國(guó)內(nèi)外土壤環(huán)境背景值應(yīng)用現(xiàn)狀分析及對(duì)策建議

吳運(yùn)金，周 艷，楊 敏，王 薦，龍 濤，尹愛(ài)經(jīng)，李 群①

(1.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇 南京 210042；2.國(guó)家環(huán)境保護(hù)土壤環(huán)境管理與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210042)

根據(jù)《土壤學(xué)大辭典》的定義，背景值(background value)指在不受外源物質(zhì)影響的情況下，環(huán)境組成的各要素，如大氣、水體、巖石、土壤、植物、農(nóng)作物、水生生物和人體組織中各種化學(xué)元素的含量及其基本的化學(xué)成分，為背景含量的統(tǒng)計(jì)特征值[1]。土壤背景值主要包括土壤地球化學(xué)背景值和土壤環(huán)境背景值2種。土壤地球化學(xué)背景值(pedo-geochemical background value)為土壤地球化學(xué)背景含量(pedo-geochemical concentration)的統(tǒng)計(jì)特征值，指不受任何人為活動(dòng)影響條件下，由自然地質(zhì)過(guò)程和成土過(guò)程產(chǎn)生的土壤中物質(zhì)的含量[2]。土壤環(huán)境背景值(soil environmental background value)為土壤環(huán)境背景含量的統(tǒng)計(jì)特征值，指在一定時(shí)間條件下，僅受地球化學(xué)過(guò)程和非點(diǎn)源輸入影響的土壤中元素或化合物的含量[3]。土壤環(huán)境背景值一般包括兩類(lèi)：一是區(qū)域尺度土壤環(huán)境背景值，即某區(qū)域土壤的環(huán)境背景含量；二是地塊尺度土壤環(huán)境背景值，即具體地塊附近未受地塊生產(chǎn)活動(dòng)污染，與具體地塊土壤理化、地質(zhì)等特性相同或相似背景參考區(qū)域的土壤物質(zhì)含量[4-6]。土壤環(huán)境背景值在環(huán)境管理上具有重要作用，主要應(yīng)用于土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定、農(nóng)用地土壤可持續(xù)管理、污染地塊判斷、土壤修復(fù)目標(biāo)確定和土壤資源化利用等方面。

1 在土壤環(huán)境管理上的應(yīng)用

1.1 土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定

為了防治土壤污染，保護(hù)生態(tài)受體，很多國(guó)家或地區(qū)將區(qū)域尺度的土壤背景值作為制定土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。

意大利現(xiàn)行的《環(huán)境法》(法令152/06)第240條規(guī)定，當(dāng)一個(gè)區(qū)域的土壤環(huán)境背景值超出篩選值時(shí)，將以這些區(qū)域的參考背景值作為篩選值[7]。地區(qū)環(huán)境保護(hù)署可基于精密采樣網(wǎng)格，在區(qū)域級(jí)或省級(jí)尺度開(kāi)展具體環(huán)境基質(zhì)的自然背景評(píng)估。

加拿大環(huán)境部長(zhǎng)理事會(huì)發(fā)布的土壤質(zhì)量指導(dǎo)值(soil quality guidelines，SQGs)，旨在同時(shí)保護(hù)人體健康和生態(tài)安全。同時(shí)以保護(hù)人體健康為目標(biāo)推導(dǎo)人體健康指導(dǎo)值，以保護(hù)生態(tài)為目標(biāo)推導(dǎo)環(huán)境指導(dǎo)值，取兩者中的較小值作為土壤質(zhì)量指導(dǎo)值。在確定該值時(shí)，需綜合考慮背景值和儀器檢出限量，如果指導(dǎo)值比地球化學(xué)背景值低，應(yīng)調(diào)整到地球化學(xué)背景值水平，背景值水平應(yīng)代表加拿大大多數(shù)未受影響的土壤中相應(yīng)污染物的濃度[8]。

