《編制說明-基于農(nóng)產(chǎn)品安全的農(nóng)用地鎘污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)制訂技術(shù)指南》

ICS13.080.01

CCSZ50

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSER-013-2023

基于農(nóng)產(chǎn)品安全的農(nóng)用地鎘污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)制訂

技術(shù)指南

Guidelinesforestablishingsoilremediationcriteriaofcadmiumforagricultural

productsafety

（編制說明）

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實(shí)施

中關(guān)村眾信土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布

1項(xiàng)目背景

1.1任務(wù)來源

依托國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃場地土壤污染成因與治理技術(shù)專項(xiàng)《國家生態(tài)環(huán)境保護(hù)與風(fēng)險(xiǎn)防

控標(biāo)準(zhǔn)體系與關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研制》項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)編制組承擔(dān)了課題四《土壤污染修復(fù)與固體廢物利

用處置風(fēng)險(xiǎn)管控關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究》的研究，規(guī)定了保障農(nóng)產(chǎn)品安全的農(nóng)用地土壤Cd修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)

制定的技術(shù)方法，形成適用于農(nóng)用地土壤中重金屬鎘修復(fù)基準(zhǔn)值的制定技術(shù)指南。

2023年，根據(jù)《中關(guān)村眾信土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟（土盟）團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》

以及《團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定工作規(guī)程》的相關(guān)要求，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所牽

頭起草了本標(biāo)準(zhǔn)并申請立項(xiàng)。參編單位為生態(tài)環(huán)境部土壤與農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)管技術(shù)中心、

中國科學(xué)院南京土壤研究所。

1.2工作過程

2009年1月-2013年12月，項(xiàng)目組主持完成農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)公益性行業(yè)專項(xiàng)課題

（200903015）：主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地的重金屬生態(tài)安全閾值研究。該項(xiàng)目針對我國土壤重金屬

污染日趨嚴(yán)重，農(nóng)產(chǎn)品重金屬超標(biāo)率不斷增加，缺乏基于農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)安全的切實(shí)可行

的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地重金屬污染閾值等主要問題，通過在我國不同類型土壤區(qū)進(jìn)行水稻、小麥、玉

米、蔬菜等室內(nèi)和田間實(shí)驗(yàn)，建立農(nóng)產(chǎn)品中8種重金屬（Cd、As、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、

Ni）濃度同土壤中重金屬濃度的關(guān)系模型，并利用重金屬有效性模型和物種敏感性分布法建

立了推導(dǎo)土壤重金屬生態(tài)閾值的新方法，確定了土壤中重金屬的農(nóng)產(chǎn)品安全閾值，提出了我

國農(nóng)田土壤重金屬污染源清單，建立輕度污染農(nóng)田農(nóng)產(chǎn)品重金屬消減技術(shù)。

2016年5月-2020年12月，項(xiàng)目組主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“農(nóng)田系統(tǒng)重金屬遷移轉(zhuǎn)化和

安全閾值研究”（2016YFD0800400）。該項(xiàng)目針對我國當(dāng)前農(nóng)田系統(tǒng)重金屬遷移轉(zhuǎn)化和安全

閾值研究中的系統(tǒng)性、定量化、以及與技術(shù)和管理有效融合不足等問題，以9種重（類）金

屬（Cd、Pb、Hg、As、Cr、Cu、Zn、Ni和Sb）為研究對象，結(jié)合現(xiàn)代分析技術(shù)（如同步

輻射、梯度擴(kuò)散薄膜和同位素示蹤技術(shù)等），采用室內(nèi)外生物實(shí)驗(yàn)，以“含量/形態(tài)、過程、

效應(yīng)、風(fēng)險(xiǎn)、模型、閾值”為主線，系統(tǒng)開展重金屬在典型農(nóng)田土壤固相-溶液-生物-評估終

點(diǎn)（農(nóng)產(chǎn)品和生態(tài)安全）全過程的遷移轉(zhuǎn)化、量化模型和評估方法研究，確定了基于農(nóng)產(chǎn)品

安全和生態(tài)安全的土壤重金屬安全閾值。

2020年12月-至今，項(xiàng)目組主持重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題“基于區(qū)域污染特征與用途需

求的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)研究”（2020YFC1806300-04）。該項(xiàng)目開展國內(nèi)外不同

類型農(nóng)用地污染土壤修復(fù)技術(shù)、修復(fù)材料與設(shè)備、修復(fù)效果評估方法等調(diào)研，梳理技術(shù)先進(jìn)

國家已建立的土壤標(biāo)準(zhǔn)體系和標(biāo)準(zhǔn)制定方法；研究典型區(qū)域土壤重金屬污染特征與風(fēng)險(xiǎn)暴露

方式，篩選重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評估關(guān)鍵參數(shù)，構(gòu)建基于劑量-效應(yīng)關(guān)系模型、物種敏感性分布

模型的土壤重金屬風(fēng)險(xiǎn)評估模型，提出我國農(nóng)用地土壤污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制定方法。

此外，項(xiàng)目組還完成了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于pH分段土壤中鎘對水稻毒性的生

態(tài)風(fēng)險(xiǎn)閾值研究（2013-2016年）”、國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目和重大國際合作項(xiàng)目等，積累了

大量有價(jià)值的研究成果，為科學(xué)地提出我國農(nóng)田土壤污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)指南提供科學(xué)依

1

據(jù)。

2修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性分析

農(nóng)田污染土壤修復(fù)的主要目標(biāo)是改善農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量，保障糧食、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量

安全，為人類健康提供基本保障。農(nóng)田污染土壤修復(fù)技術(shù)主要以原位修復(fù)為主，其可分為生

物、物理和化學(xué)修復(fù)技術(shù)三大類型。修復(fù)技術(shù)的選擇堅(jiān)持以下三個原則：1）可行性原則，

選用的修復(fù)技術(shù)對污染農(nóng)田土壤的治理效果較好，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，可大面積實(shí)施和推廣，

治理成本較低；2）安全性原則，選擇對土壤肥力、生產(chǎn)力負(fù)面影響小的技術(shù)，不會造成二

次污染；3）因地制宜。目前，農(nóng)田土壤的重金屬污染情況可通過現(xiàn)行的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

來評價(jià)。土壤基準(zhǔn)是制定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，也是土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、

環(huán)境損害鑒定評估、土壤環(huán)境管理和相關(guān)政策、法律法規(guī)的重要依據(jù)。而重金屬污染農(nóng)田土

壤經(jīng)修復(fù)后，是否達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，是否可以復(fù)墾為農(nóng)田，生產(chǎn)的農(nóng)作物是否達(dá)到了安全

水平，這些問題均需要通過對修復(fù)后的效果進(jìn)行評價(jià)來給出明確的答復(fù)。然而，目前，有關(guān)

