陈 平 李金霞
2014年4月环境保护部和国土资源部联合发布《全国土壤污染状况调查公报》[1],公布了我国首次开展全国土壤污染状况调查的结果:“全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因”。土壤污染形势严峻,围绕解决土壤污染问题,2008年6月,环境保护部下发《关于加强土壤污染防治工作的意见》。新环保法第三十二条规定,“国家加强对大气、水、土壤等的保护,建立和完善相应的调查、监测、评估和修复制度”;而建立科学的环境质量标准体系是开展监测,评价土壤环境质量的前提之一,在此背景下,开展其他国家土壤质量标准体系研究,可以为完善我国土壤环境质量标准体系提供有效参考。
日本在明治维新后开始近代工业发展,二战后更是进入经济高速发展阶段,伴随着工业化和城市化进程的不断深入和扩大,从而引发的环境问题也十分突出,世界八大公害之一的“痛痛病”就是由于重金属镉污染土壤造成,土壤污染防治是日本政府在上个世纪及本世纪的重要工作之一。了解日本土壤环境质量标准体系形成历程及主要内容,对我国开展土壤污染防治工作具有借鉴意义。
土壤作为人类生存必不可少的环境要素,其质量与人的健康息息相关,土壤污染是影响健康的主要环境风险之一。土壤污染的定义众说纷纭,天然矿藏富集区域重金属等物质的本底值偏高,是否属于污染,需要在评价方法上做出明确分类。人类活动引起的土壤污染主要有工业污水排放、大气污染物质沉降和人类活动排放的污染物质等。不同历史时期生产力水平不同,社会发展阶段不同,土壤污染物质和治理的类型也具有不同的阶段特点。
日本的土壤污染始于明治20年代近代工业开始时期,早在19 世纪末的“足尾铜山矿毒事件”,因在精炼铜矿的过程中产生的硫化物(SOx)对当地水质和土壤造成的严重污染事件成为日本产业化开始后最初的著名污染事故。二战前日本的土壤污染主要是局部的工业区的污染,二战后的高速经济发展时期的土壤污染是由于工业化和城市化的快速发展,以重金属和重化学工业污染为特征;最为典型的是世界八大公害之一,发生于富山县的“痛痛病”。为防治农田土壤污染,1970年日本颁布《农用地土壤污染防治法》,指定镉(后增加铜和砷)为特定有害物质,制定环境质量标准,开展土壤环境质量监测,开始了土壤污染的防治工作。随着产业化和城市化进程的深入和扩展,土壤污染的污染物种类,防治方法及其对人类健康的危害也有所不同;而伴随化学工业的飞速发展,各类化学物质及其衍生物层出不穷,在给人类带来丰富的物质和文化生活的同时也给整个地球环境和人类的健康带来许多之前从未发生的化学物质风险,例如农药、VOC、PCDD 等污染物质对环境和人类生存带来威胁并将长期存在,呈现其对环境和人类健康的影响复杂多变,解析难度较大,多种因素、多种条件综合作用的趋势。
制定环境质量标准,开展环境监测是治理污染的前提,可以为摸清污染状况,说清污染原因提供科学依据,在了解污染形成原因和状况的基础上制定防治政策和措施。日本土壤环境质量标准从上个世纪70年代首次制定,到2014年最新修订,已经历了半个世纪的历史阶段,其环境质量标准的项目和内容构成也根据时代的不同而有所不同。每个阶段因所出现的环境问题而引发,可以划分为以下四个阶段:第一阶段是1970~1990年代。这一阶段土壤污染防治农田污染为主,主要土壤环境质量标准项目为重金属(镉、铜和砷)。第二阶段1990~1999年代,是土壤环境质量标准制定和强化阶段,以1991年8月环境厅第46 号告示的公示为标志,制定土壤环境质量标准,标准项目涵盖重金属、农药和VOC 类物质。第三阶段是1999~2010年代,以1999年日本颁布《Dioxins 物质对策特别措施法》和2002年颁布《土壤污染对策法》为标志,开展工业和城市用地的土壤污染防治和防治有毒有害类(Dioxins)物质污染防治工作。第四阶段是2010年至今,以2010年《土壤污染防治法》的修订和2011年8月颁布的《防治因2011年3月11日东北地方太平洋地震引发核电站泄漏事故排放的放射性污染物质对环境造成污染的特别措施法》为标志,《土壤污染防治法》的修订从分析土壤污染源头和降低污染物质对环境和人类健康风险的角度出发,梳理了环境质量标准项目的分类和标准。而2011年3月11日的大地震及因此引发的核电站泄漏事故使得放射性物质污染对日本的国土环境和国民健康造成极大威胁,因此日本政府颁布法律,正式开展了放射性污染物质的防治工作。