越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始使用“增加風(fēng)險(xiǎn)法”作為用于保護(hù)生態(tài)受體的土壤指導(dǎo)值制定方法。這種方法由CROMMENTUIJN等[9]提出，作者認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)已適應(yīng)了當(dāng)?shù)丨h(huán)境背景濃度，人為添加的組分會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響[10-11]，因此應(yīng)加以管理和控制。荷蘭為管理污染土地制定干預(yù)值時(shí)，綜合采用生態(tài)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估就采用“增加風(fēng)險(xiǎn)法”，將金屬的背景濃度考慮在內(nèi)，以最大允許添加濃度加上標(biāo)準(zhǔn)土壤的背景濃度作為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可接受的最大允許濃度[12]。REACH(Registration，Evaluation，Authorization and Restriction of Chemicals)指南[13]中對(duì)自然發(fā)生的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)安全性評(píng)估以及澳大利亞制定生態(tài)調(diào)查水平(EILs)時(shí)也采用了該方法[14]。

針對(duì)超級(jí)基金場(chǎng)地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要求，美國(guó)環(huán)保署制定了一套保護(hù)生態(tài)環(huán)境的生態(tài)土壤篩選值，適用于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的篩選。在制定篩選值時(shí)，要求考慮土壤背景濃度[15]，此背景濃度為基于美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局20世紀(jì)70年代和80年代開(kāi)展的2次全國(guó)尺度土壤調(diào)查數(shù)據(jù)，以及州、聯(lián)邦或其他獨(dú)立調(diào)查的土壤數(shù)據(jù)，分別用箱形圖方式給出了東部和西部背景濃度的范圍。

1.2 農(nóng)用地土壤可持續(xù)管理

通過(guò)評(píng)價(jià)土壤污染物濃度超出背景值的水平，可以評(píng)估農(nóng)業(yè)等活動(dòng)向土壤中輸入人為化學(xué)物質(zhì)的程度和污染物的積累速率，進(jìn)而為土壤的有效管理提供支撐。加拿大開(kāi)發(fā)了痕量元素指數(shù)，以評(píng)估加拿大農(nóng)業(yè)的環(huán)境可持續(xù)性[16]。該指標(biāo)是一種土壤平衡指標(biāo)，考慮了As、Cd、Cu、Pb、Se、Zn這6種元素，可根據(jù)每公頃農(nóng)用地使用的肥料、飼料補(bǔ)充劑、生物固體量以及浸出、作物移除、揮發(fā)量來(lái)估計(jì)痕量元素投入和損失情況。如果在此期間繼續(xù)采用當(dāng)前的管理做法，則基于土壤平衡計(jì)算出100 a后農(nóng)業(yè)土壤中痕量元素的濃度(簡(jiǎn)稱(chēng)“百年濃度”)。將“百年濃度”相對(duì)于背景值增幅最大的元素(用“痕量元素/背景濃度”表征增量)作為重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，采取相應(yīng)的管理措施降低其風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 污染地塊判斷

土壤環(huán)境背景值是土壤污染識(shí)別的依據(jù)，土壤環(huán)境管理中通常需要利用土壤環(huán)境背景值判斷具體地塊是否受到污染。不超背景值的，通常認(rèn)為未受到污染，可以利用區(qū)域或地塊尺度的土壤環(huán)境背景值進(jìn)行比較來(lái)判斷。按照所選背景值尺度的不同，可以分為3種情形。

1.3.1采用地塊尺度土壤環(huán)境背景值進(jìn)行比較

地塊尺度土壤環(huán)境背景值可以更準(zhǔn)確地反映地塊背景信息，有些國(guó)家和地區(qū)采用或首選地塊尺度土壤環(huán)境背景值作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

澳大利亞《國(guó)家環(huán)境保護(hù)辦法-場(chǎng)地污染評(píng)估》(National Environment Protection Measure-Assessment of Site Contamination)規(guī)定，健康調(diào)查值(health investigation levels)用于篩選是否需要進(jìn)一步開(kāi)展人體健康風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和評(píng)估，場(chǎng)地土壤中重金屬含量如果超過(guò)了健康調(diào)查值，但能明確其與環(huán)境背景水平一致，一般不需要開(kāi)展進(jìn)一步調(diào)查評(píng)估。此處環(huán)境背景水平是指地塊尺度的背景水平，首選方法是在適當(dāng)?shù)膮⒖紙?chǎng)地直接檢測(cè)獲取背景數(shù)據(jù)，在無(wú)法確定適當(dāng)參考場(chǎng)地的情況下，使用場(chǎng)地土壤中鐵或錳元素的濃度預(yù)測(cè)背景土壤重金屬濃度[14]。

