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另一方面,植物对重金属的吸收并不总是随着时间的推移而下降,连续3年盆栽试验表明,水稻对Cd的吸收是一种起伏不定的状况,因而临界值的确定应该是一个长期试验的结果。
3.4.3 污染发生过程。植物对Pb的吸收在一定浓度范围内有随浓度增加而上升的趋势,超过一定的浓度时,由于根系受害而降低元素吸收的能力,从而使得吸收量下降,因而单纯从籽实含量来判断土壤污染状况时,有可能造成失误。
对影响大豆植株中Pb含量因素的研究表明,在Pb浓度为500和1000 mg/kg处理中( pH4.5,CEC 6.8 cmol+/kg),其地上部分Pb含量分别为127.8和83.9 mg/kg,表明添加1000 mg/kg Pb反而比500 mg/kg时植株吸收的 Pb要少, 因而污染发生过程的影响使得植株Pb含量与土壤Pb含量之间并不总是有良好的对应关系,如对污染历程缺乏了解,就有可能造成误判。
另一方面,这一现象亦说明在农产品产地土壤重金属污染防治的研究中,必须进行土壤和植物点对点的采样,才有可能对土壤环境质量做出客观的评估。
3.5 不同品种之间临界值的差异
由于生理、生化和遗传特性等不同,即使同一种植物的不同品种之间对重金属的胁迫亦可能有不同的反映,因而临界值亦可能不同。
对不同品种大白菜的研究表明,地上部Pb和Cd含量存在显著品种差异。不同基因型番茄对Cd有不同的胁迫反应。水稻亦是如此,7种类型水稻糙米含镉量从高到低依次为特种稻、常规早籼稻、三系杂交晚稻、两系杂交晚稻、常规晚籼稻、常规粳稻、爪洼稻。
Cd在不同类型品种和不同器官中的含量均存在显著差异,在常规籼稻精米、稻谷中的含量最高,在杂交稻精米和稻谷中的含量居中,常规粳稻中的含量最低,而Pb在常规籼稻稻米和稻谷中的含量显著高于在粳稻和杂交稻中的含量。32个不同品种水稻的研究表明,糙米Cd含量为0.06–0.59mg/kg,Pb 含量为0.25–3.15mg/kg,品种之间存在显著差异,从而不难发现,根据农产品中污染物限量和糙米重金属含量计算的土壤重金属临界值亦有显著不同。
上述例证虽然不是影响临界值的全部因素,但可足以说明土壤重金属临界值(基准)或标准受制于多种因素,因而具有依存性和相对性,很难给出一个全国的统一标准、使之适用于不同利用条件和不同地区。
一个较为客观的事实是产业部门和地方政府有可能是制定农产品产地土壤环境标准的合适机构,因为这样的标准可能更符合实际情况;采用产量和食品中污染物限量来判断土壤的适宜性有可能更为方便而直接。
4 土壤环境标准独立性与依存性的关系
以土壤元素背景值为依据制定的土壤自然环境质量保护限量标准是土壤资源保护的目标值,这一目标值不应该因为土壤资源的不同利用而改变,它是衡量土壤对外源污染物负载容量的起点值。
以生态效应法制定的土壤资源利用污染物限量标准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,否则土壤资源的保护和可持续利用将可能成为空谈。
用于制定土壤自然环境保护限量标准的背景值和用于土壤资源利用污染物限量标准临界值之间的差值,可进行污染物负载容量的计算。
负载容量特别是动容量可成为政府部门管理土壤环境质量的依据,就重金属而言,这里的动容量是指特定土壤和一定时限内,某种重金属参与土壤圈物质循环时,土壤所能容纳的重金属量(总量或可提取态)。
它涉及重金属的临界含量、背景值、输入和输出量、时间等因素。强调了在一定空间和时间范围内,土壤容量应该保持一个动态平衡的状态,土壤外源重金属的输入和土壤中相应元素的输出基本平衡,即切实保障特定条件下土壤应有的重金属容量不至于受到破坏性影响;对于负载容量已被利用的部分,应该限时恢复,从而可使土壤环境质量持续地保持在良好水平。
在全面考虑土壤环境质量的独立性和依存性的基础上,可以认为土壤环境质量的保护可以从简单的依靠质量标准,过度到以污染物负载容量为依据的新的管理模式,它在土壤环境质量管理、环境损害赔偿、负载容量的有偿使用以及土壤环境保护责任主体的认定等方面都具有良好的可操作性,对于土壤的可持续利用、坚守18亿亩耕地红线和保障粮食安全具有重要意义。
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