不同历史阶段产生和发现的土壤污染问题不同,防治的对策和重点有所不同,为解决和防治不同的污染,颁布相应的法律法规,规定不同地域,不同类型的特定有害物质,制定相应土壤环境质量标准,至今为止,日本已经形成防治土壤污染的环境质量标准体系,土壤环境质量标准项目由农田污染物质项目、工业和城市用地土壤中有害污染物质项目、Dioxins 类物质项目和防治放射性污染物质项目四个部分组成;并包括相应的监测规范和各类污染物监测技术手册及监测准则等内容,如图1[2];日本土壤环境质量标准变迁见表1。
图1 日本土壤环境质量标准体系构成图
表1 日本土壤环境质量标准变迁表
环境质量标准是日本政府为保护人类健康和生存环境制定的,是环境行政的重要组成部分,是环境行政的管理目标。根据环境基本法第16 条的规定:政府为防治大气污染、水质污染、土壤污染以及噪声污染等,按照环境要素分别制定环境质量标准,包括大气、水、土壤、噪声等,旨在保护人类健康以及生存的生活环境[3]。从环境行政管理角度考虑,环境标准具有以下四点特征:一是具有法律意义,为环境行政管理而制定的强制性标准(standard);二是地域环境行政对策指针(guide 或guide line);三是地域环境行政管理或技术对策的实施目标(goal);四是环境质量评价的准绳(criteria)。
制定环境标准的初衷是防治环境污染,是随着环境问题的产生而出现的。而解决环境问题需要明确以下三个问题:第一,了解环境质量,把握环境构成要素(大气、水、土壤等)的状态;第二,明确污染来源,第三,解析污染物质对人类健康和自然环境的损害风险程度。环境质量标准与社会发展程度和科技发展水平密切相关,阶段性和地域性特征明显。
土壤污染造成的健康风险有以下途径:①直接暴露接触风险(包括吸入扬尘、儿童玩土等);②污染物质通过土壤进入地下水而被人类饮用;③通过农作物或水产品等食物链产生的累积风险。鉴于土壤污染对健康造成风险的途径,为截断土壤中有害物质进入人体的途径,降低土壤污染带来的健康风险,制定土壤环境质量标准,从防范经由地下水等途径被人类饮用的观点制定土壤溶出标准限值,从防范直接暴露和摄取风险角度出发制定土壤含有量标准限值。为防范通过农作物累积作用的风险,制定农作物中特定有害物质含有量标准限值。下面具体简述不同地域、不同污染物质的土壤环境质量标准制定方法。
2.2.1 农田土壤环境质量标准制定方法
日本农田土壤环境质量标准制定目的在于保护人类健康及生活环境,保护土壤所具有的净化水质、涵养地下和为农作物生产提供养分和水分等支撑功能。
《农用地土壤污染防治法》中所规定的特定污染物质的环境风险如表2。
表2 《农用地土壤污染防治法》中所规定的特定有害物质的健康与环境风险列表
上世纪70年代,由于“痛痛病”的发生,为防治土壤中的重金属污染,日本制定农田土壤环境质量标准,金属镉的标准值的制定是根据稻米中镉含量≤1mg/kg(引起“痛痛病”的标准值)而反推土壤含镉浓度来制定。砷和铜标准值的制定是根据作物效应制定。而随着人类科技的发展,对重金属污染的认识进一步深入,联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的食品添加剂联合专家委员会(JECFA)在2006年制定了食品中(精米)镉的周容许摄入量;日本的食品安全委员会于2008年制定镉的周容许摄入量(TWI)为7μg/kg 体重/ 周。根据日本环境基本法,日本的公共用水域关于保护人类健康的环境质量标准项目(健康项目)金属镉的标准值由≤0.01mg/L 修订定为≤0.003mg/L,2010年4月厚生劳动省发布告示,禁止贩卖超过0.4ppm 镉米的食品标准,以保护人类健康,防治镉米生产,在以上背景下,2010年6月,日本环境省发布告示,修订农田土壤污染物质金属镉的米含量为≤0.4 mg/ kg(原标准为≤1 mg/ kg)。
2.2.2 日本土壤环境质量标准制定方法
日本土壤环境质量标准颁布于1991年8月,在2002年《土壤污染对策法》实施之前,土壤环境质量标准只是作为判断环境质量的标准存在,2002年日本正式颁布《土壤污染对策法》,对城市和工业地域的土壤污染物质做了明确规定,2009年发布《土壤污染对策法》修订案,2010年实施修改后的《土壤污染对策法》,修改后的法律第2 条规定了特定有害物质3 大类,25 个项目,标准限值包括含有量标准限值和溶出标准限值。
日本土壤环境质量标准限值制定也是从保护人类健康和人类生活环境两个方面考量,从健康风险角度主要是根据有害物质在人类身体内的容许摄入量决定。从防范特定有害物质通过土壤进入地下水而被人类饮用造成的健康风险角度出发,土壤污染对策法中涉及特定有害物质的标准限值同饮用水的标准值,而饮用水的标准值意义在于不是超过这种标准值就会产生健康风险的数值,而是连续饮用70年,发生健康损害的几率为十万分之一,这里所说的是发生概率,既然是概率,就是可能性,而不是一定发生。《土壤污染对策法》中特定有害物质的人类健康风险如表3。