加拿大環(huán)境部長(zhǎng)理事會(huì)制定的《加拿大污染地塊土壤質(zhì)量修復(fù)“一地一策”目標(biāo)制定指導(dǎo)手冊(cè)》(Guidance Manual for Developing Site-Specific Soil Quality Remediation Objectives for Contaminated Sites in Canada)指出，如果場(chǎng)地污染物濃度不超過(guò)通用環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)背景水平，則不需要采取相應(yīng)行動(dòng)。相關(guān)背景水平一般先采用地塊尺度背景值，在地塊尺度背景值無(wú)法獲取的情況下，可以通過(guò)地塊或附近區(qū)域來(lái)確定地塊尺度背景值[8,17]。通用環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是土壤中污染物的背景濃度和分析檢測(cè)限值的近似值，修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)為加拿大土壤質(zhì)量指導(dǎo)值(SQGs)。在加拿大國(guó)家污染場(chǎng)地分類(lèi)系統(tǒng)(National Classification System for Contaminated Sites，NCSCS)[18]中，土壤質(zhì)量指導(dǎo)值用于初篩，低于指導(dǎo)值的無(wú)需進(jìn)行場(chǎng)地分類(lèi)，超過(guò)指導(dǎo)值的則用于評(píng)估污染和受體危害程度，通過(guò)綜合評(píng)估的方法將場(chǎng)地分為高等行動(dòng)優(yōu)先級(jí)、中等行動(dòng)優(yōu)先級(jí)、低等行動(dòng)優(yōu)先級(jí)、非行動(dòng)優(yōu)先級(jí)和信息不足5類(lèi)。

1.3.2采用地塊尺度或區(qū)域尺度土壤環(huán)境背景值進(jìn)行比較

在實(shí)踐中可能存在無(wú)法獲得地塊尺度土壤環(huán)境背景值的情況，因此有些國(guó)家或地區(qū)也允許利用區(qū)域尺度土壤環(huán)境背景值進(jìn)行比較判斷，可以節(jié)省地塊尺度土壤環(huán)境背景值的調(diào)查費(fèi)用和時(shí)間。

根據(jù)美國(guó)密歇根州的清理法規(guī)，如果污染物是由于自然條件而存在的(即背景)，即使?jié)舛瘸^(guò)了基于風(fēng)險(xiǎn)的通用清潔標(biāo)準(zhǔn)，也不需要采取清理或其他措施[19]。《自然資源與環(huán)境保護(hù)法》第201部分規(guī)定，判斷一個(gè)地塊土壤污染物是否超過(guò)背景含量，可以采用以下4種方式：a)與全州默認(rèn)土壤背景水平進(jìn)行比較；b)與密歇根背景土壤調(diào)查確定的土壤背景含量進(jìn)行比較；c)與管理部門(mén)認(rèn)可的研究或調(diào)查發(fā)布的背景含量范圍比較；d)與場(chǎng)地尺度土壤背景含量進(jìn)行比較。這里a)、b)和c)中的背景指的是區(qū)域土壤背景，d)中的背景是指在設(shè)施附近或區(qū)域附近環(huán)境中存在的危險(xiǎn)物質(zhì)的含量或水平，該物質(zhì)不得歸因于設(shè)施或區(qū)域附近的任何排放源。

美國(guó)德克薩斯州《德克薩斯風(fēng)險(xiǎn)減少計(jì)劃》指出，可通過(guò)比較關(guān)注污染物濃度與臨界保護(hù)濃度水平(protective concentration levels，PCLs)，來(lái)判斷地塊是否需要采取進(jìn)一步措施[20]。關(guān)注污染物的臨界保護(hù)含量水平如果低于方法檢出限，則將方法檢出限或背景含量較大者作為PCLs，這里的背景含量一般是地塊尺度的背景，如果不想或無(wú)法確定地塊尺度的土壤背景濃度，可以使用德克薩斯州特定的背景濃度中位值?？梢酝ㄟ^(guò)以下3種方式進(jìn)行比較：(1)將關(guān)注污染物的濃度逐個(gè)直接與臨界保護(hù)含量水平進(jìn)行比較；(2)使用統(tǒng)計(jì)或地統(tǒng)計(jì)學(xué)方式確定的代表性場(chǎng)地濃度與臨界保護(hù)濃度水平進(jìn)行比較；(3)使用比較2個(gè)數(shù)據(jù)集的統(tǒng)計(jì)方法來(lái)確定受影響場(chǎng)地濃度是否等于或低于特定場(chǎng)地的背景濃度。

