污染土壤修复标准制定的目的,是使受污染土地再利用时,土壤环境中的污染物降低或削减到不足以导致较大的或不可接受的生态损害和健康危害风险。污染土壤修复标准的制定,对于应急土壤环境事故的处理具有指导作用,特别对解决污染土壤修复中存在的“欠保护”和“过渡保护”的矛盾具有实践意义。
污染土壤修复基准
土壤环境受到一定程度的污染后,其生态系统结构和功能可以自行恢复的临界水平。又称受污染土壤清洁基准。
- 英文名称
- remediation criteria for contaminated soils
- 又称
- 受污染土壤清洁基准
- 所属学科
- 环境科学
国际上对受污染土壤修复基准/标准的研究起步较早。美国早在1993年便建立了风险导向矫正行动(RBCA)和评估模型(CalTOX模型),用以推导、建立土壤清洁水平标准。加拿大在1991年发布了(污染)土壤临时修复标准,1996年又制定了土壤质量指导值。荷兰发布了“荷兰清单”,后又制定了干涉值来指导修复行动。丹麦也制定了污染土壤消减标准。西班牙则把环境基准大体上分成3个等级:①屏蔽值或筛选值。表示能引起潜在生态功能失调时污染物的浓度水平。②清洁目标。表示修复过程中有待达成的目标,一般是在修复所需的费用和生态效益之间进行平衡后所做出的决策,有时相当于屏蔽值。③应急值。表示立即需要采取清洁和控制措施的严重污染指示浓度。污染土壤修复基准值应当处于筛选值和应急值之间,一般大于筛选值。
1980年,美国通过了《环境应对、赔偿和责任综合法案》(CERCLA),规定了“棕地”修复相关的问题。①初步修复目标。是美国从国家水平首次基于人体健康制定的一种污染土壤修复标准。美国的一些机构则运用这个初步修复目标的导则来推导筛选水平,并且将这种筛选水平作为在某些类似假设条件下特定场地的清洁水平,但这并不是初步修复目标当初确定的真正目的,也不是筛选值选定的初始功能。②筛选导则。1996年,美国国家环境保护局(USEPA)发布了土壤筛选导则(SSG),作为协助机构对国家优先清单(NPL)上的受污染土壤进行标准化和加快对其评估和清洁的一项工具。SSG为场地管理者提供了一个制定基于风险的特定场地的土壤筛选水平(SSLs)的分级框架。但是,SSLs不是国家清洁标准,而是用来鉴别NPL场地下需要进行深入调查以及CERCLA下不需要进一步关注的区域、化学物质以及相关的暴露途径。例如,美国亚拉巴马州在进行风险管理时,运用了筛选水平和基于风险的清洁目标水平两种值。其中,筛选水平是基于美国EPA区域PRGs,主要用于确定潜在关注的化学物质(COPCs)是否可以作为关注的化学物质(COCs),以及场地是否有必要进行深入调查并且是否需要再推导或应用已有的清洁目标水平。爱达荷州的肖松尼部落制定的土壤清洁标准,在制定时虽然也是基于美国联邦和加利福尼亚州的相关筛选水平,但是这项标准的目标是为了使土壤恢复到初始水平。③标准雏形。虽然美国曾经用推导初步修复目标的方法来推导筛选值,也曾把这种筛选值作为临时的修复标准,但其功能决定了其作为一种场地调查和评价的筛选指导值更为合适,而不是污染土壤修复的保护目标。荷兰基于保护人体最大允许浓度和保护生态系统的HC50的荷兰干涉值,考虑了土壤-人体、土壤-植物途径的德国行动值,虽然都是用来指导污染土壤修复行动,但其浓度水平从功能上考虑,是十分接近于污染土壤修复标准的,也可以认为是修复标准的另一种形式。如华盛顿州制定的场地清洁标准包括清洁水平和依附点这两个主要组成部分。清洁水平是确定不威胁人体健康或环境的危险物质的水平,依附点指的是场地上必须达到清洁水平的位置。这里的清洁水平相当于污染土壤修复基准。
