再谈土壤环境质量新标准：答中国环境修复网评论

【编者按】        

        坦率而言，我发表“意见”时，一方面是对征求意见稿的积极响应，是尽一个科技工作者应有的责任和义务；另一方面，也希望得到同行专家的批评和指正，正如佚名同志的教诲，使我受益匪浅，促使我对一些问题进一步思考。

        以下，我分十四个方面做出对该评述文章的回应，现将主要内容与大家分享和讨论。

        文中《农用地土壤环境质量标准修订之我见》简称“原文”，评《陈能场“农用地土壤环境质量标准修订之我见”》简称“评文”。

      1. 中国土壤污染源到底为何？

        评文说：“土壤中的重金属污染主要来自工矿业，农药化肥对耕地的重金属含量影响较小，但是可能会对地下水造成污染。一般认为我国过度使用农药化肥来提高粮食产量，从而使得超出农作物需求的部分就可能对土壤造成污染。相反的是，由于气候的原因，台湾四季都适合种植，尽管每亩耕地的农药化肥使用量超过大陆的平均水平，但是农药化肥对农田耕地的污染很小或较轻”。

        关于污染源问题，除了原文外，许多文献资料都有系统阐述，我看不出佚名同志对污染源的明确看法，最初一句强调了“主要”来自工矿业，而后一句引用“一般认为”似乎又强调了“我国过度使用农药化肥……就可能对土壤造成污染”。 单纯从化学肥料来看，肥料镉的影响是次要的，但如果将动物源肥料一并考虑，则肥料便可能成为大面积农田镉的最大污染源。

        中国土壤污染来自哪里，让数据说话。这里先列举三篇文章：

        1.Shao et al. 2013. Anthropogenic atmospheric emissions of cadmium in China. Atmospheric Environment 79:155-160

        2.Tian et al. 2012. Temporal and spatial variation characteristics of atmospheric emissions of Cd, Cr, and Pb from coal in China. Atmospheric Environment 50:157-163

        3.Luo et al., 2009. An inventory of trace element inputs to agricultural soils in China. Journal of Environmental Management 90:2524–2530

        

        以上图表来自这三篇文章。Paper 3 Table 4的数据清楚地表明，中国农地的外源Cd为动物肥料源778吨，大气沉降493吨，化学肥料N肥和钾肥0.61吨，磷肥24吨，复合肥89吨，其他农业投入品<1吨，化学肥料共113吨。这与原文“我国土壤耕地的重金属主要来自于大气沉降、污水灌溉和养殖业三大行业”是一致的。对镉而言，大气沉降占总输入量的34.8%， 养殖业的动物源肥料54.9%，工业肥料8.0%。文中未论及污水灌溉的影响，这方面从1974年的张士灌区污染到1976年，“全国污水灌区农业环境质量状况调查”以及1996年，“全国第二次污水灌区农业环境质量状况调查”的结果都能得到体现。

        2. 原文引用的例子真的极端吗？

        评文认为“‘意见’所举的例子属于极少数极端的情况，” 事实上，土壤镉含量与当地居民镉摄取量不具正相关关系，并非极端情况。那些可以说是典型例子。事实上，这类例子很多，我在湖南某矿区进行污染治理的结果表明，土壤中镉、砷、铅、汞的含量，大都超过1995标准的十几倍，但由于土壤pH在7.3-7.8间，水稻稻米的重金属几乎不超过2012的粮食重金属限量标准；而在另一个地方的试验中，由于土壤pH在5.0以下，土壤镉浓度虽然没有达到0.3mg/kg，但39个水稻品种的镉含量都超过0.2mg/kg的卫生标准。

        评文给出的“下图是我国大部分地区镉活性态百分比同土壤浓度的关系，在0.3 mg/kg以下、0.6 mg/kg、0.8-1 mg/kg区间的规律性很强”。在不涉及土壤pH的情况下，来讨论活性关系，意义不是太大，或许可以归纳出区间规律性，但数据点实在太少，比如“0.6 mg/kg”这个区间是对应3个点？而且，从该图数据上看我国土壤的镉活性大多在60%（更多的是80%）到100%之间，最低值在20%，它说明不同类型土壤的镉活性是不一样的，单纯的总量表述有局限性，这与原文“表现在Shipham矿区的镉有效性为0.004%，日本的痛痛病区4%，韶关大宝山下的上坝村80-90%之间”所要表述的意思很吻合，佐证了原文论断的合理性。

