土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到多方面的基礎(chǔ)性問題。了解和解決其所涉及的這些基礎(chǔ)性問題，是土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)是否科學(xué)準(zhǔn)確并在國家層面上能否全面應(yīng)用的前提。
本文從土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究相關(guān)的概念及其內(nèi)涵、基礎(chǔ)方法標(biāo)準(zhǔn)化、生物受體的選擇和變量歸一化4大方面闡述了土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究需要解決的基礎(chǔ)性問題，從而為全面系統(tǒng)地開展此項(xiàng)研究工作提供思想、理論、方法和技術(shù)等依據(jù)。具體來說，包括“環(huán)境質(zhì)量”、“土壤環(huán)境質(zhì)量”、“土壤質(zhì)量”、“土壤污染”、“污染土壤”、“土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)”、“污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)”等諸多相關(guān)概念，采樣、前處理、分析步驟和測(cè)試方法等的統(tǒng)一與標(biāo)準(zhǔn)化，敏感種與優(yōu)勢(shì)種等生物受體的正確選擇，以及涉及到總量與有效態(tài)或提取態(tài)、復(fù)合污染與交互作用的情況、土壤本身的一些影響因素(土壤類型、有機(jī)質(zhì)、粘粒、pH、Eh和CEC等)、土壤外部的一些影響因素(地理區(qū)域、溫度、水分或濕度、施肥或農(nóng)業(yè)措施等)諸多變量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的歸一化處理。最后，結(jié)合這些基礎(chǔ)性問題，對(duì)土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)的研究進(jìn)行了展望。
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)在整個(gè)環(huán)境管理體系中處于非常重要的位置,對(duì)于環(huán)境管理的方向、模式和公平性等都具有直接或間接的指導(dǎo)性作用,從而關(guān)乎到國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和國家安全等問題。制定全面系統(tǒng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系,對(duì)于開展環(huán)境保護(hù)工作具有十分重要的意義。土壤環(huán)境基準(zhǔn)作為土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制修訂的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù),全面系統(tǒng)地開展土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究勢(shì)在必行。然而,我國自1995年頒布土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以來,將近20年過去了,土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作至今卻沒有取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。究其主要原因,在于我們對(duì)土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究中需要解決的基礎(chǔ)性問題重視不夠、解決不力。因此,為了促進(jìn)、推動(dòng)全面系統(tǒng)的土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究,我們就其需要解決的基礎(chǔ)性問題進(jìn)行論述和探討。
1、概念與內(nèi)涵的基礎(chǔ)性問題
在土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究的過程中,涉及到“環(huán)境質(zhì)量”、“土壤環(huán)境質(zhì)量”、“土壤質(zhì)量”、“土壤污染”、“污染土壤”、“土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)”、“污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)”,等諸多相關(guān)概念。很有必要明確一下各自的科學(xué)內(nèi)涵,這對(duì)于基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究是很有必要的;同時(shí),這也是一切研究工作的思想準(zhǔn)備和理論基礎(chǔ)。
1.1 環(huán)境質(zhì)量/土壤環(huán)境質(zhì)量/土壤質(zhì)量的內(nèi)涵
對(duì)于環(huán)境質(zhì)量的內(nèi)涵，目前存在多種不同的說法。普遍認(rèn)為，環(huán)境質(zhì)量是指環(huán)境的優(yōu)劣程度，是對(duì)人類的生存和繁衍以及社會(huì)發(fā)展的適宜程度，是反映人類的具體要求而形成的對(duì)環(huán)境評(píng)定的一種概念。也有學(xué)者認(rèn)為，環(huán)境質(zhì)量是環(huán)境系統(tǒng)客觀存在的一種本質(zhì)屬性，是環(huán)境系統(tǒng)所處狀態(tài)的整體性表述?？偟膩砜?，前者是基于人類的需求而言，是從主觀的角度來描述，后者是基于環(huán)境系統(tǒng)本身，是一種客觀的認(rèn)識(shí)。我們認(rèn)為，這兩種不同角度的理解都是可行的。但毫無疑問的是，環(huán)境質(zhì)量水平的高低與人類的生存、生活和生產(chǎn)條件以及生態(tài)系統(tǒng)健康是密切相關(guān)的。按照自然環(huán)境要素，環(huán)境質(zhì)量又可分為大氣環(huán)境質(zhì)量、水環(huán)境質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量等。因此，土壤環(huán)境質(zhì)量是環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)具體介質(zhì)類別，它既具有環(huán)境質(zhì)量的一般內(nèi)涵，同時(shí)又體現(xiàn)土壤環(huán)境本身的具體特點(diǎn)。
