第四章

土壤污染調查與風險評價

目錄第一節土壤污染調查第二節土壤污染的風險評價有關技術標準污染地塊風險管控與土壤修復效果評估技術導則污染場地風險評估技術導則污染場地土壤修復技術標準污染場地土壤修復技術導則污染場地風險評估技術導則場地環境監測技術導則場地環境調查技術導則土壤環境質量-建設用地土壤污染風險管控標準土壤環境質量-農用地土壤污染風險管控標準食用農產品產地環境質量評價標準第一節土壤污染調查概念：是指采用系統的調查方法，確定土壤是否被污染以及污染的程度和范圍的過程。目的：是為了更清楚地了解污染的來源、特點、性質、范圍和危害，為治理提供線索、指明目標。一、土壤調查1.調查的原則1）針對性原則2）規范性原則3）可操作性原則2.調查的內容1）對土壤資料的收集A.收集主要包括：場地利用變遷資料、場地環境資料、場地相關記錄、有關政府文件以及場地所在區域的自然和社會信息。B.收集的目的：確定污染范圍、目標污染物。2）初步采樣分析A.核查已有信息B.判斷污染物的可能分布C.制訂采樣方案D.制訂健康和安全防護計劃E.制訂樣品分析方案F.質量保證和質量控制3）結果分析3.土壤污染調查與風險評估工作程序敏感目標指污染場地周圍可能受污染物影響的居民區、學校、醫院、飲用水源保護區以及重要公共場所等。二、土壤環境監測1.監測原則針對性原則規范性原則可行性原則2.監測對象土壤地下水地表水環境空氣殘余廢棄物3.土壤樣品的采集與制備4.土壤樣品的提取、凈化與測定化學診斷法3/20/20231)化學方法難以對土壤中各種物質進行全面測定，不能簽定其潛在毒性效應，復合污染效應；2)化學法難以區別和提取不同暴漏途徑中的污染物質；3)化學法無法以量化方式對產物的毒性做出準確評價；4)化學法無法對污染物的代謝毒性進行追蹤，檢測上存在困難；5)無法反映污染物的老化效應對污染物所產生的有效毒性進行準確評估；不能科學表征土壤的整體健康質量水平。三、土壤污染生態毒理診斷1.土壤污染化學診斷的局限性3/20/20232.土壤污染生態毒理診斷利用生態系統中不同物種的有機組合定性或定量地判斷哪些主要由外來污染物所造成的生態系統不良反應，對保護和預警生態系統的安全性提供重要信息。也即在試驗研究的基礎上，發現和確定具有代性的生物指示物，快速、準確、有效地使生態系統受害的現狀得到充分的表達。尺度劃分：實驗室診斷和田間診斷時間劃分：快速診斷和長期診斷3/20/2023第二節土壤污染風險評價一、風險評價概述1.概念：

土壤污染風險評價是在研究土壤環境質量變化規律基礎上，按一定的原則、標準和方法對土壤污染程度進行評定，或是關于土壤對人類健康的適宜程度進行評定，目的是提高和改善土壤環境質量，并提出控制和減緩土壤環境質量不利變化的對策和措施。3/20/20232.研究進展

國外進展（1）1980年國際衛生組織成立國際化學品安全規劃署（PICS），建立土壤風險評估體系。（2）美國20世紀80年代完成了法律、風險評價指南和技術細則的制定，并對場地污染進行評價和治理。（3）歐盟16國于1996年完成污染場地風險評價協商行動指南，并于1999年頒布環境風險評估的技術性文件。3/20/2023國內進展（1）確立了評估方法、評估基準和具體的評估工作，如《場地環境調查技術導則》（HJ25.1-2014）；《場地環境監測技術導則》（HJ25.2-2014）；《污染場地風險評估技術導則》（HJ25.3-2014）。