        镉活性态百分比同土壤浓度的关系（引自评文）

        3. 不需要增加重金属生物有效性的讨论吗？

        评文“土壤重金属污染不是一个太简单的较新问题，如标准列出有效形态值，那势必会引起增加重金属生物有效性的讨论，接着还可能……，使一个标准编制变成纯科学问题，”这里想请教一下，“标准列出有效形态值，势必引起增加重金属有效性的讨论，接着还可能……”是可能什么呢？怎么会是“一个标准编制变成纯科学问题”，多增加一些讨论不好吗？ 需要强调的是，在某些情况下，对有效态（可提取态）的辨析是不可避免的，例如污染土壤修复中，在一些情况下，总量不一定有明显变化，必须使用有效性的概念。

        4．标准怎样制订，才能实现目的？

        原文主要讨论标准征求意见稿内的文字表述问题，指出不同版本间的差别。评文认为“在修订原则中提出，‘突出土壤污染‘防、控、治’相结合的风险管理思路”和‘针对现阶段土壤污染防治目标任务’。因此，此标准也是为治理服务的，治理也是‘保护土壤环境，保障人体健康’的主要手段之一。”

        至于“此标准也是为治理服务的”，是不是意味着在各个pH区间的农地土壤重金属赋值可以实现农作物的食品安全？我在原文相关部分已经表明，“征求意见稿的土壤环境质量标准难以用于土壤环境质量的管理，也难以用于耕地污染治理的评判”。

        5．自然背景值的删除问题

        评文认为“自然背景值并没有被简单地删除，而是将在原有基础上，充分考虑各地区自然背景值的差异，提出了更加具有操作性的管理思路，让各地区制定出更加符合各地的背景值，使土壤环境保护的目标更加明确和具体。”

        笔者看不出“将在原有基础上，充分考虑各地区自然背景值的差异”。至于“让各地区制定出更加符合各地的背景值”和“提出了更加具有操作性的管理思路”，如果真如此，那是可取的，但在征求意见稿中未曾看出。顺便说一句，既然背景值可以“让各地区制定出更加符合各地的”值，也可以将临界值让各地方一并解决，岂不更好？对于各地区自然背景值的差异，如高背景地区的问题如何解决，都应该给出明确的指导意见，何况我国还有地方标准要严于国家标准的要求。

        6．关于标准细化问题

        评文认为，“从两档细化到四档是会增加一些工作量，但是谈不上“极大的麻烦”，pH值的测试和评估是最简单的环境监测工作之一。而且，理论上和事实上，pH 值5.5 以下的土壤中活性强，而在pH 值5.5 以上的土壤中活性明显下降，因此，以5.5值为调整线是合理的和可行的。” 笔者认为, pH5.5为调整线并非合理。的确pH4.5-5.5是作物最容易吸收重金属（如镉）的区间，但5.5-6.5之间同样不是安全区域，这个只有在6.5才合理。

        因此，我认为没有必要做如此的细化，徒增工作量。用pH6.5做判别标准，分为两档即可。

        评文“由于不均匀性，土壤重金属含量都可以相差数倍甚至数十倍”同“四级分档”没有逻辑上的关系，土壤不均匀性不是标准或者分不分档能够解决的问题，而是需要通过采样方法来减少其影响。

        由于土壤高度不均匀性，在如此细化的标准下很容易带来误判。这个问题并非单纯通过采样方法就能解决。土壤农化分析的老师都会告诉学生，采样误差会远远大于分析误差。即使是密集采样，其分析结果要与0.3、0.4、0.5、0.6mg/kg这样的密集分档对接其实很困难，何况在实际样品分析中，如此浓度允许的相对偏差可高达25%。

        征求意见稿的pH分档是pH≤5.5、5.5＜pH≤6.5、6.5< pH≤7.5 、pH>7.5，原文“大量试验表明，当土壤pH在5.0以下，在目前土壤镉含量（不超标）的现状下，所生产的稻米镉含量都超过了稻米卫生标准（0.2mg/kg）的水平，这是个普遍存在的事实”是基于科研成果，事实上并非“对农田特别是生产中的农田来说是属于极端的情况”。

        在广东，pH<4.5 的土地面积在20 世纪80 年代时仅473km2,而到2002—2007 年已增至18097 km2，pH>7.5的土地面积从5446 km2 减至349 km2(表2).（郭治兴等. 2011. 近30年来广东省土壤pH值的时空变化. 应用生态学报. 22(2): 425-430 ）

        7．关于收严铅和收严六六六和滴滴涕问题

        原文也同意铅的标准需要收严。评文称：“‘意见’中大气排铅的例子同土壤铅值的收紧没有逻辑上的关系。”原文并非要佐证逻辑上的关系，只是提供科研事实，指出大气铅沉降对农作物安全的影响，不能仅考虑土壤问题。此外，且不去考虑赋值的合理性问题，在所有pH条件下，铅的数值一样，这让人难以理解，需要“征求意见稿”的进一步说明。

