土壤環(huán)境基準/標準研究是一個復雜的系統(tǒng)工程，涉及到多方面的基礎性問題。了解和解決其所涉及的這些基礎性問題，是土壤環(huán)境基準/標準是否科學準確并在國家層面上能否全面應用的前提。

本文從土壤環(huán)境基準/標準研究相關的概念及其內涵、基礎方法標準化、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/標準研究需要解決的基礎性問題，從而為全面系統(tǒng)地開展此項研究工作提供思想、理論、方法和技術等依據(jù)。具體來說，包括“環(huán)境質量”、“土壤環(huán)境質量”、“土壤質量”、“土壤污染”、“污染土壤”、“土壤環(huán)境質量基準”、“污染土壤修復基準”等諸多相關概念，采樣、前處理、分析步驟和測試方法等的統(tǒng)一與標準化，敏感種與優(yōu)勢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、有機質、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)諸多變量的基礎數(shù)據(jù)的歸一化處理。最后，結合這些基礎性問題，對土壤環(huán)境基準/標準的研究進行了展望。

環(huán)境標準在整個環(huán)境管理體系中處于非常重要的位置,對于環(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性作用,從而關乎到國民經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展和國家安全等問題。制定全面系統(tǒng)的環(huán)境標準體系,對于開展環(huán)境保護工作具有十分重要的意義。土壤環(huán)境基準作為土壤環(huán)境標準制修訂的數(shù)據(jù)基礎和科學依據(jù),全面系統(tǒng)地開展土壤環(huán)境基準研究勢在必行。然而,我國自1995年頒布土壤環(huán)境質量標準以來,將近20年過去了,土壤環(huán)境標準的制修訂工作至今卻沒有取得實質性進展。究其主要原因,在于我們對土壤環(huán)境基準/標準研究中需要解決的基礎性問題重視不夠、解決不力。因此,為了促進、推動全面系統(tǒng)的土壤環(huán)境基準/標準研究,我們就其需要解決的基礎性問題進行論述和探討。

1、概念與內涵的基礎性問題

在土壤環(huán)境基準/標準研究的過程中,涉及到“環(huán)境質量”、“土壤環(huán)境質量”、“土壤質量”、“土壤污染”、“污染土壤”、“土壤環(huán)境質量基準/標準”、“污染土壤修復基準/標準”,等諸多相關概念。很有必要明確一下各自的科學內涵,這對于基準/標準研究是很有必要的;同時,這也是一切研究工作的思想準備和理論基礎。

1.1 環(huán)境質量/土壤環(huán)境質量/土壤質量的內涵

對于環(huán)境質量的內涵，目前存在多種不同的說法。普遍認為，環(huán)境質量是指環(huán)境的優(yōu)劣程度，是對人類的生存和繁衍以及社會發(fā)展的適宜程度，是反映人類的具體要求而形成的對環(huán)境評定的一種概念。也有學者認為，環(huán)境質量是環(huán)境系統(tǒng)客觀存在的一種本質屬性，是環(huán)境系統(tǒng)所處狀態(tài)的整體性表述?？偟膩砜矗罢呤腔谌祟惖男枨蠖?，是從主觀的角度來描述，后者是基于環(huán)境系統(tǒng)本身，是一種客觀的認識。我們認為，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)健康是密切相關的。按照自然環(huán)境要素，環(huán)境質量又可分為大氣環(huán)境質量、水環(huán)境質量、土壤環(huán)境質量等。因此，土壤環(huán)境質量是環(huán)境質量的一個具體介質類別，它既具有環(huán)境質量的一般內涵，同時又體現(xiàn)土壤環(huán)境本身的具體特點。

20世紀90年代以來，隨著人口對土地壓力的不斷增大，人類對土地資源的過度開發(fā)利用導致了土壤資源的嚴重退化，并對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展造成嚴重威脅的情況下，人們對土壤質量這一概念有了新的認識。應該說，“土壤質量”與“土壤環(huán)境質量”是兩個內涵并不相同的概念，國內外有相關文獻都對其進行了闡述，尤其是國內對“土壤質量”這一概念更是進行了深入廣泛的探究。歸結起來，主要有以下3種表述:

一種認為土壤質量與土壤健康是同義語，土壤質量包括土壤肥力質量和土壤環(huán)境質量。

第二種觀點，以Cornell學派為主，他們認為，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)境質量、促進植物和動物健康等3個方面，因此，土壤質量包括土壤肥力質量、土壤環(huán)境質量和土壤健康質量這3個既相互獨立、又相互聯(lián)系的部分。如我國土壤學家趙其國等早先給出的土壤質量定義，就是“土壤在生態(tài)系統(tǒng)的范圍內，維持生物的生產(chǎn)力、保護環(huán)境質量以及促進動植物健康的能力”，曹志洪和周建民也認為，土壤質量是土壤提供食物、纖維、能源等生物物質的土壤肥力質量，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)境質量，土壤容納消解無機和有機有毒物質、提供生物必需的養(yǎng)分元素、維護人畜健康和確保生態(tài)安全的土壤健康質量的綜合量度。徐建明等也指出，土壤質量是土壤肥力質量、土壤環(huán)境質量和土壤健康質量3個方面的綜合質量。其中，土壤肥力質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)境質量是土壤容納、吸收和降解各種環(huán)境污染物質的能力，土壤健康質量則是指土壤影響和促進人類和動植物健康的能力。