對重金屬和POPs污染的土壤開展了相關的風險評估研究。

3/20/20233.土壤污染風險評價類型與方法土壤污染健康風險評價土壤污染風險評價土壤污染生態風險評價

在收集和整理毒理學、流行病學、環境監測及暴露情況等資料的基礎上，通過一定的方法或使用模型來估計某一暴露劑量的化學或物理因子對人體健康造成損害的可能性及損害的性質和程度大小。以土壤生態系統為對象，評價土壤中的一個種群、生態系統和整個景觀的正常功能受到外界脅迫，從而在目前和將來該系統內部某些要素或其本身的健康、生產能力、遺傳結構、經濟價值和美學價值的可能性。逆境也常稱為脅迫,通常定義為對植物施加有害影響的環境因子。植物逆境生理是研究植物在逆境條件下的生理生化變化及其機制。在多數情況下逆境強度用植物的生存能力、作物的產量、生長量、發育情況、光合速率或礦質元素吸收速率等度量。抗逆性是指植物抵抗不利環境的能力。對植物產生重要影響的逆境主要有水分虧缺、低溫、高溫、鹽堿、環境污染等理化逆境，和病蟲雜草等生物逆境。3/20/2023污染物釋放及使用方式

環境行為及轉化土壤大氣水葉片植物魚類無脊椎動物脊椎動物土壤微生物植物食葉昆蟲土壤動物食草動物捕食動物高級捕食動物

二、土壤污染生態風險評價實線表示直接關系，虛線表示間接關系土壤污染生態風險評價概念模型生態風險評價的方法之一是根據環境要素和受體的相互關系建立一個整體的概念模型，每種受體可以同時通過幾種途徑暴露于污染物，每一種暴露途徑之間的相關性與污染物在環境中的釋放及環境行為有關，而污染物的環境行為與其內在性質有關。3/20/2023(1)不良生態效應識別(2)劑量-效應分析(3)生態暴露評估(4)風險表征(5)生態風險管理生態風險評價步驟風險評價的基本形式是：風險=危害×暴露危害指的是污染物潛在危害性暴露指的是生物體所面臨的可能會導致危害發生的水平及一些內在的特性3/20/2023(1)不良生態效應識別生態效應的識別是污染土壤生態風險評價的第一步，是對人類活動產生的生態效應提出假設及進行評估的過程，是生態風險評價的基礎。主要目的是結合所有理論上的可能性對污染土壤確定潛在的暴露終點及關鍵暴露途徑。3/20/2023對象

關鍵信息污染的第一環境要素污染源是否存在，以及污染方式污染的第二環境要素有關環境遷移行為及形態轉化的內在性質識別相關的生態終點對不同物種的毒性以及地下水污染的潛在威脅污染土壤不良生態效應識別的對象*生態終點ecologicalendpoint指人類不希望發生的生態事件。通常指的是珍稀瀕危物種種群數量的下降或滅絕，或者特定生境、特殊景觀的退化或消失，導致生態系統結構的改變和功能的喪失。3/20/2023識別的主要內容包括

評價終點的選擇：評價終點的選擇基于對土壤中潛在污染物的生態相關性和生態敏感性的了解，并且與生態風險的管理目標有關。相關的生態風險評價終點能夠反映該污染土壤生態系統的重要特征，與其它終點在功能上具有相關性，并且這些終點可以在任何生態系統水平上得以明確。概念性模型的建立：概念性模型是有關生態實體與污染物之間相關性的書面描述和報告，所描述的內容包括暴露途徑及其生態效應與受體。分析計劃的制定：根據所得到的數據對不良生態效應進行評估，以確定該如何對生態風險進行評價。3/20/2023(2)劑量-效應分析污染物對生物體及整個生態系統的影響（即生態毒理學評價），習慣上以劑量-效應關系來表達。劑量的概念可以是強度、時間和空間等。實驗室分析劑量-效應關系內容試驗方案設計：即根據確定的指標體系設計試驗方案，內容可能是劑量-效應、效應-時間的關系等，也可能是非生物的其他影響等。試驗方案的實施結果分析外推分析3/20/2023直線型反應強度與劑量呈直線關系，即隨著劑量的增加，反應的強度也隨著增強，并成正比例關系。但在生物體內，此種關系較少出現，僅在某些體外實驗中，在一定的劑量范圍內存在。S形曲線

此曲線較為常見。它的特點是在低劑量范圍內，隨著劑量增加，反應強度增高較為緩慢，劑量較高時，反應強度也隨之急速增加，但當劑量繼續增加時，反應強度增高又趨于緩慢，成為“S”形狀，S形曲線可分為對稱和非對稱兩種。拋物線型劑量與反應呈非線性關系，即隨著劑量的增加，反應的強度也增高，且最初增高急速，隨后變得緩慢，以致曲線先陡峭后平緩，而成拋物線形。如將此劑量換算成對數值則成一直線。將劑量與反應關系曲線換算成直線，可便于在低劑量與高劑量之間進行互相推算。

