農產品產地重金屬污染土壤鈍化通用技術規程2023-08-06發布國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會I前言 12規范性引用文件 13術語和定義 14工作程序 25鈍化修復技術應用可行性評估 36鈍化劑篩選 57修復方案編制與實施 78修復效果評估 79環境監測計劃 710采樣與分析方法 8附錄A(資料性)農產品產地土壤重金屬污染情況調查訪談表 9附錄B(資料性)常用的農產品產地土壤重金屬鈍化劑 附錄C(資料性)土壤有效態砷、有效態鉻常用的浸提方法和測定方法 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國石油和化學工業聯合會提出。本文件由全國肥料和土壤調理劑標準化技術委員會(SAC/TC105)歸口。本文件起草單位：山東師范大學、山東大學、上海化工院環境工程有限公司、浙江省農業科學院、山東省標準化研究院、山東研創環境工程技術有限公司、山東天城檢測認證有限公司、上海艾庫環境工程有限公司。本文件主要起草人：成杰民、馮翰林、王曉鳳、史祥利、李潔、宗萬松、陳慶鋒、崔兆杰、倪壽清、1農產品產地重金屬污染土壤鈍化通用技術規程1范圍本文件確立了農產品產地重金屬污染土壤鈍化修復的工作程序，規定了鈍化修復技術應用可行性評估、鈍化劑篩選、修復方案編制與實施，描述了修復效果評估、環境監測計劃和采樣與分析方法。利影響的土壤修復。本文件不適用于汞污染的農產品產地土壤的修復。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB4284農用污泥污染物控制標準GB/T14848地下水質量標準GB15618土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準(試行)HJ164地下水環境監測技術規范HJ804土壤8種有效態元素的測定二乙烯三胺五乙酸浸提-電感耦合等離子體發射光譜法NY/T395農田土壤環境質量監測技術規范NY/T525有機肥料NY/T3041生物炭基肥料NY/T3241肥料登記田間試驗通則NY/T3343耕地污染治理效果評價準則NY/T3499受污染耕地治理與修復導則3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。農產品產地agriculturalproductionarea植物、動物、微生物及其產品生產的相關區域。注：主要包括種植谷物、豆類、水果、蔬菜、堅果和油料作物等植物的農用地，為培養食用菌提供覆土的農用地，以及用作畜禽飼料或食用菌栽培基質的作物種植農用地。重金屬污染農產品產地agriculturalproductionareaofheavymetalcontaminated由于人類活動產生的一種或多種重金屬進入土壤，對農作物生長或土壤生態環境產生不利影響的農產品產地。2土壤重金屬鈍化劑materialsofimmobilizationforheavymetalcontaminatesoilremediation用于降低土壤中重金屬的遷移性、生物有效性及生物毒性的天然或合成材料。土壤重金屬鈍化技術immobilizationtechnologyofheavymetalinsoil通過向重金屬污染土壤中添加一種或多種鈍化劑，以實現有效降低重金屬在土壤中的遷移性、生物有效性及生物毒性，減少對農作物生長或土壤生態環境的土壤修復技術。經長期耕作形成的土壤表層。土壤有效態重金屬availableheavymetalinsoil在植物生長期內能夠被植物根系吸收的土壤中重金屬元素，即在本文件規定條件下，能夠被化學溶液浸提出的土壤中重金屬元素。目標重金屬targetheavymetal根據農產品產地土壤污染調查和風險評估所確定的需要進行鈍化修復的重金屬。