        评文中“当前，土壤中六六六和滴滴涕含量水平已显著降低，但是部分地区土壤六六六和滴滴涕仍有检出，表明收严是必要、合理和经济可行的，也反映出我国履约的决心和行动”。对这个问题，可以仁者见仁智者见智，只是在“当前，土壤中六六六和滴滴涕含量水平已显著降低”的情况下收严是否有必要的问题，其次“部分地区土壤六六六和滴滴涕仍有检出”，原文建议这类标准可以留给地方政府来制定。

        8．十项新增选测项目，是否具有全国性意义？

        原文认为这十项新增标准的评估也很有必要，但总体上是地方性问题。如铊的污染如下图，其新增标准不具全国性意义。

        评文“对于选测项目，主要是考虑到了有些地区某些污染物造成的污染问题突出，而在全国并不具备普遍性，对于设置的这些选测项目，各地区可以针对本辖区的实际情况采用或者不用，而不是一个地方得病，全国都要吃药。而且这种做法在我国地表水质量标准和环境空气质量标准中都有成功的实践。”既然在“在全国并不具备普遍性”，笔者坚持“这部分的标准留给地方政府部门根据当地情况来制定更有可操作性”。因为这也涉及地方标准必须要严于国家标准的上下位的问题，如果地方标准根据当地的农业生产情况不需严于国家标准，这些标准恐怕只会带来困扰，因为标准的制定除了安全外，还需要考虑“当地的经济、环境和生产等等的因素”。如果追求全面，鉴于长三角和珠三角等地区的有机毒物如PAHs、PCB等污染较为严重，笔者甚至更愿意建议增加评估和制定这类标准。

        既然“各地区可以针对本辖区的实际情况采用或者不用，而不是一个地方得病，全国都要吃药。” 由于土壤污染与大气污染和水污染性质不同，具有高度不均匀性和局部性，同时其环境和人体健康效应深受土壤性质和种植结构的影响，这些选项可不需要国家标准代劳，而是留给地方标准更大空间。

        质量标准不同于基准值，其制定受到经济、环境和生产等因素影响，因此特给出“日本之所以不轻易将大米镉标准从0.4mg/kg改为0.2mg/kg是因为相应的土壤污染面积将增加15倍，从而产生天价的土壤修复费用”的例子。日本的大米镉标准本质就是土壤的镉标准。这与评文“标准编制从来都不是纯科学的，必须考虑政治、经济、环境、社会、技术、文化、地方特性等因素。否则，是难以编制和实施的”并不矛盾。

        9．关于征求意见稿标准用于土壤管理和土壤治理问题

        同意评文“耕地农田标准是以保证农产品安全为主的”的表述。但农产品安全的影响因素并非只有土壤重金属含量本身。目前，要以征求意见稿中的标准，保障农产品的安全，是有困难的，特别是对农地土壤中的镉问题。上图是笔者对导致农产品（水稻）镉超标的因素总结，认为镉大米的产生是镉的特性、土壤污染、土壤退化、水稻品种特性综合作用的结果，也再次表明笔者的看法：对土壤重金属标准如此细化意义不大。笔者也因此认为，征求意见稿中的标准“难以用于土壤环境质量的管理，也难以用于耕地污染治理的评判”。

        第十届全国人民代表大会常务委员会第二十一次会议早在2006年4月29日通过了《中华人民共和国农产品质量安全法》。按照该法第十五条“县级以上地方人民政府农业行政主管部门按照保障农产品质量安全的要求，根据农产品品种特性和生产区域大气、土壤、水体中有毒有害物质状况等因素，认为不适宜特定农产品生产的，提出禁止生产的区域，报本级人民政府批准后公布。具体办法由国务院农业行政主管部门商国务院环境保护行政主管部门制定。”按照征求意见稿判别的土壤污染，如果都列入“禁止生产的区域”或进行治理，这对众多的高镉背景区是极大的挑战。事实上，一些高背景区的土壤，虽然镉含量会超过征求意见稿的标准，但如果遵循老祖宗有关“土宜”的教诲，不见得会造成食品污染和人体健康危害。

        10．是否需要跳出框架，吸收新成果？

        原文关于跳出“框架”的说法，本意在于说明经过三十年的经济发展，土壤环境发生了深刻变化，该征求意见稿总体上只是去掉第一级的背景值和第三级的数值，而对第二级细化这一操作手法与1995年的标准制定框架相同。

        11．关于地质高背景问题

        评文“征求意见稿建议，国家规定确定土壤环境背景值的技术原则、程序和方法，由各地依据国家规定分别制定地方标准。这样可有效解决‘高背景土壤的重金属含量进行区分’”。这种做法可以，但现在有关于“土壤环境背景值的技术原则、程序和方法”的国家标准可以参照和执行吗？