還有一種觀點則認為，土壤健康質量可以包括在土壤環(huán)境質量里，也就是說，土壤肥力質量和土壤環(huán)境質量是土壤質量的兩大組成部分。

總之，目前我國土壤學所用的“土壤質量”定義基本上是沿用Doran和Parkin(1994)的概念，也即:土壤質量是指在生態(tài)系統(tǒng)內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)境質量和促進動植物及人類健康的能力。也就是說，土壤肥力質量和土壤環(huán)境質量是包含于土壤質量中的，這是當前普遍認同的一點?？梢?，在土壤環(huán)境質量基準/標準的研究中，可以認為，主要關注的是土壤環(huán)境質量，而不是土壤肥力質量，盡管有時也涉及土壤健康質量。

1.2 土壤污染/污染土壤的內涵

對于土壤污染和污染土壤這兩個概念，國內外存在多種不同的理解。污染土壤是指人類活動引起的物質和能量輸入土壤，并引起土壤結構或“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，其內在含義是經(jīng)過量化指標或其他評估方法評價之后，確認土壤已經(jīng)受到了污染。

土壤污染是指污染物質的排放，導致土壤特性的改變，更為通常的是引起化學和生物學平衡的打破。中國臺灣《土壤及地下水污染整治法》中對“土壤污染”所下的定義，認為土壤污染是指土壤因物質、生物或能量之介入，致變更品質，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)境質量基準/標準和污染土壤修復基準/標準的內涵

一般認為，環(huán)境基準是指環(huán)境中污染物對特定保護對象(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，或者超過這個劑量或濃度就對特定保護對象產(chǎn)生不良或有害的效應。

基于上述定義，環(huán)境基準應該包括不因有害物質的作用而產(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，其內涵應該包括環(huán)境質量基準和污染環(huán)境修復基準2個方面。

因此，土壤環(huán)境基準不等同于土壤環(huán)境質量基準，土壤環(huán)境基準應該包括土壤環(huán)境質量基準和污染土壤修復基準兩個方面。其中，土壤環(huán)境質量基準遵循土壤環(huán)境質量長期自身演變的規(guī)律，反映污染物或有害物質長期的脅迫和慢性的影響或作用，一般是指當土壤環(huán)境中某一有害物質的含量為一閾值范圍時對人或者生物長期生活在其中不會發(fā)生不良或有害的影響;而污染土壤修復基準，反映土壤環(huán)境系統(tǒng)受到嚴重污染或發(fā)生突發(fā)事件后恢復其自然生態(tài)功能的過程中，污染物急性、亞急性毒性的危害與作用，一般是指當污染物超過一定閾值范圍導致人或生物產(chǎn)生不良或有害的反應。

土壤環(huán)境質量基準對應的是土壤環(huán)境質量標準，我國制定的《土壤環(huán)境質量標準》(GB 15618—1995)是為了防止土壤污染，保護生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)林生產(chǎn)，維護人體健康。污染土壤修復基準對應的則是污染土壤修復標準， 是指由技術和法規(guī)所確定、確立的環(huán)境清潔水平，通過生態(tài)修復或利用各種清潔技術手段，使環(huán)境中污染物的濃度降低到對人體健康和生態(tài)系統(tǒng)不構成威脅的、技術和法規(guī)可接受的水平。它是在綜合考慮技術清潔水平、環(huán)境背景水平、法規(guī)可調控清潔水平、污染物的選擇、分析檢測方法、修復標準的分類、對地下水的保護和生態(tài)毒理學評價方面等因素而制定的，以達到污染修復與治理，消減污染的目的。

國外修復基準/標準研究與我國相比起步較早。美國早在1993年便建立了風險導向矯正行動RBCA和CalTOX法，來推導、建立土壤清潔水平，并且還開展了大量污染土壤修復標準制定的模型方法研究。加拿大在1991年就發(fā)布了(污染)土壤臨時修復標準，后又在1996年制定了土壤質量指導值(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)來指導修復行動。丹麥也制定了污染土壤消減標準(Cut-off criteria)。

