第二章 现行农田土壤环境质量标准及评价体系
第一节 国内外农田土壤环境质量标准及评价体系
土壤环境质量标准的制定是一个世界性难题，在国际上已经有80多个国家或地区制定了相对完善的大气和水环境质量标准体系，但各国的土壤环境质量标准仍在不断修改和完善。综合来看，各国制定的土壤环境质量标准中有害物质大多是重金属，且各国之间标准值的差异较大，这与各国国情（含土壤类型）有关，北欧国家土壤环境质量标准相对较严，英美则较宽。
一、国外农田土壤环境质量标准
1.美国农田土壤环境质量标准
美国极其重视对土壤环境的保护，其国内的土壤环境质量标准体系主要由三部分组成：一是美国国家土壤环境质量标准体系，由通用土壤筛选值（Generic SSLs）、生态土壤筛选值（Eco-SSLs，见表2-1）、人体健康土壤筛选值（见表2-2）和土壤放射性核素筛选值四部分构成；二是美国区系（region）土壤环境质量标准体系；三是美国各州的土壤环境质量标准体系。
表2-1 美国生态土壤筛选值（Eco-SSLs）（按土壤干重计） 单位：mg/kg
表2-2 人体健康土壤筛选值居住区土壤筛选值 单位：mg/kg
其中，美国国家土壤环境质量标准的制定依据包括《综合环境污染响应、赔偿和责任认定法案》（又称《超级基金法案》）、《超级基金增补和再授权法案》和《国家油品和有害物质应急计划》。美国环保总署（US EPA）颁布了旨在保护生态受体安全的土壤生态筛选导则，以及旨在保护人体健康的土壤筛选导则。美国许多州，如德克萨斯州、华盛顿州、密歇根州、新泽西州、纽约州、俄勒冈州、宾夕法尼亚州及特拉华州等也据此制订了各州的土壤质量指导值。其相关土壤标准分为不同阶段，包括监测基准、管制标准及整治标准。美国土壤净化标准（TAGM 4046）包含31种有机污染物、44种半挥发有机污染物、27种有机杀虫剂/除草剂和24种重金属的水质保护标准、土壤允许浓度和土壤净化标准等。
2.日本农田土壤环境质量标准
日本有关土壤环境质量标准的制定始于20世纪70年代，在日本富山县神通川流域曾发生过因重金属镉污染而导致居民患上“痛痛病”，这使日本认识到土壤污染的严重后果，开始致力于土壤环境污染的防治工作，并制定了一系列的法律、法规和环境标准以进行土壤污染的监测、控制与治理。1970年颁布了《农用地土壤污染防治法》以及《土壤质量环境标准和分析方法》。根据土壤环境功能中的保护农作物生长功能的观点，1991年8月修订了Cd等10项标准，1994年2月增加挥发性有机化合物（VOCs）、农药等15项土壤环境限制标准。2001年从保护地下水涵养功能和水质净化功能的角度增加了氟和硼2项监测指标，目前日本的土壤环境质量标准中监测指标有27项。在制定土壤标准时，特别设立了浸出液（将土壤和10倍量的水混合，将污染物浸出）标准，同时规定了浸出液中24种污染物的浓度。
日本防治土壤环境污染的法律、法规及环境标准如表2-3所列。
表2-3 日本防治土壤环境污染的法律、法规及环境标准
日本的土壤环境质量标准包括23（4）个污染物指标（见表2-4），具体为：铜、铅、镉、汞（烷基汞）和砷5种重金属；二氯甲烷、四氯化碳等10个挥发性有机氯化合物；有机磷、西玛嗪等农药；微量元素硒；总氰、PCB和苯等。日本在制定土壤质量标准时，对镉、砷、铜特别针对农用地（水稻田）制定了标准值。
表2-4 日本与土壤污染相关的环境标准（平成3年8月23日环境省厅告示第46号）
注：1.溶出标准（溶出：洗提-淋洗），从保护土壤净化水质和涵养地下水功能的角度，制定溶出标准。
2.农用地标准：从保护土壤的生产粮食功能的角度制定，表中数值为米和土壤本身所含的有害物质的含量。
3.荷兰土壤环境质量标准
荷兰2006年修订的《土壤保护法》第36条规定政府应制定条例，规定土壤污染对人体健康、土壤陆生生态造成危害或严重影响时的判别标准，2007年修订的《土壤质量条例》进一步明确规定制定土壤干预值标准（表2-5）。
表2-5 荷兰提出的土壤环境质量标准值
4.瑞典土壤环境质量标准