重金屬污染農(nóng)田土壤修復(fù)效果評價(jià)體系還缺乏統(tǒng)一的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。重金屬污染土壤修復(fù)效果的

評價(jià)依賴于土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，而土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的制定需要以土壤修復(fù)基準(zhǔn)作為依據(jù)。土

壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的作用是判斷農(nóng)用地，特別是耕地轉(zhuǎn)為工業(yè)用地，建設(shè)用地或其他用地的標(biāo)準(zhǔn)依

據(jù)，污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的制定對突發(fā)性土壤環(huán)境事故的處理具有重要的指導(dǎo)意義，特別是在

正確處理中國環(huán)境管理中“保護(hù)不足”與“過度保護(hù)”之間的矛盾方面，具有重要的現(xiàn)實(shí)意

義。因此，在環(huán)境基準(zhǔn)方法學(xué)的研究基礎(chǔ)上，建立符合我國農(nóng)用地土壤污染特征并與國家環(huán)

境管理目標(biāo)緊密結(jié)合的土壤Cd污染修復(fù)基準(zhǔn)制定指南對保障農(nóng)產(chǎn)品安全及人體健康具有重

大意義。

鎘（Cd）一直是我國農(nóng)田土壤污染治理的首要污染物。2021年《中國生態(tài)環(huán)境狀況公

報(bào)》和《國務(wù)院關(guān)于2022年度環(huán)境狀況和環(huán)境保護(hù)目標(biāo)完成情況的報(bào)告》顯示，影響農(nóng)用

地土壤環(huán)境質(zhì)量的主要污染物仍是重金屬，Cd為首要污染物。我國農(nóng)田土壤污染面積由

1980年的9333hm2，遞增至2003年的13300hm2，至2015年中國約有280000hm2的農(nóng)

受到Cd污染，受污染的耕地涉及11個省市及25個地區(qū)；我國農(nóng)田土壤耕作層中的平均

以0.004mg.kg.a-1的速度增長，該增長水平遠(yuǎn)高于歐洲地區(qū)土壤中Cd的平均增長速度

(0.00033mg.kg.a-1)，農(nóng)田土壤中的Cd積累和食物鏈中的生物放大作用嚴(yán)重威脅著農(nóng)產(chǎn)品和

公眾健康。全國農(nóng)田土壤Cd含量在0.000013~217.23ppm之間(1975-2016)，整體呈現(xiàn)出南

部(0.51ppm)>西部(0.33ppm)>東北部(0.25ppm)>北部(0.21ppm)>東部(0.20ppm)的空間分

布格局。

對我國水稻主產(chǎn)區(qū)東北平原、長江流域和東南沿海地區(qū)共計(jì)22個省、市和自治區(qū)的水

稻土壤分布和污染情況調(diào)查研究表明，我國水稻土含量范圍為0.01~5.50ppm，中位數(shù)為0.23

ppm；其中，湖南(0.73ppm)、廣西(0.70ppm)和四川(0.46ppm）的Cd含量最高，重度Cd

污染超標(biāo)率平均達(dá)8.6%；相較于東北平原，長江流域和東南沿海地區(qū)污染較為嚴(yán)重。我國

土壤Cd污染區(qū)與水稻種植區(qū)在空間分布上基本吻合，主要污染區(qū)為南方水稻主產(chǎn)區(qū)：湖南

省湘潭市七塊相鄰的受污染水田Cd調(diào)查研究表明，其土壤Cd含量比背景值高57.4-612倍，

杭嘉湖平原水稻主產(chǎn)區(qū)土壤Cd超標(biāo)比例為31.82%，亞熱帶工業(yè)地區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)稻田土約

2

99%的超標(biāo)?？梢?，我國農(nóng)田Cd污染范圍廣、面積大、污染程度嚴(yán)重，因此，對Cd污染

農(nóng)田土壤進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控與修復(fù)急不可待。

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部2021年提出，在對農(nóng)用地開展風(fēng)險(xiǎn)管控與修復(fù)時(shí)，應(yīng)避免對種植作物

造成影響以及對土壤、地下水、大氣等周邊環(huán)境造成二次污染。實(shí)施過程中使用的農(nóng)業(yè)投入

品（肥料、調(diào)理劑等）等應(yīng)滿足《肥料中有毒有害物質(zhì)的限量要求》（GB38400-2019）《有

機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料》（GB18877-2020）、《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)》（GB/T23349-2020）

和《肥料合理使用準(zhǔn)則通則》（NY/T496-2010）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，禁止使用重金屬超標(biāo)的

投入品，禁止施用未經(jīng)國家或省級農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門登記的肥料。開展風(fēng)險(xiǎn)管控與修復(fù)期間，應(yīng)

對土壤、農(nóng)產(chǎn)品污染物含量及有效態(tài)等進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時(shí)優(yōu)化調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)管控

與修復(fù)措施。而目前，我國對于農(nóng)田Cd污染治理評價(jià)缺少相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，只有生態(tài)環(huán)境部指導(dǎo)

意見及農(nóng)業(yè)部行業(yè)規(guī)范做支撐，亟需出臺相關(guān)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)業(yè)部針對污染農(nóng)田出臺的NY/T

3433-2018技術(shù)規(guī)范規(guī)定耕地污染治理以實(shí)現(xiàn)治理區(qū)域內(nèi)食用農(nóng)產(chǎn)品可食部位中目標(biāo)污染物

含量降低到GB2762規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)以下（含）為目標(biāo)。GB2762未規(guī)定的污染物項(xiàng)目，

參照執(zhí)行其他標(biāo)準(zhǔn)。這也是目前我國唯一一個指導(dǎo)農(nóng)田污染修復(fù)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范。這個規(guī)范

的核心內(nèi)容主要還是以農(nóng)產(chǎn)品的達(dá)標(biāo)為主，也就是對無害化修復(fù)技術(shù)具有較好指導(dǎo)性，分為

基本目標(biāo)和參照目標(biāo)，相對而言，缺乏對以減量化修復(fù)技術(shù)的指導(dǎo)。另外，這也只是行業(yè)推

薦標(biāo)準(zhǔn)，不具有強(qiáng)制性，所以，農(nóng)用地Cd污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂迫在眉睫。

3修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制定的原則和依據(jù)

3.1編制原則

將《土壤污染防治法》《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-2018）和我國現(xiàn)行的環(huán)境保

護(hù)法律條例標(biāo)準(zhǔn)等作為主要依據(jù)。對比國內(nèi)外土壤污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢技術(shù)現(xiàn)狀等，

充分借鑒國內(nèi)外的相關(guān)技術(shù)指南和標(biāo)準(zhǔn)，引進(jìn)較為成熟的技術(shù)，使我國的相關(guān)技術(shù)指南和標(biāo)

