第二章土壤健康風險評價和管理-課件

第二章土壤健康風險評價與管理

第二章土壤健康風險評價與管理1主要內(nèi)容土壤健康的生態(tài)指示土壤健康質量分析及方法生態(tài)風險評價與管理健康風險評價與管理重金屬污染土壤的風險評價與管理農(nóng)藥污染土壤的風險評價與管理減少危害的防范措施與應急計劃主要內(nèi)容土壤健康的生態(tài)指示2一土壤健康的生態(tài)指示植物指示敏感植物指示：如植物的抗鹽、抗酸以及超富集植物等植物根的反應植物根的病原體土壤動物指示土壤節(jié)肢動物群落結構蚯蚓一土壤健康的生態(tài)指示植物指示3土壤微生物指示土壤微生物群落結構土壤微生物生物量營養(yǎng)物的循環(huán)土壤酶指示土壤微生物指示4二土壤健康質量分析及方法物理屬性：土壤顏色和土壤溫度；土壤水分；土壤質地；土壤團聚體；土壤容重；土壤孔隙度；土壤比表面積；土壤滲透性等化學屬性：土壤酸堿度；土壤有機質；離子交換性能；電導率；植物需要的營養(yǎng)元素生物學屬性：微生物；動物；植物二土壤健康質量分析及方法物理屬性：土壤顏色和土壤溫度；土壤5時時刻刻都會有風險?。?！時時刻刻都會有風險?。。?三生態(tài)風險評價與管理3.1風險的概念通俗地講,風險就是發(fā)生不幸事件的概率。即指一個事件產(chǎn)生我們所不希望的后果的可能性。一般通用的定義為在一定時期產(chǎn)生有害事件的概率與有害事件后果的積累。風險廣泛存在于人們的生活、生產(chǎn)等活動的環(huán)境之中。風險評估提供完整的信息，從而使風險管理者和有關決策者作出最佳對策，以便對環(huán)境質量提供必要的保護措施。環(huán)境質量的最終目標就是人類的健康。三生態(tài)風險評價與管理3.1風險的概念7風險和危險在含義上是有差別的風險是指人或事物遭受損失、傷害、不利或毀滅的可能性;危險是指人或事物容易遭、受傷害、損失的程度,或者是指處于緊迫或可怕險境中的狀態(tài)或形勢(如人體健康、財產(chǎn)等暴露在受損害、遭毀滅或喪失的境地之中)。其次,作為表述不幸事件發(fā)生的概率的風險,它符合一定的統(tǒng)計規(guī)律,即在一定的時間條件下,在一定的空間范圍中,某個事件具有一定的發(fā)生概率,即具有一定的可能性;作為表征事物處于險境中的狀態(tài)或形勢的危險,不僅與時空條件以及事件性質有關,而且還與事件的承受者-人或事物緊密相連。風險和危險在含義上是有差別的8

風險與危險又是緊密相聯(lián)的正是由于風險反映了一定時空條件下不幸事件發(fā)生的可能性.揭示了事件發(fā)生的規(guī)律,因而風險可以看成危險的根源。也就是說,正是由于客觀存在著產(chǎn)生不利后果的可能性,才使得一定范圍中的事物處于危險的境況之中風險與危險又是緊密相聯(lián)的93.2環(huán)境風險概念：由人類活動引起的,或由人類活動與自然界的運動過程共同作用造成的,通過環(huán)境介質傳播的,能對人類社會及其生存、發(fā)展的基礎—環(huán)境產(chǎn)生破壞、損失乃至毀滅性作用等不利后果的事件的發(fā)生概率具有兩個主要特點：即不確定性和危害性環(huán)境風險廣泛存在于人們的生產(chǎn)和其他活動之中,而且表現(xiàn)方式紛繁復雜3.2環(huán)境風險10環(huán)境風險分類

根據(jù)產(chǎn)生原因的差異,可以將環(huán)境風險分為化學風險、物理風險以及自然災害引發(fā)的風險?；瘜W風險是指對人類、動物和植物能發(fā)生毒害或其他不利作用的化學物品的排放、泄露,或者是易燃易爆材料的泄露而引發(fā)的風險；物理風險是指機械設備或機械結構的故障所引發(fā)的風險；自然災害引發(fā)的風險是指地震、火山、洪水、臺風等自然災害帶來的化學性和物理性的風險,顯然,自然災害引發(fā)的風險具有綜合的特點。環(huán)境風險分類11

根據(jù)危害性事件的承受對象的差異,將風險分為三類,即人群風險、設施風險以及生態(tài)風險。人群風險是指因危害性事件而致人病、傷、死、殘等損失的概率;設施風險是指危害性事件對人類社會的經(jīng)濟活動的依托—設施,如水庫大壩、房屋等造成破壞的概率;生態(tài)風險是指危害性事件對生態(tài)系統(tǒng)中的某些要素或生態(tài)系統(tǒng)本身造成破壞的可能性,對生態(tài)系統(tǒng)的破壞作用可以是使某種群數(shù)量減少,乃至滅絕,導致生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能發(fā)生異變。根據(jù)危害性事件的承受對象的差異,將風險分為三類,即人群風123.3風險評價對人類活動或自然災害的不利影響的大小和可能性的評價在一般意義上，風險評價定義為一種系統(tǒng)過程，即估算由于出現(xiàn)一些系統(tǒng)失誤，或一些類型的危害，在整個失誤系統(tǒng)范圍內(nèi)的所有重要的風險因子的后果，這種后果可能導致特定形式的系統(tǒng)反映，或系統(tǒng)危害。3.4生態(tài)風險評價從環(huán)境科學的范疇內(nèi)，風險評價可分為生態(tài)風險評價和健康風險評價兩大類3.3風險評價133.4.1生態(tài)風險評價概念