1.3.3采用區(qū)域尺度土壤環(huán)境背景值進(jìn)行比較

加拿大不列顛-哥倫比亞省的污染場(chǎng)地管理辦法(Contaminated Sites Regulation)規(guī)定[21]，場(chǎng)地土壤含量高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但低于背景含量(圖1)，則不是污染地塊。如果場(chǎng)地土壤濃度超標(biāo)且與人為活動(dòng)或者點(diǎn)源輸入無(wú)關(guān)，首先與區(qū)域背景含量的估計(jì)值進(jìn)行比較，如低于該值，則不需要向政府部門(mén)申請(qǐng)就可判斷為非污染地塊；如高于該值，則進(jìn)一步與地塊尺度的背景含量進(jìn)行比較。如果低于地塊尺度背景含量，則需要向政府部門(mén)提出背景含量主管決議申請(qǐng)，申請(qǐng)通過(guò)后可以判斷為非污染地塊；如果高于地塊尺度背景含量，則直接判斷為污染地塊[22]。

加拿大安大略省環(huán)境保護(hù)法XV.1部分[23]和安大略省條例153/04[24]規(guī)定，場(chǎng)地污染物含量如果低于土壤、地下水和沉積物標(biāo)準(zhǔn)(Soil,Groundwater and Sediment Quality Criteria in Ontario)或者低于基于風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)，則可以向環(huán)境場(chǎng)地注冊(cè)處提交場(chǎng)地狀況記錄(record of site condition,RSC)以備案[25]。其中土壤、地下水和沉積物標(biāo)準(zhǔn)包括全深度背景場(chǎng)地條件標(biāo)準(zhǔn)(Full Depth Background Site Condition Standards)和基于效果的通用標(biāo)準(zhǔn)。全深度背景場(chǎng)地條件標(biāo)準(zhǔn)為區(qū)域尺度土壤背景值，是根據(jù)安大略省特定土地用途的典型土壤濃度范圍值(ontario typical range,OTR)推導(dǎo)出來(lái)的背景值，并被視為代表了不受點(diǎn)源污染的土壤中全省所有典型土壤背景含量的上限，用于證明場(chǎng)地中污染物含量與自然環(huán)境相當(dāng)?；陲L(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)地條件標(biāo)準(zhǔn)包括風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估獲得的場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)乇尘皾舛葮?biāo)準(zhǔn)。對(duì)于高背景或全深度背景場(chǎng)地條件標(biāo)準(zhǔn)中未涉及的元素或化合物，可制定當(dāng)?shù)乇尘皾舛葮?biāo)準(zhǔn)。

2012年英國(guó)環(huán)境保護(hù)法第2a部分“受污染土地法定指導(dǎo)”(Contaminated Land Statutory Guidance)進(jìn)行了修訂，為減少土地何時(shí)需要和不需要補(bǔ)救的不確定性，用“正常水平”來(lái)判斷是否為污染的土地，低于該水平的，可以定義為第4類(lèi)土地(無(wú)風(fēng)險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)較低)。其對(duì)“正常水平”的定義相當(dāng)于區(qū)域尺度背景值，指這些污染物是自然產(chǎn)生的，沒(méi)有對(duì)健康和環(huán)境造成不可接受的風(fēng)險(xiǎn)，或是由低水平的擴(kuò)散污染和除特定工業(yè)過(guò)程以外的常見(jiàn)人類(lèi)活動(dòng)所致[26]。

根據(jù)《中國(guó)人民共和國(guó)土壤污染防治法》(下稱(chēng)《土壤法》)，土壤污染是指因人為因素導(dǎo)致某種物質(zhì)進(jìn)入陸地表層土壤，引起土壤化學(xué)、物理、生物等方面特性的改變，影響土壤功能和有效利用，危害公眾健康或者破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象。不超過(guò)土壤環(huán)境背景值的，通常認(rèn)為未受到污染。因此，作為土壤污染判別重要依據(jù)的土壤環(huán)境背景值，在我國(guó)土壤環(huán)境管理上也應(yīng)用于污染地塊判斷。GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》[3]中規(guī)定，砷、鈷、釩3種重金屬元素含量超過(guò)篩選值，但等于或低于土壤環(huán)境背景值水平的，不納入污染地塊管理，并在附錄中按土壤類(lèi)型給出土壤環(huán)境背景值，此背景值為區(qū)域尺度的土壤環(huán)境背景值。