瑞典按敏感程度将土地分为3类：敏感土地（sensitive land use）；较不敏感土地+地下水保护（1ess sensitive land use+ground water protection）；较不敏感土地（less sensitive land use）。按污染程度评价土壤分类见表2-6。
表2-6 按污染程度评价土壤分类
5.德国土壤环境质量标准
德国的农产品产地土壤环境质量标准是根据土壤的用途来分别制定的，将土壤分为农田（栽培大田作物的）、菜地、花园、草场和绿地，根据不同的用途给出了相应的重金属含量警戒值和限量值，并特别强调了在某种特定环境条件（土壤环境容量较低）下或某种对重金属有强富集作用的农作物的产区，土壤中的重金属含量限值应做相应的调整。例如，在种植小麦和强富集镉的蔬菜产区，土壤中的限量值应用0.04mg/kg，而在其他情况下土壤中的限量值应用0.1mg/kg，同时对耕地的不同用途进行分类管理，制定出不同的警戒值和限量值；还根据作物对重金属不同的吸收特性和不同土壤的环境容量，对限量值做相应的调整，以确保农产品安全和标准的可操作性。此外，根据土壤污染的轻重分别制定trigger values、action values和precaution values。所谓trigger values，即“触发值”或“启动值”，超过触发值或启动值时必须进行调查评估，判断土壤是否有改变或是否有污染；所谓action values，即“行动值”，超过该值时，一般认为土壤有污染迹象或者确认已经污染，必须采取措施；所谓precaution values，即“预防值”或“警戒值”，超过该值时，意味着有地质或人为累积污染等原因导致土壤朝有害方向发展。
土壤污染三级设定见表2-7。
表2-7 土壤污染三级设定
土壤污染途径（pathway）见表2-8。
表2-8 土壤污染途径
土壤用途见表2-9。
表2-9 土壤用途
有害物质可接受年负荷（acceptable additional annual load of hazardous substances）见表2-10。
表2-10 有害物质可接受年负荷 单位：g/（hm2·a）
6.加拿大土壤环境质量标准
加拿大土壤质量指导值如表2-11所列。
表2-11 加拿大土壤质量指导值 单位：mg/kg
7.澳大利亚土壤环境质量标准
澳大利亚国家环境保护委员会（NEPC）制定了基于人体健康的调研值（Health-based Investigation Levels，HILs）和基于生态的调研值（Ecologically-based Investigation Levels，EILs）（表2-12）。澳大利亚和新西兰环境保护委员会/国家健康和医疗研究委员会（ANZECC/NHMRC）最早将调研值定义为：当土壤或地下水中污染物的浓度超过这一浓度时，需要开展进一步的调研和评估。由于澳大利亚不同地区的生态多样性，各地还建立了区域生态调研值（Regional Ecologically Investigation Levels，REILs）。
表2-12 澳大利亚土壤调查值 单位：mg/kg
注：A、B、C、D、E、F为不同地区。
8.韩国土壤污染质量标准
韩国的土壤重金属污染除了极少数特殊案例，主要是直接或间接来自于矿场、工业或家庭废水，目前土壤重金属浓度皆在管制标准以下。在韩国食用作物中重金属的累积主要来自于矿区，经由暴露途径污染稻米、地下水及土壤，对居住在矿场周围的居民有潜在健康风险。在重金属污染区尚未有详细量化资料预估人体健康的毒性风险前，韩国所关心的重金属污染环境议题为植物中重金属毒性或重金属进入食物链的问题，遂制定土壤环境保护法（The Soil Environmental Conservation Law，SECL），管制镉、汞、铅、铜、锌、镍、铬及砷8个项目，如农地汞的管制标准为4mg/kg，整治标准为10mg/kg。韩国在制定土壤污染预警标准和土壤污染对策标准时，根据对土壤污染敏感程度从高到低将土壤划分为三类：一类土壤区包括水稻田和学校所在地；二类土壤区为森林、仓储和娱乐用地；三类土壤区包括工业、道路和铁路所在地。
