朱 靜，雷 晶，張 虞，武亞鳳，盧延娜，周羽化

中國環(huán)境科學(xué)研究院

關(guān)鍵詞：土壤；環(huán)境監(jiān)測；方法標(biāo)準(zhǔn)；問題；建議

國家環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)是指為監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量狀況和污染源排放行為，規(guī)范采樣、分析、測定、數(shù)據(jù)處理等工作而制定的統(tǒng)一要求[1-2]。在中國現(xiàn)行的“兩級(jí)五類”環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系中，環(huán)境監(jiān)測類標(biāo)準(zhǔn)是重要的組成部分，包括環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范、環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境監(jiān)測儀器與設(shè)備技術(shù)要求和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品[2-4]。中國環(huán)境監(jiān)測工作始于20世紀(jì)70年代[5]，經(jīng)過40余年的發(fā)展，作為環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)工作依據(jù)的環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)也經(jīng)歷了從無到有、從少到全的過程，逐步形成了涵蓋水、氣、聲、土壤、固廢、輻射等領(lǐng)域較為完整的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)體系[2，6-7]。2016年5月31日，《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(簡稱“土十條”)頒布并實(shí)施，明確了中國土壤環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀及保護(hù)目標(biāo)?！巴潦畻l”明確要求系統(tǒng)構(gòu)建土壤環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系，完善土壤中污染物的分析測試方法?！秶噎h(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》也明確要求要根據(jù)“大氣十條”“水十條”“土十條”環(huán)境管理要求和監(jiān)測技術(shù)進(jìn)展，著力構(gòu)建支撐質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的環(huán)境監(jiān)測類標(biāo)準(zhǔn)體系[4]。為完善中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)體系，筆者對(duì)中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀進(jìn)行研究，結(jié)合國內(nèi)外土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法研究的最新進(jìn)展，深入剖析中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)存在的問題，提出針對(duì)性的建議，以期推動(dòng)中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)與發(fā)展。

1 中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程

表1 土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)各發(fā)展階段特點(diǎn)
Table 1 Characteristics of environmental monitoring method standards of soil in different development stages

1.1 起步階段(1995年之前)

1.2 緩慢發(fā)展階段(1995—2004年)

1.3 規(guī)范化階段(2005—2013年)

1.4 高速發(fā)展階段(2014年至今)

圖1 歷年發(fā)布的土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量
Fig.1 The number of environmental monitoring method standards of soil published over the years

2 中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

2.1 中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)分類

表2 有機(jī)物土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)
Table 2 Environmental monitoring method standards of soil for organics

表3 有機(jī)物土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)涉及的污染物項(xiàng)目
Table 3 Pollutants in environmental monitoring method standards of soil for organics

注：“a”為GB 36600—2018中涉及的污染物項(xiàng)目；“b”在GB 36600—2018中被劃分為半揮發(fā)性有機(jī)物；“c”在GB 36600—2018中被劃分為半揮發(fā)性有機(jī)物；“d”在GB 36600—2018中被劃分為有機(jī)農(nóng)藥類；“e”：GB 36600—2018中規(guī)定的污染物項(xiàng)目為氯丹，氯丹為α-氯丹、γ-氯丹2種物質(zhì)含量總和；“f”：GB 36600—2018中規(guī)定的污染物項(xiàng)目為滴滴涕，滴滴涕為o,p′-滴滴涕、p,p′-滴滴涕2種物質(zhì)含量總和；“g”：GB 36600—2018中規(guī)定的污染物項(xiàng)目為硫丹，硫丹為α-硫丹、β-硫丹2種物質(zhì)含量總和；“h”：GB 36600—2018中規(guī)定的污染物項(xiàng)目為多氯聯(lián)苯(總量)，多氯聯(lián)苯(總量)為PCB77、PCB81、PCB105、PCB114、PCB118、PCB123、PCB126、PCB156、PCB157、PCB167、PCB169、PCB189 12種物質(zhì)含量總和；“i”：存在可采用的國家環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)，但測定下限不滿足GB 36600—2018中篩選值的要求；“j”：GB 36600—2018中規(guī)定的污染物項(xiàng)目為二口惡英類(總毒性當(dāng)量)；“k”：GB 36600—2018中規(guī)定的污染物項(xiàng)目為間二甲苯+對(duì)二甲苯。