劑量-效應反應曲線3/20/2023指數曲線在劑量反應關系的曲線中，當劑量越大，反應率就隨之增高得越快，這就是指數曲線形式的劑量反應關系曲線。若將劑量或反應率兩者之一變換為對數值，則指數曲線即可直線化。雙曲線隨劑量增加而反應率的增高類似指數曲線，但為雙曲線。此時如將劑量與反應率均變換為對數值，即可將曲線化直。受干擾的曲線有時由于毒物的致死作用或對細胞生長的抑制作用等各種原因，可使曲線受干擾，在中途改變其形態甚至中斷。雖然，在某些毒性試驗中，可見到“全或無”的劑量反應關系的現象，即僅在一個狹窄的劑量范圍內才觀察到效應出現，而且是坡度極陡的線性劑量反應關系。產生這種情況的原因當依據具體情況作出解釋。3/20/2023圖2-4指數曲線

圖2-5雙曲線

圖2-6受干擾的曲線

3/20/2023污染土壤中污染物與生物的劑量-效應分析資料調研根據模型計算：由于缺乏數據，通常使用的模型有多階段模型（multistage）、多擊模型（multi-hit）和威爾布（weibull）模型等，其中單擊模型（one-hit）由于比較簡單而在生態風險評價中廣泛被使用，模型的表達式為P(c)=1-eβc其中P(c)為土壤中c水平對生物產生的效應；β是模型參數。外推分析：根據同類有害物質已有的試驗資料和已經建立的外推關系進行分析，不再進行分析試驗，或根據模型計算的結果直接得出結論。3/20/2023(3)生態暴露評估生態暴露評估

是描述土壤中污染物與終點的潛在和實際的接觸，以暴露方式、生態系統及終點特征為基礎，分析污染源、污染物分布以及污染物與終點的接觸模式。生態暴露評估包括兩方面的內容分析土壤環境存在的有害化學物質的遷移、轉化過程，以及污染源是否繼續存在以及是否作為污染源對其他環境產生次生污染。污染土壤對受體的暴露途徑、暴露方式和暴露量的計算。3/20/2023生態暴露評估的主要目標土壤污染源分析，污染源可以分為兩類：產生污染物地點；當前受污染的土壤或地區。污染物在土壤環境中的時間和空間分布，通過分析污染源的污染途徑以及二次污染的形成和分布來達到以上目標。化學污染物在土壤環境中的分布與其在不同介質中的分配有關，污染物的物理學分布與其顆粒大小有關，對于污染物的生物學效應，其存活及繁殖等因素也需要考慮。污染物與受體間的接觸，對于土壤污染物，接觸被定量為通過化學物質的取食攝入、呼吸吸入或皮膚直接接觸的量，主要的內容為1）暴露途徑分析，分析有害物質與受體接觸和進入受體的途徑，如土壤、地下水和食物等2）暴露方式分析，分析可能的暴露方式，如呼吸吸入、皮膚接觸、經口攝入等3）暴露量計算，確定暴露量計算方法，計算暴露量。3/20/2023分析污染物在土壤環境中的分布通常使用監測技術、模型計算或兩者的結合，模型在定量分析土壤污染源和污染物關系上十分重要。主要內容包括：1）分析污染物在土壤環境介質之間分配的機制，在土壤中遷移的路線與方式，伴隨遷移發生的轉化作用，了解化學物質在土壤環境中的遷移、轉化和歸宿的主要過程和機制。2）模型建立，即選擇建立模擬土壤污染物環境轉歸過程的數學模型或其它物理模型。3）參數估算，即確定模型參數的種類，確定參數估算方法，包括經驗公式法、野外現場試驗法、實驗室實驗法和系統分析法等，進行參數估算。4）計算方法確定，即根據所確定的數學模型，研究模型方程的計算方法5）模型校驗，即對模型進行調試，選擇獨立于模型參數估算使用過的資料和其他實例資料對模型進行驗證，如計算結果與實測值相差甚遠，則對模型進行修正，或對模型參數進行調整。6）轉歸分析，即利用計算機數學模型和有關資料，分析土壤污染物的環境轉歸過程和時空分布結果。3/20/2023(4)風險表征及一般方法概念：風險表征是指風險評價者利用劑量-效應分析及生態暴露分析的結果，對土壤有毒物質的生態效應包括生態評價終點的組成部分是否存在不利影響（危害），或某種不利影響出現可能性大小的判斷和表達，并且指出風險評價中不確定因素及涉及的假設條件。