4工作程序4.1原則上在農產品產地土壤污染調查和風險評估工作結束后，啟動農產品產地土壤重金屬鈍化修復工作程序。4.2農產品產地重金屬鈍化修復工作包括鈍化修復技術應用可行性評估、鈍化劑篩選、修復方案編制與實施、修復效果評估及環境監測計劃五個階段。工作流程見圖1。4.3若在鈍化修復技術應用可行性評估階段確認鈍化修復技術不適用于該農產品產地重金屬污染土4.4若在鈍化劑篩選階段中實驗室小試或田間試驗中試確認未達到修復目標時，則應重新回到鈍化劑的初篩工作環節。4.5若在修復效果評估階段確認未達到修復目標時，則應重新回到鈍化修復技術應用可行性評估工作3鈍化劑篩選修復方案編制與實施鈍化修復技術應用可行性評估鈍化劑篩選修復方案編制與實施啟動啟動資料收集、核實與完善現場踏勘與人員訪談飩化修復技術應用的可行性行確認修復要求設定修復日標鈍化劑的初篩未達到修復目標實驗室小試可行未達到修復日標H間試驗中試可行修復方案編制修復方案實施未達到修復日標修復效果評估達到修復目標長期環境監測結束終止圖1農產品產地重金屬污染土壤鈍化修復技術工作流程5鈍化修復技術應用可行性評估5.1.1.1收集的資料主要包括但不限于：土壤污染調查與風險評估資料；農田灌溉水質監測資料；歷史4質圖和大比例尺地形圖等文件。5.1.1.2核實收集資料的完整性和有效性。結合當地農業農村、生態環境和自然資源部門的相關調查和/或監測結果，確定土壤和農產品重金屬污染來源、重金屬污染類型、污染程度、污染范圍和空間分布特征。5.1.2.1資料中若缺失土壤基本理化性質，應對重金屬污染土壤取樣、分析，明確土壤理化性質。5.1.2.2資料中若缺失土壤污染調查和風險評估資料，應對重金屬污染土壤調查與評價。5.2現場踏勘與人員訪談5.2.1.1根據收集的資料，確定重金屬污染地區的現場踏勘方案。5.2.1.2現場重點考察重金屬污染農產品產地的現狀，包括周邊環境狀況(周邊企業情況、灌溉水、大氣、固體廢物污染情況等)、種植農作物種類、耕作制度和土壤修復工程施工條件(電、水、施工道路和臨時倉庫等)。5.2.2.1重點訪談重金屬污染農產品產地污染歷史和現狀的知情人。如生態環境管理部門、農業農村管理部門和鄉鎮國土資源管理部門人員；重金屬污染農產品產地歷史和現階段使用者，以及熟悉重金屬污染農產品產地情況的村干部和農民。5.2.2.2人員訪談可采用當面交流、書面交流、電話或網絡調查等方式，主要對已有資料可疑處和不完善處進行核實和補充。農產品產地土壤重金屬污染情況調查訪談表見附錄A。5.3確定鈍化技術應用可行性5.3.1土壤重金屬污染程度于土壤污染風險管制值時，且對農作物生長或土壤生態環境存在風險時，可采用鈍化修復技術。5.3.2土壤重金屬污染類型根據農產品產地土壤污染調查和風險評估資料，確認農產品產地土壤重金屬污染類型。若為單一重金屬污染土壤，可采用鈍化修復技術。若為重金屬復合污染土壤，需要進一步確認重金屬復合污染類若鎘、鉛、銅、鎳和鋅中一種及以上重金屬與鉻和砷中的一種或兩種復合污染土壤，應根據實驗室和田間試驗結果、他人在本區域前期研究結果和國內外文獻資料，評估確定采用鈍化修復技術的可行性。5.3.3土壤有效態重金屬含量土壤有效態重金屬含量占土壤重金屬全量的比例越高，鈍化技術修復效果越好。當需要修復的土壤有效態重金屬含量占土壤重金屬全量的質量分數小于20%時，對鈍化劑性能要求較高，應根據實驗室和田間試驗結果或他人在本區域前期研究結果，評估確定采用鈍化修復技術的可行性。55.3.4土壤重金屬污染深度當農產品產地土壤重金屬污染深度超過耕作層厚度，不宜采用鈍化修復技術。6鈍化劑篩選6.1確認修復要求根據農產品產地重金屬污染土壤調查和風險評估，確認目標重金屬。根據對農產品產地重金屬污染土壤調查和風險評估，確認農產品產地重金屬污染土壤修復范圍(包括四周邊界和污染土層深度)。