土壤重金属环境质量标准的制定

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1、环境科学卷期勺半害妙舜分头辫升冲夕争尹畏咔, 篡专论 心姗层声匆夺土壤重金属环境质量标准的制定熊先哲中国科学院林业土壤研究所一、制定土玻环境质标准的 目的土壤质量标准是以土壤生态为 中心,以维持其正 常的结构 和功能,发挥长期稳定的生产效能为目的,土壤是经历漫长地质年代形成的环境要素,是人类赖以生存 的宝贵资源然而土壤生态系统,遭到污染后,一旦超过系统本身的恢复能 力,变会造成严重的后果由于 重金属污染,造成土壤生态的破坏并危及人体健康的实例,提醒我们对于进入土壤的污染物必 须实行数量上的限制,而限制的衡量尺度,就是土壤质量标准国外从七十年代开始研究制定土壤卫生标准,并且有些国家陆续颁发了某些

2、重金属的土壤质量标准可是我 国目前尚未制定污染物的土壤质量标准,重金属亦是如此土壤质量标准是 以土壤质量基准为依据,同时还综合考虑 了社会、经济、技 术等多种 因素,通常标准要低于或等于基准因此制定土壤质量标准,实际上也就是土壤质量基准的研究工作二、制定土壤环境质标准的依据土壤卫生学指标苏联叭矛等人在论述制定土壤卫生标准时,考虑了土壤多个生物活性 和 自净过程指标,其中主要有呼吸作用、蔗糖酶、蛋 白酶、纤维素酶、硝化作用氨、硝酸盐、大肠杆菌、微生物区系包括最敏 感的类型、腐生细菌等。在这些指标 中,固氮、酶活性 和呼吸作用是最敏感的当土壤 中某些重金属含量超过背景值仅数个时,就开始表现出抑制作

3、用土壤真菌对重金属污染也是高度敏感,其数量在污染土壤中剧增,而其他微生物种类的数量,则相应减少以上述指标确定土壤重金属的最大允许浓度及的具体数量界限,苏联学者大体有三种意见,衡量标准有所不 同,刀,即以生物化学指标 出现的变化和微生物计数指标出现的变化,分别外和多为第一种意见,分别巧和呢为第二种意见,两者皆为一务为第三种意见固氮菌和固氮酶活性对土壤重金属的敏感性,还为下述试验所证明意大利,研究了性质不同 的两种 土 壤。和拍。以下简称和土壤,在以处理后,研究对固氮菌和固氮酶活性的影响 表从中看出,一处理,已使 固氮活性明显下降,同时固氮菌数量也相应减少苏联等也用乙炔法测定固氮活性,做为重金属污

4、染的敏感指示,指出当土壤中为,和为时,土壤固氮活性开始下降,而且这种抑制作用,在重金属输人后可持续一个 月农产品的质量标准土壤污染物和人体健康之间的 剂量一效应关系,不是直接的,而是通过农畜产量食物链紧密联系的卷期环境表处理对固氮菌和固抓活性的影响科表联邦德国土镶中危害元素允许数元素允许数量允许 数量。一一一一一乡一一中弓多一亏龙氏价一一。一,八卫卫土土壤壤】处理理自生固氮菌菌非共生固氮氮 个了干土土活性性好好好好气的的嫌气的的降低、。, ,。义言言火习习弓。吕吕吕吕。只 王, ,又。吕 又, ,只孟孟。,、。一百 飞、。,礴只亏。弓, ,术, ,。 。只。,火, ,。联邦政府公布的允许上限很

5、多国家制定工农 产品的卫生标准,限制 了污染物在粮食和食品中的允许含量同时还规定了某些重金属的每人每周或每日允许摄人量例如联邦德国粮食卫生标准见定为、为、为。并且还 规定体重的人每周可摄人的重金属数量,为,为,为根据粮食卫生标 准,或者以与食物构成情况推算的粮食中污染物的允许含 量,做为因变量,以土壤 中相应的污染物浓度为自变量,通过广泛的调查 和深人的研究,取得足够多的样本,建 立起两者之间的函数方程,结合其他有关的影 响因素,构 造数学模型,运用模型根据粮食的卫生标准,计算出土壤的允许含量。不过目前很多国家尚未严格遵循这一程序。囚介 绍了联邦德国个危害元素的土壤允许浓度表,就是 为达到卫生