暴露于一種或幾種污染物而可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生不良生態(tài)效應的評估過程，是建立在生態(tài)學、生態(tài)毒理學、數(shù)學和計算機技術等學科研究成果基礎上的一門綜合分支學科。3.4.1生態(tài)風險評價概念143.4.2生態(tài)風險評價目標和要求識別現(xiàn)在的和預測可能的危害，并為這些危害排序，風險評價提供了風險比較和排序的定量基礎識別所有可能的失誤，并為它們排序幫助考慮當前的和未來可能出現(xiàn)的暴露場合系統(tǒng)反映暴露場合的風險而不是只涉及極端事件的風險識別對整個失誤和/或暴露貢獻最多的因素便于比較減少風險的不同方案，平衡可以允許的風險與減少風險的代價識別和分析不確定性的來源，把結果表達為可能性，承認風險評價在預測未來環(huán)境狀態(tài)過程中具有不確定性，使得評價比較可信3.4.2生態(tài)風險評價目標和要求15污染物釋放及使用方式

環(huán)境行為及轉化土壤大氣水葉片植物魚類無脊椎動物脊椎動物土壤微生物植物食葉昆蟲土壤動物食草動物捕食動物高級捕食動物

污染土壤的生態(tài)風險評價概念性模型實縣線表示直接關系，虛線表示間接關系污染物釋放及使用方式環(huán)境行為及轉化土壤大氣水葉片植物魚類163.4.3生態(tài)風險評價步驟美國EPA:問題表述；風險分析（暴露表征和生態(tài)效應表征）；風險表征其它：不良生態(tài)效應識別；劑量-效應分析；生態(tài)暴露評估；風險表征3.4.3生態(tài)風險評價步驟美國EPA:問題表述；風險分析（17生態(tài)風險評價框架生態(tài)風險評價框架18第二章土壤健康風險評價和管理-課件問題表述此階段是對污染物進入土壤之所以會導致生態(tài)效應的一個初步假設,并對這種假設進行評估的過程,是整個生態(tài)風險評估的基礎。需要確定研究區(qū)范圍并收集和分析所有相關的信息，形成(1)反映特定生態(tài)系統(tǒng)和管理目標的評估終點和測定終點;(2)場地概念模型;(3)風險分析計劃。問題表述20研究區(qū)界定和信息收集土壤污染物的信息,包括污染物種類、來源、環(huán)境行為等可能存在暴露風險的受體(土壤動物、植物、微生物等)場地信息。研究區(qū)界定和信息收集21選擇評估終點和測定終點評估終點是可以明確表達被保護的環(huán)境價值,在實際運用中通常指生態(tài)實體(例如,某一敏感種群)及其屬性。適宜的生態(tài)評估終點選擇標準:生態(tài)相關性;受暴露和敏感性;服務于特定的管理目標。美國環(huán)境保護署(USEPA)設定了四個水平的通用評估終點:生物體水平,其屬性包括:致死、總量異常、存活力、繁殖力和生長力;種群水平,其屬性包括:滅絕、豐度和生產(chǎn)量;群落和生態(tài)系統(tǒng)水平,其屬性包括:種類的多樣性、豐度、生產(chǎn)量、群落面積、功能和物理結構;法定的評估終點(包括頻危品種和特別保護區(qū)),其屬性包括面積和質量。測定終點是指與所選擇的評估終點相關聯(lián)的可以測定的生態(tài)特征,屬于生物效應的定量化。當評估終點可以直接測定時,評估終點就是測定終點,否則,就需要選擇與評估終點相關聯(lián)的測定終點。選擇評估終點和測定終點22建立場地概念模型生態(tài)風險評估場地概念模型的核心部分是預測污染物、暴露和評估終點三者之間關系的一系列風險假設,這些風險假設既可以基于污染物特性提出、也可以基于觀測到的生態(tài)效應提出、還可以基于需要保護的生態(tài)價值提出。制定風險分析計劃主要包括四個部分的內(nèi)容:評估設計的描繪;確定所有需要的數(shù)據(jù);確定要測定的項目,包括效應測定、生態(tài)系統(tǒng)和受體特征測定和暴露測定;確定下一步風險分析的方法。建立場地概念模型風險分析風險分析是研究暴露和效應以及它們與生態(tài)系統(tǒng)特性關系的過程。它為確定污染物暴露條件下的生態(tài)效應提供必要的信息,包括兩個部分:暴露表征和生態(tài)效應表征風險分析24暴露表征主要研究以下幾個方面:分析污染物來源和污染物清單,確定優(yōu)先評估的污染物質。確定污染物到受體的暴露途徑,不同的土壤生物體,其暴露途徑可能會有一定的差別。土壤微生物、土壤無脊椎動物、植物等。了解污染物的半衰期(DT50),以及在土壤中的代謝過程及其產(chǎn)物。污染物的暴露劑量(PECsoil)計算。

暴露劑量的計算最簡單和直接的方法是直接測定生物受體體內(nèi)的受關注污染物的含量。但是,當生物測試不可行時(譬如,采樣時間與生物生長期不一致等),也可以用土壤中測定的污染物含量來估算它們在生物體內(nèi)的含量。目前,這些估算模型有吸收因子模型(經(jīng)驗回歸)、機理過程模型和逸度模型等,其中以相對簡單的吸收因子模型運用最為廣泛。暴露表征25生態(tài)效應表征生態(tài)效應表征是評估生態(tài)受體隨著不同程度風險源的變化情況,分為生物個體、種群以及群落和生態(tài)系統(tǒng)三個評估水平。土壤污染物的生態(tài)效應評估目前主要指污染物對生物個體的生態(tài)毒理學評估和生物群體的功能評估。生態(tài)毒理學評估最直接和有效的方法就是對生物個體進行生態(tài)毒性效應測試并建立劑量-效應關系。生態(tài)效應表征26直線型反應強度與劑量呈直線關系，即隨著劑量的增加，反應的強度也隨著增強，并成正比例關系。但在生物體內(nèi)，此種關系較少出現(xiàn)，僅在某些體外實驗中，在一定的劑量范圍內(nèi)存在。S形曲線此曲線較為常見。它的特點是在低劑量范圍內(nèi)，隨著劑量增加，反應強度增高較為緩慢，劑量較高時，反應強度也隨之急速增加，但當劑量繼續(xù)增加時，反應強度增高又趨于緩慢，成為“S”形狀，S形曲線可分為對稱和非對稱兩種。拋物線型劑量與反應呈非線性關系，即隨著劑量的增加，反應的強度也增高，且最初增高急速，隨后變得緩慢，以致曲線先陡峭后平緩，而成拋物線形。如將此劑量換算成對數(shù)值則成一直線。將劑量與反應關系曲線換算成直線，可便于在低劑量與高劑量之間進行互相推算。

