基于农产品安全的土壤环境质量基准研究—以Cd和DDT为例李合莲济南大学2017-07-09有机质与环境学术交流会暨2016年度国家环境基准管理工作年度总结会研究背景-土壤Cd标准•缺乏区域性或土壤类型对应的标准，可操作性较差•缺乏土壤环境基准的系统研究，尚无完善的标准制定程序矛盾“土壤超标农产品不超标“，“农产品超标土壤不超标”我国现行土壤环境质量标准未考虑我国土壤污染特点•土壤类型多，性质差异大•元素背景值差异大•农作物种类和品种多且吸收差异大Fig.1Cumulativeprobabilitydistributionofsoilqualitystandard(SQS)forCdinagriculturalsoilsofdifferentcountriesaroundtheworld.土壤环境质量标准(GB15618-1995)：一级0.05mg/kg；二级0.5mg/kg；三级1.0mg/kg农用地土壤环境质量标准(征求意见稿)：0.1mg/kg食用农产品产地环境质量评价标准(HJ332-2006)：0.1mg/kg标准值的制定均缺乏足够的科学依据研究背景-土壤DDT标准保护农产品安全的农用地环境质量基准制定方法基于土壤污染物有效性模型，老化模型和物种敏感性分布建立农产品安全的环境风险阈值的方法。𝐸𝑎𝑑𝑑(%)=𝐴−𝐵10(pK0−pH)+1×𝑡𝐶/𝑡−𝐹1×√𝑡𝐸𝑎𝑑𝑑(%)=𝐴−𝐵10(pK0−pH)+1×𝑡𝐶/𝑡−𝐹2×ln𝑡𝐸𝑎𝑑𝑑(%)=𝐴−𝐵10(pK0−pH)+1×𝑡𝐶/𝑡−(1−exp(𝐹𝑡)×erfc√𝐹𝑡)×100−𝐺×𝐶𝑜𝑟𝑔×𝑡𝐻𝑡长期老化模型：短期老化模型：老化模型：Cu、Zn、Ni、Co、DDT等污染物的老化：老化模型：量化土壤性质和时间与污染物活性（有效性）之间的关系生物有效性模型：量化土壤性质与富集系数之间的关系常用经验模型:log10[Cplant]=a×log10[Csoil]+b×pH+c×log10[CEC/OC/clay]+klog10[BCF]=a×pH+b×log10[CEC/OC/clay]+k保护农产品安全的农用地环境质量基准制定方法物种敏感性分布法(Speciessensitivitydistribution，SSD)假设生态系统中不同物种对某一污染物的敏感性能够被一个分布所描述，通过生物测试获得的有限物种的毒性阈值是来自于这个分布的样本，可用于估算该分布的参数。Fig.1Cumulativeprobabilitydistributioncurveof1/BCFamong20ricecultivarsbythespeciessensitivitydistribution.(Songetal.,2015)Fig.2TheCuSSDcurvesfittedbyBurrIIIfunctionsforfourrepresentativescenariosofChinesesoils..(Wangetal.,2015)保护农产品安全的农用地环境质量基准制定方法制定程序土壤污染物老化模型？建立污染物富集数据库文献数据试验数据数据老化归一化土壤数据植物数据土壤污染物生物有效性模型？无种间外推物种敏感性分布法推导土壤污染物HC5不同性质土壤归一化PNEC田间数据验证基于农产品安全质量的土壤环境基准合理不合理有无有保护农产品安全的农用地环境质量基准制定方法制定步骤1建立土壤污染物的富集数据库调研文献资料并汇总有关研究项目中的试验数据，收集污染物的富集数据，同时对获得的数据进行筛选，筛选标准如下：•试验是否有合理的对照；•暴露途径是否均一合理或随机分布；•试验中条件控制是否始终一致；•是否有足够的重复和浓度梯度，便于统计分析；•外源添加污染物，没有复合污染和其他障碍因子的影响；•没有其它明显不合理的因素，如缺少土壤性质，评价终点，等等。保护农产品安全的农用地环境质量基准制定方法制定步骤2利用土壤污染物的老化模型归一化富集数据•有老化模型的：将不同时间点的、短期的污染物的BCF值归一化到某一长期的时间点，以消除实验室数据和田间实际污染情况的差异。•没有老化模型：根据污染物在土壤中老化的程度（低、中、高）分别除以不同的老化因子进行数据校正。保护农产品安全的农用地重金属基准制定方法制定步骤（2）种间外推log10[BCF]=a×pH+b×log10[CEC/OC/clay]+k以生物富集系数（BCF）预测值与测定值之间的误差和最小为条件求解获得各个物种对应不同模型的截距（k）。根据外推出的模型计算各物种的BCF预测值。3确立土壤污染物的生物有效性模型并归一化数据（1）生物有效性模型BCF=f（pH,OC,CEC,……）保护农产品安全的农用地重金属基准制定方法制定步骤（3）种内变异CV=ටσ(𝐵𝐶𝐹𝑛𝑜𝑟𝑚𝑖−𝐵𝐶𝐹𝑛𝑜𝑟𝑚തതതതതതതത...