        对于“耕地修复是我国特有的，没有国际经验借鉴，日本和台湾都主要采用较小规模的客土法”，事实上，日本也并非只是小规模的客土法，而是对稻米镉含量在0.4-1.0之间的广大区域，通过水分管理来实现镉的安全，在2007年，其实施面积达到近60万亩。因此，我们是有国际经验可以借鉴的。

        一个值得思考的问题是，在“征求意见稿”发布后，有人认为我国的土壤修复产业迎来了新的机遇，但也有人为此感到担忧，一是因为修复产业的兴旺发达，表明土壤问题的严重性，心情十分沉重；二是现在的修复公司鱼龙混杂，而且没有有效监管的法律法规。我希望借此机会呼吁，不管将来土壤环境质量标准以什么样的形式予以规范，都不要忘记对修复产业的监管，特别是终身追责制。

        12．关于标准上位法或土壤污染防治法问题

        评文称，“‘如何管理和修复’更多是标准上位法或土壤污染防治法的内容，看不出征求意见稿会导致‘土壤管理和保护将陷入困境’”。目前的标准征求意见稿本身就是上位法，莫不成还有另一个“标准上位法”？固然“如何管理和修复”是土壤污染防治法的内容，但其管理和修复，总需要标准来做其评判指标。当标准本身不能到位，又如何为土壤污染防治法提供技术支撑呢？一个十分朴实的问题是，老的标准没能管住土壤污染问题，新的标准能够管住吗？！

        13．关于土壤负载容量管理法

        评文表示，“相关论文属于中国科学院南京土壤研究所一课题组，算是一家之言，而且，发表一两篇相关论文并不足以说明其指导实践的作用。”“尚不清楚‘意见’为什么强烈推荐2014年才提出而且尚未被实践证明的‘土壤负载容量管理法’。需要注意的是，如果现在需要高级专业科技人员来专门‘另文论述’成果，那基层环保部门监督实施的实际能力将是一个长期的问题。”

        建议佚名同志留意一下有关文献，不难发现，有关土壤负载容量研究，是我国“六五”和“七五”期间的攻关课题，那是30多年以前的工作了，涉及中国科学院、环境科学研究院、农业部、教育部等全国许多单位和人员，取得了虽然初步但却十分宝贵的经验和成果，并发表了许多相关论文和著作（例如夏增禄. 1986. 土壤环境容量研究. 北京: 气象出版社；夏增禄. 1991. 土壤环境容量及其信息系统. 北京：气象出版社； 夏增禄. 1992. 中国土壤环境容量. 北京: 地震出版社.）。1995年的土壤环境标准就是在这样的基础上形成的。

        长期以来，人们似乎忽略了土壤负载容量的重要性，一方面是因为原有的工作偏重于基础性，在土壤环境质量管控方面的实际应用方面却缺乏深层次的考虑。人们十分焦急的是，到目前为止，眼看着土壤重金属污染问题愈来愈严重，却没有一个可为政府和公众接受的管控土壤重金属污染的有效措施。既然如此，在等待新标准的时候，或者在新标准也不具备有效管控功能的情况下，不妨换一个思路。在理论和经验总结与分析对比的基础上，建议土壤环境质量的保护可采用“土壤重金属负载容量管控法”，从单一的依靠质量标准，过渡到以污染物负载容量为依据的双标准管控模式，这对土壤的可持续利用、坚守18亿亩耕地红线和保障粮食安全具有重要意义。当然，我“强烈推荐”，是想作为例证起一个抛砖引玉的作用，希望更多同志拿出办法来，告诉我，你的方法可以保护土壤环境质量，保证土壤资源千秋万代可持续利用。我绝对不去管你是一家之言，还是万人上书；是一个课题组，还是一个研究院；是一个大权威，还是一个无名小卒。这就是我的做人原则：以德取人，以才取人。

        14．土壤镉含量与稻米镉含量的线性关系

        这里列举日本、泰国、我国台湾省和韩国的一些关系图，它们是怎样一种关系，请大家判断。

        很期待看到评文中所称的“农业部主持开展的公益性行业科研专项（农业）‘主要农产品产地土壤重金属污染阈值研究与防控技术集成示范’找到了土壤镉含量与稻米镉含量的线性关系。”但研究表明，在盆栽试验等特定条件下，土壤镉与稻米镉有着良好的线性关系，而在大田条件下，不可能如此。日本之所以不采用土壤镉含量作为土壤质量或污染判断的标准，而采用稻米镉含量作为土壤污染的判断标准，就是因为找不到土壤镉含量与稻米镉含量的线性关系。