劑量-效應反應曲線直線型劑量-效應反應曲線27指數(shù)曲線在劑量反應關系的曲線中，當劑量越大，反應率就隨之增高得越快，這就是指數(shù)曲線形式的劑量反應關系曲線。若將劑量或反應率兩者之一變換為對數(shù)值，則指數(shù)曲線即可直線化。雙曲線隨劑量增加而反應率的增高類似指數(shù)曲線，但為雙曲線。此時如將劑量與反應率均變換為對數(shù)值，即可將曲線化直。受干擾的曲線有時由于毒物的致死作用或對細胞生長的抑制作用等各種原因，可使曲線受干擾，在中途改變其形態(tài)甚至中斷。雖然，在某些毒性試驗中，可見到“全或無”的劑量反應關系的現(xiàn)象，即僅在一個狹窄的劑量范圍內(nèi)才觀察到效應出現(xiàn)，而且是坡度極陡的線性劑量反應關系。產(chǎn)生這種情況的原因當依據(jù)具體情況作出解釋。

指數(shù)曲線28圖2-4指數(shù)曲線

圖2-5雙曲線

圖2-6受干擾的曲線

圖2-4指數(shù)曲線圖2-5雙曲線圖2-29

分析污染物在土壤環(huán)境中的分布通常使用監(jiān)測技術、模型計算或兩者的結合，模型在定量分析土壤污染源和污染物關系上十分重要。主要內(nèi)容包括：1）分析污染物在土壤環(huán)境介質之間分配的機制，在土壤中遷移的路線與方式，伴隨遷移發(fā)生的轉化作用，了解化學物質在土壤環(huán)境中的遷移、轉化和歸宿的主要過程和機制2）模型建立，即選擇建立模擬土壤污染物環(huán)境轉歸過程的數(shù)學模型或其它物理模型3）參數(shù)估算，即確定模型參數(shù)的種類，確定參數(shù)估算方法，包括經(jīng)驗公式法、野外現(xiàn)場試驗法、實驗室實驗法和系統(tǒng)分析法等，進行參數(shù)估算4）計算方法確定，即根據(jù)所確定的數(shù)學模型，研究模型方程的計算方法5）模型校驗，即對模型進行調(diào)試，選擇獨立于模型參數(shù)估算使用過的資料和其他實例資料對模型進行驗證，如計算結果與實測值相差甚遠，則對模型進行修正，或對模型參數(shù)進行調(diào)整6）轉歸分析，即利用計算機數(shù)學模型和有關資料，分析土壤污染物的環(huán)境轉歸過程和時空分布結果分析污染物在土壤環(huán)境中的分布通常使用監(jiān)測技術、模型計算或30風險表征風險表征是指綜合各種暴露信息和生態(tài)效應信息來估計潛在風險的性質、程度和影響范圍。其表達方式大致可以分為定性和定量兩種,前者回答有無不可接受的風險及其性質,而后者在此基礎上還需要回答風險的大小程度和可能的影響范圍。風險評估過程中從問題表達到效應表征,每一步都存在不確定性因素的影響,可能導致風險評估結果產(chǎn)生很大的偏差,因此對不確定性的定量化分析也是定量化風險表征的要求之一。定性風險評價和定量風險評價定量風險表征：常用的方法有商值法、連續(xù)法、外推誤差法、層次分析法、系統(tǒng)不確定分析等定性風險表征：常用的方法有專家判斷法、風險分級法、敏感環(huán)境距離法、比較評價法風險表征31生態(tài)風險評價有待研究的問題終點的確定任何評價都必須有確定的終點，否則評價無法進行。在龐大復雜的生態(tài)系統(tǒng)中選擇什么指標作為反映生態(tài)影響大小的衡量依據(jù)，即終點，比較困難，至今，尚為找到一個反映生態(tài)系統(tǒng)“健康”與否的統(tǒng)一指標外推方法生態(tài)風險評價希望定義在較高的生態(tài)水平上，例如種群水平、群落水平或生態(tài)系統(tǒng)水平。然而，定義的水平越高，分析越困難，需要的費用、人力、時間越多，而實驗室生物個體水平的研究相對簡單的多。怎樣把實驗室個體的研究結果外推到實際生態(tài)系統(tǒng)的更高水平上，合理的外推方法有待研究不確定性風險評價中的不確定性是不可避免的。如何客觀地分析、定量地表達、適當?shù)靥幚硇枰M一步研究生態(tài)風險評價有待研究的問題32生態(tài)風險管理概念：生態(tài)風險管理是指根據(jù)污染土壤的生態(tài)風險評價的結果，按照恰當?shù)姆ㄒ?guī)條例，選用有效的控制技術，進行削減風險的費用和效益分析，確定可接受風險度和可接受的損害水平，并進行政策分析及考慮社會、經(jīng)濟和政治因素，決定適當?shù)墓芾泶胧┎⒏吨T實施，以降低或消除該風險度，保護生態(tài)系統(tǒng)安全生態(tài)風險管理33生態(tài)風險管理應包括的內(nèi)容制定土壤有害物質的環(huán)境管理條例和標準提高土壤污染風險評價的質量，強化土壤環(huán)境管理加強對土壤污染源的控制，包括了解污染源的存在分布與現(xiàn)時狀態(tài)、污染源控制管理計劃、潛在風險預報、風險控制人員的培訓與配備風險的應急管理及其恢復技術生態(tài)風險的管理方法