與重金屬污染農產品產地利益相關方溝通、協商，確認土壤修復時間、預期經費投入等。6.2設定修復目標土壤有效態重金屬含量顯著降低，且對農作物生長或土壤生態環境的風險可以忽略，土壤重金屬鈍化技術應用區與對照區相比，農作物減產幅度應不大于10%。若重金屬污染農產品產地所在區域已有農用地土壤有效態重金屬含量限值標準，則應按照所在區域標準制定參考目標。6.3鈍化劑的初篩6.3.1.1根據對農產品產地重金屬污染土壤調查和風險評估，結合污染農產品產地目標重金屬種類和含量，以及土壤理化性質(主要包括土壤類型、土壤機械組成、土壤pH、土壤有機質含量和土壤陽離子交換量等),針對性地選擇一種或多種鈍化材料。6.3.1.2常用的農產品產地土壤重金屬鈍化劑見附錄B,也可選用重金屬污染所在區域已經過研究確定或成熟應用的重金屬鈍化劑。6.3.2鈍化劑的要求6.3.2.1鈍化劑中污染物含量6.3.2.1.1根據鈍化劑基質材料，滿足相關標準對污染物含量限值要求。其中，農用污泥基應符合GB4284規定限值要求，有機肥基應符合NY/T525規定限值要求，生物炭基應符合NY/T3041規定限值要求。含量，不應超過GB15618規定的土壤污染風險篩選值。66.3.2.2.1無機類鈍化劑、無機-有機復合類鈍化劑粒徑應小于0.425mm,有機類鈍化劑粒徑應小于10mm,且符合上述要求的鈍化劑質量占全部鈍化劑質量的比重應不低于95%。6.3.2.2.2在未經長期試驗證明納米鈍化劑對重金屬污染所在區域生態環境無明顯不利影響前，不應使用粒徑小于100nm的鈍化劑。6.3.2.3鈍化劑對土壤性質影響所使用的鈍化劑不應對土壤質地、團聚體結構、營養元素有效性、酶活性、微生物群落結構與功能多樣性等有明顯的不利影響。6.3.3鈍化劑的施加要求一般采用人工或機械撒施的方式，將鈍化劑撒施在土壤表層，翻耕/旋耕均勻。若有特殊要求，則應按照鈍化劑產品使用說明書施用。根據農產品產地重金屬污染土壤深度和空間分布特征，結合農產品產地土壤污染調查結果，向耕作層土壤施加鈍化劑。通常情況下，鈍化劑年用量累計不應超過7500kg/hm2,連續使用時間不應超過5年。施加鈍化劑的其他要求如下：——鈍化劑不能與無機鉀肥和氨態氮肥同時施加，一般在鈍化劑施入15d后施加肥料；——施加鈍化劑7d內，土壤含水量保持在田間飽和持水量的70%以上；——根據鈍化劑類型和種植作物種類不同，在施加鈍化劑與種植農作物之間間隔7d～10d;——施加鈍化劑時，工作人員配備必要的防護裝備并避免在雨雪天作業。6.4鈍化劑的確定6.4.1實驗室小試6.4.1.1采用土培試驗法，初步確定鈍化劑種類、配比和用量。6.4.1.2試驗用土應采自所需修復的重金屬污染農產品產地；栽培的植物應為需修復區域受重金屬污染的農作物品種。五個用量處理，每個處理重復三次。在溫室控6.4.1.4試驗結束后，若達到/超過預期目標，則進入田間試驗中試階段。反之，則應按照6.3重新篩選鈍化劑。6.4.2.1采用實驗室小試已確定的鈍化劑種類、配比和用量，進行田間試驗。76.4.2.2在重金屬污染的農產品產地中選擇環境條件、土壤性質、污染類型及污染程度等相近的區域按照NY/T3241的規定設置試驗小區，進行田間試驗。當農產品產地土壤性質及污染程度空間分布不均時，應設置多個代表性試驗小區。6.4.2.3田間試驗中試至少進行1個生長季，輪作、連作的試驗要達到一個周期生產要求。6.4.2.4中試試驗結束后，采集土壤樣品，若達到/超過預期目標，則進入修復方案編制與實施階段。反之，應按照6.3重新篩選鈍化劑。6.4.3鈍化劑用量的確定6.4.3.1理論施加量：以修復目標值為基準，根據鈍化劑施加量和修復效果之間的定量關系，計算能夠滿足修復目標值的鈍化劑配伍及理論施加量。6.4.3.2實際施加量：對理論施加量乘以安全系數1.2,作為鈍化劑的實際施加量。