1.4 地塊關(guān)注污染物篩選

2002年俄勒岡州環(huán)境質(zhì)量局(Oregon Department of Environmental Quality，DEQ)發(fā)布了本州10個(gè)地形區(qū)(physiographic provinces)土壤和沉積物的背景值。該背景值被用于該州受關(guān)注化學(xué)物質(zhì)生物富集的評(píng)估[27]以及人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[28]。2012年DEQ發(fā)布了重金屬污染物的區(qū)域默認(rèn)背景值，可用于場(chǎng)地潛在關(guān)注化學(xué)物質(zhì)或者潛在關(guān)注生態(tài)化學(xué)物質(zhì)的篩選，如果場(chǎng)地重金屬污染物的最大值低于區(qū)域默認(rèn)背景值，可不作為潛在關(guān)注化學(xué)物質(zhì)或者潛在關(guān)注生態(tài)化學(xué)物質(zhì)。

德克薩斯州依據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局19世紀(jì)80年代初發(fā)表的一項(xiàng)關(guān)于美國(guó)土壤重金屬背景含量的研究，該研究分析了德克薩斯州不同地區(qū)的120份樣本重金屬數(shù)據(jù)，選擇重金屬含量的中位數(shù)作為該州重金屬背景值[20]。如果土壤中重金屬污染物低于該背景值，則不需要作為關(guān)注污染物。

1.5 地塊修復(fù)目標(biāo)值確定

美國(guó)環(huán)保署《超級(jí)基金清理項(xiàng)目中背景值的作用》(Role of Background in the CERCLA Cleanup Program)中描述，超級(jí)基金地塊的修復(fù)目標(biāo)值不應(yīng)小于土壤背景值，此背景值為地塊尺度的背景值(background concentration)[4-5]。

華盛頓州《示范毒物控制法清理?xiàng)l例》規(guī)定[29]，對(duì)于土壤中的修復(fù)目標(biāo)污染物，如果沒(méi)有修復(fù)目標(biāo)值，則使用自然背景值和實(shí)際定量限值中的較大者作為修復(fù)目標(biāo)值。同時(shí)，土壤修復(fù)目標(biāo)值不得小于實(shí)際定量限值或自然背景值。

加拿大環(huán)境部長(zhǎng)理事會(huì)制定的《加拿大污染地塊土壤質(zhì)量修復(fù)“一地一策”目標(biāo)制定指導(dǎo)手冊(cè)》[17]指出，對(duì)于受到污染的場(chǎng)地可以采取以下3種方法來(lái)確定修復(fù)目標(biāo)值：(1)直接采用加拿大土壤質(zhì)量指導(dǎo)值作為修復(fù)目標(biāo)值，如果土壤質(zhì)量指導(dǎo)值低于相關(guān)的土壤環(huán)境背景值，則土壤環(huán)境背景值值作為修復(fù)目標(biāo)值；(2)如果場(chǎng)地相關(guān)特征參數(shù)(例如，高自然背景、復(fù)雜的污染物混合物或不尋常的暴露情景)與推導(dǎo)的土壤質(zhì)量指導(dǎo)值不一致，管理當(dāng)局可以允許修改土壤質(zhì)量指導(dǎo)值來(lái)制定場(chǎng)地修復(fù)目標(biāo)值，如果修改后的值低于相關(guān)環(huán)境背景值，則將相關(guān)環(huán)境背景值作為修復(fù)目標(biāo)值；(3)使用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序來(lái)建立場(chǎng)地修復(fù)目標(biāo)值。相關(guān)環(huán)境背景值建議優(yōu)先采用當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)域的背景數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有，則可以考慮場(chǎng)地背景。對(duì)于沒(méi)有相應(yīng)土壤質(zhì)量指導(dǎo)值的，可以采用以下3種方法確定修復(fù)目標(biāo)值：(1)使用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序；(2)按照土壤質(zhì)量指導(dǎo)值的推導(dǎo)規(guī)程進(jìn)行推導(dǎo)確定；(3)采用其他管轄區(qū)域的指導(dǎo)值或者基于背景值確定。