政府的職責和方法；建設單位的職責和方法；加強防范措施；強化關于風險分析、評價和管理的科研生態(tài)風險管理應包括的內(nèi)容34劑量-效應關系評價暴露評價管理決策非風險分析控制方案風險表征危害識別法規(guī)政治社會因素經(jīng)濟風險管理風險評價污染土壤的生態(tài)風險評價與管理之間的關系劑量-效應關系評價管理決策風險表征危害識別法規(guī)政治社會因素經(jīng)35第二章土壤健康風險評價和管理-課件36第二章土壤健康風險評價和管理-課件37/raf/publications/pdfs/ECOTXTBX.PDF/raf/publications/pdfs/38第二章土壤健康風險評價和管理-課件39環(huán)境健康風險評估是表征因環(huán)境污染所致的潛在健康效應過程,主要評估區(qū)域內(nèi)或場地污染對人體健康造成的影響與損害,以便確定環(huán)境風險類型與等級,預測污染影響范圍及危害程度,為風險管理提供科學依據(jù)與技術支持。污染土壤的健康風險評估越來越多應用于污染控制與風險管理我國土壤污染形勢日益嚴峻,開展健康風險評估可以為我國土壤環(huán)境政策與法規(guī)制定提供基礎,并為污染土壤修復與管理服務四土壤健康風險評價與管理環(huán)境健康風險評估是表征因環(huán)境污染所致的潛在健康效應過程,主40主要包括：健康危害判定；劑量-效應分析；暴露評估；健康風險表征；健康風險管理污染土壤健康風險評估方法主要包括：污染土壤健康風險評估方法414.1危害判定危害判定是根據(jù)污染物的生物學和化學資料,判定某種特定污染物是否產(chǎn)生危害與風險,是致癌性效應還是非致癌性效應等。危害判定的關鍵內(nèi)容是設定風險評估方向與評估范圍,建立風險評估的概念模型,其內(nèi)容如下。研究區(qū)界定與信息收集首先確定評價目的,恰當準確界定評價區(qū)邊界范圍與時間范圍。然后進行實地考察,收集相關信息:(1)土壤污染信息;(2)評估場地信息;(3)受體信息(人群)。4.1危害判定42制定實施采樣計劃,分析環(huán)境樣品在實地考察、信息收集的基礎上,考慮土地利用狀況、土壤污染特征以及人群行為模式,識別潛在暴露途徑,進行暴露場景分類。在此基礎上,制定與實施采樣計劃。采樣計劃中,不僅僅要考慮采集土壤樣品,還要聯(lián)系其他介質,考慮污染物從土壤到水、作物等介質的傳輸。對所采集樣品(如水、植物、大氣等樣品)進行處理與分析,測定內(nèi)容應包括各介質中污染物的濃度與形態(tài),以及土壤基本性質。分析污染特征,建立概念模型概念模型是對現(xiàn)實的抽象與簡化,是識別污染物傳輸行為與風險的關鍵過程,是表示污染土壤與人體暴露之間實際與潛在的、直接與間接的相互關系。根據(jù)環(huán)境樣品分析結果,分析區(qū)域污染特征、污染物遷移模式、暴露方式,建立風險評估概念模型。制定實施采樣計劃,分析環(huán)境樣品434.2劑量-效應評估人體暴露于一定劑量的污染物與其產(chǎn)生反應之間的關系稱為劑量-效應關系。劑量-效應評估是對有害因子暴露水平與暴露人群中不良健康反應發(fā)生率之間關系進行定量估算的過程,是風險評估的依據(jù)。每種污染物依據(jù)其毒性終點的不同,具有不同的劑量-效應關系。

毒理學研究中一般將劑量-效應關系分為兩類:(1)指暴露某一化學品的劑量與群體中出現(xiàn)某種反應強度之間的關系;(2)指某一化學品的劑量與群體中出現(xiàn)某種反應的個體在群體中所占比例,可以用百分號或比值表示,如死亡率、癌癥發(fā)病率等。4.2劑量-效應評估44對土壤污染物暴露水平與暴露人群或生物種群中不良健康反應發(fā)生率之間的關系進行定量估算的過程，是風險評價的定量依據(jù)：主要包括非致癌物的劑量-健康危害分析；致癌物的劑量-健康危害分析等對土壤污染物暴露水平與暴露人群或生物種群中不良健45非致癌物的劑量-健康危害分析

一般采用不確定系數(shù)法推導出可接受的安全水平（acceptablesafetylevelASL），因管理目的和內(nèi)容的不同，ASL在不同的管理部門被稱為參考劑量（referencedose，RfD）、實際的安全劑量（virtuallysafedose，VSD）、可接受的日攝入量（acceptabledailyintake，ADI）、最大容許濃度（maximumallowableconcentration，MAC）或估計的人群健康效應閾值（estimatedpopulationthresholdforhuman，EPT-H）等非致癌物的劑量-健康危害分析464.2.2致癌物的劑量-健康危害分析致癌物的劑量-健康危害分析是在無閾效應情況下，利用高劑量外推模式評價人群暴露水平上所致毒的危險概率。

分析過程一般包括：1）選取合適的數(shù)據(jù)資料2）利用高劑量外推模型推導出低劑量暴露下可能的危害程度3）將由動物試驗數(shù)據(jù)得出的危害度估計值轉化為人的相應值一般認為，致癌物在低劑量范圍內(nèi)的劑量-危害反應關系曲線可能有3種類型即線形、超線形和次線形。由高劑量向低劑量外推的模型很多，常用的模型如下表。還新發(fā)展了一些模型，如腫瘤出現(xiàn)時間模型、生理藥代動力學模型、生物學為基礎的劑量-反應關系模型。4.2.2致癌物的劑量-健康危害分析47模型類別表達式模型在低劑量范圍的曲線特征對數(shù)模型耐受分布模型次線性威爾布模型耐受分布模型若n>1為次線性若n<1為超線性單擊模型機理性模型線性多階段模型機理性模型若Ki>0為線性，若KI=0為超線性線形多階段模型機理性模型（取Ki>0）