6、部规定的食品卫生要求幻。还建议农 用土壤的允许 数量标准还应该用于森林土壤因为森林不仅是用材,而且也是可食植物蘑菇、浆果 等 和食用野禽的食源,特别是森林植物有相对 较高的富集重金属等污染物的能力,出于对人体健康的考虑,故对森林土壤的环境质量也不容忽视作物效应指标重金属对作物的危害,可分为两类,一类是造成残毒,另一类是生理毒害,有的元素是兼而有之这里的作物效应是指对作物产生生理毒害,出现症状,最终表现为减产对于某 种重金属,不同作物的敏感程度不同。苏联几等提出利用作物叶片和果实中的化学组成来评价污染程度利用作物的生理生化指标来制定土壤质量标准,具有从本质上和机理上阐明问题的特点,这是应该逐步做

7、到的但是目前的生物效应,仍然是采用生物量和产量这样的综合指标日本研究了砷污 染地区 的 糙 米产量表根据表,计算 出上述三个地区造成水稻减 产关的土壤砷浓度分别为巧,日本规定的土表污染水田中土维砷对和桩米产且刃的关系差异在水平,产 量。,环境壤质量标准,砷为提取铜为,提取 其依据就是作物效应。环境效应指标土壤污染还可能导致边界环境的 污 染,其 中主要是对地面水和地下水的污染一般认为重金属和土壤胶体的亲合力较强,进人土壤的重金属 多集 中分布于表层。美国,利用渗滤装置研究、和的运动规律,发现土壤投加 重金属后,大多集 中于表层,并随着深度增加而急 剧减少,以下的影 响极不 显著,甚至很少受到土

8、壤粘土和阳离子交换容量的影响但是意大利认为由于磷肥的大量施用,可能会影响到地下水的质量,有造成、。、污染地下水的 潜在危险,并且研究建立了数学模型,认为根据欧洲的参数预 测的迁移,年后可 能引起地下水含量超标,因此必须限制的输人最虽然对于重金属在土壤剖面中的纵向迁移有不尽 相同的研究结果,但是防止重 金属从土壤导致地下水和地面水的污染,也是制定土壤质量标准的重要指标,这一方面的研究,涉及到区域环境、地质结构、土壤性质、气候条件 等各种因素,同时土壤一水体系特别是地下 水 的剂量一效应属于长期效应,因此需要较长时间的定点研究,才能有足够的根据,做出结论科学卷期有些国家颁发的土壤中重金属的最大负荷

9、,是以非污染土壤的平均含量为基数,然后乘以若干倍,成 为推荐的最大负荷例如对、和严加控制,倍数为、,倍数是而倍数是我们认为制定标准,应该进行 多学科的土壤质量基准研究,如表所示其中卫 生基准以粮食卫生标准为依据,经过调查和研究,要查明在田间条件下,土壤和粮食中某种重金属的剂量一效应关系,并且结合土壤生态及其边界环境特征参数,构造数学模型,用以确定土壤的卫生基准对于环境基准,特别是属于长期效应的,应该进行 系统的长期研究但是土壤环境质量标准并不是一成不变的,是当时学科水平的反映,随着研究的深人,还可不断修正因此长效研究,既为制定标准,更多的是为检验标准表土壤质皿基准研究内容研研究对象象人人土壤微

10、生物物土壤边界环境境衣作物物 酶酶酶酶、动物等等水、大气研研究学科科环境医学学环境生物学学污染生态学学环境境 经经经经经经 济学学剂剂最一效效人体健健生物效应应次生污染效应应 经济效益益 应应类另康效应应应应应基基准类别别卫生基准准生物基准准环境基准准环峨经经 济济济济济济基准准三、制定土壤环境质里标准的任务为了尽早填补我国土壤环 境 质 量 的 空白,首先应该选定危害严重、不易降解、数量较大的污染物做 为研究对象,其中应该包括毒性较大的重金属,如、。、等对制定标准的依据、程序提出以下建议多学科综合指标各项基准的数量界限卫生基准以国家颁发的粮食卫 生标准 为数量界限,环境基准一也以国家制定的水