目的是通過闡述土壤污染物與污染生態效應之間的關系得出結論，評估土壤污染物對目標生態終點產生的危害。3/20/2023風險表征的內容確定性分析和可能性分析風險表征的方法定性風險評價和定量風險評價定量風險表征：常用的方法有商值法、連續法、外推誤差法、層次分析法、系統不確定分析等。定性風險表征：常用的方法有專家判斷法、風險分級法、敏感環境距離法、比較評價法。商值法：實際監測或由模型估算的土壤污染物濃度與表征該物質危害的閾值相比較。敏感環境距離法：污染物的風險度用受體與敏感環境之間的空間距離關系來定性地評價，風險度隨著與訓練有素環境的距離的減少而增加。3/20/2023生態風險評價有待研究的問題終點的確定

任何評價都必須有確定的終點，否則評價無法進行。在龐大復雜的生態系統中選擇什么指標作為反映生態影響大小的衡量依據，即終點，比較困難，至今，尚未找到一個反映生態系統“健康”與否的統一指標。外推方法

生態風險評價希望定義在較高的生態水平上，例如種群水平、群落水平或生態系統水平。然而，定義的水平越高，分析越困難，需要的費用、人力、時間越多，而實驗室生物個體水平的研究相對簡單的多。怎樣把實驗室個體的研究結果外推到實際生態系統的更高水平上，合理的外推方法有待研究。不確定性

風險評價中的不確定性是不可避免的。如何客觀地分析、定量地表達、適當地處理需要進一步研究。3/20/2023(5)生態風險管理概念：生態風險管理是指根據污染土壤的生態風險評價的結果，按照恰當的法規條例，選用有效的控制技術，進行削減風險的費用和效益分析，確定可接受風險度和可接受的損害水平，并進行政策分析及考慮社會、經濟和政治因素，決定適當的管理措施并付諸實施，以降低或消除該風險度，保護生態系統安全。3/20/2023生態風險管理應包括的內容制定土壤有害物質的環境管理條例和標準。提高土壤污染風險評價的質量，強化土壤環境管理。加強對土壤污染源的控制，包括了解污染源的存在分布與現時狀態、污染源控制管理計劃、潛在風險預報、風險控制人員的培訓與配備。風險的應急管理及其恢復技術。生態風險的管理方法

政府的職責和方法；建設單位的職責和方法；加強防范措施；強化關于風險分析、評價和管理的科研。3/20/2023劑量-效應關系評價暴露評價管理決策非風險分析控制方案風險表征危害識別法規政治社會因素經濟風險管理風險評價污染土壤的生態風險評價與管理之間的關系3/20/2023三、土壤污染健康風險評價與管理健康危害判定；劑量-健康危害分析；暴露評估；健康風險表征；健康風險管理健康風險評價與管理3/20/2023(1)健康危害判定

土壤污染危害判定是根據土壤污染物的生物學和化學資料，判定土壤中某種特定污染物是否產生危害。(2)劑量-健康危害分析

對土壤污染物暴露水平與暴露人群或生物種群中不良健康反應發生率之間的關系進行定量估算的過程，是風險評價的定量依據：主要包括非致癌物的劑量-健康危害分析；致癌物的劑量-健康危害分析；突變物的劑量-健康危害分析。3/20/2023A.非致癌物的劑量-健康危害分析

一般采用不確定系數法推導出可接受的安全水平（acceptablesafetylevelASL），因管理目的和內容的不同，ASL在不同的管理部門被稱為參考劑量（referencedose，RfD）、實際的安全劑量（virtuallysafedose，VSD）、可接受的日攝入量（acceptabledailyintake，ADI）、最大容許濃度（maximumallowableconcentration，MAC）或估計的人群健康效應閾值（estimatedpopulationthresholdforhuman，EPT-H）等。3/20/2023B.致癌物的劑量-健康危害分析致癌物的劑量-健康危害分析是在無閾效應情況下，利用高劑量外推模式評價人群暴露水平上所致毒的危險概率。