線性常用的致癌物高劑量向低劑量外推模型模型類別表達式模型在低劑量范圍的曲線特征次線性若n>1為次線484.3暴露評估污染土壤的健康風險評估需要詳細的暴露評估過程來確定或估算(定性或定量)暴露劑量的大小、暴露頻度、暴露持續(xù)時間和暴露途徑,應當考慮到過去、當前和將來的暴露情況。暴露評估可以采樣分析獲取,也可通過模型計算預測當前與將來污染物的濃度或沒有監(jiān)測數(shù)據(jù)地點的濃度。暴露評估需要建立土壤污染物的多介質傳輸模型,模型的參數(shù)主要為污染物的含量、物理/化學性質、土壤基本性質以及研究區(qū)自然條件等。這方面的模型已有較多報道,如污染物在土壤-作物系統(tǒng)中遷移分配模型、污染物逸度模型、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)隨機模型等。在得到污染介質濃度后,根據(jù)暴露人群特征來計算暴露劑量,暴露劑量以單位時間單位體重與人體暴露的污染物的量來表示。通常暴露劑量的計算采用如下公式計算:暴露劑量=(污染物濃度*攝入速率*暴露持續(xù)時間*吸收因子)/(體重*平均時間)。4.3暴露評估49暴露評估主要工作不同交換界面的污染物暴露量估算：經(jīng)呼吸道進入人體的量估算；經(jīng)消化道進入人體的量估算；經(jīng)皮膚吸收進入人體的量估算暴露評估的內(nèi)容：包括土壤污染源分析、暴露途徑分析、污染物在時間和空間上的強度和分布分析、暴露人群和環(huán)境受體的分析、計算暴露水平和評估不確定性因素等暴露評價的步驟：表征暴露的土壤環(huán)境；確定暴露途徑；定量暴露暴露評估主要工作504.4風險表征風險表征是對前面評估步驟進行總結,并綜合進行風險水平定性與定量表達。由于致癌物質和非致癌物質的毒性方式不同,應分別考慮致癌效應和非致癌效應。風險表征要對每一污染物每一暴露途徑的癌癥風險和非癌癥風險進行表征,評估每一暴露途徑癌癥風險與非癌癥風險及總癌癥風險與非癌癥風險。表征健康風險的方法有商值法、大量證據(jù)法、模擬模型法、經(jīng)濟-費用分析法等。商值法是應用最廣的半定量表征方法,但是它在進行混合污染風險評估時沒有考慮污染物之間的協(xié)同或拮抗效應,因此其估計的風險水平會因污染物之間的相互作用而偏低或偏高。大量證據(jù)法是根據(jù)化學物質大量可得的風險信息作為依據(jù)確定該化學物質是否存在風險以及風險度的大小,具有一定的合理性,但仍是一種半定量的方法,不具有任何預測未來風險狀況的能力。模擬模型法具有預測風險的能力,是一種定量的風險表征方法,但是在應用過程中需要較多的參數(shù)。經(jīng)濟-費用分析法主要從環(huán)境污染水平給人類造成的經(jīng)濟損失和費用支出兩方面對污染物所致健康效應進行分析4.4風險表征514.5健康風險管理4.5.1概念：污染土壤的健康風險管理是指根據(jù)風險評價的結果，按照適當?shù)姆ㄒ?guī)條例，選用有效的控制技術，進行削減風險的費用-效益分析，確定可接受風險度和可接受的損害水平，并進行政策分析及考慮社會、經(jīng)濟和政治因素，決定適當?shù)墓芾泶胧┎⒏吨T實施，以降低或消除該風險度，保護人群健康。4.5.2主要內(nèi)容：根據(jù)土壤污染危害判定結果，確定采用何種風險評價篩選出需要做風險評價的項目，特別是有重大危害的項目確定土壤污染物的排放標準和土壤環(huán)境質量標準制定風險的應急措施及補救措施。4.5健康風險管理52第二章土壤健康風險評價和管理-課件53/oswer/riskassessment/ragse//oswer/riskassessment/r54第二章土壤健康風險評價和管理-課件55五重金屬污染土壤的風險評價與管理5.1評價指標

對土壤質量的影響；對陸生生物的脅迫；對地下水的不良效應；進入食物鏈對人體健康產(chǎn)生的重要影響。5.2評價系統(tǒng)

重金屬在土壤中的遷移以及生物對重金屬暴露濃度的計算；重金屬進入土壤環(huán)境的源計算；土壤重金屬污染的危害性評價；風險表征五重金屬污染土壤的風險評價與管理5.1評價指標565.3評價工作內(nèi)容污染源分析；生物對重金屬的暴露分析與估算；風險表征5.3評價工作內(nèi)容57對土壤動物危害影響的風險評價對作物危害影響的風險評價對有益微生物危害影響的風險評價5.4重金屬污染土壤生態(tài)風險評價對土壤動物危害影響的風險評價5.4重金屬污染土壤生態(tài)風險評58開始重金屬進入土壤是毒性試驗不需毒性試驗無風險計算0~60cm土層中濃度LC50PECQ=PEC/LC50低風險Q<0.01是Q>=0.01高風險長期毒性試驗NOECPEC/NOEC<0.2中等風險

否否否否是是重金屬對土壤動物危害影響的風險評價決策樹PEC：Predictedenvironmentalconcentration

NOCE

：Noobservedeffectsconcentrations開始重金屬進入土壤毒性試驗不需毒性試驗無風險計算0~60cm59開始作物能否接觸毒性試驗不需毒性試驗無風險計算PECEC50Q=PEC/EC50Q>0.3高風險長期毒性試驗NOECPEC/NOEC>0.1中等風險Q<0.003低風險PEC/NOEC<0.001高風險低風險

是是是是是否否否否否重金屬對作物危害影響的風險評價決策樹EC50

：Medianeffectconcentration開始作物能否接觸毒性試驗不需毒性試驗無風險計算PECEC5060開始是否進入土壤毒性試驗不需毒性試驗無風險計算EECEC50Q=EEC*SF/EC50Q>10高風險潛在風險Q<0.1無風險

