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德国农用地土壤污染触发值和行动值制定经验及启示

北极星环境修复网  来源:环保部对外合作中心 环保技术国际交流合作部    2018/1/4 9:50:47  我要投稿  

北极星环境修复网讯:文章在分析德国土壤污染限值标准、相关政策法规及其有关科研成果基础上,梳理了德国农用地土壤污染触发值和行动值的制定原则、技术方法,并提出了以风险管控为基础,重点保护农产品质量安全;稳步推进,加强农用地土壤污染风险管控标准的基础研究;与土壤详查工作做好衔接,建立完善统一的农用地土壤污染风险管控数据库;推动协调配合,加大相关部门分工协作力度等相关工作建议。以期为我国农用地土壤污染风险管控标准制定和实施提供参考和借鉴。

德国于1998年3月17日颁布了《联邦土壤保护法》,1999年配套生效了《联邦土壤保护和污染地块条例》,建立了土壤污染风险评估和治理修复的统一方法和标准,是世界上较早颁布土壤保护法案的国家之一。经过长期发展和完善,德国在农用地土壤污染限值标准制定和应用方面积累了丰富的实践经验。自1995年颁布土壤环境质量标准以来,我国在农用地土壤污染风险管控和标准法规制度方面的工作相对滞后。借鉴德国在农用地土壤污染限值标准制定和实施方面的经验,有助于推进我国相关工作有序开展。

德国土壤污染触发值和行动值

德国《联邦土壤保护和污染地块条例》详细规定了预防值、触发值、行动值三类土壤污染限值标准,并明确规定了每年的土壤污染负荷。由于触发值和行动值对于德国农用地土壤污染风险管控具有重要意义,本文主要围绕德国土壤污染触发值和行动值进行分析。

限值的构成

预防值、触发值、行动值这三类土壤污染物限值的作用明确。超过预防值意味着未来有可能产生土壤污染问题;超过触发值则需启动调查评估程序以判断该土壤污染是否存在风险;超过行动值则意味着风险影响人类健康或环境,应当采取行动消除风险。

此外,德国还建立了年土壤污染负荷清单,限定了土壤作为受纳体和在一年中通过所有途径消纳的污染物的种类和数量。

触发值和行动值制定基本原则

一是考虑场地用途。由于特定场地的触发值和行动值均与场地的用途密切相关,因此应考虑场地的实际用途以及未来用途,再合理判断场地是否存在风险并以此制定限值。

二是简化暴露途径。触发值和行动值是基于风险而制定的,如果在估算某种污染物的暴露风险时把理论上所有可能的暴露途径都考虑进来,则会产生相当大的不确定性,导致评估结果有失偏颇。因此,在制定触发值和行动值时应适当简化暴露评估范围,选择特点鲜明、简单明了的暴露途径为代表,比如以儿童在户外活动中通过口腔摄取土壤污染物作为评估途径。

三是考虑生物有效性。在综合条件许可的情况下,行动值应该依据污染物的生物有效性浓度来制定,从而反应实际中最坏的暴露情景。

四是土壤样品采集方法、分析测试方法,应与土壤污染物限值制定方法相互匹配,并在标准中予以明确和详细说明。

五是对于未制定触发值或者行动值的污染物,应采用标准中规定的相同的推导方法对污染物进行评估。

触发值和行动值应用范围

农用地土壤触发值和行动值主要用于评价可耕作层土壤污染状况,即0—30cm深度的农田和菜园用地,以及0—10cm深度的草场土壤污染状况。对于更深的土壤,其相应标准限值应在原有基础上扩大1.5倍。

触发值和行动值制定目标

德国在制定土壤触发值、行动值以及预防值时,以保护人体健康为主要目标,兼顾保护农产品质量安全。主要考虑“土壤—人类”直接接触、“土壤—作物”接触及转移、土壤—地下水”淋溶3种暴露途径。在用地类型上涵盖了农用地、儿童游乐场地、住宅用地、公园和娱乐用地、工业和商业用地等用地类型。

触发值和行动值的重点污染物指标

德国针对“土壤—人类”直接接触途径,结合地块用途选择以下污染物:砷、铅、镉、氰化物、铬、镍、汞、阿尔德林、苯并芘、DDT 、六氯苯、六氯化苯(HCH 混合物或 HCH)、五氯苯酚、多氯联苯、二噁英/呋喃。

针对“土壤—作物”接触、转移途径,结合不同的场景选择以下污染物:砷、镉、铅、汞、铊、苯并芘,主要针对需要考察作物质量的农业区域或者菜园;砷、铅、镉、铜、镍、汞、铊、多氯联苯,主要针对需要考察作物质量的草场;砷、铜、镍、锌,主要针对存在作物生长障碍的农业区域。

德国农用地土壤污染触发值和行动值制定方法

暴露情景假设

结合作物的种植规模来区分3种不同的暴露场景:一是商品化粮食种植地及菜园中的作物;二是商品化草场和菜园产出的饲料作物;三是家庭果/菜园的自产水果和蔬菜。考虑两种暴露途径:一是内部吸收,即土壤中污染物经由作物根系吸收并运输到作物体内的重金属污染物;二是外部沾染,即作物被受污染的土壤沾染[3]。

限值推导方法

根据农产品、饲料质量安全标准,确定作物可允许的污染物浓度最大值,以此反推土壤污染物浓度最大值。具体来说,即建立“土壤—作物”污染物浓度回归方程,确定二者污染物浓度相关性高低:对于高相关性的污染物,采用考察不同置信区间内样品的检出浓度的超标倍数作为限值制定参考;对于低相关性的重金属污染物,在上述方法的基础上加大可允许浓度的上限来制定限值;最后综合判断所推导的土壤污染物最大值的合理性,将确定的结果定义为触发值或行动值。

分析测试方法

德国农用地土壤污染物分析测试有两种方法,一是使用稀释后的盐溶液提取,例如根据DIN19730[4]使用硝酸铵提取重金属有效态(硝酸铵法),测定经由作物根系吸收的土壤重金属成分、含量。二是根据DIN38414[5]第7部分使用王水提取(王水法),结合土壤pH值、有机碳、黏土成分等参数,间接评估土壤中与系统吸收相关的重金属含量。

通常情况下,上述两种重金属提取方法受重金属、作物种类和提取部位等条件影响,结果存在较大差别,需要针对不同暴露场景选择不同提取方法。对于商业种植和家庭种植,采用硝酸铵法较为合适和经济。对于草场,考虑到污染土壤经由饲料被动物直接摄取的情况,采用王水法测试重金属含量比用硝酸铵法更有意义。

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