準(zhǔn)等與國際接軌。同時(shí)充分利用國內(nèi)土壤污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的最新研究成果，以需求為導(dǎo)向，以

科學(xué)為準(zhǔn)則，健全我國土壤污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指南。

3.2技術(shù)依據(jù)

GB15618土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)

GB2762食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

NY/T395農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

4國內(nèi)外土壤污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

4.1國外修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

土壤修復(fù)基準(zhǔn)是指通過土壤修復(fù)或利用各種清潔技術(shù)手段，使土壤環(huán)境中污染物的濃度

降低到對人體健康和生態(tài)系統(tǒng)不構(gòu)成威脅的可接受水平。污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)研究是污染土壤

修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制定的基礎(chǔ)，也是污染土壤修復(fù)效果檢驗(yàn)和評價(jià)的基礎(chǔ)性工作。西班牙學(xué)者

Fernández等把環(huán)境基準(zhǔn)（Environmentalcriteria）大體上分成3個等級（:1）屏蔽值（Screening

3

value），表示能引起潛在生態(tài)功能失調(diào)時(shí)污染物的濃度水平；（2）清潔目標(biāo)（Clean-uptarget），

表示修復(fù)過程中有待達(dá)成的目標(biāo)，一般是在修復(fù)所需的費(fèi)用和生態(tài)效益之間進(jìn)行平衡后所做

出的決策，有時(shí)相當(dāng)于屏蔽值；（3）應(yīng)急值（Interventionvalue），表示立即需要采取清潔

和控制措施的嚴(yán)重污染指示濃度。污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)值應(yīng)當(dāng)處于其中的屏蔽值和應(yīng)急值之間，

有時(shí)也相當(dāng)于屏蔽值。

國外很多國家，如美國、加拿大、荷蘭和丹麥等發(fā)達(dá)國家均從國家層面上系統(tǒng)開展了污

染土壤修復(fù)基準(zhǔn)的研究，并且已制定了相關(guān)的污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。美國早在1993年便建立

了風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)向矯正行動RBCA和CalTOX法，來推導(dǎo)、建立土壤清潔水平，并且還開展了大

量土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制定的模型方法研究。加拿大在1991年就發(fā)布了（污染）土壤臨時(shí)修復(fù)標(biāo)

準(zhǔn)，后又在1996年制定了土壤質(zhì)量指導(dǎo)值（Canadiansoilqualityguidelines），這幾年對土

壤質(zhì)量指導(dǎo)值又進(jìn)行了修正，大部分替代了原有的土壤臨時(shí)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)值。荷蘭發(fā)布了“荷蘭

清單”（DutchList），后來又制定了干涉值（Interventionvalue）來指導(dǎo)修復(fù)行動。丹麥也

制定了污染土壤消減標(biāo)準(zhǔn)（Cut-offcriteria）。

4.1.1美國

美國是所有擁有污染土壤修復(fù)/清潔標(biāo)準(zhǔn)的國家中，最早頒布并實(shí)施污染土壤修復(fù)/清潔

標(biāo)準(zhǔn)的國家，甚至各州都建立了較為完善的污染土壤修復(fù)/清潔標(biāo)準(zhǔn)。美國各州是以聯(lián)邦標(biāo)

準(zhǔn)為基礎(chǔ)，來制定適合本州的污染土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)。例如，美國紐約州早在1998年就制定并

頒布了烴污染土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)。在這一標(biāo)準(zhǔn)中，首先根據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行分類，分成汽油、柴油和廢

油3個部分；再根據(jù)這3類產(chǎn)品，來確定控制的污染物（參數(shù)或組分），其中汽油所控制的

污染物有BTEX（苯、甲苯、乙苯和二甲苯）和甲基叔丁基醚（MTBE），柴油中所控制的

污染物有萘、蒽、芴和芘，廢油中主要涉及PCBs和鹵化有機(jī)污染物的控制；在制定的標(biāo)準(zhǔn)

值中，又分成檢出水平（Detectionlevel）、通知水平（Notificationlevel）、行動水平（Action

level）和清潔水平（Cleanuplevel）。在這基礎(chǔ)上，美國紐約州于2003年又進(jìn)一步制定并頒

布了烴污染土壤原位清潔標(biāo)準(zhǔn)，其中在行動水平污染物的限值方面有較大放寬。美國佛羅里

達(dá)州對烴污染土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)做了更為細(xì)致的規(guī)定，其污染物參數(shù)不僅包括PAHs（苊、蒽、

芘、萘、菲和芴等）、BTEX和MTBE等有機(jī)污染物，還包括若干重金屬（如：As、Cd、

Cr和Pb等）。美國新澤西州制定了更為完善的污染土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)，其污染物參數(shù)涉及PAHs、

殺蟲劑、氰化物、酞酸酯和重金屬（Pb、Hg、Cd和Cr等）。其中，居住區(qū)土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)

和非居住區(qū)土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)，主要考慮直接接觸，除了特別標(biāo)注外，均是根據(jù)隨機(jī)攝取暴露途

徑的健康水平制定的標(biāo)準(zhǔn)；影響地下水的土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)污染場地的具體因素確定標(biāo)

準(zhǔn)，這些具體因素包括含水等級、土壤類別、自然背景值和環(huán)境的影響等。此外，總二甲苯

影響地下水的土壤清潔標(biāo)準(zhǔn)則是根據(jù)新的飲用水標(biāo)準(zhǔn)制定的。

4.1.2加拿大

加拿大環(huán)境部長理事會（CCME）制定了加拿大土壤質(zhì)量指導(dǎo)值（CSQG），還發(fā)布了

針對一些單一物質(zhì)，如硒、鈾等的土壤質(zhì)量指導(dǎo)值文件。加拿大的一些省份，如紐芬蘭省、

拉布拉多省等，根據(jù)CSQG制定了各自的污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)。土壤質(zhì)量指導(dǎo)值是指能夠保

4

障用地土壤環(huán)境質(zhì)量安全的參考限值。加拿大土壤質(zhì)量指導(dǎo)值確立時(shí)考慮了兩大方面：（1）

保護(hù)生態(tài)環(huán)境，涉及的生態(tài)受體包括土壤無脊椎動物、植物、微生物、牲畜、陸生野生動物

和捕食者，同時(shí)也考慮了風(fēng)蝕和水蝕產(chǎn)生的污染遷移，還考慮了污染物可能對地下水和地表

水體的影響；（2）保護(hù)人體健康，考慮了農(nóng)業(yè)用地、居住/公園用地、商業(yè)用地和工業(yè)用地

這4種土地利用類型下對人體健康的影響程度。土壤質(zhì)量指導(dǎo)值可以評估疑似污染場地是否

需要開展進(jìn)一步調(diào)查，也可以用來識別場地風(fēng)險(xiǎn)等級，評價(jià)場地總體污染狀況，并作為確定

場地修復(fù)目標(biāo)值的基礎(chǔ)。加拿大土壤質(zhì)量指導(dǎo)值包括聯(lián)邦污染場地土壤質(zhì)量指導(dǎo)值和省級污