表4 無機(jī)物土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)
Table 4 Environmental monitoring method standards of soil for inorganics

表5 無機(jī)物土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)涉及的污染物項(xiàng)目
Table 5 Pollutants in environmental monitoring method standards of soil for inorganics

注：“a”為GB 36600—2018中涉及的污染物項(xiàng)目；“b”在GB 36600—2018中被劃分為重金屬和無機(jī)物。

2.1.3 土壤理化性質(zhì)及其他監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)

表6列出了中國現(xiàn)行的10項(xiàng)土壤理化性質(zhì)及其他監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)，涉及8個(gè)指標(biāo)的測定：pH、電導(dǎo)率、可交換酸度、陽離子交換量、氧化還原電位、有機(jī)碳、干物質(zhì)和水分等。

第二部分是非運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性產(chǎn)熱。這主要是指身體在日?；顒?dòng)中所消耗的能量，像坐立不安、煩躁、顫抖等身體表現(xiàn)，大約占據(jù)了20%的新陳代謝。

表6 理化性質(zhì)及其他土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)
Table 6 Environmental monitoring method standards of soil for physical and chemical indexes

2.2 中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)

與一些國家和地區(qū)的土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法相比，中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)的最大特點(diǎn)就是采用了“前處理方法+分析方法”于一體的模式。與以美國EPA為代表的采用樣品前處理方法與分析方法相對(duì)獨(dú)立的模式相比，前處理方法和分析于一體的監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)具有執(zhí)行簡單，可比性強(qiáng)，但靈活性較差等特點(diǎn)[24]。

其次，中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)中的樣品前處理基本采用全消解的方式。如在測定金屬元素時(shí)，中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)中只有汞、砷等少量元素使用的是王水消解的方式，其余元素基本采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸的全消解體系[13]。而美國、ISO的前處理方法標(biāo)準(zhǔn)不僅包含全消解方法[25-27]，還包含大量非全量消解方法[28-31]。從前處理方法可見，美國土壤環(huán)境監(jiān)測強(qiáng)調(diào)的是元素的可溶性監(jiān)測[13]，而中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)注重的是對(duì)元素全量的測定。

2.3 國內(nèi)外土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法研究進(jìn)展

近年來，電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)發(fā)展迅速，該方法因具有檢出限低、線性動(dòng)態(tài)范圍寬、干擾少、精密度高、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛用于對(duì)土壤中無機(jī)微量元素的測定[32-37]。X射線熒光光譜技術(shù)在土壤監(jiān)測中的應(yīng)用也成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[38-42]。特別是能量色散X射線熒光光譜技術(shù)近年來發(fā)展迅速，因其具有體積小、價(jià)格便宜、前處理簡單、能實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)分析、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，在快速檢測方法中得到應(yīng)用[35，42-44]。形態(tài)分析方法是土壤環(huán)境監(jiān)測方法研究的又一熱點(diǎn)。通過將離子色譜、氣相色譜、高效液相色譜等分離技術(shù)和電感耦合等離子體質(zhì)譜、原子熒光光譜等元素檢測分析技術(shù)聯(lián)用，可實(shí)現(xiàn)同一元素不同價(jià)態(tài)和形態(tài)的測試。形態(tài)分析方法研究的重點(diǎn)主要集中在不同價(jià)態(tài)和形態(tài)元素的分離及方法檢出限、精密度、準(zhǔn)確度控制等方面[45-48]。此外，生物監(jiān)測技術(shù)作為一種全新的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，也在土壤環(huán)境監(jiān)測中得以應(yīng)用[49-50]。

