全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第念卷 第 期
班 一 。 , 一
制定我国土壤环境标准 汞
、
镐
、
铅和砷 的探讨
吴燕玉 周启星 仲国科学院沈阳应用生态研究所
, 沈阳
田均良 中国科学院西北水土保持研究所
, 陕西 杨陵
【摘姿 】本文依据国内外土壤环境质量标准的研究现状 , 在提出土壤环境标准制定依据和原则的基础
上 , 对 、 、 和 的土壤环境质量标准进行了研究 研究表明 , 我囱土壤环境质量功 能 分 区
可包括 自然保护区或“ 清洁 ”无污染区 , 农牧区 森林区 , 城市区 、 废物 处 置 区
和工矿区 其相应的土壤环境质量标准 , 汞为 、 、 和 , 镐加
、 、
和 , 铅为 、 、 和 , 砷为 、 、 和 砂土区除外 , 并论证这
些标准值在全国应用的可能性 为全国土壤质量的宏观管理与控制污染提供了科学依据
关锐词 土壤环境标准 土壤生态效应 重金属 临界值 背景含量
一 , ,
’, 即 , ,
,
, 一 。 , , 一
明 ￡
一
, 班 娜
一 , ￡ 一 , ,
, 钟 毗
巨 , 】 , 脚 ,
, ,
,
,
,
, , , ,
, , ,
一
一 。
, 一 勿 , ,
土坡环境标准的概念及研究现状
土壤环境标准主要是 以保护土壤的环境质
量 , 保障土壤生态平衡 , 维护人体 健 康 为 依
据 , 对土壤中有害物质含量的一种限制 , 是环
境法规的一部分 ‘ , , 〕
迄今为止 , 世界上 多个国家有它 自己的
大气和水的环境标准体系 , 却尚未有一个国家
有完善的土壤环境标准 这是因为 , 制定土壤环
境标准相当不容易 。 为了保护土 壤 这 种 几乎
本文于 年 月 日收到
无再生能力的人类生存资源 , 不少国家近
多 年 来 都 特别重视土壤环境标准 的 研 究 工
作 〔“ ’, 对毒性显著的几种金属和有机物 作 出
或试行 某些暂行规定 , 以部分地满足防止
土壤环境恶化和实施土壤环境保护 政 策 的 需
要 例如 , 日本早在 年代就规定了水稻土
中 、 和 的最大允许浓度 【‘ ”’, 西德学
者 曾提出耕作土壤中若干金属的临
界值 “ “ ’, 英国和欧洲经济共同体对城市污染
土壤或施用污泥土壤中若干元素建议了允许含
,
期 吴燕玉等 制定我国土坡环境标准 汞、 锡 、 铅和砷 的探讨
量指标 ‘’‘ ’ 苏联和原经互会成员国重点研究
了土壤卫生标准 , 从 年起逐步制定了 多
种化学物尽帕勺土壤卫生标准 ‘ ’ 美国和 澳 大
利亚等国也有自己的一些规定 ‘匕
, ’‘ , ’。’
我国的土壤环境工作者也早就认识到制定
土壤环境标准的重要性和必要性 中国科学院
土壤环境容量协作组对我国部分土类提出了若
干元素的土壤质量标准的建议 【‘ ’。 在土 壤 背
景值应用研究项 目内 , 又组织专家对土壤环境
标准进行了系统的研究 , 提出了制定土壤环境
标准的依据和原则
制定土坡环境标准的依据和原则
就国内外制定土壤环境标准的现有水平 ,
其研究方法可概括为两大类 , 即生态效应方法
和地球化学方法 将生态效应方法和地球化学
方法加以综合运用 , 是我们制定土壤环境质量
标准的指导思想 图 为此 , 我们提出制定
土壤环境标准的主要依据有以下 方面
土壤环境质量的功能分区
按照我国土壤环境质量的实际情况 , 其功
能区划分为以下 类
类区 自然保护区和生活饮用水源保
护区 , 其特点是土壤基本不受人为污染 , 各项
功能正常 , 它保持了元素自然地球化学长期运
动的 自然状况和对照区水平