染場地土壤質(zhì)量指導(dǎo)值，其中聯(lián)邦污染場地土壤質(zhì)量指導(dǎo)值由CCME于1996年制定和發(fā)布，

2006年進(jìn)行了修訂；省級污染場地土壤質(zhì)量指導(dǎo)值由各省級政府根據(jù)《規(guī)程》進(jìn)行制定。

4.1.3荷蘭

荷蘭的干涉值是基于風(fēng)險(xiǎn)的一般性（非特定功能）標(biāo)準(zhǔn)，適用于污染場地修復(fù)、行動或

評價(jià)。干涉值是針對居住用地（農(nóng)產(chǎn)品10%用于消費(fèi)）下對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生潛在

風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)定的，即人類毒理和生態(tài)毒理嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)濃度SRC（原來也有稱為土壤嚴(yán)重

污染濃度SCC）共同決定最終干涉值的確定，涉及的生態(tài)受體主要為植物和動物。荷蘭土

壤污染修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制度的主要內(nèi)容及特點(diǎn)：（1）樹立風(fēng)險(xiǎn)規(guī)制的標(biāo)準(zhǔn)管控理念，對修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)

的適用以控制污染風(fēng)險(xiǎn)而非杜絕污染損害為目標(biāo)。與土壤修復(fù)相關(guān)的《土壤保護(hù)法案》、《土

壤質(zhì)量規(guī)定》（SoilQualityRegulation）、《土壤質(zhì)量指令》（SoilQualityDecree）等法律

規(guī)范構(gòu)建起一種“基于風(fēng)險(xiǎn)的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系”，時(shí)刻以風(fēng)險(xiǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)控制；

（2）分門別類地規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。例如，修復(fù)干預(yù)值對其適用對象的種類劃分非常細(xì)致，以

求精確地判斷每一地塊的風(fēng)險(xiǎn)；（3）限值型標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)控型標(biāo)準(zhǔn)疊加適用。荷蘭土壤污染修

復(fù)標(biāo)準(zhǔn)并不采用針對不同用途的土地適用不同形式的標(biāo)準(zhǔn)的做法，雖然對土地風(fēng)險(xiǎn)判斷適用

條件十分精細(xì)，但對于所有的地塊均通過干預(yù)值、篩選值判斷是否存在需要啟動修復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)，

超過篩選值的地塊則進(jìn)一步課以風(fēng)險(xiǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)以進(jìn)一步確定是否應(yīng)當(dāng)啟動修復(fù)；（4）標(biāo)準(zhǔn)

制度具有適當(dāng)?shù)难诱箯椥?。對于因?biāo)準(zhǔn)化機(jī)理未明確（生態(tài)毒性、標(biāo)準(zhǔn)化方法論等因素不明）

的污染物，即使未能將其納入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，也設(shè)定了污染風(fēng)險(xiǎn)指示值，體現(xiàn)了對未知環(huán)境

風(fēng)險(xiǎn)謹(jǐn)慎防范的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防原則；（5）制度的價(jià)值目標(biāo)明確包含了對人體健康安全與生態(tài)安

全的關(guān)切，尊重自然規(guī)律在標(biāo)準(zhǔn)法律制度中的角色與作用。（6）修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)適用采用審批制。

《土壤保護(hù)法案》規(guī)定，修復(fù)方案應(yīng)當(dāng)經(jīng)過省級行政部門（ProvincialExecutive）按照《統(tǒng)

一行政法案》（GeneralAdministrativeLawAct）的規(guī)定權(quán)限予以審批之后方可實(shí)施，且一

旦在標(biāo)準(zhǔn)適用過程中行政部門根據(jù)污染地塊發(fā)布具體指令，則修復(fù)責(zé)任人應(yīng)當(dāng)按照指令完成

修復(fù)。

4.1.4丹麥

丹麥制定了11種毒性較大的污染物的消減標(biāo)準(zhǔn)為土壤修復(fù)目標(biāo)。這種消減標(biāo)準(zhǔn)主要是

基于急性和慢性人體健康效應(yīng)。

總的來說，各國的污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制定的原則主要考慮以下幾個方面：（1）以風(fēng)險(xiǎn)

為導(dǎo)向的修復(fù)。無論是美國、加拿大，還是荷蘭等西方發(fā)達(dá)國家，多數(shù)國家進(jìn)行的都是風(fēng)險(xiǎn)

5

主導(dǎo)的土壤修復(fù)；（2）劃分土地利用類型。許多國家的土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)考慮了土壤過去的、

當(dāng)前的和將來的土地利用?？傮w上，主要劃分為農(nóng)業(yè)用地、商業(yè)用地、工業(yè)用地、保護(hù)地下

水這四大類；（3）保護(hù)人體健康。每個國家的污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)都是以保護(hù)人體健康為核

心的，甚至有些修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)僅考慮人體健康效應(yīng)，如丹麥的消減標(biāo)準(zhǔn)等；（4）保護(hù)生態(tài)受體。

主要涉及到土壤植物/作物、土壤無脊椎動物、土壤微生物及其過程這幾大類生態(tài)受體，有

些國家還將土壤污染對地下水的污染效應(yīng)考慮進(jìn)來，如美國紐約州的土壤清潔目標(biāo)，其他的

一些國家則將地下水的保護(hù)以標(biāo)準(zhǔn)的形式單獨(dú)制定，如丹麥的污染點(diǎn)下層地下水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4.2國內(nèi)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

國外的污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)是基于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的考量，是通過總結(jié)歷史經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐工

作研究制定的，具有科學(xué)性和必然性；同時(shí)，污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)也是我國污染土壤修復(fù)工程

實(shí)踐尤其是其實(shí)施效果評價(jià)和耕地保護(hù)的迫切需求。而且，污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，也有

利于我國環(huán)境法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)和國際接軌，促進(jìn)我國在土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)方面和國際對話，提升我國

在土地保護(hù)法律方面的國際地位。

《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）是評價(jià)我國土壤修復(fù)效果的基礎(chǔ)。在制定土

壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)之前，土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可間接用作農(nóng)田，菜地，茶園，果園，牧場，林地和自

然保護(hù)區(qū)污染土壤的恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。在制定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的過程中，主要采用環(huán)境背景值和

環(huán)境承載力研究為主要研究成果，但隨著時(shí)間的推移和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近20年來，隨著

中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境受到嚴(yán)重污染。隨著離子數(shù)量的增加，原先的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