3 中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)存在的問題

3.1 現(xiàn)行的土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)已基本滿足環(huán)境管理需求，但還有較大的發(fā)展空間

目前，除個(gè)別污染物項(xiàng)目外，中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)覆蓋了《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)》(GB 15618—2018)和《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)中的所有污染物項(xiàng)目，基本能夠滿足土壤環(huán)境管理的需求。但隨著中國環(huán)境保護(hù)國際合作與履約工作的開展，有些新型POPs物質(zhì)(如全氟辛基磺酸、全氟辛基羧酸、六溴環(huán)十二烷和四溴雙酚A等)的土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)也亟需建立。與美國等發(fā)達(dá)國家相比，中國還缺少丙烯酰胺、毒殺芬等有機(jī)物土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)和鉈、鋁、銀等無機(jī)物土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)[51]。此外，現(xiàn)場快速分析方法和生物監(jiān)測分析方法在中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)中也未有體現(xiàn)，從這方面來看，中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)還有較大的發(fā)展空間。

3.2 少量方法標(biāo)準(zhǔn)更新不及時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的適用性、操作性和規(guī)范性有待提高

近年來，中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)量和污染物測定項(xiàng)目上都有了顯著的發(fā)展，但少量無機(jī)類土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)更新不及時(shí)，造成標(biāo)準(zhǔn)的適用性和可操作性尚待提高。如測定銅、鋅、鎳、鉻的火焰原子吸收分光光度法，被分別規(guī)定在GB/T 17138—1997、GB/T 17139—1997和HJ 491—2009等3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，這就意味著當(dāng)分析1個(gè)土壤樣品中的這4種元素時(shí)，至少要使用3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致人力成本高和實(shí)效性差等問題。此外，早期制定的部分標(biāo)準(zhǔn)如 《土壤中六六六和滴滴涕測定的氣相色譜法》(GB/T 14550—2003)、《土壤和沉積物 二口惡英類的測定 同位素稀釋高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜法》(HJ 77.4—2008)等因檢出限、精密度和準(zhǔn)確度等相關(guān)規(guī)定不符合《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 168—2010)的相關(guān)要求，在規(guī)范性方面有待提高。

3.3 同一污染物不同標(biāo)準(zhǔn)方法之間的可比性研究需進(jìn)一步加強(qiáng)

近年來，中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展迅速，許多污染物項(xiàng)目(如砷、汞等)均有了多個(gè)測定方法標(biāo)準(zhǔn)，因此，在《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)》(GB 15618—2018)和《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)中許多污染物項(xiàng)目都被推薦可以同時(shí)使用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測定。由于不同監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)采用的技術(shù)在方法檢出限、精密度、準(zhǔn)確度等方面存在一定差異，勢必會(huì)出現(xiàn)測定結(jié)果的差異。這就要求在土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)的制修訂過程中，不斷加強(qiáng)方法之間的比對(duì)研究，說清不同方法標(biāo)準(zhǔn)之間的差異。

3.4 現(xiàn)行方法標(biāo)準(zhǔn)較少考慮污染物的存在形態(tài)及其生物有效性

中國現(xiàn)行的土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)主要以單一的污染物全量監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)為主，較少考慮污染物的存在形態(tài)及其生物有效性。然而重金屬和有機(jī)物監(jiān)測項(xiàng)目的毒性不僅與總量有關(guān)，而且與其形態(tài)或異構(gòu)體密切相關(guān)[52]。污染物的不同價(jià)態(tài)以及在自然環(huán)境中的多種存在形態(tài)〔如有機(jī)態(tài)和無機(jī)態(tài)、土壤中金屬元素的有效(可溶)態(tài)和晶格中的穩(wěn)定態(tài)等〕，產(chǎn)生的環(huán)境影響效應(yīng)差別很大，應(yīng)該區(qū)別對(duì)待[53]。以砷為例，中國發(fā)布的多個(gè)砷的土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)測定的均是土壤中的總砷，而研究表明[35]不同形態(tài)砷的毒性差異較大，通常情況下，無機(jī)砷的毒性要大于有機(jī)砷，3價(jià)砷的毒性要大于5價(jià)砷。因此，中國亟需加強(qiáng)污染物形態(tài)分析的相關(guān)研究并盡快制定形態(tài)分析的相關(guān)土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)。