11、体和大气相应重金属的质量标准为数量界限生物基准,苏联已往提出三个级别的数量界限刀,可供参考和选择有关农作物的环境经济基准,目前 多以减产并 为 数 量界限数量界限的选择决定土壤质量基准的高低,也影响各项基准 中限制性因素的确定,因此非常重要笔者认为数量界限,应 以保持土壤生态系统的正常结构和良好功 能 为 条件,发展的趋势,将是日益严格下接第页妞卷期境实际情况来定在广场上可 设置一定体量的建筑小品使之形成良好的空间效果我们在高层建筑的总体设计时,还要注意到每幢高层在阳光照射下都有阴影部分一般可在 阴影部分的地段上安排一些附属建筑或其它次要建筑,如停车场,汽车库等另外,假如在名胜古迹周围修建高层

12、建筑,要注意保护该地区原有历史、文化环境特点,其高层建筑的高度要严格控制在传统材料和新材料之间,在色彩和质感之间可进行综合协调如在高层建筑外墙上采用镜面玻璃把附近的传统历史建筑反射在镜面之中,使得新、旧建筑较好地协调起来高层建筑 的体型还可采用与传统建筑相同的体型,以取得新、旧建筑的协调、统一科学。室内外环境每个区域可相对作为几层楼面上人们的室内外活动场所这样,不但可增加高层建筑的室外活动场所又可丰富高层建筑的立 面 造 型另外,在高层建筑周围布置绿化,应尽量选用较大体型的乔木或其它树木以及雕塑等一定体量的建筑小品六、未来高层建筑的环境设想五、高层建筑的绿化设计人离开了树木就如生活在沙漠之中绿

13、化不但能使空气新鲜,色彩丰富,而且还能协调人与建筑 的关系人是活的,建筑物的表面材料如水泥、石头、砖头、木材、塑料、金属、玻璃等都是死的物体而绿化是具有生命力的植物,它可以在人与物之间起到某种过渡作用,使人感到周围环境并不是死气沉沉,而是充满生机那么,如河搞好高层建筑 的环境绿化呢我们可在设计中采用以下几种方法空中花园空中花园一般指高层台阶式绿化每层都有室外平面绿化、庭园绿化和 垂直绿化,远看犹如一个绿色的山坡。这样既可改变高层建筑的室外环境又可为该地区的周围环境增添景色,改善局 部气侯,美化城市高层中庭室内绿化主要在高层建筑 的室内形成一个室内大花园,可丰富室内环境,改善室内局部气候、色彩一

14、般可用紫藤,爬山虎之类绿化,也可把绿化水池和其它小品密切结合分层式绿化在高层建筑中用水平绿化把其划分成几个区域,在每个区域中,可用假山、树术等丰富未来高层建筑的室内外环境要与自然密切结 合,自然通风,采光以及绿化、水池、假山等都应得到综合利用室内外环境可以相互渗透在风景优美的山区,高层建筑可与山地密切结合,利用山地坚硬的岩石作为高层建筑的夭然地基在辽阔的海边亏高层建筑也可与海洋有机结合,利用海水形成天然水他或天然瀑布,还可把高层建筑的局部设在水面以下,作为观察海洋动物 的水晶宫未来高层建筑已不单是解决城市用房紧张 的唯一途径随着科学技术的日益发展,人民生活水平的逐步提高,未来高层建筑将是一个综

15、合性的小城市,人们的一切需要都可在这里得到合理的解决,如工作、学习、居住、看戏以及各种体育活动等等高层建筑还可以 与道路,桥梁紧密结合在高层建筑中建造地下汽车库、电影院、仓库等在地面以上建造商店、旅馆、学校、体育馆、医院等各种建筑物。火车、汽车可在高层建筑中行驶 飞机、空中客车可在 高层建筑的屋顶停靠、降落高层建筑将给人们带来诸多的方便和无穷的乐趣目前,高层建筑在国内还是起步阶段,但高层建筑的环境问题是值得我们研究,改进的只要我打认真对待,加以重视,高层建筑将会受到人们普遍地欢迎未来高层建筑的前景是广阔的”,仍泞。,。亡,屯一宇了,一,几月尺只,。,那仍,窟万多亡,一多,叩,“邢“凡,生,亡护夕盯一“止,知付,砂乙才,、,甲一,卜,勺任、上接第页最近 几年,我国 比较 系统地进行 土壤环境容量的研究,其中包括大量的重金属土壤质量基准工作,为我国政府标准化部门提供了丰富的资料,对于尽早制定我国的土壤环境质量标准,起到了积极推动作用参考文献乙“,中“即,湘只。,月,“ 刀“月日,司石。,之,。