊的土壤风险筛选值标准,从而推进我国土壤铊污染防治工作的开展。

四川省不同建设用地类型的土壤污染风险筛选值研究

运用土壤风险控制值推荐模型,针对四川省建设用地中的居住用地和公园绿地的土壤污染风险筛选值进行了分析研究。结果表明:居住用地的苯、甲苯、乙苯、氯苯、苯并[a]蒽和苯并[a]芘6种有机污染物的土壤筛选值分别为0.17 mg/kg、955.63 mg/kg、0.71 mg/kg、23.62 mg/kg、2.57 mg/kg和0.32 mg/kg;公园绿地的筛选值则为0.36 mg/kg、2135.54 mg/kg、1.13 mg/kg、24.49 mg/kg、8.97 mg/kg和0.88 mg/kg,公园绿地6种有机污染物的土壤筛选值均高于居住用地的筛选值。与建设用地土壤污染风险管控标准相比较,居住用地的土壤筛选值均小于建设用地标准,而公园绿地土壤筛选值不同的污染物,比较结果也有所差异,反映出暴露途径对于土壤筛选值的结果有较大的影响。