各国的污染土壤修复基准推导和标准制定的原则主要考虑以下几个方面:①以风险为导向。无论是美国、加拿大,还是荷兰等西方发达国家,多数国家进行的都是风险主导的污染土壤修复。②划分土地利用类型。许多国家的污染土壤修复基准和标准考虑了土壤过去的、当前的和将来的土地利用类型,总体上主要划分为农业用地、商业用地、工业用地、保护地下水这四大类。③保护人体健康。每个国家的污染土壤修复基准和标准都是以保护人体健康为核心的,甚至有些修复标准仅考虑人体健康效应,如丹麦的消减等标准的制定,以此为主导因素。对于人体健康的保护,主要采用一些暴露模型来推导不同土地利用类型(农业用地、居住用地、工业用地、商业用地等)和不同的暴露人群(儿童、青少年、成人等),通过各种暴露途径(吸入、摄入、皮肤接触等)对不同类型的污染物(致癌和非致癌)的暴露水平,取每种土地利用类型的相关计算结果的最小值作为该土地利用类型下基于人体健康的污染土壤修复基准。④保护生态受体。主要涉及土壤-植物/作物系统、土壤无脊椎动物、土壤微生物这几大类生态受体,有些国家还将土壤污染对地下水的污染效应考虑进来;对于生态系统的保护,将植物/作物、土壤无脊椎动物、微生物等相关毒理数据进行统计分析后,采用物种敏感性分布法、评价因子法等来确定不同土地利用类型下不同保护程度的浓度水平,然后把每种土地利用类型相关的计算结果的最小值作为该类型土地利用下基于生态的污染土壤修复基准。⑤对于地下水的影响。主要根据土壤-水分配模型来估算土壤中污染物的浓度水平。最后,综合每种土地利用类型的各种修复基准,将其中的最小值作为该种土地利用类型的污染土壤修复基准。
污染土壤修复基准对应的则是污染土壤修复标准,是指由技术和法规所确定、确立的土壤清洁水平,通过生态修复或利用各种清洁技术手段,使土壤环境中污染物的浓度降低到对人体健康和生态系统不构成威胁的、技术和法规可接受的水平。影响因素包括:技术清洁水平、环境背景水平、法规可调控清洁水平、污染物的选择、分析检测方法、修复标准的分类、对地下水的保护和生态毒理学评价等因素。国外污染土壤修复标准总体上主要分为3级:①广泛性标准。运用的是一些比较保守的参数值,采用的是居住用地情景下儿童作为暴露人群的相关参数,它适用于所有污染场地,但是由于不同场地的土壤性质不同,因此达到统一的修复标准值会有所差异,曾有人运用SoilRisk等模型来评估风险的差异性。②基于特定场地的修复标准。需要一些特定场地的参数来对一级标准进行修正,很多国家都确定了本国的优先修复场地和优先污染物名单,这对于从国家层面上来开展相关的修复基准/标准研究和制定工作都是极其重要的。③风险评价方法确定的修复标准。在污染土壤修复基准研究中,主要是基于生态系统和人体健康风险两大类,同时也考虑土壤中污染物对地下水的污染和影响。
美国、丹麦、西班牙、瑞典、加拿大、瑞士和荷兰等发达国家均从国家层面系统开展了污染土壤修复基准的研究。随着研究工作的深入和发展,美国、荷兰、丹麦和瑞士等国家,先后颁布了有害化学品的污染土壤修复基准研究与标准值的资料和文件。
中国环境标准体系中只有环境质量标准,而忽视了污染环境修复标准的制定。在污染土壤修复效果的评价中,一直以土壤环境质量标准为依据。但是,依据背景值建立的土壤环境质量标准并没有给出污染土壤中污染物的允许值。这对于有一定吸纳污染物能力的土壤资源是一种浪费。由于各国自然背景、土壤类型、土地利用状况等因素的不同,以及经济与技术水平的差异,各个国家只有走自主开展污染土壤修复基准的系统研究之路,才能制定出科学、合乎各国实际的污染土壤修复标准。