的缺陷越來越明顯，尤其是污染物的選擇參數(shù)很少，有機(jī)污染物只有“滴滴涕”和“666”，

土壤中殘留物仍然很多。另外，重要的有機(jī)污染物均沒有對應(yīng)的數(shù)據(jù)，且GB15618-1995《土

壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》只有八種重金屬污染物，包括汞，鎘，鉛，砷，鉻，鎳，銅和鋅，局限性

較大。

當(dāng)前，我國的農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，主要由2018年8月1日頒布的《土壤環(huán)

境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》（試行）（簡稱為《標(biāo)準(zhǔn)》）中的風(fēng)險(xiǎn)篩選值和風(fēng)

險(xiǎn)管制值構(gòu)成。由于我國現(xiàn)階段農(nóng)用地土壤污染防治工作的目標(biāo)和任務(wù)是確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安

全，風(fēng)險(xiǎn)篩選值和風(fēng)險(xiǎn)管制值的制定目標(biāo)也是以保護(hù)食用農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全為主，同時(shí)兼顧保

護(hù)農(nóng)作物生長和生態(tài)環(huán)境的需要?；谥贫繕?biāo),《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,我國的農(nóng)用地土壤篩選值

和管制值適用于與食用農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)的耕地、園地和牧草地,不包括林地。在確定土壤安全閾

值的方法上，借鑒《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995），分別計(jì)算保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安

全的土壤閾值、保護(hù)農(nóng)作物生長的生態(tài)閾值、保護(hù)土壤微生物的生態(tài)閾值和保護(hù)地下水、地

表水的生態(tài)閾值，取最小值作為土壤篩選值。

在我國，周啟星等人最早開展了污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)的研究工作，最早的工作，可追溯到

2003年發(fā)表在《Geoderma》的題為“Potentialpollutionandrecommendedcriticallevelsof

phosphorusinpaddysoilsofthesouthernLakeTaiarea,China”的一篇論文。在這一研究中，

率先推導(dǎo)、提出了我國土壤（以南太湖水稻土為準(zhǔn)）磷的修復(fù)基準(zhǔn)值的建議。2003年，在

香山科學(xué)會議上，又正式提出了關(guān)于系統(tǒng)開展污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)研究的建議。此外，還分別

開展了基于農(nóng)作物吸收毒理的土壤修復(fù)基準(zhǔn)研究、基于土壤動物毒理的土壤修復(fù)基準(zhǔn)研究、

6

基于土壤化學(xué)遷移特性的土壤修復(fù)基準(zhǔn)研究和基于生化水平毒理效應(yīng)的土壤修復(fù)基準(zhǔn)研究。

我國的環(huán)境保護(hù)與管理工作一直處于“充滿矛盾、效果不佳”的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，這種“欠保

護(hù)”和“過保護(hù)”的矛盾嚴(yán)重影響了我國經(jīng)濟(jì)與社會的可持續(xù)發(fā)展。為了使環(huán)境保護(hù)工作和

經(jīng)濟(jì)達(dá)到協(xié)調(diào)發(fā)展，應(yīng)該在修訂土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，借鑒國外污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)制定

的方法，在國家層面上系統(tǒng)地開展與污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)有關(guān)的毒理學(xué)和推導(dǎo)方法學(xué)研究以及

污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)建立的方法體系研究，以盡快制定出符合我國實(shí)際的污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)來

指導(dǎo)污染土壤修復(fù)行動和耕地保護(hù)工作。但至今，我國對污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)了解不多，在概

念上常常與土壤環(huán)境基準(zhǔn)、土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)和污染土壤修復(fù)相混淆。這不僅說明我國在污

染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)這一方向上的研究極為缺乏，而且啟示我們今后需要全面系統(tǒng)地開展這方面

的研究工作。

5標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容及說明

5.1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的農(nóng)用地土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)制訂的技術(shù)方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于農(nóng)用地土壤中重金屬鎘修復(fù)基準(zhǔn)值的制訂技術(shù)指南。

5.2規(guī)范性引用文件

本文件內(nèi)容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本適

用于本文件。

GB15618土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)

GB2762食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

NY/T395農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

5.3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

5.3.1

農(nóng)產(chǎn)品安全土壤修復(fù)基準(zhǔn)Soilremediationcriteriaforagriculturalproductssafety

以保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全為目的制訂的土壤修復(fù)基準(zhǔn)。

5.3.2

環(huán)境基準(zhǔn)值Environmentalcriterion

環(huán)境污染物對特定對象（人或其他生物）不產(chǎn)生不良或有害影響的最大劑量或濃度。

5.3.3

歸一化Normalization

7

利用模型將不同浸提方法提取的有效態(tài)鎘毒性數(shù)據(jù)校正到某一通用浸提方法。

5.3.4

種間外推Cross-speciesextrapolation

假定土壤性質(zhì)對某些物種影響相同的情況下，利用某種物種已有生物有效性模型外推獲

得另一種物種生物有效性模型的方法。

5.3.5

物種敏感性分布法Speciessensitivitydistribution（SSD）

假設(shè)農(nóng)田系統(tǒng)中不同物種對某一污染物的敏感性能夠被一個分布所描述，通過生物測試

獲得的有限物種的毒性閾值是來自于這個分布的樣本，可用于估算該分布的參數(shù)。

5.3.6

危害濃度Hazardousconcentration（HCp）

當(dāng)污染物對生物的效應(yīng)濃度小于等于HCp的概率為p%，生境中（100-p）%的生物是相

對安全的，通常以HC5（p=5）為危害濃度。

5.4保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)指定程序

基于保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤修復(fù)基準(zhǔn)值制訂主要有以下6個步驟：

（1）土壤中有效態(tài)鎘通用浸提方法的篩選；

（2）基于通用浸提法土壤有效態(tài)鎘含量與農(nóng)產(chǎn)品鎘積累量的劑量-效應(yīng)關(guān)系構(gòu)建；

（3）收集數(shù)據(jù)建立土壤鎘修復(fù)數(shù)據(jù)庫

（4）利用物種敏感性分布法推導(dǎo)危害濃度；

（5）推導(dǎo)基于農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)值；

（6）審核保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)值。

基于保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)值制定的技術(shù)路線如圖5.1所示。

8

圖5.1基于保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)值制訂的技術(shù)路線

6主要技術(shù)要點(diǎn)

6.1土壤中有效態(tài)鎘通用浸提方法的篩選

基于不同農(nóng)產(chǎn)品的土壤鎘毒性測試，采用不同浸提劑對不同性質(zhì)土壤中的有效態(tài)鎘進(jìn)行

提取，以不同浸提方法土壤有效態(tài)鎘含量和植株可食部位鎘含量間的相關(guān)系數(shù)作為“浸提指

數(shù)”，選擇最大綜合相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的浸提方法作為通用浸提方法，計(jì)算方法如下：