分析過程一般包括：1）選取合適的數據資料；2）利用高劑量外推模型推導出低劑量暴露下可能的危害程度；3）將由動物試驗數據得出的危害度估計值轉化為人的相應值。一般認為，致癌物在低劑量范圍內的劑量-危害反應關系曲線可能有3種類型，即線形、超線形和次線形。由高劑量向低劑量外推的模型很多，常用的模型如下表。還新發展了一些模型，如腫瘤出現時間模型、生理藥代動力學模型、生物學為基礎的劑量-反應關系模型。3/20/2023模型類別表達式模型在低劑量范圍的曲線特征對數模型耐受分布模型次線性威爾布模型耐受分布模型若n>1為次線性若n<1為超線性單擊模型機理性模型線性多階段模型機理性模型若Ki>0為線性，若KI=0為超線性線形多階段模型機理性模型（取Ki>0）

線性常用的致癌物高劑量向低劑量外推模型3/20/2023C突變物的劑量-健康危害分析

目前僅能進行有關整體哺乳類誘導的胚胎突變資料的劑量-危害分析。3/20/2023(3)暴露評估不同交換界面的污染物暴露量估算：經呼吸道進入人體的量估算；經消化道進入人體的量估算；經皮膚吸收進入人體的量估算暴露評估的內容：包括土壤污染源分析、暴露途徑分析、污染物在時間和空間上的強度和分布分析、暴露人群和環境受體的分析、計算暴露水平和評估不確定性因素等。暴露評價的步驟：表征暴露的土壤環境；確定暴露途徑；定量暴露。3/20/2023(4)健康風險表征主要步驟有：污染土壤危害判定劑量-健康危害評估及暴露評價結果的綜合分析健康風險表征不確定性分析健康風險管理3/20/2023(5)健康風險管理A概念：污染土壤的健康風險管理是指根據風險評價的結果，按照適當的法規條例，選用有效的控制技術，進行削減風險的費用-效益分析，確定可接受風險度和可接受的損害水平，并進行政策分析及考慮社會、經濟和政治因素，決定適當的管理措施并付諸實施，以降低或消除該風險度，保護人群健康。B主要內容：根據土壤污染危害判定結果，確定采用何種風險評價；篩選出需要做風險評價的項目，特別是有重大危害的項目；確定土壤污染物的排放標準和土壤環境質量標準；制定風險的應急措施及補救措施。3/20/2023四、重金屬污染土壤的風險評價與管理(1)評價指標

對土壤質量的影響；對陸生生物的脅迫；對地下水的不良效應；進入食物鏈對人體健康產生的重要影響。(2)評價系統

重金屬在土壤中的遷移以及生物對重金屬暴露濃度的計算；重金屬進入土壤環境的源計算；土壤重金屬污染的危害性評價；風險表征。3/20/2023(3)評價工作內容污染源分析；生物對重金屬的暴露分析與估算；風險表征。3/20/2023對土壤動物危害影響的風險評價對作物危害影響的風險評價對有益微生物危害影響的風險評價(4)重金屬污染土壤生態風險評價3/20/2023開始重金屬進入土壤是毒性試驗不需毒性試驗無風險計算0~60cm土層中濃度LC50PECQ=PEC/LC50低風險Q<0.01是Q>=0.01高風險長期毒性試驗NOECPEC/NOEC<0.2中等風險

否否否否是是重金屬對土壤動物危害影響的風險評價決策樹PEC：Predictedenvironmentalconcentration

NOCE

：Noobservedeffectsconcentrations3/20/2023開始作物能否接觸毒性試驗不需毒性試驗無風險計算PECEC50Q=PEC/EC50Q>0.3高風險長期毒性試驗NOECPEC/NOEC>0.1中等風險Q<0.003低風險PEC/NOEC<0.001高風險低風險

是是是是是否否否否否重金屬對作物危害影響的風險評價決策樹EC50

：Medianeffectconcentration3/20/2023開始是否進入土壤毒性試驗不需毒性試驗無風險計算EECEC50Q=EEC*SF/EC50Q>10高風險潛在風險Q<0.1無風險

