為耕保提質(zhì)建言獻(xiàn)策
——耕地重金屬污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判的新思路

□ 浙江省地質(zhì)調(diào)查院 董巖翔

自然資源部門(mén)是耕地質(zhì)量保護(hù)的主體，承擔(dān)著耕地質(zhì)量的監(jiān)督考核責(zé)任。耕地質(zhì)量建設(shè)得好不好、保護(hù)得好不好，必須要用科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。耕地質(zhì)量不僅反映耕地種植的適宜性和產(chǎn)能，還反映耕地土壤環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品安全的保證程度，這是耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”新格局構(gòu)建的重要內(nèi)涵。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，提出“風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)”的概念，試圖為耕地質(zhì)量建設(shè)的監(jiān)督考核提供依據(jù)，為農(nóng)產(chǎn)品的安全防控提供一個(gè)建設(shè)性的參考視角。

一、耕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的由來(lái)

風(fēng)險(xiǎn)，是指可能發(fā)生的潛在或現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)。就耕地而言，污染是引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的主因。耕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要包括土壤環(huán)境質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和農(nóng)產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)兩部分。農(nóng)產(chǎn)品是否安全，與土壤環(huán)境密切相關(guān)，農(nóng)產(chǎn)品污染是耕地質(zhì)量生態(tài)效應(yīng)的最終體現(xiàn)。土壤中有毒有害重金屬對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的安全影響十分復(fù)雜。從理論上講，重金屬元素的生物地球化學(xué)特性，土壤重金屬的濃度、元素及離子間的相互作用，土壤理化性狀，作物種類(lèi)及品種，耕作方式等都是引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的因素。

二、耕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)

大多數(shù)研究者把耕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)，集中在土壤污染對(duì)生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)方面，大都按生態(tài)危害作用的基本過(guò)程，即土壤重金屬累積（富集作用）—重金屬活化條件（土壤環(huán)境的改變）—生態(tài)效應(yīng)（農(nóng)產(chǎn)品及其他環(huán)境要素）的思路展開(kāi)，進(jìn)而建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，制定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這一思路是科學(xué)的，然而過(guò)于強(qiáng)調(diào)采用一個(gè)具體量值的評(píng)價(jià)，往往因缺乏可操作性而難以被管理者接受。

2018年，為實(shí)施農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量分類(lèi)管理的要求，原環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布了《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618-2018），要求以該標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行土壤環(huán)境質(zhì)量類(lèi)別的劃分。即當(dāng)土壤中污染物低于風(fēng)險(xiǎn)篩選值時(shí)，表明土壤污染風(fēng)險(xiǎn)低，可劃分為優(yōu)先保護(hù)類(lèi)；當(dāng)污染物含量大于篩選值，等于或小于風(fēng)險(xiǎn)管制值時(shí)，表明土壤可能存在污染風(fēng)險(xiǎn)，可劃分為安全利用類(lèi)；當(dāng)大于風(fēng)險(xiǎn)管制值（Cd、Hg、As、Pb、Cr），表明可能存在食用農(nóng)產(chǎn)品不符合質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)等污染風(fēng)險(xiǎn)。

應(yīng)當(dāng)看到，這是基于國(guó)情制定的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，也是土壤環(huán)境保護(hù)政策決策的結(jié)果。然而中國(guó)幅員遼闊，自然地理背景千差萬(wàn)別，人類(lèi)活動(dòng)方式及強(qiáng)度也不盡相同，用該標(biāo)準(zhǔn)難以對(duì)耕地的風(fēng)險(xiǎn)做出科學(xué)的評(píng)判，尤其在調(diào)查程度較高的地區(qū)。故中國(guó)《土壤污染防治法》明確指出，“對(duì)國(guó)家土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)中已作規(guī)定的項(xiàng)目，可以制定嚴(yán)于國(guó)家土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)的地方土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)”。