7修復方案編制與實施7.1修復方案編制按照NY/T3499的規定編制農產品產地重金屬污染土壤鈍化修復方案。7.2修復方案實施7.2.1修復工程實施前按照修復方案，修復工程實施單位在施工前應準備好修復工程所需的鈍化劑、機械設備、基礎設施等。合理測算鈍化劑用量并提前購買或制備不低于總施加量的鈍化劑。在重金屬污染農產品產地周邊租賃或搭建倉庫，用于鈍化劑的存放，采取防雨、防風、防滲措施，并設置必要的消防設施。在鈍化劑的運輸過程中應進行苦蓋，避免鈍化劑撒漏、揚塵污染，防止雨雪對鈍化劑質量產生影響。7.2.2修復工程實施中修復工程實施單位應按照修復方案確定的步驟、內容和要求實施修復工程，并應采取防范二次污染的措施，避免修復工程實施過程中可能對周邊環境和人體健康產生不利影響。監理單位應對修復工程實施全過程的環境監理。7.2.3修復工程結束后委托第三方對修復工程實施效果評估，并進行修復工程驗收。8修復效果評估按照NY/T3343對農產品產地重金屬污染土壤鈍化修復工程修復效果進行評價。9環境監測計劃9.1修復工程實施前環境監測修復工程實施前重點是補充監測，核實目標重金屬種類、污染程度、污染類型等。89.2修復工程實施中環境監測修復工程實施中重點監測修復工程對周邊大氣、水環境的影響，防止二次污染。9.3修復工程實施后環境監測修復工程結束后，重點監測修復工程達標情況。9.4長期環境監測9.4.1土壤有效態重金屬監測采用鈍化技術修復的重金屬污染農產品產地，應對土壤中目標重金屬有效態含量進行長期監測。第一年和第二年每季作物監測一次，第三年及以后每年監測一次。當土壤中重金屬有效態含量顯著增高，或超過設置的參考目標值時，應立即查明原因，及時采取風險控制措施。9.4.2地下水監測對采用鈍化技術修復的農產品產地上游、中心、兩側和下游地下水中目標重金屬含量進行長期監測。第一年和第二年每季監測一次，第三年及以后每年監測一次。當地下水中目標重金屬濃度超過GB/T14848規定的所處區域地下水類別相應限值時，應及時采取風險控制措施。10采樣與分析方法農產品產地土壤采樣按照NT/T395規定執行，地下水采樣按照HJ164規定執行。10.2.1土壤有效態重金屬含量土壤有效態鎘、有效態鉛、有效態銅、有效態鎳和有效態鋅的測定按照HJ804執行。土壤有效態砷、有效態鉻的測定可按照國內外相關領域的研究方法或本區域地方標準執行，也可參照附錄C給出10.2.2地下水中重金屬含量9(資料性)農產品產地土壤重金屬污染情況調查訪談表農產品產地土壤重金屬污染情況調查訪談內容見表A.1。表A.1農產品產地土壤重金屬污染情況調查訪談農產品產地名稱農產品產地地址信息產地中心坐標經度：面積/m2緯度：受訪人姓名聯系電話受訪人與農產品產地關聯信息□地方政府官員□管理部門人員□農產品產地歷史使用者□農產品產地現階段使用者□熟悉污染情況的附近村干部或村民□其他所在單位職務工作時間訪談內容訪談記錄(1)農產品產地周邊工礦企業生產經營狀況(2)農產品產地灌溉水來源及水質狀況(3)農產品產地受周邊工礦企業大氣沉降污染情況(4)農產品產地及周邊是否有堆放過有毒有害危險化學品、危險廢物或其他一般固體廢物等情況(5)農產品產地主要種植農作物類型(6)農產品產地種植農作物的耕作制度情況(7)農產品產地電、水、施工道路和臨時倉庫供應條件(8)其他內容訪談時間：(資料性)常用的農產品產地土壤重金屬鈍化劑常用的農產品產地土壤重金屬鈍化劑見表B.1。表B.1常用的農產品產地土壤重金屬鈍化劑鈍化材料類別鈍化劑主要成分和來源目標重金屬主要修復機理含硅材料硅肥以煉鐵爐渣、黃磷爐渣、鉀長石、海泡石、赤泥、粉煤灰等為主要原料，以有效硅SiO?為主要表明量的各種肥料Cd、Fe、Zn、Pb、Cu、Ni、Cd/Cr/Cu、Zn/Cd/PbpH、與重金屬形成沉淀，降低土壤中重金屬的生物有效性；形成Si-Me絡合物、促進植物根表貼膜形成，減少植物對重金屬的吸收黏土礦物含有SiO?