20世紀(jì)90年代以來，隨著人口對(duì)土地壓力的不斷增大，人類對(duì)土地資源的過度開發(fā)利用導(dǎo)致了土壤資源的嚴(yán)重退化，并對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重威脅的情況下，人們對(duì)土壤質(zhì)量這一概念有了新的認(rèn)識(shí)。應(yīng)該說，“土壤質(zhì)量”與“土壤環(huán)境質(zhì)量”是兩個(gè)內(nèi)涵并不相同的概念，國內(nèi)外有相關(guān)文獻(xiàn)都對(duì)其進(jìn)行了闡述，尤其是國內(nèi)對(duì)“土壤質(zhì)量”這一概念更是進(jìn)行了深入廣泛的探究。歸結(jié)起來，主要有以下3種表述:
一種認(rèn)為土壤質(zhì)量與土壤健康是同義語，土壤質(zhì)量包括土壤肥力質(zhì)量和土壤環(huán)境質(zhì)量。
第二種觀點(diǎn)，以Cornell學(xué)派為主，他們認(rèn)為，土壤作為重要生命系統(tǒng)行使各種功能的需要，包括維持生物生產(chǎn)力、改善環(huán)境質(zhì)量、促進(jìn)植物和動(dòng)物健康等3個(gè)方面，因此，土壤質(zhì)量包括土壤肥力質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量和土壤健康質(zhì)量這3個(gè)既相互獨(dú)立、又相互聯(lián)系的部分。如我國土壤學(xué)家趙其國等早先給出的土壤質(zhì)量定義，就是“土壤在生態(tài)系統(tǒng)的范圍內(nèi)，維持生物的生產(chǎn)力、保護(hù)環(huán)境質(zhì)量以及促進(jìn)動(dòng)植物健康的能力”，曹志洪和周建民也認(rèn)為，土壤質(zhì)量是土壤提供食物、纖維、能源等生物物質(zhì)的土壤肥力質(zhì)量，是保障糧食生產(chǎn)的根本，土壤保持周邊水體和空氣潔凈的土壤環(huán)境質(zhì)量，土壤容納消解無機(jī)和有機(jī)有毒物質(zhì)、提供生物必需的養(yǎng)分元素、維護(hù)人畜健康和確保生態(tài)安全的土壤健康質(zhì)量的綜合量度。徐建明等也指出，土壤質(zhì)量是土壤肥力質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量和土壤健康質(zhì)量3個(gè)方面的綜合質(zhì)量。其中，土壤肥力質(zhì)量是指土壤提供植物養(yǎng)分保障生物生產(chǎn)的能力，土壤環(huán)境質(zhì)量是土壤容納、吸收和降解各種環(huán)境污染物質(zhì)的能力，土壤健康質(zhì)量則是指土壤影響和促進(jìn)人類和動(dòng)植物健康的能力。
還有一種觀點(diǎn)則認(rèn)為，土壤健康質(zhì)量可以包括在土壤環(huán)境質(zhì)量里，也就是說，土壤肥力質(zhì)量和土壤環(huán)境質(zhì)量是土壤質(zhì)量的兩大組成部分。
總之，目前我國土壤學(xué)所用的“土壤質(zhì)量”定義基本上是沿用Doran和Parkin(1994)的概念，也即:土壤質(zhì)量是指在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)或者特定土地利用方式下土壤支撐其生物生產(chǎn)力、維持環(huán)境質(zhì)量和促進(jìn)動(dòng)植物及人類健康的能力。也就是說，土壤肥力質(zhì)量和土壤環(huán)境質(zhì)量是包含于土壤質(zhì)量中的，這是當(dāng)前普遍認(rèn)同的一點(diǎn)?？梢姡谕寥拉h(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)的研究中，可以認(rèn)為，主要關(guān)注的是土壤環(huán)境質(zhì)量，而不是土壤肥力質(zhì)量，盡管有時(shí)也涉及土壤健康質(zhì)量。
1.2 土壤污染/污染土壤的內(nèi)涵
對(duì)于土壤污染和污染土壤這兩個(gè)概念，國內(nèi)外存在多種不同的理解。污染土壤是指人類活動(dòng)引起的物質(zhì)和能量輸入土壤，并引起土壤結(jié)構(gòu)或“和諧”受到損害，人體健康受到傷害，資源和生態(tài)系統(tǒng)受到破壞、對(duì)環(huán)境的合理使用受到干擾。
總體來講，污染土壤是指被污染了的土壤，其內(nèi)在含義是經(jīng)過量化指標(biāo)或其他評(píng)估方法評(píng)價(jià)之后，確認(rèn)土壤已經(jīng)受到了污染。
土壤污染是指污染物質(zhì)的排放，導(dǎo)致土壤特性的改變，更為通常的是引起化學(xué)和生物學(xué)平衡的打破。中國臺(tái)灣《土壤及地下水污染整治法》中對(duì)“土壤污染”所下的定義，認(rèn)為土壤污染是指土壤因物質(zhì)、生物或能量之介入，致變更品質(zhì)，有影響其正常用途或危害國民健康及生活環(huán)境之虞。
1.3 土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)和污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵
一般認(rèn)為，環(huán)境基準(zhǔn)是指環(huán)境中污染物對(duì)特定保護(hù)對(duì)象(人或其他生物)不產(chǎn)生不良或有害影響的最大劑量或濃度，或者超過這個(gè)劑量或濃度就對(duì)特定保護(hù)對(duì)象產(chǎn)生不良或有害的效應(yīng)。
基于上述定義，環(huán)境基準(zhǔn)應(yīng)該包括不因有害物質(zhì)的作用而產(chǎn)生急性、亞急性或亞慢性和慢性毒害的最大劑量(無作用劑量)或濃度。也就是說，其內(nèi)涵應(yīng)該包括環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)和污染環(huán)境修復(fù)基準(zhǔn)2個(gè)方面。
