小麦安全生产的土壤镉铅铬汞砷阈值征求意见稿编制说明.docx
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小麦安全生产的土壤镉铅铬汞砷阈值征求意见稿编制说明
《小麦安全生产的土壤镉、铅、铬、汞、砷阈值》
（征求意见稿）
ThresholdsofCd、Pb、Cr、Hg、AsinSoilforsafetyofwheatproduction
编制说明
国家标准《小麦安全生产的土壤镉、铅、铬、汞、砷阈值》
制定工作组
二〇一七年九月
项目名称：
小麦的土壤重金属农产品安全阈值
计划编号：
20142248-T-326
项目负责单位：
西北农林科技大学
项目负责人：
吕家珑
技术委员会：
全国土壤质量标准化技术委员会（SAC/TC404）
目录
1工作简况1
1.1任务来源1
1.2起草单位和协作单位1
1.3主要工作过程1
1.3.1调查材料的准备1
1.3.2开展阈值推导研究1
1.3.3标准征求意见稿的形成1
1.3.4重要工作组会议2
2编制原则2
3国内外土壤环境质量标准的发展2
3.1欧美国家标准发展的现状2
3.2我国现行土壤环境质量标准存在的问题及修改方向3
4技术内容的理论依据6
4.1我国现行土壤重金属环境质量标准的制定方法6
4.2基于风险评估法的土壤重金属环境质量标准的制定方法8
4.3我国小麦土壤重金属农产品安全阈值的推导10
4.4小麦安全生产的土壤Cd、Pb、Cr、Hg、As阈值的验证21
4.4.1田间验证21
4.4.2文献数据筛选21
4.4.3验证结果21
5、与现行法律、法规、标准的协调性24
6.标准实施的建议24
参考文献25
1工作简况
1.1任务来源
2013年8月，按全国土壤质量标准化技术委员会下达的《全国土壤质量标准化技术委员会关于2013年土壤质量标准项目制定工作组的安排》（土壤质量标委会函字[2013]2号），标准制定工作组开始征求意见稿和编制说明的编写工作。
1.2起草单位和协作单位
本标准制定工作组成立于2013年9月，由西北农林科技大学、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、中国科学院南京土壤研究所、江苏省质量和标准化研究院组成，其中西北农林科技大学作为起草单位负责调查材料准备、标准的起草和申报、标准研讨会议的组织工作，其余单位负责对标准的技术性内容进行审查和修改。
1.3主要工作过程
1.3.1调查材料的准备
2010年5月至9月开始查阅文献，搜集国家和行业的标准、规范以及欧美发达国家制定土壤环境质量标准的相关技术导则。
1.3.2开展阈值推导研究
2010年9月至2013年12月，结合国家公益性行业（农业）科研专项“主要农产品产地土壤重金属污染阈值研究与防控技术集成示范”项目，布置盆栽与田间实验，进行土壤重金属安全阈值的推导与验证。
2011年5月至2012年6月，在两种典型土壤红壤与塿土上采集土壤、植物样品，对小麦的重金属安全阈值做进一步验证。
1.3.3标准征求意见稿的形成
2015年12月在杨凌召开标准制定启动会，2016年1月-12月，形成标准的工作组讨论稿。
2017年7月在杨凌召开工作组讨论会，并根据研讨会形成的结论修改标准工作组讨论稿，形成标准征求意见稿，并编写标准的编制说明。
1.3.4重要工作组会议
2015年12在杨凌召开标准编制启动会，2017年7月在杨凌召开工作组讨论会，分别对阈值验证方法、标准草案内容和编制说明进行了讨论修改。
2编制原则
本标准按GB/T1.1-2000的要求进行编写，参考我国现行土壤环境质量标准，并考虑国内现有的土壤环境质量监测能力和实际情况，确保标准的科学性、可行性和可操作性。
3国内外土壤环境质量标准的发展
3.1欧美国家标准发展的现状
从20世纪90年代开始，大多数欧美国家的土壤环境质量标准从全国统一的标准值改为基于风险评估的技术导则，这一做法充分考虑了各种污染物在不同场地的差别，更加科学合理和符合实际情况，观察目前欧美的土壤环境技术导则可以发现，基于风险评价法制定技术准则或标准已成为国际主流方法。