是是是否否否重金屬對土壤微生物危害影響的風險評價決策樹EEC:ExpectedenvironmentalconcentrationSF:safetyfactors開始是否進入土壤毒性試驗不需毒性試驗無風險計算EECEC50615.5重金屬污染土壤人體健康風險評價主要表現(xiàn)在4個方面土壤污染源強的計算重金屬在土壤剖面及大氣、地下水中濃度的分布對人體健康危害的風險度計算總年的危險計算5.5重金屬污染土壤人體健康風險評價62重金屬從土壤進入人體的途徑土壤-植物-人土壤-人土壤-植物-動物-人土壤-動物-人土壤-地表水-人土壤-地下水-人土壤-空氣-人重金屬從土壤進入人體的途徑63風險評價的框架結構

Source/InventoryTransportandtransformationUptakeBiokineticsDose/ResponseDoseRiskCharacterizationRiskMitigationExposureEventsairwatersoillayerssedimentplantsResponse風險評價的框架結構Source/UptakeBiokin64六、農(nóng)藥污染土壤的風險評價6.1評價指標主要考慮的幾個問題農(nóng)藥在土壤中的持久性及對土壤質量的影響，包括對土壤環(huán)境質量、土壤肥力質量和土壤健康質量的影響對陸地生態(tài)系統(tǒng)健康的影響，包括陸生生物的保護等通過地表徑流的遷移及進入地表水的可能性，對地表水中的水生生物及水生生態(tài)系統(tǒng)健康的影響通過淋溶或其他遷移方式進入地下水的可能性，對地下水資源使用功能的影響揮發(fā)進入大氣對大氣污染的貢獻通過陸生食物鏈對人體健康產(chǎn)生的直接、間接影響以及潛在效應六、農(nóng)藥污染土壤的風險評價656.2農(nóng)藥生態(tài)風險評價系統(tǒng)的組成污染土壤中農(nóng)藥的形態(tài)轉化與遷移能力以及各種生物對農(nóng)藥暴露濃度的計算如還存在污染源，對進入土壤環(huán)境的農(nóng)藥污染源進行計算危害評價，包括直接和間接的危害風險表征6.2農(nóng)藥生態(tài)風險評價系統(tǒng)的組成66污染源及其持續(xù)排放污染土壤（源）土壤濃度與分布形態(tài)轉化與遷移人體攝入總量室內(nèi)劑量-效應關系確定室內(nèi)植物無作用濃度（N）確定室內(nèi)動物無作用濃度（NEC）外推至生態(tài)系統(tǒng)確定生態(tài)系統(tǒng)NEC風險系數(shù)安全系數(shù)每天攝入量計算外推人體NEC農(nóng)藥污染土壤風險評價系統(tǒng)中源與效應間因果關系鏈污染源及其持續(xù)排放污染土壤（源）土壤濃度與分布形態(tài)轉化與遷移676.3評價工作內(nèi)容污染污染中農(nóng)藥的濃度與存在形態(tài)污染源的繼續(xù)輸入或部分輸出。生物體對農(nóng)藥的暴露分析與估算風險表征，農(nóng)藥污染土壤對地面水的影響、對淺層地下水的影響、對鳥和哺乳動物的影響、對土壤動物的影響、對植物的影響、對周圍生態(tài)系統(tǒng)健康的影響6.3評價工作內(nèi)容686.4土壤農(nóng)藥污染途徑與暴露途徑6.4.1種子處理劑污染土壤表面土層中農(nóng)藥量：Dossuf=Fmix*DosmaxDosmax為農(nóng)藥最大施用量（kg/hm2）；Fmix為土壤混合因子（Fmix=0.01）Dossuf為土壤表面農(nóng)藥量（kg/hm2

）6.4土壤農(nóng)藥污染途徑與暴露途徑69農(nóng)藥與土壤混合，假設農(nóng)藥在0~20cm表層中均勻分布，則可以計算農(nóng)藥在土壤中的起始濃度（PIEC），計算公式如下：PIEC=

PIEC為農(nóng)藥在土壤中的起始濃度，Dosmax為農(nóng)藥最大施用量，Hsoil為土壤深度（0.2m），Bd為土壤容量（kg/m3，一般取1400kg/m3）農(nóng)藥與土壤混合，假設農(nóng)藥在0~20cm表層中均勻分布，則可以70土壤中農(nóng)藥總量包括在固相上（csoil）和土壤水相（csoilw）中農(nóng)藥的量，即PIEC=ct=csoil+csoilw其中，csoil

和csoilw的值的大小與農(nóng)藥的分配系數(shù)有關，計算方法如下csoilw=csoil=Ks/1為分配系數(shù)（dm3/kg）；ct為土壤中農(nóng)藥總量，即PIEC土壤中農(nóng)藥總量包括在固相上（csoil）和土壤水相（csoi716.4.2農(nóng)藥顆粒劑污染土壤

農(nóng)藥以顆粒形式施入土壤，在土壤中的農(nóng)藥濃度可根據(jù)其農(nóng)藥施用量直接進行計算。如果在一個季節(jié)中重復多次施用顆粒農(nóng)藥，需計算其最大濃度。最大濃度與農(nóng)藥生物降解半衰期、施用頻率以及兩次使用間隔時間有關，有關計算方法與種子處理劑相同，計算時所需的參數(shù)見表6.4.2農(nóng)藥顆粒劑污染土壤72第二章土壤健康風險評價和管理-課件736.4.3農(nóng)藥噴施污染土壤在一個季度中，農(nóng)藥噴施可以進行多次，因此，最大劑量為多次施用后的農(nóng)藥量，計算方法同上述。農(nóng)藥噴施后，一部分被作物表面截獲，另一部分則散落到土壤、地面水和空氣中。假設一般情況下，10%留在空氣中，達到土壤和作物上的比例為90%。則90%部分的農(nóng)藥在作物上和散落在土壤中的比例根據(jù)不同的作物和生長階段有所不同。下表6.4.3農(nóng)藥噴施污染土壤74第二章土壤健康風險評價和管理-課件756.4.4污泥施用造成農(nóng)藥的土壤污染土壤中農(nóng)藥污染物濃度計算如下：6.4.4污泥施用造成農(nóng)藥的土壤污染766.4.5污染土壤中農(nóng)藥的揮發(fā)