二、我国土壤环境质量标准体系
从20世纪末开始，随着我国农业生产由数量型向质量效益型的转变，加上人民生活水平的逐步提高，农产品的质量安全问题越来越受到关注。在对农业生产实施“从田间到餐桌”的全程质量控制过程中，农田土壤环境的质量对农产品的质量安全水平产生直接的影响。因此制定配套农田环境标准并严格施行，已经成为农产品质量安全控制的重要手段。
我国非常重视农田土壤环境质量相关标准的制定、修订工作，目前已颁布了涉及土壤环境质量标准、农产品产地土壤环境质量标准、无公害产品产地土壤环境质量标准、绿色食品环境质量标准等。这些标准的制定和颁布对于保障农田土壤环境质量、保障农产品质量安全、促进无公害农产品的生产起到了积极的促进和推动作用，为农业环境质量调查、分析和评估，农业环境污染事故的处理、鉴定以及农业环境及农产品中重金属、农药等污染物的控制等提供科学的技术支撑和依据。
1.国家土壤环境质量标准
目前，我国现行的《土壤环境质量标准》是在我国土壤元素背景值和土壤环境容量研究成果的基础上，结合国际上的有关技术资料，由原国家环境保护总局于1995年制定并颁布实施的。《土壤环境质量标准》（GB 15618—1995）是我国制定并颁布实施的第一部土壤环境质量标准，也是目前我国农田土壤环境质量的主要标准，该标准的制定反映了我国多年来的土壤科研成果，统一了全国土壤环境质量标准。《土壤环境质量标准》在考虑土壤主要性质的基础上，规定了三大类土地功能区的镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8个元素以及六六六、滴滴涕2种有机氯农药的限量值，见表2-13。该标准规定，当土壤中上述污染物浓度低于标准浓度时，具备相应的应用功能，符合保护目标。在该标准的制定中，第一级采用地球化学法，主要依据土壤背景值。很多有机食品生产基地土壤采用第一级标准。第二级采用生态环境效应法，主要依据土壤中有害物质对植物和环境是否造成危害和影响。一般农田、蔬菜地等采用第二级标准。第三级也采用生态环境效应法，依据国内某些高含量地区土壤尚未发生危害或污染植物和环境的资料予以制定，该标准主要适用于农田土壤环境保护。
表2-13 土壤环境质量标准 单位：mg/kg
注：1.重金属（铬主要是三价）和砷均按元素量计，适用于阳离子交换量>5cmol（+）/kg的土壤，若阳离子交换量≤5cmol（+）/kg，其标准值为表内数值的半数。
2.六六六为四种异构体总量，滴滴涕为四种衍生物总量。
3.水旱轮作地的土壤环境质量标准，砷采用水田值，铬采用旱地值。
2.农用地土壤环境质量标准
于1995年颁布的我国现行《土壤环境质量标准》（GB 15618—1995），至今已经执行二十多年，已不适应现阶段我国土壤环境形式的新变化、新问题和新要求。2006年国家环境保护部启动了该标准修订的专项工作，并由环境保护部南京环境科学研究所牵头承担。2015年1月13日，环境保护部公布了新的《农用地土壤环境质量标准（征求意见稿）》，拟代替原有的《土壤环境质量标准》，在新标准中更新了部分规范性引用文件，增加了农用地的术语和定义，同时在新制定的标准中删除了原标准中的一级标准，自然保护区等依法需要特殊保护的地区，依据土壤环境背景值开展土壤环境质量评价与管理，同时整合调整了二级和三级标准，从而使其适用于耕地、园地、林地和草地等农用地的土壤环境质量评价与管理。在污染物控制方面，新颁布的农用地土壤环境质量标准将污染物控制项目由原来的10项增加至21项，并分为基本项目和其他项目两类，调整了基本项目总镉和总铅的含量限值，并细化了土壤pH值分组，增加了基本项目苯并［a］芘的含量限值，调整了六六六和滴滴涕的含量限值，增加了总锰、总钴、总硒、总钒、总锑、总铊、总钼、氟化物（水溶性氟）、石油烃类总量和邻苯二甲酸酯类等参考含量限值，作为其他项目。