发达国家制定土壤环境质量标准，通常根据敏感性受体（保护目标）不同（表1），可分为三种：
第一种是基于人体健康风险评估法制定的，绝大多数发达国家都以此制定土壤环境标准，保护场地上的人体健康，第二种是基于生态风险评估法制定，目的在于保护土壤的生态功能，保护土壤中或与土壤相关的生态受体（植物、土壤无脊椎动物、野生动物、微生物等）不会因暴露于土壤污染物而产生显著的危害，第三种是基于两种方法综合评估制定的，目的在于同时保护人体健康和土壤生态功能（张红振等2011）。
因此，应用风险评估法制定土壤环境基准和标准值时，需首先确定保护目标（人体健康、生态风险等），同时，土地利用方式也是大多数国家制定土壤环境标准时考虑的重要因素，各个国家一般将土地利用方式分为农业、居住地、工商业、娱乐等类型，不同国家考虑规定的土地利用类型不同。
总的来说，发达国家在建立土壤环境质量标准时，普遍明确保护目标，划分不同的土地利用方式，考虑不同的暴露途径，应用毒理学数据，使用基于生态或人体健康的风险评估法来制定土壤环境质量标准（陈梦舫等2011）。
例如，美国环境保护署（EPA）在1996年发布了基于人体健康风险评价法推导的《土壤筛选导则》（EPA/540/R-96/018，SoilScreeningGuidance：
User’sGuide），另外旨在保护生态环境安全的《土壤生态筛选导则》（GuidanceforDevelopingEcologicalSoilScreeningLevels）在2003年11月份试行实施，具体介绍了建立24种污染物（包括有机和无机污染物）土壤筛选值的方法和原则，主要考虑了污染物在土壤-植物、土壤-土壤无脊椎动物、土壤-野生动物（包括鸟类及哺乳动物）体系的生态毒理学效应，该导则认为两栖类和爬行动物的毒理学反应实际上也应该考虑，然而因为缺少足够有效的毒理学数据，所以在计算污染物的土壤筛选值时不予考虑这两类生物，与我国生态环境效应法确定的土壤阈值相比，考虑的敏感受体略有不同，我国主要考虑的是土壤-植物，土壤-水，土壤-微生物系统。
与美国类似的是，加拿大环境部长委员会（CanadianCouncilofMinistersoftheEnvironment,CCME）同样采用两套风险评估系统（保护人体健康、生态环境安全）确定污染物的土壤基准值，取两者中偏小的一个定为污染物最终的土壤质量指导值，其中保护生态系统安全的风险评估法综合考虑了污染物在土壤-植物、土壤-微生物、土壤-动物系统中的富集和分配规律，CCME根据不同的土地利用类型（农业、商业、工业、住宅区）把土壤质量指导值分为四个级别，其中保护农业土地的污染物的最大允许浓度最为严格，保护工商业土壤的较为宽松（ScienceApplicationsInternationalCorporation2007）。
3.2我国现行土壤环境质量标准存在的问题及修改方向
自改革开放以来，我国水体和大气质量标准经过多次修正逐渐成熟，而土壤质量标准的制定和发展远远落后于水体和大气，这是因为人们普遍认为土壤的垃圾填埋或处理有毒废弃物的场所，是一个巨大的“垃圾箱”（周启星等2007），标准编制（GB15618-1995）（中华人民共和国环境保护部1996）主要基于80年代的室内短期盆栽试验、大田试验、土壤实际调查研究重金属（Cd、Pb、Hg、As、Cr等）在旱地、水田、菜地等农田土壤环境中的环境行为（吸附解吸、氧化还原、在不同土壤组分中的分配等）、植物富集规律及影响因素，同时参考其他国家的标准制定的。
根据保护目标及土壤的应用功能的不同，我国土壤环境质量标准将土壤类型划分为三类：