22

?=?+??,???/2

式中：I為求得各浸提方法綜合相關(guān)系數(shù)；P為各浸提方法在不同性質(zhì)土壤上獲得的浸

提指數(shù)均值；Pi,max為各浸提方法在不同性質(zhì)土壤上獲得的最大浸提指數(shù)。

6.2基于通用浸提法土壤有效態(tài)鎘含量與農(nóng)產(chǎn)品鎘積累量的劑量-效應(yīng)關(guān)系構(gòu)

選擇12種以上農(nóng)產(chǎn)品類型，農(nóng)產(chǎn)品物種為《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》

（GB2762）涵蓋的農(nóng)產(chǎn)品，進(jìn)行劑量-效應(yīng)關(guān)系測定，采用通用浸提法提取土壤中有效態(tài)鎘，

建立土壤有效態(tài)鎘與農(nóng)產(chǎn)品鎘積累量之間的關(guān)系模型。利用GB2762規(guī)定的農(nóng)產(chǎn)品中鎘的限

值計(jì)算出土壤中有效態(tài)鎘的閾值濃度。

6.3收集數(shù)據(jù)建立土壤鎘吸收數(shù)據(jù)庫

6.1.1數(shù)據(jù)的來源

數(shù)據(jù)來源主要有：（1）實(shí)驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)；（2）公開發(fā)表的文獻(xiàn)或報(bào)告。

6.1.2數(shù)據(jù)的可靠性判斷

9

（1）優(yōu)先選取國內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)；

（2）優(yōu)先選取國家標(biāo)準(zhǔn)測試方法及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)操作過程遵循實(shí)驗(yàn)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)

數(shù)據(jù)（參照GB15618、GB2762、HJ/T166和NY/T395）；

（3）對于非標(biāo)準(zhǔn)測試方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在評估其實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)果科學(xué)合理后方可采用。

6.1.3數(shù)據(jù)的篩選

調(diào)研并匯總實(shí)驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)，收集鎘的吸收數(shù)據(jù)，同時(shí)對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，篩選標(biāo)準(zhǔn)

如下：

（1）實(shí)驗(yàn)有合理的對照；

（2）不存在明顯的不合理因素，如缺少土壤性質(zhì)、非可食部位的評價(jià)終點(diǎn)等；

（3）有3個及以上重復(fù)和5個及以上鎘濃度梯度，便于統(tǒng)計(jì)分析；

（4）實(shí)驗(yàn)中條件控制一致；

（5）其他污染和影響可以忽略；

（6）鎘的作物暴露途徑均一。

6.4數(shù)據(jù)歸一化

利用基于不同浸提方法提取的土壤有效態(tài)鎘建立的關(guān)系模型，將從文獻(xiàn)收集的采用不同

浸提方法提取的有效態(tài)鎘數(shù)據(jù)歸一化到某一通用浸提方法上，以確保所有的鎘吸收數(shù)據(jù)都是

基于同一種通用浸提方法所測定的。

6.5利用物種敏感性分布法推導(dǎo)危害濃度

（1）物種敏感性分布曲線擬合函數(shù)

優(yōu)先選擇Burr-III函數(shù)擬合物種敏感性分布曲線，也可選用Log-normal、Log-logistic、

Weibull及Gamma等常用的累積概率分布函數(shù)，分別對毒性數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，建立物種敏感

性分布曲線并比較其擬合精度，選擇最佳的物種敏感性分布曲線擬合函數(shù)。

（2）危害濃度HC5推導(dǎo)

通過食品安全標(biāo)準(zhǔn)反推出土壤鎘的臨界濃度，然后用Burr-III擬合不同土壤條件下的物

種敏感性分布曲線，獲得基于外源鎘的保護(hù)95%農(nóng)產(chǎn)品安全的HC5值。

6.6基于保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)表述

按照本文件推導(dǎo)出的保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)屬于數(shù)值型基準(zhǔn)，一般保留2

位有效數(shù)字，單位mg/kg。

6.7基于保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)的審核

基于保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)的審核包括自審和專家審核兩個步驟。

6.7.1自審要點(diǎn)

農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)的最終確定需要仔細(xì)審核基準(zhǔn)推導(dǎo)所用數(shù)據(jù)以及推導(dǎo)步

驟，以確?；鶞?zhǔn)是否合理可靠。自審要點(diǎn)如下：

（1）使用的數(shù)據(jù)是否可被充分證明有效？

10

（2）所有使用的數(shù)據(jù)是否符合數(shù)據(jù)質(zhì)量要求？

（3）是否存在明顯異常數(shù)據(jù)？

（4）是否遺漏其它重要數(shù)據(jù)？

6.7.2專家審核要點(diǎn)

（1）基準(zhǔn)推導(dǎo)所用數(shù)據(jù)是否可靠？

（2）基準(zhǔn)推導(dǎo)過程是否符合技術(shù)指南？

（3）得出的基準(zhǔn)值是否合理？

（4）是否有任何背離技術(shù)指南的內(nèi)容且評估是否可接受？

6.7.3田間數(shù)據(jù)驗(yàn)證

利用文獻(xiàn)資料搜集篩選的數(shù)據(jù)或田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過比較預(yù)測值和實(shí)測值來判斷推導(dǎo)的

土壤鎘農(nóng)產(chǎn)品安全閾值的合理性。如果驗(yàn)證科學(xué)合理，則作為土壤修復(fù)基準(zhǔn)值，如果不合理，

重新檢查篩選的數(shù)據(jù)并進(jìn)行重新推導(dǎo)。

6.7.4不確定性分析

對推導(dǎo)出的土壤修復(fù)基準(zhǔn)值進(jìn)行不確定性分析。

注：在相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品物種吸收數(shù)據(jù)庫構(gòu)建過程中，部分物種的吸收數(shù)據(jù)來源于歸一化方程

的預(yù)測數(shù)據(jù)，因此，歸一化過程所選物種的數(shù)量決定了模型預(yù)測的準(zhǔn)確性。

11

附錄1保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤鎘修復(fù)基準(zhǔn)推算案例

1土壤有效態(tài)Cd通用浸提方法的篩選

根據(jù)項(xiàng)目研究需要，依據(jù)我國土壤pH及有機(jī)質(zhì)分布頻率的地帶性特征，采集了全國范

圍內(nèi)9個不同種植區(qū)具有代表性的耕層（0-20cm）土樣，通過外源添加Cd的方式，對水稻、

小白菜、玉米進(jìn)行Cd毒性測試以及不同化學(xué)浸提方法研究。土壤性質(zhì)見表1。對所有采集

的土樣經(jīng)室內(nèi)風(fēng)干后剔除植物殘?bào)w、根系、石子和碎片等雜物，然后均過2-mm的尼龍篩后，

進(jìn)行土壤理化性質(zhì)的測定。土壤性質(zhì)具體測定方法：1）土壤pH值在土:水比=1:5的條件下

振蕩2小時(shí)，靜置后用奧立龍pH計(jì)(OrionpHmeter,Model420)測定；2）陽離子交換量(CEC)