三、浙江的研究

自2002年以來(lái)，浙江省地質(zhì)調(diào)查院圍繞耕地安全及評(píng)價(jià)問(wèn)題，開(kāi)展了一系列研究工作，如耕地土壤重金屬元素的環(huán)境基準(zhǔn)值與背景值研究、土壤重金屬元素的賦存形態(tài)研究、重金屬在土壤—作物系統(tǒng)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究、耕地土壤重金屬安全限制值研究等，獲得了重要共識(shí)。

（一）土壤重金屬的濃度風(fēng)險(xiǎn)

土壤是作物生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤中的重金屬通過(guò)作物根系的吸收、植物體內(nèi)的運(yùn)移，進(jìn)而蓄積于食用器官（籽實(shí)、果實(shí)）。早在15年前的浙江省農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中，便對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行了研究。大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析表明，土壤與農(nóng)產(chǎn)品中的重金屬在含量上存在明確的相關(guān)性。其中，土壤中的Cd與稻米、蘿卜、西紅柿、西蘭花、蒲瓜等多種農(nóng)產(chǎn)品中的Cd存在顯著和極顯著的關(guān)系；土壤中的As與蘿卜、包心菜、油茶、柑橘等農(nóng)產(chǎn)品中的As存在相關(guān)性；土壤中的Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg與毛豆等關(guān)系密切。之后，嘉興、金華等地區(qū)的研究也再次證明了這種規(guī)律的存在。由此可以認(rèn)為，土壤是農(nóng)產(chǎn)品重金屬蓄積的第一供體。土壤中重金屬的總量越高，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全的影響也越大，風(fēng)險(xiǎn)也越高。

（二）土壤重金屬的活性風(fēng)險(xiǎn)

重金屬元素在土壤環(huán)境中有多種存在形態(tài)（離子態(tài)、化合態(tài)、絡(luò)合態(tài)等），形態(tài)不同，遷移能力不同，生物毒性不同，其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也不同。換言之，土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不僅與重金屬元素的濃度有關(guān)，更大程度上取決于其活性，即活性越大，風(fēng)險(xiǎn)越大。

通 過(guò) 對(duì) Cd、Hg、Pb、As、Cr這五個(gè)嚴(yán)格管控土壤重金屬元素形態(tài)組成的大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，Cd在土壤環(huán)境中的活性（水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)）占比最高，達(dá)46.6%，依次為Pb占比8.6%、Hg占比2.2%、Cr占比1.7%、As占比1.6%。這也是Cd被列為最具風(fēng)險(xiǎn)元素的依據(jù)，故在耕地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，Cd是一個(gè)關(guān)鍵性的指標(biāo)。上述重金屬元素活性特征的揭示，為土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)。

研究還表明，土壤重金屬元素的形態(tài)組成、總量和農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量之間，存在相關(guān)性。不同的元素、不同的形態(tài)組成，其相關(guān)性有明顯差別。如稻米中的Cd含量主要與Cd的水溶態(tài)、離子態(tài)有關(guān)；Pb、Ni等與水溶態(tài)有關(guān)；Hg主要與離子交換態(tài)有關(guān)。重金屬元素在土壤環(huán)境中的形態(tài)組成及活性特征，是判別土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的又一重要指標(biāo)。

（三）農(nóng)產(chǎn)品重金屬累積風(fēng)險(xiǎn)

重金屬為一類(lèi)有毒有害物質(zhì)，非作物生長(zhǎng)所必需。農(nóng)產(chǎn)品的安全性是由其重金屬含量的高低來(lái)衡量的，而背景值是衡量的尺度。背景值是在一定時(shí)期、一定范圍內(nèi)基本未受污染的正常值，它反映的是在自然狀態(tài)下作物本身所有的化學(xué)組成。