HJ 25.4—2019《建設(shè)用地土壤修復(fù)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，在提出修復(fù)目標(biāo)值時(shí)，應(yīng)分析比較按照HJ 25.3—2019《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》計(jì)算的土壤風(fēng)險(xiǎn)控制值、GB 36600—2018規(guī)定的篩選值和管制值、地塊所在區(qū)域土壤中目標(biāo)污染物的背景含量以及國(guó)家和地方有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限值，結(jié)合目標(biāo)污染物形態(tài)與遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等，提出土壤目標(biāo)污染物的合理修復(fù)目標(biāo)值。

1.6 土壤資源化利用標(biāo)準(zhǔn)

加拿大不列顛-哥倫比亞省的污染場(chǎng)地管理辦法規(guī)定，修復(fù)后土壤污染物含量高于修復(fù)目標(biāo)值，但低于接收地的土壤背景值，也是可以接受的[21]。

根據(jù)德國(guó)聯(lián)邦/州土壤保護(hù)工作組發(fā)布的《土壤中無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)背景值》[30]，為了正確和無(wú)害地將土壤回收作為替代建筑材料，必須確保土壤沒(méi)有受到污染，要求在制定相關(guān)法規(guī)時(shí)，必須考慮土壤背景值。

我國(guó)HJ 25.5—2018《污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控與土壤修復(fù)效果評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則(試行)》規(guī)定，若修復(fù)后土壤外運(yùn)到其他地塊，應(yīng)根據(jù)接收地土壤暴露情景進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定土壤修復(fù)效果評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)值，或采用接收地土壤背景濃度與GB 36600—2018中接收地用地性質(zhì)對(duì)應(yīng)篩選值的較高者作為土壤修復(fù)效果評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)值，并確保接收地的地下水和環(huán)境安全。

2 土壤環(huán)境背景值的表達(dá)

一般基于統(tǒng)計(jì)單元對(duì)土壤環(huán)境背景值進(jìn)行表達(dá)。通常按照成土母質(zhì)類(lèi)型[31]、土壤類(lèi)型[32-33]、用地類(lèi)型[34]、主導(dǎo)因素[2,35]、行政區(qū)[19,22,36]等因素或其組合方式[19,30]劃分統(tǒng)計(jì)單元。若采用的數(shù)據(jù)可能來(lái)源于2個(gè)及以上總體(如來(lái)源于多個(gè)成土母質(zhì)類(lèi)型的數(shù)據(jù))，可采用累積頻率曲線(xiàn)拐點(diǎn)法或結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)方法(如最大似然估計(jì)、穩(wěn)健估計(jì))分離出來(lái)源于背景總體的樣本數(shù)據(jù)[37-38]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和主要調(diào)查研究成果一般根據(jù)土壤背景含量數(shù)據(jù)的分布類(lèi)型，采用土壤環(huán)境背景含量的分位數(shù)、平均值和標(biāo)準(zhǔn)差、中位數(shù)和絕對(duì)中位偏差等進(jìn)行表達(dá)。

2.1 用分位數(shù)表達(dá)

分位數(shù)一般在土壤環(huán)境背景含量數(shù)據(jù)為非參數(shù)分布情況下采用，也有在對(duì)數(shù)正態(tài)分布情況下采用，用多個(gè)分位數(shù)、單個(gè)分位數(shù)或其置信上限進(jìn)行表達(dá)。

(1)用多個(gè)分位數(shù)表達(dá)。ISO《土壤質(zhì)量-背景值確定指南》[2]中表述：由于背景含量數(shù)據(jù)經(jīng)常呈非正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布，建議使用百分位數(shù)作為背景值，例如可采用10%、25%、50%、75%、90%一系列分位數(shù)來(lái)表示。德國(guó)采用50%和90%分位數(shù)作為聯(lián)邦和州土壤中無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)背景值(在確定90%分位數(shù)作為背景值時(shí)，主要考慮確定的背景值不應(yīng)高于預(yù)警值)[30]。