通過非緩沖的硫脲銀(AgTU)對土壤膠體表面負(fù)電荷吸附完成的：稱1g風(fēng)干土放入搖瓶中，

加入0.01mol·L-1AgTU溶液50mL，振蕩四小時(shí)后過濾、離心，測量上清液中剩余銀離子便

可換算得到CEC；3）有機(jī)碳含量(OC)為總碳與無機(jī)碳含量的差值：用高溫燃燒法測定總碳，

無機(jī)碳通過加入HCl后釋放CO2獲得；4）土壤質(zhì)地用沉降法測定。

附表1不同土壤的基本理化性質(zhì)

pH值陽離子交換量有機(jī)碳粘粒含量背景值

序號地點(diǎn)類型

+-1-1

(1:5H2O)CEC/(cmol·kg)OC/%(<0.02um)Cd/(mg·kg)

1廣州磚紅壤5.277.121.475.340.168

2祁陽紅壤4.547.470.8746.10.121

3嘉興水稻土6.7212.82.4638.90.119

4重慶紫色土7.0222.30.9927.30.207

5靈山棕壤7.4822.72.2819.90.112

6鄭州潮土8.668.511.5715.90.169

7公主嶺黑土7.3128.82.1744.60.142

8呼和浩特黑鈣土7.6622.72.6637.10.082

9楊凌壚土8.568.460.6227.50.146

從附表1可以看出，實(shí)驗(yàn)所采集的土壤涵蓋了我國從南（紅壤、磚紅壤）到北方（棕壤

土、潮土）等多個土壤類型，土壤pH值平均值為7.02，范圍從4.54-8.66，其中，酸性土壤

（pH<7.0）、中性土壤（pH7.0-7.5）、堿性土壤（pH>7.5）各占1/3。土壤陽離子交換量（CEC）

范圍7.12-28.8cmol+·kg-1；土壤有機(jī)碳含量（OC%）范圍為0.62%-2.66%。

供試農(nóng)產(chǎn)品：采用水稻、小白菜、玉米進(jìn)行Cd毒性測試以及不同化學(xué)浸提方法研究。

盆栽試驗(yàn)：每3kg風(fēng)干土裝入高16cm、直徑13cm的塑料盆中。每種土壤根據(jù)預(yù)備實(shí)

驗(yàn)結(jié)果，添加3種不同Cd水平(0、1.2、3.0mg/kg)，每個處理3個重復(fù).外源Cd為分析純

3CdSO4·8H2O溶液加入，根據(jù)不同土壤最大田間持水量(MWHC)，將含有上述不同Cd濃度

的溶液按照70%MWHC體積與土壤充分?jǐn)嚢杌靹蚝笱b入盆中。以0.25g尿素/kg土、0.15g

KH2PO4/kg土和0.04gKCl/kg土的比例向盆中加入NPK底肥，并充分混勻。土壤維持70%

最大田間持水量5周，直至平衡。水稻、小麥、玉米種子用10%的H2O2表面消毒20分鐘

后，用去離子水沖洗5次，置于覆有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中發(fā)芽。待種子發(fā)芽后，選取6株長

勢一致的幼苗，移栽至塑料盆中。培養(yǎng)35d后，先用自來水將水稻苗完全洗凈，為去除黏

12

附在苗上的Cd離子，用20mmol/LEDTA-2Na交換20min，然后用去離子水沖洗將幼苗分

成地上部和根系兩部分，于烘箱105℃殺青30min，再80℃烘至恒重，測定地上部干重和

根系干重及Cd含量。

土壤有效態(tài)Cd提取分別采用如下不同浸提方法：

（1）0.01mol/LCaCl2浸提方法

稱取2.2196g無水CaCl2試劑（分析純），溶解后用去離子水定容至2L。準(zhǔn)確稱取2.50g

土壤樣品于50ml離心管中，加入0.01mol/LCaCl2溶液25mL，于20℃，200rpm條件下往復(fù)