通過(guò)十余年的努力，浙江省地質(zhì)調(diào)查院對(duì)全省的糧食作物（稻米等）和蔬菜類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行了重金屬元素背景值的統(tǒng)計(jì)研究，形成了系列農(nóng)產(chǎn)品的重金屬背景值（或平均值），為農(nóng)產(chǎn)品污染的分析判斷提供了依據(jù)。這種判斷是以累積程度來(lái)揭示的，如根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的背景值，將累積程度分為未累積、初步累積、明顯累積和顯著累積四個(gè)等級(jí)。不同的累積程度反映了不同程度的安全風(fēng)險(xiǎn)，即累積程度越高，風(fēng)險(xiǎn)越大，反之越小。當(dāng)累積量達(dá)到或超過(guò)國(guó)家頒布的有關(guān)食品安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，表明該農(nóng)產(chǎn)品已被嚴(yán)重污染，不宜食用。

四、風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)及應(yīng)用

把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，是技術(shù)成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化的原則之一。根據(jù)上述研究所揭示的科學(xué)內(nèi)涵，可以將污染程度轉(zhuǎn)化為濃度風(fēng)險(xiǎn)、重金屬形態(tài)組成特征轉(zhuǎn)化為活性風(fēng)險(xiǎn)、污染物在農(nóng)產(chǎn)品中含量的高低轉(zhuǎn)化為累積風(fēng)險(xiǎn)。這樣不僅可以用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)表征耕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的高低，也可以用該指數(shù)進(jìn)行耕地質(zhì)量生態(tài)保護(hù)的考核監(jiān)督，這是一個(gè)新思路。

風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是相對(duì)安全背景的比數(shù)，用以揭示耕地在一定范圍內(nèi)、一定時(shí)間內(nèi)的質(zhì)量安全狀態(tài)。通過(guò)這種由量綱向無(wú)量綱的轉(zhuǎn)化，可以根據(jù)比值的大小將耕地風(fēng)險(xiǎn)程度分為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)級(jí)別。不同等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)的響應(yīng)是，無(wú)風(fēng)險(xiǎn)為安全、低風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)監(jiān)測(cè)、高風(fēng)險(xiǎn)須管控。如引入三色管理，無(wú)風(fēng)險(xiǎn)為藍(lán)色、低風(fēng)險(xiǎn)為黃色、高風(fēng)險(xiǎn)為紅色，這樣更易被管理者所接受。

在應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對(duì)耕地質(zhì)量進(jìn)行管理時(shí)，還應(yīng)考慮到耕地土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜性。這種復(fù)雜性在于不同重金屬元素、不同環(huán)境條件，其風(fēng)險(xiǎn)要素構(gòu)成存在的差異性。大致有三種情況：一是農(nóng)產(chǎn)品的安全既與土壤重金屬元素濃度有關(guān)，也與其活性有關(guān)，如Cd；二是農(nóng)產(chǎn)品的安全與土壤濃度關(guān)系不大，但與其活性有關(guān)，如Ni、Cr、Ar等；三是農(nóng)產(chǎn)品的安全與土壤濃度無(wú)關(guān)，如Hg等。針對(duì)不同的情況，抓住主因，便可予以精準(zhǔn)施策，避免誤判和盲目性。

2019年，浙江省自然資源廳耕地保護(hù)監(jiān)督處為加強(qiáng)耕地保護(hù)源頭監(jiān)督，推出“創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)土壤基地”活動(dòng)，這是耕地保護(hù)提質(zhì)的創(chuàng)新性實(shí)踐，是實(shí)現(xiàn)耕地土壤環(huán)境質(zhì)量分類(lèi)管理的有益探索。優(yōu)質(zhì)土壤首先是安全的，浙江省“711”土地質(zhì)量地質(zhì)調(diào)查工程地球化學(xué)大數(shù)據(jù)，可以為優(yōu)質(zhì)土壤的評(píng)價(jià)提供有力的技術(shù)支持。同時(shí)，優(yōu)質(zhì)土壤基地建設(shè)，也為地質(zhì)調(diào)查成果的轉(zhuǎn)化提供了新的思路和切入點(diǎn)。