农用地土壤污染基本项目和其他项目含量限值见表2-14、表2-15。
表2-14 农用地土壤污染基本项目含量限值 单位：mg/kg
①重金属和总砷均按元素计；阳离子交换量≤5cmol（+）/kg的土壤，其含量限值为表内数值的半数。
②对于水旱轮作地，总砷和总铬采用同一pH值分区内较严格的含量限值。
表2-15 农用地土壤污染其他项目含量限值 单位：mg/kg
①六六六总量为α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六四种异构体总和。
②滴滴涕总量为p，p'-DDE、p，p'-DDD、o，p'-DDT，p，p'-DDT四种衍生物总和。
③石油烃总量为C6～C36总和。
④邻苯二甲酸酯类总量为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸双2-乙基己酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯六种物质总和。
3.行业农田土壤环境质量相关标准
2007年2月1日，国家环境保护总局颁布了《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ/T 332—2006）和《温室蔬菜产地环境质量评价标准》（HJ/T 333—2006）两项标准，这两项标准均涉及农田土壤环境质量评价的指标限值规定，其主要制定依据是《土壤环境质量标准》。
《食用农产品产地环境质量评价标准》主要规定了食用农产品产地土壤环境质量、灌溉水质量和环境空气质量的各个项目及其浓度（含量）限值和监测、评价方法，主要适用于食用农产品产地，不适用于温室蔬菜生产用地。食用农产品产地环境质量评价标准涉及土壤环境质量限值的内容见表2-16。
表2-16 土壤环境质量评价指标限值① 单位：mg/kg
①对实行水旱轮作、菜粮套种或果粮套种等种植方式的农地，执行其中较低标准值的一项作物的标准值。
②重金属（铬主要是三价）和砷均按元素量计，适用于阳离子交换量>5cmol/kg的土壤，若阳离子交换量≤5cmol/kg，其标准值为表内数值的半数。
③六六六为四种异构体总量，滴滴涕为四种衍生物总量。
④背景值：采用当地土壤母质相同、土壤类型和性质相似的土壤背景值。
⑤适用于半漠境及漠境区。
注：若当地某些类型土壤pH值变异在6.0～7.5范围，鉴于土壤对重金属的吸附率，在pH值为6.0时注：接近6.5，pH值在6.5～7.5之间可考虑在该地扩展为pH值在6.0～7.5范围。
《温室蔬菜产地环境质量评价标准》是环保部（现生态环境部）制定的食用农产品系列产地环境评价标准之一，其和《食用农产品产地环境质量评价标准》同期颁布执行，主要依据仍然是《土壤环境质量标准》等。该标准规定了以土壤为基质种植的温室蔬菜产地温室内土壤环境质量、灌溉水质量和环境空气质量的各个控制项目及其浓度（含量）限值和监测、评价方法。《温室蔬菜产地环境质量评价标准》标准中涉及的土壤环境质量评价指标限值规定如表2-17所列。
表2-17 土壤环境质量评价指标限值 单位：mg/kg
①重金属和砷均按元素量计，适用于阳离子交换量>5cmol/kg的土壤，若阳离子交换量≤5cmol/kg，其标准值为表内数值的半数。
②六六六为四种异构体（α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六）总量，滴滴涕为四种衍生物总量（p，p'-DDE、o，p'-DDE、p，p'-DDD、p，p'-DDT）。
注：若当地某些类型土壤pH值变异在6.0～7.5范围，鉴于土壤对重金属的吸附率，在pH值为6.0时接近6.5，pH值在6.5～7.5之间可考虑在该地扩展为pH值在6.0～7.5范围。
农业部（现农业农村部）也极其重视农田土壤环境质量的保护工作，先后颁布了《无公害食品蔬菜产地环境条件》《绿色食品产地环境技术条件》《无公害食品产地环境评价准则》等标准。这些标准中涉及土壤环境质量的也主要依据国家《土壤环境质量标准》来制定。