式振蕩2h。完成震蕩后在1800×g條件下離心10min。

（2）0.05mol/LNa2-EDTA浸提方法

稱取37.224gNa2-EDTA試劑（分析純），溶解后用去離子水定容至2L。準(zhǔn)確稱取5.00g

土壤樣品于50ml離心管中，加入0.05mol/LNa2-EDTA溶液25mL，于20℃，200rpm條件

下往復(fù)式振蕩2h。完成震蕩后在4000r/min條件下離心20min。

（3）Mehlich-3(M3)浸提方法

準(zhǔn)確稱取2.50g土壤樣品于50ml離心管中，加入Mehlich-3溶液25mL，于25℃，200rpm

的條件下往復(fù)式振蕩2h。完成震蕩后在4000r/min條件下離心20min。

（4）0.1mol/LHCl浸提方法

準(zhǔn)確稱取2.50g土壤樣品于50ml離心管中，加入0.1mol/LHCl溶液25mL，于20℃，

25±10rpm條件下往復(fù)式振蕩4h。完成震蕩后在4000r/min條件下離心10min。

（5）DTPA浸提方法

稱取2.50g土壤樣品于50mL離心管中，加入25mL浸提劑（0.005mol/LDTPA-0.01

mol/LCaCl2-0.01mol/LTEA），pH=7.3，在室溫下振蕩30min，完成震蕩后在4000r/min條

件下離心10min。

本實(shí)驗(yàn)基于不同農(nóng)產(chǎn)品，研究了不同浸提方法（Mehlich-3、CaCl2、DTPA、EDTA、HCl）

對土壤中外源添加有效態(tài)Cd的提取，并建立土壤有效態(tài)Cd與植株可食部位Cd的劑量-效

應(yīng)關(guān)系，結(jié)果如附圖1和附表2所示。如附圖1所示，不同化學(xué)浸提法提取有效態(tài)Cd含量

與水稻、小白菜和玉米地上部Cd吸收量之間均呈顯著正相關(guān)，僅以水稻為例，M3浸提法

植株地上部Cd含量與土壤有效態(tài)Cd含量的相關(guān)性達(dá)到了75.6%，EDTA浸提法63.7%，

DTPA浸提法62.5%，HCl浸提法61.9%，CaCl2浸提法69.0%。其相關(guān)性的順序?yàn)?/p>

M3>CaCl2>HCl>EDTA>DTPA。具體地，土壤M3-Cd含量與作物吸收Cd含量關(guān)系密切，

無論是與水稻、小白菜還是玉米地上部Cd含量都達(dá)到極顯著的線性相關(guān)關(guān)系；HCl-Cd含

量與CaCl2-Cd含量與作物地上部吸Cd量間相關(guān)關(guān)系較差?？梢?，采用M3浸提土壤有效

Cd濃度能夠直接反映作物吸收Cd與Cd的生態(tài)危害狀況，適合作為通用浸提方法。

13

附圖1土壤有效態(tài)Cd測定值與植株可食部位Cd含量相關(guān)關(guān)系

附表2基于不同通用浸提方法土壤有效態(tài)Cd與農(nóng)產(chǎn)品Cd擬合關(guān)系的相關(guān)性

浸提方法基于測試物種的線性回歸方程R2總R2

水稻0.7562

M3小白菜0.77070.765

玉米0.7482

水稻0.6905

CaCl2小白菜0.72880.710

玉米0.657

水稻0.6251

DTPA小白菜0.56790.607

玉米0.574

14

水稻0.6369

EDTA小白菜0.65650.641

玉米0.5847

水稻0.6191

HCl小白菜0.6870.656

玉米0.5647

2基于通用浸提法（M3）土壤有效態(tài)Cd與作物Cd劑量-效應(yīng)關(guān)系

采用Mehlich-3浸提方法作為土壤有效態(tài)Cd的通用浸提方法，選取不同的農(nóng)產(chǎn)品（水

稻、玉米、小麥、大豆、蔬菜等30個不同作物品種）進(jìn)行Cd毒性測試，擬合劑量-效應(yīng)關(guān)

系，如附圖2所示，擬合方程的相關(guān)系數(shù)如附表3所示。

15

16

17

18

附圖2基于通用浸提方法的不同作物Cd吸收劑量-效應(yīng)關(guān)系

附表3基于通用浸提方法土壤有效態(tài)Cd與農(nóng)產(chǎn)品Cd擬合關(guān)系的相關(guān)性

農(nóng)產(chǎn)品中Cd限值土壤中M3-Cd限值

農(nóng)產(chǎn)品名稱回歸方程

mg/kg（GB2762）(mg/kg)

水稻甬優(yōu)12號y=0.5121x+0.0220.347

水稻紹糯9714y=0.3425x+0.14010.175

0.2

水稻秀水09y=0.4611x+0.02350.383

水稻寧粳1號y=0.4188x+0.05950.335

19

水稻秀優(yōu)5號y=0.4006x+0.05290.367

水稻沈稻12y=0.6218x-0.10140.485

玉米秋樂618y=0.0877x+0.03370.756

玉米高玉2068y=0.4943x-0.07380.352

玉米懷玉23y=0.1089x+0.06290.341

0.1

玉米新單58y=0.1952x+0.03050.356

玉米農(nóng)單902y=0.1623x+0.01510.523

玉米邵單8號y=0.2015x+0.0180.407

鄭麥583y=0.0688x+0.05380.672

鄭麥158y=0.0794x+0.06630.424

0.1

中麥175y=0.1585x+0.0230.486

佳麥8y=0.0916x+0.04820.566

大豆y=0.5731x-0.00930.20.365

菠菜y=0.8672x-0.01550.20.249

番茄y=0.8842x-0.03720.10.155

空心菜y=0.302x+0.00550.20.644

油菜y=0.3453x+0.03090.20.489

小白菜y=0.5763x+0.05870.20.245

虹豆y=1.1132x-0.46040.10.503

茼蒿y=0.3788x+0.08210.20.311

油麥菜y=0.9432x-0.22390.20.449

蔥y=5.8119x-3.27950.20.599

茭白y=0.5109x+0.04020.10.117

芋頭y=0.6463x-0.08230.10.282

生菜y=0.4648x+0.05660.20.309

莧菜y=0.5327x-0.04270.20.456

3基于保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品安全的土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)（M3-Cd）推導(dǎo)

物種敏感性分布（SSD）法在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估中得到普遍的應(yīng)用(Wheeleretal.,2002;Hose

etal.,2004;Heemsbergenetal.,2009)。通過SSD法可以確定保護(hù)環(huán)境中大多數(shù)（通常是95%）

物種的污染物最大限量濃度，由此來確定土壤修復(fù)基準(zhǔn)(Wheeleretal.,2002;Hoseetal.,2004)。

目前應(yīng)用于擬合污染物毒理數(shù)據(jù)的概率分布函數(shù)主要包括Log-normal分布函數(shù)、Log-logistic

分布函數(shù)、BurrTypeIII分布函數(shù)、Log-triangular分布函數(shù)、Weibull分布函數(shù)等，并且研究

證實(shí)BurrIII分布函數(shù)是一種靈活的三參數(shù)分布函數(shù)，能夠更好的擬合毒理數(shù)據(jù)的SSD分布

(Wheeleretal.,2002;Heemsbergenetal.,2009;Fox,2008;王印等,2009)?；诓煌r(nóng)產(chǎn)品安

全（GB2762）的農(nóng)田土壤Cd（M3-Cd）連續(xù)性HC5分布曲線如附圖3所示。在本研究中，

Bur-III分布模型擬合效果最好，最小誤差為RMSE=0.087。本研究推導(dǎo)出HC5的值為0.19

mg·kg-1，即農(nóng)田土壤Cd有效態(tài)濃度（M3-Cd）低于0.19mg·kg-1可保護(hù)95%農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安

全（符合GB2762-2022限值要求）。

20

附圖3基于不同農(nóng)產(chǎn)品土壤有效態(tài)Cd的SSD擬合曲線

4Cd污染農(nóng)田土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)值（M3-Cd）田間驗(yàn)證

本項(xiàng)目利用2種不同品種水稻（Cd敏感性和非敏感性品種），在湖南紅壤與浙江嘉興

水稻土田間實(shí)際條件下對所導(dǎo)出的Cd毒性閾值進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，基于項(xiàng)目水稻籽粒中Cd的

毒害閾值（濃度）測值與實(shí)驗(yàn)室測定濃度間的關(guān)系見附圖4。在田間條件下，二種不同Cd

敏感性水稻籽粒中Cd的預(yù)測濃度為0.102-0.514mg·kg-1，實(shí)測值為0.062-0.467mg·kg-1，從

附圖4可以看出，實(shí)驗(yàn)室條件下所得出的Cd毒性值（籽粒濃度）與田間條件下Cd對水

稻的毒性值較吻合，二種不同Cd敏感性水稻籽粒中Cd實(shí)測值都在預(yù)測值±兩倍的誤差范

圍內(nèi)。

附圖4農(nóng)田土壤Cd修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)（M3-Cd）田間驗(yàn)證

21

附錄2主要參考文獻(xiàn)