因此，土壤環(huán)境基準(zhǔn)不等同于土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)，土壤環(huán)境基準(zhǔn)應(yīng)該包括土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)和污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)兩個(gè)方面。其中，土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)遵循土壤環(huán)境質(zhì)量長期自身演變的規(guī)律，反映污染物或有害物質(zhì)長期的脅迫和慢性的影響或作用，一般是指當(dāng)土壤環(huán)境中某一有害物質(zhì)的含量為一閾值范圍時(shí)對(duì)人或者生物長期生活在其中不會(huì)發(fā)生不良或有害的影響;而污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)，反映土壤環(huán)境系統(tǒng)受到嚴(yán)重污染或發(fā)生突發(fā)事件后恢復(fù)其自然生態(tài)功能的過程中，污染物急性、亞急性毒性的危害與作用，一般是指當(dāng)污染物超過一定閾值范圍導(dǎo)致人或生物產(chǎn)生不良或有害的反應(yīng)。
土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的是土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，我國制定的《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618—1995)是為了防止土壤污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)林生產(chǎn)，維護(hù)人體健康。污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的則是污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)， 是指由技術(shù)和法規(guī)所確定、確立的環(huán)境清潔水平，通過生態(tài)修復(fù)或利用各種清潔技術(shù)手段，使環(huán)境中污染物的濃度降低到對(duì)人體健康和生態(tài)系統(tǒng)不構(gòu)成威脅的、技術(shù)和法規(guī)可接受的水平。它是在綜合考慮技術(shù)清潔水平、環(huán)境背景水平、法規(guī)可調(diào)控清潔水平、污染物的選擇、分析檢測(cè)方法、修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的分類、對(duì)地下水的保護(hù)和生態(tài)毒理學(xué)評(píng)價(jià)方面等因素而制定的，以達(dá)到污染修復(fù)與治理，消減污染的目的。
國外修復(fù)基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究與我國相比起步較早。美國早在1993年便建立了風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)向矯正行動(dòng)RBCA和CalTOX法，來推導(dǎo)、建立土壤清潔水平，并且還開展了大量污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制定的模型方法研究。加拿大在1991年就發(fā)布了(污染)土壤臨時(shí)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，后又在1996年制定了土壤質(zhì)量指導(dǎo)值(Canadian soil quality guidelines)。荷蘭發(fā)布了“荷蘭清單”(“Dutch List”)，后又制定了干涉值(Intervention value)來指導(dǎo)修復(fù)行動(dòng)。丹麥也制定了污染土壤消減標(biāo)準(zhǔn)(Cut-off criteria)。
我國過去把環(huán)境基準(zhǔn)等同于環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)，致使我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系中只有環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而忽視了污染環(huán)境修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，在污染土壤修復(fù)效果的評(píng)價(jià)中，一直以土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，但是依據(jù)背景值建立的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并沒有給出污染土壤中污染物的允許值，這樣對(duì)于有一定吸納污染物能力的土壤資源是一種浪費(fèi)?？梢?，污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)的研究十分必要，其意義重大。我國盡管開展了一些零星的開拓性工作，但至今卻沒有在國家層面上系統(tǒng)開展過污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)的研究。因此，為了推動(dòng)我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的修訂和污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作，需要從國家層面上系統(tǒng)地開展土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)和污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)方面的研究。
總之，在今后土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)的研究中，要特別注意土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)和污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)之間的區(qū)別和聯(lián)系。
2、方法標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)性問題