Ⅰ类主要应用于国家立法规定的自然保护区（土壤背景重金属含量高的除外）、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本上需要维持自然背景值；Ⅱ类主要应用于普通的农田、蔬菜地、茶园、牧场等，土壤质量要求对植物和环境不造成危害；Ⅲ类主要适应于林地土壤和污染物容量较大的高背景值土壤以及矿区附近的农田土壤（蔬菜地除外），土壤质量基本上对植物和环境不造成危害。
相应地，我国土壤质量标准也分为三级，一级标准为保护区域自然生态环境，维持自然背景的土壤质量限定值；二级标准主要为保障农业生产，维护人体健康的土壤临界值，三级标准主要为保证农林业生产和植物正常生长的土壤限定值。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类土壤分别执行一、二、三级标准。
该标准考虑了耕作方法、土壤理化性质pH、CEC等，规定了土壤中污染物的最高允许浓度和相关的分析监测方法。
表1土壤重金属环境质量标准值（mg/kg）
级别
一级
二级
三级
土壤pH值
自然背景
<6.5
6.5～7.5
>7.5
>6.5
Cd≤
0.20
0.30
0.30
0.60
1.0
Pb≤
35
250
300
350
500
Cr ≤
90
150
200
250
300
Hg≤
0.15
0.30
0.50
1.0
1.5
As ≤
15
40
30
25
40
土壤环境质量标准（GB15618-1995）现已实施近20年，首次为我国土壤环境质量评价提供了统一的国家标准，但受限于当时的经济条件和技术水平，随着时间的推移，现行标准在实际中执行也凸显出一些缺点。
（1）我国是农业大国，人口众多，保证农产品的产量和质量是我国土壤环境质量的首要目标，所以该标准规定的土地利用方式以农业为主，未考虑其他土地利用类型下（商业、工业、居住地等）各污染物的土壤临界值，不能满足其他保护对象的土壤环境管理要求（王国庆等2005）；
（2）该标准的污染指标包括8种重金属（镉、汞、铅、砷、铬、铜、锌、镍）和两种农药（六六六和滴滴涕），随着工业发展，污染物种类增多，污染控制项目呈现不足（尤其是有机污染物），不能完全满足现阶段土壤质量评价需求，有学者认为我国现行的土壤环境质量标准已不适应当前的管理需求，结合我国目前的实际污染情况，标准需添加另外一些高毒性的重金属如六价铬（Cr6+）、甲基汞（CH3Hg）、铊（Tl）、钒（V）等，同时应尝试使用不同的浸提剂（NH4OAc、EDTA、CaCl2、NH4NO3、NaNO3等）浸提土壤重金属，建立基于不同重金属形态指标的浸提态重金属土壤质量标准（章海波等2014）；（3）我国幅员辽阔，各地生态环境较为复杂，土壤性质差异明显，不同重金属在不同类型、区域的土壤中本底值差异较大，甚至能达到四个数量级，以至于有可能出现土壤背景值甚至高于国家标准的情况。
一方面在高背景值的土壤未受污染的情况下，农作物中重金属含量有可能超标，或是在土壤背景值较低的区域，虽然土壤重金属含量未超出国家标准，但实际已受到了金属污染，有可能得到与实际情形不符合的评价结果，所以采用“一刀切”的统一标准规定各污染物的土壤限定值不够科学（高怀友等2005）；（4）我国对土壤环境基准值的数字模型研究并不多，并未使用风险概率模型，如国际上流行的基于人体健康安全或生态风险的评估法来制定环境标准，理论方法的创新也是今后研究的重要方向（夏家淇和骆永明2007）。
除了标准GB15618-1995外，我国环保部陆续为土壤环境保护标准目录增添了一些标准，如《展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）》—HJ350-2007（中华人民共和国环境保护部2007），《温室蔬菜产地环境质量评价标准》—HJ333-2006（中华人民共和国环境保护部2007），《食用农产品产地环境质量评价标准》—HJ332-2006（中华人民共和国环境保护部2007），《拟开放场址土壤中剩余放射性可接受水平（暂行）》—HJ53-2000
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