2015年农业部在组织开展全国农产品产地土壤重金属污染防治普查的基础上，以部办公厅发文的形式，印发了《全国农产品产地土壤重金属安全评估技术规定》（农办科［2015］42号文，农业部办公厅关于印发《全国农产品产地土壤重金属安全评估技术规定》的通知）。
该文件对农产品产地土壤重金属含量的具体规定见表2-18。
表2-18 农产品产地土壤安全评估参比值① 单位：mg/kg
①产地农产品种类两种或两种以上（包括轮作、套种等情况）者，以常年主栽相对更敏感的农产品种类确定其土壤安全评估的参比值。
4.我国台湾省土壤环境质量标准
我国台湾省2010年修订的《土壤和地下水整治法》第二条规定了“土壤污染监测基准”和“土壤污染管制标准”，前者是基于土壤污染预防目的所制定的必须进行土壤污染监测的污染物浓度；后者是为防止土壤污染恶化所制定的必须进行土壤污染管制的污染物浓度。
三、我国现行土壤环境质量分类和标准分级
（一）现行土壤环境质量分类［1］
我国1995年颁布的《土壤环境质量标准》根据土壤应用功能和保护目标，分为如下3类。
Ⅰ类主要适用于国家规定的自然保护区、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护区的土壤，土壤质量基本上保持在自然背景水平。Ⅰ类土壤中重金属含量基本处于自然背景水平，不致使植物体发生过多积累，并使植物中重金属含量基本上保持自然背景水平。本级为“背景值”级。
Ⅱ类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上不对植物和环境造成危害和污染。Ⅱ类土壤中有害物质对植物生长不会有不良影响，植物体的可食部分符合食品卫生标准要求，对土壤生物特性不致恶化，对地面水、地下水不致造成污染。本级为“安全值”级。
Ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿区附近等的农田土壤（蔬菜地除外）。土壤质量基本上不对植物和环境造成危害和污染。一般说来，林地土壤中污染物不进入食物链，树木耐污染力较强，故纳入Ⅲ类土壤。原生高背景土壤、矿区附近等土壤中的有害物质虽含量较高，但这些土壤中有害物质的活性较低，一般不造成对农田作物和环境的危害和污染，可纳入Ⅲ类。若监测有危害或污染，则不可采用Ⅲ类。本级为“临界值”级。
（二）现行土壤环境质量标准分级［1］
1.一级标准
为保护区域自然生态，维护自然背景的土壤环境质量的限制值，Ⅰ类土壤环境质量执行一级标准。
2.二级标准
为保障农业生产、维护人体健康的土壤环境质量的限制值，Ⅱ类土壤环境质量执行二级标准。
3.三级标准
为保障农林生产和植物正常生长的土壤环境质量临界值，Ⅲ类土壤环境质量执行三级标准。
（三）现行土壤环境质量标准中重金属限量值制定的依据和方法
1.第一级标准重金属限量值制定的依据和方法
第一级标准的制定主要依据土壤背景值。根据全国土壤背景值资料，全国4000多个样点数值，各元素的频数分布均呈对数正态分布，因而采用几何平均值乘以几何标准差，作为制定第一级标准值的主要依据。
经综合考虑，第一级土壤环境质量标准值（mg/kg）定为：Cd 0.20、Hg 0.15、As 15、Cu 35、Pb 35、Cr 90、Zn 100、Ni 40。鉴于沙性、低有机质含量土壤对重金属元素的吸持能力差，因而规定土壤阳离子交换量<5cmol（+）/kg的土壤，标准值减半。
2.第二级标准重金属限量值制定的依据和方法
第二级标准制定主要依据表2-19进行。
表2-19 确定第二级标准重金属限量值的依据
3.第三级标准重金属限量值制定的依据和方法
第三级标准与第二级标准一样，也是采用生态环境效应法制定，但不同的是第三级标准制定采用国内某些高含量地区土壤尚未发生危害或污染植物和环境资料予以制定，而第二级标准则是从全国范围着眼，选用诸多类型土壤中最小的土壤环境基准值予以制定。