。 类区 农牧业区 , 它直接涉及到重要
收集各种资料
,
几
全国土壤背景值资料一 吨 土壤 生态试验资料 我国地球化学异常 区资料 国外土艘标准或基准资料
比 比 加 ” “
一 达 一
背景值 基准值氏 啼 叨 警戒值 临界值
一 臼 , 口 丫口 】。
提出我国 峨 环境标准制定方案
一 四 泣 一 肥
代 鬓 效三价乙 岂
至己
中国土堆 环境标准
一 丫一 能 之 扩
圈 , 我国土 狡环境标准的制定程序
一 砚
·
的食物链 , 因而对人体健康较为重要 。
。 。 类区 包括各类林地 , 基本上不直接
涉及食物链 , 但对环境可能产生一定影响
类区 废弃物和污水土地处置区 、 运
动场地 、 城镇与工矿用地 , 它 巳是污染区 。 控
制有害物的浓度是为了防止污染进一步扩大 。
因此 , 鉴于大气 、 水环境质量标准的制定
经验 , 土壤环境质量标准不应订成一个单一的
限制值 , 而应是一个柑应于不同土壤环境质量
功能区的多级体系 , 即 级水平 , 其相应的含
义及在管理上的应用可见表 。
全国土壤背景值资料
我国土壤背景值调查中得到土壤 、 、
和 分析数据达 多个 , 得出全国上述
元素总体分布特征 、 频 率分布状况 ‘” 和背
景值范围上限 表 , 据此计算的 土 壤 基 准
值 , 可作为制定土壤环境质量标准的依据之一
调查表明 , 、 、 和 分布频率
最多区间依次分别为 。 一。 占
、 一 蛇 占
。 、
一 占 、 一
占 调查还表明 , 我国土壤 、
、 和 的背景值分别依次为 。 、
、 和 在制定 、 、
伪
· · · ·
,
应 用 生 态 学 报 卷
表 我国土滚环城标准等级体系
川
级 别 状 态 术 语
亡
生态影响
之
丘
管理应用
匕
￡
执行功能区
场
沁
类理想水平
可接受水平
饭
可忍受水平
背景值
基准值
警戒值
临界值
正 常 严格控制
基本无影响 土壤污染判据
开始产生影响 须 限制污染
超标水平
一
影响较严重 应采取防污措施
类
类
衰 我国土滚 、 、 和 的背最值和范围
一 , ,
元 素 样点数
。
中位数 算术均值
】
几何均值
幻以
位值
”
。
。
。
一
。
。
。
一
。
。
。
。
。
。
。
置信限
。 一 。
。 一 。
。 一 。
。
一 。
靶
和 的土壤环境质量标准时 , 这些结论均
可被利用和参考 。
元素的浓度 —生态效应和 两元素生物迁移性强 , 对植物低
毒 , 主要 以籽实残毒危及人体健康 , 对动物及
人体高毒 , 二者差别在于 在水田中毒害大
于旱 田 , 而 在旱地小麦的吸收率为水稻的
倍 ‘ ’ 在土壤中稳定性很高 , 目前国外
就 对人体影响研究较多的是侧重于儿童 以
土一手一 口这样的途径直接摄入铅 , 影响到血
液中 含量 , 据此来反推土壤中 的最大允
许含量 〔“ ’。 的 毒害首先表现在影响作物
产量 , 水稻对 毒最敏感 , 其次是大 豆 「 ’,
所 以对土壤 的限制量可 以水稻不减产 、 大
豆籽实不含残毒为准 的 另一特点是淋溶
迁移现象明显 , 含量高时 , 会造成对环境水质
的污染 〔‘“ ’ 制定土壤环境质量标准时 , 都应
考虑到这些情况
、 、 和 土壤环境质量标准建议
方案
由此 , 我们的结论和探讨如下
第 级
这是一个背景值 —理想水平
, 以全国土
壤背景值中位数表示 , 考虑到便于 计 算 和 应
用 , 它应该有一范围 , 因而暂 以 几何均
值 乘 以 几何标准差 代表 研究表明 ,
的土壤 级标准 , 建议为 ,
建议为 , 建议为
, 建议为
第 级
即基准值 —可接受水平 本级主要用于宏观判断土壤是否污染 以及监测农牧业用地 。