(2)用單個(gè)分位數(shù)或其置信上限表達(dá)。不同的國(guó)家或地區(qū)選擇作為背景值的分位數(shù)有所不同。美國(guó)德克薩斯州特定的中位背景水平采用來(lái)源于州內(nèi)不同地區(qū)的120個(gè)樣本的中位值(50%分位數(shù))[20]。密歇根全州默認(rèn)背景水平在非參數(shù)分布情況下采用84%分位數(shù)[19]。美國(guó)華盛頓州和新澤西州農(nóng)村地區(qū)背景值采用90%分位數(shù)[39]。加拿大大不列顛哥倫比亞省采用背景點(diǎn)表層數(shù)據(jù)的95%分位數(shù)或者所在區(qū)域內(nèi)所有點(diǎn)位數(shù)據(jù)的中位數(shù)(因?yàn)閿?shù)據(jù)量有限)[22]；采用95%分位數(shù)來(lái)表示的還有荷蘭[36]及我國(guó)的深圳市[32-33]和韶關(guān)市[31]等；英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(British Geological Survey，BGS)采用95%分位數(shù)的95%置信上限作為正常背景值上限[35]。加拿大安大略省采用97.5%分位數(shù)+ 2倍站點(diǎn)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差(當(dāng)大于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值時(shí)，采用97.5%分位數(shù))作為背景值；美國(guó)密歇根州背景土壤調(diào)查過(guò)程中，對(duì)于非參數(shù)分布的數(shù)據(jù)采用97.5%分位數(shù)作為背景值[34]；新西蘭采用99%分位數(shù)作為背景值[40]。

2.2 用平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差表達(dá)

一般在土壤環(huán)境背景含量數(shù)據(jù)呈正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布情況下采用平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差表達(dá)。

2.3 用中位數(shù)和絕對(duì)中位偏差表示

近幾年，國(guó)際上關(guān)于土壤元素背景值和閾值的研究者認(rèn)識(shí)到，當(dāng)背景值數(shù)據(jù)既不符合正態(tài)分布，也不符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布時(shí)，采用中位數(shù)表達(dá)集中趨勢(shì)以及用絕對(duì)中位偏差(median absolute deviation)表達(dá)離散趨勢(shì)可能更合理[47-48]。由于認(rèn)識(shí)到自然界土壤元素背景含量絕大多數(shù)情況下不是正態(tài)分布，美國(guó)第二次全國(guó)土壤元素背景值調(diào)查增加了所有檢測(cè)項(xiàng)目的中位數(shù)和絕對(duì)中位偏差作為土壤元素背景值[49]，并不像美國(guó)首次調(diào)查那樣，把絕大多數(shù)元素背景含量當(dāng)作對(duì)數(shù)正態(tài)分布，直接以幾何平均值和幾何標(biāo)準(zhǔn)差作為土壤元素背景值[41]。2017年歐洲農(nóng)牧業(yè)土壤元素地球化學(xué)研究也以中位數(shù)作為土壤元素背景值，該研究證實(shí)，用中位數(shù)和絕對(duì)中位偏差表達(dá)偏態(tài)分布的具有相同母巖和地球化學(xué)發(fā)育過(guò)程區(qū)域的土壤元素背景值更為合理[50]。

3 我國(guó)土壤環(huán)境背景值應(yīng)用存在的問(wèn)題及建議

3.1 存在的問(wèn)題

3.1.1土壤環(huán)境背景值在土壤環(huán)境管理上的使用要求不明確

雖然土壤環(huán)境背景值在我國(guó)已應(yīng)用于污染地塊篩選、修復(fù)目標(biāo)值確定、土壤資源化利用等方面，但尚未明確具體如何使用。比如，在污染地塊篩選方面，是否可以使用地方上確定的區(qū)域尺度土壤環(huán)境背景值或者使用地塊尺度的土壤環(huán)境背景值進(jìn)行篩選；在修復(fù)目標(biāo)值確定和土壤資源化利用方面，在考慮土壤環(huán)境背景值時(shí)，選擇什么尺度的土壤環(huán)境背景值作為依據(jù)。在土壤環(huán)境管理上，我國(guó)仍缺乏相應(yīng)的管理或技術(shù)文件，對(duì)土壤環(huán)境背景值的使用流程、尺度選擇、管理要求等進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。