4 對(duì)完善中國土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)的建議

4.1 加快土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂，合理增加污染物項(xiàng)目的控制種類和檢測方式

首先，為保證《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)的順利實(shí)施，應(yīng)加快鉻(六價(jià))、甲基汞、阿特拉津、敵敵畏、樂果、多溴聯(lián)苯(總量)、石油烴(C10～C40)、苯胺、3,3′-二氯聯(lián)苯胺等土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。其次，從保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人體健康的角度考慮，中國還可以制定一批目前尚未控制但需加強(qiáng)監(jiān)控的污染物監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)(如鉈、毒殺芬、酞酸酯、草甘膦等)，具體污染物項(xiàng)目的設(shè)置可以參考美國、歐洲、加拿大等發(fā)達(dá)國家或地區(qū)的土壤篩選值指標(biāo)[54-59]及中國與土壤有關(guān)的農(nóng)作物、食品殘留標(biāo)準(zhǔn)所控制的污染物(如相關(guān)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn))[24]。同時(shí)，可借鑒美國EPA SW-846 4000系列監(jiān)測分析方法制定一批生物技術(shù)分析方法，用于二口惡英(類)、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、石油烴等的測定。此外，建議對(duì)較早發(fā)布的部分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，如可對(duì)涉及銅、鋅、鎳、鉻火焰原子吸收分光光度法的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整合，制定《土壤和沉積物 銅、鋅、鉻、鎳的測定 火焰原子分光光度法》，從而提高標(biāo)準(zhǔn)的適用性、規(guī)范性和可操作性。

4.2 加強(qiáng)同一污染物項(xiàng)目不同標(biāo)準(zhǔn)方法之間的可比性研究，使標(biāo)準(zhǔn)更具實(shí)用性和指導(dǎo)性

《國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》要求在標(biāo)準(zhǔn)制訂過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)同一介質(zhì)和同一污染物不同分析方法的可比性研究工作，突出實(shí)用性和指導(dǎo)性[4]。為解決同一污染物不同監(jiān)測分析方法之間的可比性、有效性等問題，建議對(duì)同一污染物的多種監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行方法對(duì)比，建立系統(tǒng)的比對(duì)方法，可以與公認(rèn)較為經(jīng)典的方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，也可進(jìn)行多種方法間的交互比對(duì)，明確方法間對(duì)不同基質(zhì)樣品的測定結(jié)果是否具有顯著性差異，并找出造成測定結(jié)果較大差異的主要原因，進(jìn)而進(jìn)一步明確不同方法標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，提高標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性和指導(dǎo)性。

4.3 加大基礎(chǔ)科研，借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，為土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作提供有力支撐

為保證土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和可操作性，建議加大土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)科研力度，特別是要加強(qiáng)元素形態(tài)分析和有效態(tài)分析，樣品采集、保存、干擾和消除，樣品前處理及質(zhì)量保證和質(zhì)量控制等相關(guān)內(nèi)容的研究，逐步開展應(yīng)急和生物監(jiān)測方法的研究。同時(shí)，建議在土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂過程中，積極學(xué)習(xí)和借鑒美國、ISO等先進(jìn)國家或國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的同類標(biāo)準(zhǔn)方法，為中國制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。此外，還應(yīng)結(jié)合中國土壤環(huán)境現(xiàn)狀和環(huán)境管理實(shí)際需求，大力開展土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究，科學(xué)設(shè)定土壤特征污染物控制指標(biāo)，使其能夠更加科學(xué)地反映中國土壤環(huán)境質(zhì)量的真實(shí)狀況，為土壤環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)提供依據(jù)。