由 乘以 “计算而得 因 毒性较大 , 须
根据 乘以 计算 故建议的土壤 级标
准为 、 、 、
它适用于全国大环境 、 、
和 污染的控制 当然 , 对某区域土 壤 是
否污染的判断 , 最理想的办法 , 是 利 用 当 地
土壤背景值 、 土壤基本性质和重金 属 元 素 之
间存在固有的平衡关系 , 建立数学模式 例如
如 ,
期 吴燕玉等 制定我国土壤环境标准〔汞 、 镐 、 铅和砷 的探讨
在黄土高原区选择 种土类的 个土壤剖面表 、
层和母质层分析结果表明 , 表层土 壤 第 级
含量的范围值上限约为 , 这比全国土 它是一个临界值 , 超标水平 当土壤有毒
壤 建议的 级标准 更适合在黄土 金属含量达到此值 , 已严重影响其生态系统 ,
高原上应用 因而为环境标准的上限 , 只适用于土地污水污
第 级 泥处置区或城镇工矿交通用地 , 故采用矿区土
即警戒值 —可忍受水平 从这级开始
, 壤的高背景值和原生环境中元素含量的上限值
对土壤生态环境产生影响 我们选择有毒金属 为计算依据 据研究 , 贵州丹寨和万山汞矿土
影响土壤生态系统的最低浓度作为警戒值 据 壤 的临界值为 , 辽宁柴河和青
研究 ’‘ ’, 土壤 对细菌和放线菌的临界抑制 城子铅锌矿土壤 的高 背 景 值 各 为 。和
浓度为 , 它也是土壤酶的临界抑制 表 另据报道 「弓 ’, 盆栽水稻减
浓度 试验材料为草甸棕壤 、 大豆和水稻 在 产 时 , 相应土壤 浓度为 ,
沈阳张士污灌区的田间调查表明 , 当大米含 田间产生 。 镐米时 , 红壤性水 稻 土
食品卫生标准 时 , 土壤含 量达 含 为 儿童血 水 平 协
一 据报道 , 当土壤 含 时 , 相 应 的 土 壤 水 平 为 一
时 , 儿童血 达 “ 仁’‘ ’, 在砂土地区 , 土壤 大于
建相当于我国儿童血 的允许水平 该土壤 时 , 至少使浅层地下水污染 对于一般地
水平还使 敏感作物大豆生长受抑 ’ 据 区 , 土壤 小于 时 , 不会对环境水
夏增禄等报道 〔‘ ’, 土壤 对草甸褐土酶的临 质造成危害 综上所述 , 建议的土壤 级标准
界含量 , 种水稻为 盆栽水稻减产 为 、 、 、 ,
时 , 土壤 含量 一 ‘“ ’ 为此 , 我 砂土区除外
们建议土壤 级标准为 宫 、 、 适用性检验
衰 我国 大矿区土班 、 、 和 的环境背 位斑料 创
卜 丘 , , 宜 盆 云
辽 宁柴河铅锌矿 辽 宁青城子铅锌矿
一 一鱼些生一
一 一 卫些丝鲤丝一 一
。·“ , · 。一‘“ ·。
’· , · 一 ,
】 “
· ’ 一
二力一,,沪比一﹃口甘﹄漪几次一
甘
,一口﹄八‘几氏一,遥二甘矿一汞一山一旧万众一域入人州介一贵、一功能区
清洁区
过渡区
异常 区
污染 区
与国外土壤质量基准对比
各国的社会发展 、 自然条件和卫生水准的
不同 , 在制定标准时选择的依据和限制性指标
存在差异 , 因此同一污染物各国的限值 表
有所不 同 , 尤其是土壤 的基准 , 各国的变
化幅度较大 我们建议的 级和 级标准均严
于国外基准 因为我国人 口多 , 耕地少 , 农牧
业用地直接与人体健康有关 , 故要从严控制
所订的第 级标准与法国 、 美国和欧共体国家
相近 , 而严 于其它各国 的第 级 标 准 略
宽 。
在全国的适用性检验
将所订各级标准值与全国各省市行政区土
壤背景值数据对比后 , 得出全 国所有省份含量
均在第 级标准值 以下 , 属清洁区理想水平 。
然而 , 云南 和 、 广西 和 、 贵州
几 , 如 ,
应 用 生 态 学 报 卷
