1 质量基准制订方法学
环境质量基准和环境污染控制标准是两个不同的概念。环境质量基准是由有害物质对特定对象之间的剂量—反应关系确定的,不考虑社会和经济等其他因素。环境污染控制标准是以环境质量基准为依据,考虑社会、经济、处置和修复技术等因素综合分析制订,由国家管理机关颁布,具有法律强制性。
毒性物质基准的制订应包括该物质通过各种环境要素对人体健康造成危害的可能途径。根据有机物污染土壤的污染途径和使用目的,制定基准值须考虑: ①土壤生长作物吸收有机物进入可食部位,残存在食物中(环境保护目标为粮食、蔬菜和水果等作物) ; ②土壤中污染物受雨水淋沥、渗滤和迁移等进入地下水(环境保护目标为地下水) ; ③直接接触,包括人体皮肤接触、经口摄入或吸入(环境保护目标为居民或企业员工) 。
在制订有机物污染土壤环境质量基准中,还应考虑土壤的地方性差异。我国南北、东西部气候特征、地理和地质条件差别很大,土壤性质存在很大差异,故不同地区有机物的迁移转化规律和人体暴露途径也有所不同。针对此情况,对于土壤性质差别明显的地区,在主要参数参考值上根据土壤性质加以调整,以此制订不同的环境质量基准。
1. 1 土壤—作物
对于污染土壤的作物吸收途径,应该考虑作物减产和人体膳食摄取两方面的因素。人体膳食又包括直接摄食和通过动物蛋乳摄食。目前,制订有机物污染的质量基准,主要考虑经作物摄食危害人体健康的主要污染途径,只要明确污染浓度、作物的吸收率和成人/ 儿童摄食量,就可以计算出该污染物的质量基准。显然,即使相同作物对于不同毒性物质的吸收率差别也较大,因此考虑最不利原则,选择种植面积较大并且吸收、积累最多(或对毒性最敏感) 的粮食等作物。
根据粮食卫生标准或以日允许摄入量(ADI) 与食物构成情况推算的粮食中污染物的允许含量作为因变量,以土壤中相应的污染物浓度为自变量,通过广泛调查和深入研究,取得足够多的样本,建立两者间的函数方程,结合其他有关的影响因素,构建数学模型。根据粮食的卫生标准,运用模型计算出土壤的允许含量。GB 15618 —1995 中的DDT 和六六六就是采用这种方法学 ,参考了前苏联制订有机农药污染土壤环境质量基准的模型。
1. 2 土壤—地下水
污染土壤有机物迁移至地下水主要是针对污染程度较为严重的场地。此时污染场地是一个严重的污染源,经雨水淋滤迁移至地下水,污染途径与废物堆置场相同。尽管大多数有机化合物在水中溶解度都很低,属于憎水性物质,但水作为一种重要的环境介质,在有机物的环境迁移和转化中起着重要的作用,可以使一些有机物通过平流输送,到达远离使用地点的饮水地区。
土壤浸出液(渗滤液) 污染物浓度限值( CL ) 的制订将在地下水水质标准( CM ) 的基础上,乘以模拟场景所确定的稀释衰减倍数DA F。即:
CL = CM ×DA F (1)
DA F 可以通过相关试验(如淋溶实验) 取得。当DA F 为1 时,表明污染场地浸出毒性组分直接进入人类饮用取水点,没有稀释衰减过程。这种情况基本不存在,因为污染场地离人类可饮用水体一般在几百米到几公里远。DA F 受污染物组分、场地土壤特征和地下水体特征等多种因素的影响,DA F 越大,污染物稀释扩散水平越高。如果水环境质量标准一定, DA F 越小,则可制订的浸出液污染物浓度标准值也越小,管理将更严格。
1. 3 土壤—人体
考虑有机物污染土壤的直接接触(经口、经皮和吸入)暴露途径,是用于保证在生产或生活过程中因不当摄入或皮肤接触土壤的居民或企业员工。模拟的人体暴露途径和标准的计算方法参考USEPA 制订的土壤质量标准的制订方法学(依据利用目的,分为住宅用地和商用地) ,详见式(2)和式(3) ,可依据我国国情进行修正。直接暴露途径主要考虑了经口和经皮效应。由于住宅和商用地的人体暴露途径有一定差别,故计算方法不同。式中:Csoil2住宅用地为住宅用地标准,Csoil2商用地为商用地标准,涉及的主要暴露系数见表1 ,其中部分参数由环境决定,部分参数依据物质本身性质确定。
式(2) 和式(3) 仅列出了致癌性有机物污染土壤质量基准的暴露途径和计算方法。非致癌性有机物污染土壤质量基准的计算方法详见文献。主要参数的选取应依据我国国情,开展相关试验和调查获得,计算过程中部分参数可选用USE2PA 制定的参考值。
2 确定污染控制标准
在模拟土壤不同使用目的和污染途径,确定有机物污染土壤质量基准值的基础上,综合考虑社会、经济和技术等因素确定污染控制标准。结合我国现有经济水平和管理体制,除了要考虑污染场地的使用目的外,还将结合污染场地的面积、污染严重程度和处置经费、最终选用处置修复技术和设备以及需达到的管理水平等。依据我国国情,如果按照质量基准值的要求对污染土壤进行强制性管理,在目前的经济条件和处理处置技术水平上难以达到。控制标准具有法律强制性,超出该标准规定的标准值,应该按照固体废物或危险废物进行管理,必须经过处理处置才能适用相应的使用目的,这是评价土壤的可利用性和修复治理的依据,具有可操作性。