在我國目前有關(guān)土壤臨界濃度數(shù)值與土壤環(huán)境基準(zhǔn)相關(guān)的基礎(chǔ)資料等數(shù)據(jù)不足，質(zhì)量更差，大多沒有可比性。要使這些數(shù)據(jù)有可比性，土壤采樣、前處理、分析步驟和測(cè)試方法等必須統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化。在土壤采樣環(huán)節(jié)，要涉及到樣品數(shù)、布點(diǎn)數(shù)、布點(diǎn)方法和樣品采集方法等多個(gè)方面的選擇。采樣點(diǎn)、布點(diǎn)數(shù)量的多少、布點(diǎn)方法的選擇和具體的采集方法，都會(huì)直接影響到所取樣品的代表性和質(zhì)量問題。因此，既要做到具體問題具體分析，還要加強(qiáng)實(shí)踐過程中具體細(xì)節(jié)的規(guī)范化。
3、生物受體選擇的基礎(chǔ)性問題
在生態(tài)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)是生物受體的選擇，到底是選擇靈敏的物種，還是生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)種?針對(duì)某些污染物，哪些是靈敏的物種?針對(duì)某些生態(tài)系統(tǒng)，哪些是優(yōu)勢(shì)種?都是值得研究和探討的問題。
生物受體的正確選擇，對(duì)于環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)的研究極為關(guān)鍵。要把優(yōu)勢(shì)種、敏感種選擇好，才能科學(xué)、準(zhǔn)確地確定土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)和污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)的臨界值和限值。
4、變量歸一化的基礎(chǔ)性問題
在土壤環(huán)境基準(zhǔn)的研究中，逐漸積累了一批基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料。但這些數(shù)據(jù)的獲得，是基于一定的條件，包括實(shí)驗(yàn)和自身?xiàng)l件的限制。因此，對(duì)于眾多不同來源和表達(dá)形式的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行歸一化處理，以使得在土壤環(huán)境基準(zhǔn)的推導(dǎo)和賦值過程中，能夠充分利用當(dāng)前已有的科研成果，避免不必要的科研資源浪費(fèi)。但同時(shí)，數(shù)據(jù)的歸一化是一項(xiàng)十分重要而又復(fù)雜的工作，涉及的變量很多，如總量與有效態(tài)或提取態(tài)的問題、復(fù)合污染的情況、土壤本身的一些影響因素(土壤類型、有機(jī)質(zhì)、粘粒、pH、Eh和CEC等)、土壤外部的一些影響因素(不同區(qū)域、溫度、水分或濕度、施肥或農(nóng)業(yè)措施等)。怎樣把涉及到這諸多變量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，是當(dāng)前要研究解決的一大難點(diǎn)。
5、今后研究展望
土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)研究是一項(xiàng)比較系統(tǒng)而復(fù)雜的“工程”，涉及到方方面面的問題。需要解決好一系列的基礎(chǔ)性問題，以做好思想、理論、方法和技術(shù)等多方面的儲(chǔ)備。
具體來說，應(yīng)該包括以下幾大方面:(1)要明確一些基本概念的內(nèi)涵。包括“環(huán)境質(zhì)量”、“土壤環(huán)境質(zhì)量”、“土壤質(zhì)量”;“土壤污染”、“污染土壤”;“土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”、“污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)”等，這些概念既相互聯(lián)系又有所區(qū)別，要從多方面、多角度進(jìn)行正確的理解，不要以偏概全，影響到土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究各項(xiàng)工作的系統(tǒng)全面的開展;(2)不斷推進(jìn)土壤環(huán)境基準(zhǔn)研究相關(guān)方法的標(biāo)準(zhǔn)化工作。這涉及土樣的采集、前處理、分析步驟和檢測(cè)方法等各個(gè)方面，尤其是土壤有機(jī)污染物相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化方法，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的需要，需要分層次、有重點(diǎn)地加大相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作的速度和力度;(3)選擇合適、適當(dāng)?shù)摹皹?biāo)準(zhǔn)化”生態(tài)受體。要從研究“優(yōu)勢(shì)種”和“敏感種”方面找到突破口，要以生物多樣性的研究作為基礎(chǔ)，選擇好有代表性的物種，特別是建立優(yōu)勢(shì)種和敏感種的生態(tài)目錄，為生態(tài)毒理數(shù)據(jù)的可比性打下基礎(chǔ);(4)要充分利用當(dāng)前已取得的科研成果。要充分搜集各種文獻(xiàn)資料，整理好相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，全面系統(tǒng)地開展數(shù)據(jù)的歸一化工作，同時(shí)又要充分考慮到總量與有效態(tài)或提取態(tài)、復(fù)合污染與交互作用、土壤本身影響因素(土壤類型、有機(jī)質(zhì)、粘粒、pH、Eh和CEC等)、土壤外部影響因素(地理區(qū)域、溫度、水分或濕度、施肥或農(nóng)業(yè)措施等)等多種變量。
這幾大方面可以同時(shí)開展，多管齊下，共同推動(dòng)土壤環(huán)境基準(zhǔn)相關(guān)工作又好又快發(fā)展，以為我國土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作提供系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。
來源:農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué) 作者:周啟星
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