K=6.4.5污染土壤中農(nóng)藥的揮發(fā)776.4.6對地下水的污染假如有水排放，只有40%的降雨通過淋溶進入地下水；若沒有排水，則100%降雨全部進入地下水。然而，地下水中的農(nóng)藥濃度與淺層地下水中保持一致，計算方法如下：Cgw，t=Cgw，t為t時間地下水中農(nóng)藥濃度，Cgw，0為地下水中農(nóng)藥起始濃度，Kts為農(nóng)藥轉化系數(shù)6.4.6對地下水的污染786.5生態(tài)風險評價6.5.1鳥類危害影響的風險評價鳥類通過食用昆蟲或作物而吸收農(nóng)藥鳥類食用土壤中顆粒劑或處理過的種子而吸收農(nóng)藥。通過農(nóng)藥污染土壤影響的飲水而吸收農(nóng)藥通過食用農(nóng)藥污染土壤暴露的陸生生物（如蚯蚓）而吸收農(nóng)藥通過食用水生生物對農(nóng)藥的吸收6.5生態(tài)風險評價796.5.2對蜜蜂危害影響的風險評價6.5.2對蜜蜂危害影響的風險評價806.6人體健康風險評價對人體的危害分為急性中毒和長期臨床效應兩方面急性農(nóng)藥中毒包括誤食農(nóng)藥污染的土壤顆粒及污染土壤影響下的地下水或地表水。長期的臨床效應主要表現(xiàn)在烷基汞（殺真菌劑）引起運動、感覺與中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害；銨鹽（殺鼠劑）引起多種神經(jīng)病與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害；含砷農(nóng)藥（除草劑）可引起皮炎；二溴丙烷（土壤熏蒸劑和殺線蟲劑）引起男性不育等等6.6人體健康風險評價81第二章土壤健康風險評價和管理-課件82七、減少危害的防范措施與應急計劃減少危害的防范措施應急措施預案七、減少危害的防范措施與應急計劃減少危害的防范措施837.1減少危害的防范措施7.1.1風險影響報告書：是評價工作的總結，是提供風險決策的依據(jù)主要包括總則：風險評價的目的；編制的依據(jù)；風險評價的標準；控制污染和保護目標；風險評價工作等級及評價范圍評價項目的概括項目周圍地區(qū)的環(huán)境狀況風險識別及分析后果預測風險管理及減少風險措施風險評價結論7.1減少危害的防范措施847.1.2防范措施減少廢物排放量減少垃圾填埋場滲漏提出針對受污染的土壤的監(jiān)測方案7.1.2防范措施857.2應急措施預案項目應急措施現(xiàn)場管理應急措施現(xiàn)場監(jiān)測措施社會求援應急措施7.2應急措施預案86一些文獻Healthriskassessmentofheavymetalexposuretostreetdustinthezincsmeltingdistrict,NortheastofChina

ScienceofTheTotalEnvironment,Volume408,Issue4,15January2019,Pages726-733Aspatialriskassessmentmethodologytosupporttheremediationofcontaminatedland

EnvironmentInternational,Volume34,Issue3,April2019,Pages397-411

ClaudioCarlon,LisaPizzol,AndreaCritto,AntonioMarcominiFractionationofradionuclidespeciesintheenvironment

JournalofEnvironmentalRadioactivity,Volume100,Issue4,April2009,Pages283-289

一些文獻Healthriskassessmentof87第二章土壤健康風險評價與管理

第二章土壤健康風險評價與管理88主要內(nèi)容土壤健康的生態(tài)指示土壤健康質量分析及方法生態(tài)風險評價與管理健康風險評價與管理重金屬污染土壤的風險評價與管理農(nóng)藥污染土壤的風險評價與管理減少危害的防范措施與應急計劃主要內(nèi)容土壤健康的生態(tài)指示89一土壤健康的生態(tài)指示植物指示敏感植物指示：如植物的抗鹽、抗酸以及超富集植物等植物根的反應植物根的病原體土壤動物指示土壤節(jié)肢動物群落結構蚯蚓一土壤健康的生態(tài)指示植物指示90土壤微生物指示土壤微生物群落結構土壤微生物生物量營養(yǎng)物的循環(huán)土壤酶指示土壤微生物指示91二土壤健康質量分析及方法物理屬性：土壤顏色和土壤溫度；土壤水分；土壤質地；土壤團聚體；土壤容重；土壤孔隙度；土壤比表面積；土壤滲透性等化學屬性：土壤酸堿度；土壤有機質；離子交換性能；電導率；植物需要的營養(yǎng)元素生物學屬性：微生物；動物；植物二土壤健康質量分析及方法物理屬性：土壤顏色和土壤溫度；土壤92時時刻刻都會有風險?。?！時時刻刻都會有風險！??！93三生態(tài)風險評價與管理3.1風險的概念通俗地講,風險就是發(fā)生不幸事件的概率。即指一個事件產(chǎn)生我們所不希望的后果的可能性。一般通用的定義為在一定時期產(chǎn)生有害事件的概率與有害事件后果的積累。風險廣泛存在于人們的生活、生產(chǎn)等活動的環(huán)境之中。風險評估提供完整的信息，從而使風險管理者和有關決策者作出最佳對策，以便對環(huán)境質量提供必要的保護措施。環(huán)境質量的最終目標就是人類的健康。三生態(tài)風險評價與管理3.1風險的概念94風險和危險在含義上是有差別的風險是指人或事物遭受損失、傷害、不利或毀滅的可能性;危險是指人或事物容易遭、受傷害、損失的程度,或者是指處于緊迫或可怕險境中的狀態(tài)或形勢(如人體健康、財產(chǎn)等暴露在受損害、遭毀滅或喪失的境地之中)。其次,作為表述不幸事件發(fā)生的概率的風險,它符合一定的統(tǒng)計規(guī)律,即在一定的時間條件下,在一定的空間范圍中,某個事件具有一定的發(fā)生概率,即具有一定的可能性;作為表征事物處于險境中的狀態(tài)或形勢的危險,不僅與時空條件以及事件性質有關,而且還與事件的承受者-人或事物緊密相連。風險和危險在含義上是有差別的95