3.1.2已有GB 36600—2018標(biāo)準(zhǔn)中土壤環(huán)境背景值的完整性和針對(duì)性不足

我國(guó)地域遼闊，土壤類(lèi)型和母質(zhì)類(lèi)型豐富多樣，地質(zhì)高背景地區(qū)分布較廣，涉及的土壤元素或化合物較多，不同區(qū)域土壤環(huán)境背景值差異很大。針對(duì)我國(guó)土壤環(huán)境背景值的特點(diǎn)，已有GB 36600—2018標(biāo)準(zhǔn)中的土壤環(huán)境背景值存在2個(gè)方面的不足：一是GB 36600—2018中土壤環(huán)境背景值涉及指標(biāo)有限。該標(biāo)準(zhǔn)只給出了砷、鈷和釩3種元素的背景值，但實(shí)踐中除此3個(gè)元素以外，還存在其他的元素可能因背景原因超過(guò)篩選值的情形，按照現(xiàn)行的土壤環(huán)境管理規(guī)定，這將會(huì)出現(xiàn)很多因高背景原因而納入污染地塊管理的地塊，增加了土壤環(huán)境管理成本。二是GB 36600—2018中的土壤環(huán)境背景值缺乏區(qū)域針對(duì)性。該標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的是“七五”全國(guó)土壤環(huán)境背景數(shù)據(jù)，采用95%分位數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整后作為土壤環(huán)境背景值。由于數(shù)據(jù)量有限，只能在全國(guó)范圍內(nèi)按主要土類(lèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，依此確定的土壤環(huán)境背景值往往針對(duì)性不夠，不能很好地表征區(qū)域的實(shí)際情況，不能如實(shí)反映我國(guó)區(qū)域土壤環(huán)境背景值的特點(diǎn)。如標(biāo)準(zhǔn)中按照土壤類(lèi)型給出了砷的背景值分別為20、40、60 mg·kg-1，但《中國(guó)土壤元素背景值》中云南和廣西土壤中砷的95%分位數(shù)分別為69.1和79.7 mg·kg-1，兩者差距較大。

3.1.3缺乏統(tǒng)一的區(qū)域和地塊尺度土壤環(huán)境背景值的統(tǒng)計(jì)與確定方法

我國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始就相繼開(kāi)展了土壤環(huán)境背景值研究，涉及全國(guó)、區(qū)域、省、市等多個(gè)尺度[40-43]，但不同研究所采用的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)與確定方法不同。近些年來(lái)，我國(guó)發(fā)布了一些與土壤環(huán)境背景調(diào)查相關(guān)的技術(shù)規(guī)范文件，如HJ/T 166—2004《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》對(duì)區(qū)域土壤背景監(jiān)測(cè)做了規(guī)定，NY/T 395—2012《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》對(duì)農(nóng)田土壤區(qū)域土壤背景監(jiān)測(cè)布點(diǎn)做了規(guī)定，HJ 25.2—2019《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》只對(duì)建設(shè)用地土壤對(duì)照監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布設(shè)作出規(guī)定。尚缺乏統(tǒng)一的區(qū)域和地塊尺度的土壤環(huán)境背景值統(tǒng)計(jì)與確定方法，以規(guī)范相關(guān)土壤調(diào)查和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，影響了土壤環(huán)境背景值在土壤環(huán)境管理上的應(yīng)用。

3.2 對(duì)策建議

(1)盡快起草發(fā)布管理或技術(shù)文件，對(duì)土壤環(huán)境背景值在土壤環(huán)境管理上的適用范圍、使用流程、尺度選擇等進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，明確管理要求，確保土壤環(huán)境背景值在土壤環(huán)境管理上合理、規(guī)范使用。

(2)為彌補(bǔ)GB 36600—2018中土壤環(huán)境背景值的區(qū)域針對(duì)性和指標(biāo)完整性的不足，對(duì)與GB 36600—2018可能存在較大差異的高背景值區(qū)，或除砷、鈷、釩外的其他高背景元素，建議允許地方根據(jù)土壤環(huán)境管理需要，制定發(fā)布并使用該區(qū)域的土壤環(huán)境背景值。

(3)建議國(guó)家制定發(fā)布統(tǒng)一的區(qū)域和地塊尺度的土壤環(huán)境背景含量統(tǒng)計(jì)與背景值確定方法等技術(shù)文件，規(guī)范土壤環(huán)境背景的統(tǒng)計(jì)與背景值確定。

(4)根據(jù)《土壤法》，由于背景因素導(dǎo)致的土壤超標(biāo)非人為因素所致，不納入土壤污染管理的范疇，但不超土壤環(huán)境背景值、含量很高的土壤，可能也存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，建議對(duì)這類(lèi)土壤建立統(tǒng)一的管理制度，確保土壤安全利用。