裹 世界一些 家土幼中 、 、 和 建议的最大允许浓度 ’。, ’, , ’ , “
盆 劝 也 主 ‘
国 家 仃了
欧洲经济共同体国家
美 国
法 国
西 德 泊
意大利
苏格兰
英 国
加拿大 防
苏 联
一 。
。 。
一
一
。
。
。
。
荟
一
日
背景值 十
长期施用污泥 一 即
、 和 、 湖南 、 福建与山西 偏高 一 在不同的土地
及江苏 的平均含量略高 , 处于 级和 利用方式中 , 水旱轮作田 、 水田和菜田中土壤
级之间 云南和贵州系石灰岩地区 , 湖南是因 均偏高 根据我们所掌 握的材料 , 全国遭
矿藏的影响 , 江苏是由于过去施用较多的含 工 、 、 和 污染农田面积达数万公顷以
农药所致 比较沿海 个城市土壤 含量 后 发 上 , 其污染程度轻重不一 , 从污染 数 值 范 围
现 , 宁波市表土 偏高 。 , 而 表 可以说明所订土壤 、 、 和 标
层 含量正常 温州 、 深圳和厦门市表土 准值可用来衡量土壤的污染程度
衰 全 一些污滋区土滚中 、 、 和 的含
介卜 ” , , 功 吕
地 点
沈阳张士滋区
哈尔滨马家沟
上海市郊 肋叨 时
天津赵沽里
北京东南郊
济 南 市
广西搁顶铅锌矿
贵州清晋镇地 区 坛
江西大吉山
湖南挑林污染 区
株 州冶炼厂附近 业
江西水 口 山 罗
。
。
。 一 。
。
。
。
。 一 。
一
。
。
。
。
。 一 。
一
。
。
。
。 一 。
。 。
。
。
。
。 一 。 运
。 一
。 一 。
。 一 。
。 一 。
一
。 一 。
。 一 。
每
结 论
本文应用全国土壤背景值调查 资 料 以 及
贵州与辽宁 个矿 区土壤中 、 、 和
的高背景调查资料 , 并引证我 国土壤生态试验
的部分成果 , 经统计分析后得出 , 我 国 土 壤
犯 、 、 和 的环境质量标准值应为一个
级的分级体系 , 我国土壤环境质量功能区可
分为 类 自然保护区和生活饮用水源保
班 我口土场 、 、 卜和 理双的环级质工 标准
一
了
级别 、
。
。
。
。
。
。
。
。 一 沙土除外
份
如 ,
期 吴燕玉等 制定我国土壤环境标准 汞 、 锡 、 铅和砷 的探讨
护区多 农牧业区 , 各种天然林区与人
工林区 , 废弃物和污水土地处理区 , 城镇
与工矿交通用地区 对相应的土壤提出了 级
环境质量标准建议值 表
参 考 文 献
纽式路 。 。 对我国环境标准现状的分析 和 今 后 展
望 中国环境科学年鉴 , 。 一 。
陆晶道 。 有关环境标准几个间题的探讨 。 中国环
境科学年鉴 , 。一
蔡士悦 。 。 土坡环境质量标准的研究 环境科学动
态 , 一 。
增禄 。 土城环境容量及其应用 气象出版社 , 北
京 , 一
高拯民 、 吴燕玉 。 澳大利亚 污水灌溉与有关环境
间题研究现状 。 科学技术文献出版 , 北京 , 一 ”。
潘顺昌 。 。 苏联卫生标准研究进展与我国研究课题
设想 。 中华预 防医学杂志 , 一
了 魏复盛 中国土 壤元素背景值 中国环境科 学 出
版社 , 北京 , 一
李应学等 。 。 农田施用污泥中砷的控制标准研究 。
农业环境保护 , 》‘ 一 ·
周 毅等 。 土壤中的铅对作物的影响 农业环境
保护 , 一 ·
户‘ , 。 卜
爪迁 就
, , 韶 一盯 。
, , 。 。
的
切 。 。 扮 。 ,
一 。
,
。 爪叭 ,
吧 昭
, 一
,
。
, 翻 次 , 。 , 毗 ,
。 叮
, , , 一
, 。 。
爪 ,
朗 一
。 扮 一
, 一 。
,
。
, , 。 。
,
一 。
醉
, ,
, 一
,
。
, 沮
, 一 。