2.2.3 日本有毒有害化学物质(Dioxins)对土壤造成污染的环境质量标准制定方法[4]
有毒有害化学物质(Dioxins)是废物燃烧炉等在燃烧过程中生成的有机氯化合物,属具有“三致”(致癌、致畸、致突变)毒性和对免疫系统有破坏作用的化学污染物质。
日本的《Dioxins 物质对策特别措施法》中对Dioxins 物质的定义为:Dioxins 物质是指多氯联苯-对二噁英(PCDD)、多氯氧芴(PCDF)和聚氯联苯·多氯联苯(PCBs)。Dioxins 物质的种类繁多,PCDD 有75 种、PCDF 有135 种、PCBs 有数十种,每种的毒性相差很大。PCDD 中苯位于2、3、7、8 物质(2,3,7,8-TCDD)在Dioxins 物质中的毒性最强,因此,为评价Dioxins 物质的毒性,以毒性最强的2,3,7,8-TCDD的毒性为1 来换算其他Dioxins 物质的中间毒性。用毒性等价系数TEF(Toxic Equivalency Factor)来换算的值(表2),通常用TEQ(毒性等量)单位来表示(Toxic Equivalent)。
《Dioxins 物质对策特别措施法》中对Dioxins 物质的限制标准用“耐容一日摄取量(TDI)”表示,即4pg-TEQ/kg 体重/日(1日摄取量≤4pg-TEQ/kg 体重)。
表3 《土壤污染对策法》中所规定的特定有害物质的健康风险列表
土壤的Dioxins 物质的标准值为≤1000pg-TEQ/g,当土壤中的Dioxins 物质含量超过250pg-TEQ/g 时,就需要进行必要的调查。
2.2.4 日本放射性物质对土壤造成污染的环境质量标准(暂行)制定方法
放射性污染物是指各种放射性核素污染物,通常存在于核工业、核动力、核武器生产和实验以及医疗、机械、科研等放射性同位素应用时排放的含放射性物质的粉尘、废水和废弃物中。土壤中的放射性物质可通过呼吸土壤扬尘进入人体,也可通过接触污染土壤由皮肤、口腔进入人体,或通过食物链经消化道进入人体。进入人体的放射性物质如果超过安全剂量,会造成受害者头昏、疲乏无力、脱发、致癌等健康危害。
2011年3月11日日本发生的大地震及因此引发的核电站泄漏事故使得放射性物质污染对环境和国民健康造成极大威胁,为防治放射性污染,日本颁布《放射性物质污染对策特别措施法》,开展放射性物质污染防治工作。根据日本环境省等部门全方位,多角度的连续监测,经过对各种核素监测结果的分析,确定了铯是对环境造成放射性污染的主要污染物质,由于137Cs(铯-137)的半衰期长达30.1年,其进入土壤后对农作物、环境及人类健康造成不利影响,为此2011年8月农林水产省发布土壤中放射性物质暂定容许值(土壤污染物质暂定标准),超过暂定容许值的土壤要进行污染去除处理,处理过的农田土壤经过跟踪监测确认达标后方可使用。
放射性物质铯的农田土壤的标准限值暂定为Cs(铯)≦400Bq/kg 的理由是:日本农业环境技术研究所从1959年开始对农田土壤进行了50年的监测,监测结果表明日本全国农田土壤中铯的浓度在20~140Bq/kg,即使连续40年施用含有放射性铯的浓度≦400Bq/kg 的农田肥料,其浓度范围也不会超过大地震之前的农田土壤放射性铯的本底值100 Bq/kg(均值);而且从作业角度看,此暂定标准值也满足日本核安全委员会制定的外部暴露标准(10μSv/h /年)。
纵观日本土壤质量标准体系的形成历程,具有以下特点:
第一,日本首先建立基本的法律法规,在立法的基础上,开展研究,在研究的基础上制定技术方法和规范,进而开展监测并将结果予以公示。
第二,日本的土壤环境质量标准体系的形成是过程是历史的范畴,伴随人类社会的发展,生活水平的提高,环境和资源问题日益尖锐,不同阶段经济发展,社会发展,出现不同环境问题,为解决环境问题,日本政府针对不同地域、不同污染物制定不同法律法规(包括环境质量标准),开展土壤污染质量工作,其环境质量标准的修订和制定是与时俱进,不断改进与充实的过程。例如,油污染对策指南的制定表明,因燃料油和润滑油对土壤造成的恶臭和油膜的问题,虽然还未达到危害人类健康,必须实施强制性环境质量标准的程度,但此类问题已经影响国民生存环境,造成不适感觉,因此发布相关治理对策,体现了日本环境行政管理部门履行职责的行政作为。
第三,日本在制定环境质量标准,开展监测及跟踪监测的过程中,较好的做到的了信息公开,能够让公众及时了解标准制定的背景、依据、实施状况等信息。
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