我國過去把環(huán)境基準等同于環(huán)境質量基準，致使我國環(huán)境標準體系中只有環(huán)境質量標準，而忽視了污染環(huán)境修復標準的制定，在污染土壤修復效果的評價中，一直以土壤環(huán)境質量標準為依據(jù)，但是依據(jù)背景值建立的土壤環(huán)境質量標準并沒有給出污染土壤中污染物的允許值，這樣對于有一定吸納污染物能力的土壤資源是一種浪費?？梢姡廴就寥佬迯突鶞实难芯渴直匾?，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基準的研究。因此，為了推動我國土壤環(huán)境質量標準的修訂和污染土壤修復標準的制訂工作，需要從國家層面上系統(tǒng)地開展土壤環(huán)境質量基準和污染土壤修復基準方面的研究。

總之，在今后土壤環(huán)境基準/標準的研究中，要特別注意土壤環(huán)境質量基準/標準和污染土壤修復基準/標準之間的區(qū)別和聯(lián)系。

2、方法標準化的基礎性問題

在我國目前有關土壤臨界濃度數(shù)值與土壤環(huán)境基準相關的基礎資料等數(shù)據(jù)不足，質量更差，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、分析步驟和測試方法等必須統(tǒng)一和標準化。在土壤采樣環(huán)節(jié)，要涉及到樣品數(shù)、布點數(shù)、布點方法和樣品采集方法等多個方面的選擇。采樣點、布點數(shù)量的多少、布點方法的選擇和具體的采集方法，都會直接影響到所取樣品的代表性和質量問題。因此，既要做到具體問題具體分析，還要加強實踐過程中具體細節(jié)的規(guī)范化。

3、生物受體選擇的基礎性問題

在生態(tài)毒理學實驗的基礎是生物受體的選擇，到底是選擇靈敏的物種，還是生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢種?針對某些污染物，哪些是靈敏的物種?針對某些生態(tài)系統(tǒng)，哪些是優(yōu)勢種?都是值得研究和探討的問題。

生物受體的正確選擇，對于環(huán)境基準/標準的研究極為關鍵。要把優(yōu)勢種、敏感種選擇好，才能科學、準確地確定土壤環(huán)境質量基準/標準和污染土壤修復基準/標準的臨界值和限值。

4、變量歸一化的基礎性問題

在土壤環(huán)境基準的研究中，逐漸積累了一批基礎數(shù)據(jù)和資料。但這些數(shù)據(jù)的獲得，是基于一定的條件，包括實驗和自身條件的限制。因此，對于眾多不同來源和表達形式的基礎數(shù)據(jù)，需要進行歸一化處理，以使得在土壤環(huán)境基準的推導和賦值過程中，能夠充分利用當前已有的科研成果，避免不必要的科研資源浪費。但同時，數(shù)據(jù)的歸一化是一項十分重要而又復雜的工作，涉及的變量很多，如總量與有效態(tài)或提取態(tài)的問題、復合污染的情況、土壤本身的一些影響因素(土壤類型、有機質、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數(shù)據(jù)進行歸一化處理，是當前要研究解決的一大難點。

5、今后研究展望

土壤環(huán)境基準/標準研究是一項比較系統(tǒng)而復雜的“工程”，涉及到方方面面的問題。需要解決好一系列的基礎性問題，以做好思想、理論、方法和技術等多方面的儲備。

具體來說，應該包括以下幾大方面:(1)要明確一些基本概念的內涵。包括“環(huán)境質量”、“土壤環(huán)境質量”、“土壤質量”;“土壤污染”、“污染土壤”;“土壤環(huán)境質量標準”、“污染土壤修復標準”等，這些概念既相互聯(lián)系又有所區(qū)別，要從多方面、多角度進行正確的理解，不要以偏概全，影響到土壤環(huán)境基準研究各項工作的系統(tǒng)全面的開展;(2)不斷推進土壤環(huán)境基準研究相關方法的標準化工作。這涉及土樣的采集、前處理、分析步驟和檢測方法等各個方面，尤其是土壤有機污染物相關的標準化方法，還遠遠不能滿足當前的需要，需要分層次、有重點地加大相關標準化工作的速度和力度;(3)選擇合適、適當?shù)摹皹藴驶鄙鷳B(tài)受體。要從研究“優(yōu)勢種”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，選擇好有代表性的物種，特別是建立優(yōu)勢種和敏感種的生態(tài)目錄，為生態(tài)毒理數(shù)據(jù)的可比性打下基礎;(4)要充分利用當前已取得的科研成果。要充分搜集各種文獻資料，整理好相關基礎數(shù)據(jù)，全面系統(tǒng)地開展數(shù)據(jù)的歸一化工作，同時又要充分考慮到總量與有效態(tài)或提取態(tài)、復合污染與交互作用、土壤本身影響因素(土壤類型、有機質、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開展，多管齊下，共同推動土壤環(huán)境基準相關工作又好又快發(fā)展，以為我國土壤環(huán)境標準的制修訂工作提供系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎和科學依據(jù)。

來源:農(nóng)業(yè)環(huán)境科學  作者:周啟星

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