是是是否否否重金屬對土壤微生物危害影響的風險評價決策樹

EEC:ExpectedenvironmentalconcentrationSF:safetyfactors3/20/2023(5)重金屬污染土壤人體健康風險評價主要表現在4個方面土壤污染源強的計算重金屬在土壤剖面及大氣、地下水中濃度的分布對人體健康危害的風險度計算總年的危險計算3/20/2023重金屬從土壤進入人體的途徑土壤-植物-人土壤-人土壤-植物-動物-人土壤-動物-人土壤-地表水-人土壤-地下水-人土壤-空氣-人3/20/2023風險評價的框架結構

Source/InventoryTransportandtransformationUptakeBiokineticsDose/ResponseDoseRiskCharacterizationRiskMitigationExposureEventsairwatersoillayerssedimentplantsResponse3/20/2023五、農藥污染土壤的風險評價(1)評價指標主要考慮的幾個問題農藥在土壤中的持久性及對土壤質量的影響，包括對土壤環境質量、土壤肥力質量和土壤健康質量的影響；對陸地生態系統健康的影響，包括陸生生物的保護等；通過地表徑流的遷移及進入地表水的可能性，對地表水中的水生生物及水生生態系統健康的影響；通過淋溶或其他遷移方式進入地下水的可能性，對地下水資源使用功能的影響；揮發進入大氣對大氣污染的貢獻；通過陸生食物鏈對人體健康產生的直接、間接影響以及潛在效應。3/20/2023(2)農藥生態風險評價系統的組成污染土壤中農藥的形態轉化與遷移能力以及各種生物對農藥暴露濃度的計算；如還存在污染源，對進入土壤環境的農藥污染源進行計算；危害評價，包括直接和間接的危害；風險表征。3/20/2023污染源及其持續排放污染土壤（源）土壤濃度與分布形態轉化與遷移人體攝入總量室內劑量-效應關系確定室內植物無作用濃度（N）確定室內動物無作用濃度（NEC）外推至生態系統確定生態系統NEC風險系數安全系數每天攝入量計算外推人體NEC農藥污染土壤風險評價系統中源與效應間因果關系鏈3/20/2023(3)評價工作內容污染土壤中農藥的濃度與存在形態；污染源的繼續輸入或部分輸出；生物體對農藥的暴露分析與估算；風險表征，農藥污染土壤對地面水的影響、對淺層地下水的影響、對鳥和哺乳動物的影響、對土壤動物的影響、對植物的影響、對周圍生態系統健康的影響。3/20/2023(4)土壤農藥污染途徑與暴露途徑A.種子處理劑污染土壤表面土層中農藥量：Dossuf=Fmix*DosmaxDosmax為農藥最大施用量（kg/hm2）；Fmix為土壤混合因子（Fmix=0.01）Dossuf為土壤表面農藥量（kg/hm2

）3/20/2023農藥與土壤混合，假設農藥在0~20cm表層中均勻分布，則可以計算農藥在土壤中的起始濃度（PIEC），計算公式如下：PIEC=

PIEC為農藥在土壤中的起始濃度，Dosmax為農藥最大施用量，Hsoil為土壤深度（0.2m），Bd為土壤容量（kg/m3，一般取1400kg/m3）3/20/2023土壤中農藥總量包括在固相上（csoil）和土壤水相（csoilw）中農藥的量，即PIEC=ct=csoil+csoilw其中，csoil

和csoilw的值的大小與農藥的分配系數有關，計算方法如下csoilw=csoil=Ks/1為分配系數（dm3/kg）；ct為土壤中農藥總量，即PIEC3/20/2023B.農藥顆粒劑污染土壤

農藥以顆粒形式施入土壤，在土壤中的農藥濃度可根據其農藥施用量直接進行計算。如果在一個季節中重復多次施用顆粒農藥，需計算其最大濃度。最大濃度與農藥生物降解半衰期、施用頻率以及兩次使用間隔時間有關，有關計算方法與種子處理劑相同，計算時所需的參數見表。3/20/20233/20/2023C農藥噴施污染土壤在一個季度中，農藥噴施可以進行多次，因此，最大劑量為多次施