和Al?O?,有些還含有一定量的Fe?O?、MgO及少量的K?O、Na?O、(偏)硅酸鈉H?Na?O?Si含鈣材料石灰CaOCu、Cd、Pb、Cd/Cu、Cd/Pb、Cu/Zn/Cd/Pb碳酸鹽或氫氧化物沉淀，降低土壤中重金屬的生物有效性熟石灰Ca(OH)?石灰石CaCO.石膏碳酸鹽類CaCO?、MgCO?貝殼類CaCO?含磷材料羥基磷灰石Pb、Cd、Cu、Zn、Cd/Pb、Pb/CuPb主要與含磷材料形成吸附沉淀；Cu、Zn、Cd主要與含磷材料形成絡合吸附鈣鎂磷肥磷礦粉(氟磷灰石)骨炭磷酸氫銨磷酸鈣磷鐵礦過磷酸鈣(普鈣)磷酸鹽GB/T42819—2023表B.1常用的農產品產地土壤重金屬鈍化劑(續)鈍化材料類別鈍化劑主要成分和來源目標重金屬主要修復機理黏土礦物海泡石黏土礦物對重金屬的物理吸附、化學吸附和離子交換吸附作用；礦物表面的含氧官能團與重金屬的配合作用；重金屬在黏土礦物表面的沉淀作用沸石一族含水架狀結構鋁硅酸鹽礦物，化學Ca、Na、K、Ba、Sr等陽離子，B為Al和Si,p為陽離子化合價，m為陽離子數，n為水分子數膨潤土含少量堿金屬和堿土金屬的水鋁硅酸鹽礦物，其主要礦物成分是蒙脫石?；瘜W式為Al?O?·4(SiO?)·nH?O。層間可交換性陽離子為Na+、Ca2+、H+氫基膨潤土(活性白土)高嶺石Al?[Si?O?o]·(OH)g,氧化物為蒙脫石以Al?O?的含水硅酸鹽為主體的黏土構式為(Ca,Na)o.s(Al,Mg)?[SigO2?]硅藻土凹凸棒石具層鏈狀結構的含水富鎂硅酸鹽黏土礦物，又稱坡縷石。化學式為Mg(H?O)[Si?O?]?(OH)?。自然界中的凹凸棒石常有Al3+、Fe3+等類質同像置換，富Al3+、Fe3+的變種稱為鋁凹凸棒石或鐵凹凸棒石坡縷石以凹凸棒石為主要組分的一種黏土礦棒石，熱液成因呈絨狀、纖維狀的稱作坡縷石金屬氧化物針鐵礦提高土壤pH形成氫氧化物沉淀，重金屬離子在氧化物表面吸附等降低土壤中重金屬的生物有效性；促進植物根系鐵膜形成，減少植物對重金屬的吸收褐鐵礦FeO(OH)·nH?O水鐵礦水鈉錳礦一類具有二維層狀結構的錳的氧化物鐵氧化物FeO、Fe?O?硫酸鐵鹽含氯鐵鹽表B.1常用的農產品產地土壤重金屬鈍化劑(續)鈍化材料類別鈍化劑主要成分和來源目標重金屬主要修復機理有機材料有機肥植物和/或動物經過發酵腐熟的含碳有機物料通過對土壤pH和土(Eh)的改變，影響重金屬的吸附；腐殖質與重金屬形成絡合物或螯合物腐植酸土壤和沉積物等物質中溶于稀堿、呈暗褐色、無定形和酸性的非均質天然有機高分子化合物。由在酸性溶液中沉淀的胡敏酸和仍為溶液的富啡酸兩類物質組成?；窘Y構是芳環和脂環，環上頁巖等有機礦物中提取污泥富里酸/黃腐酸腐殖物質中一組相對分子質量較小的，既能溶于稀堿溶液，又能溶于酸和構特征的，稀溶液呈黃色或棕黃色的無定形有機弱酸混合物。常從風化煤、褐煤、泥炭、油母頁巖等有機礦物中提取糞便人或動物的大腸排遺物。固體物質大物纖維、脫了水的消化液殘余，以及從腸道脫落的細胞和死掉的細菌秸稈主要是指水稻、小麥、玉米等農作物成熟后的莖葉部分生物質炭秸稈炭、污泥炭、木材炭、稻殼炭等由富含碳的生物質在無氧或缺氧條件下經過高溫裂解生成的一種具有高度芳香化、富含碳素的多孔固體顆粒物質提高土壤pH,使重金屬形成氫氧化物、碳酸鹽沉淀；與生物質炭表面含氧官能團形成絡合物或螯合物其他復合材料由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料獨特的表面結構、組成成分使得鈍化劑對重金屬的吸附性能增強。材料中的巰基與重金屬發生配合作用；堿性基團與重金屬絡合沉淀改性材料表面化學反應法、表面接枝法、表面復合化法等提高材料對重金屬