風險與危險又是緊密相聯(lián)的正是由于風險反映了一定時空條件下不幸事件發(fā)生的可能性.揭示了事件發(fā)生的規(guī)律,因而風險可以看成危險的根源。也就是說,正是由于客觀存在著產(chǎn)生不利后果的可能性,才使得一定范圍中的事物處于危險的境況之中風險與危險又是緊密相聯(lián)的963.2環(huán)境風險概念：由人類活動引起的,或由人類活動與自然界的運動過程共同作用造成的,通過環(huán)境介質傳播的,能對人類社會及其生存、發(fā)展的基礎—環(huán)境產(chǎn)生破壞、損失乃至毀滅性作用等不利后果的事件的發(fā)生概率具有兩個主要特點：即不確定性和危害性環(huán)境風險廣泛存在于人們的生產(chǎn)和其他活動之中,而且表現(xiàn)方式紛繁復雜3.2環(huán)境風險97環(huán)境風險分類

根據(jù)產(chǎn)生原因的差異,可以將環(huán)境風險分為化學風險、物理風險以及自然災害引發(fā)的風險?；瘜W風險是指對人類、動物和植物能發(fā)生毒害或其他不利作用的化學物品的排放、泄露,或者是易燃易爆材料的泄露而引發(fā)的風險；物理風險是指機械設備或機械結構的故障所引發(fā)的風險；自然災害引發(fā)的風險是指地震、火山、洪水、臺風等自然災害帶來的化學性和物理性的風險,顯然,自然災害引發(fā)的風險具有綜合的特點。環(huán)境風險分類98

根據(jù)危害性事件的承受對象的差異,將風險分為三類,即人群風險、設施風險以及生態(tài)風險。人群風險是指因危害性事件而致人病、傷、死、殘等損失的概率;設施風險是指危害性事件對人類社會的經(jīng)濟活動的依托—設施,如水庫大壩、房屋等造成破壞的概率;生態(tài)風險是指危害性事件對生態(tài)系統(tǒng)中的某些要素或生態(tài)系統(tǒng)本身造成破壞的可能性,對生態(tài)系統(tǒng)的破壞作用可以是使某種群數(shù)量減少,乃至滅絕,導致生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能發(fā)生異變。根據(jù)危害性事件的承受對象的差異,將風險分為三類,即人群風993.3風險評價對人類活動或自然災害的不利影響的大小和可能性的評價在一般意義上，風險評價定義為一種系統(tǒng)過程，即估算由于出現(xiàn)一些系統(tǒng)失誤，或一些類型的危害，在整個失誤系統(tǒng)范圍內(nèi)的所有重要的風險因子的后果，這種后果可能導致特定形式的系統(tǒng)反映，或系統(tǒng)危害。3.4生態(tài)風險評價從環(huán)境科學的范疇內(nèi)，風險評價可分為生態(tài)風險評價和健康風險評價兩大類3.3風險評價1003.4.1生態(tài)風險評價概念

暴露于一種或幾種污染物而可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生不良生態(tài)效應的評估過程，是建立在生態(tài)學、生態(tài)毒理學、數(shù)學和計算機技術等學科研究成果基礎上的一門綜合分支學科。3.4.1生態(tài)風險評價概念1013.4.2生態(tài)風險評價目標和要求識別現(xiàn)在的和預測可能的危害，并為這些危害排序，風險評價提供了風險比較和排序的定量基礎識別所有可能的失誤，并為它們排序幫助考慮當前的和未來可能出現(xiàn)的暴露場合系統(tǒng)反映暴露場合的風險而不是只涉及極端事件的風險識別對整個失誤和/或暴露貢獻最多的因素便于比較減少風險的不同方案，平衡可以允許的風險與減少風險的代價識別和分析不確定性的來源，把結果表達為可能性，承認風險評價在預測未來環(huán)境狀態(tài)過程中具有不確定性，使得評價比較可信3.4.2生態(tài)風險評價目標和要求102污染物釋放及使用方式

環(huán)境行為及轉化土壤大氣水葉片植物魚類無脊椎動物脊椎動物土壤微生物植物食葉昆蟲土壤動物食草動物捕食動物高級捕食動物

污染土壤的生態(tài)風險評價概念性模型實縣線表示直接關系，虛線表示間接關系污染物釋放及使用方式環(huán)境行為及轉化土壤大氣水葉片植物魚類1033.4.3生態(tài)風險評價步驟美國EPA:問題表述；風險分析（暴露表征和生態(tài)效應表征）；風險表征其它：不良生態(tài)效應識別；劑量-效應分析；生態(tài)暴露評估；風險表征3.4.3生態(tài)風險評價步驟美國EPA:問題表述；風險分析（104生態(tài)風險評價框架生態(tài)風險評價框架105第二章土壤健康風險評價和管理-課件10問題表述此階段是對污染物進入土壤之所以會導致生態(tài)效應的一個初步假設,并對這種假設進行評估的過程,是整個生態(tài)風險評估的基礎。需要確定研究區(qū)范圍并收集和分析所有相關的信息，形成(1)反映特定生態(tài)系統(tǒng)和管理目標的評估終點和測定終點;(2)場地概念模型;(3)風險分析計劃。問題表述107研究區(qū)界定和信息收集土壤污染物的信息,包括污染物種類、來源、環(huán)境行為等可能存在暴露風險的受體(土壤動物、植物、微生物等)場地信息。研究區(qū)界定和信息收集108選擇評估終點和測定終點評估終點是可以明確表達被保護的環(huán)境價值,在實際運用中通常指生態(tài)實體(例如,某一敏感種群)及其屬性。適宜的生態(tài)評估終點選擇標準:生態(tài)相關性;受暴露和敏感性;服務于特定的管理目標。美國環(huán)境保護署(USEPA)設定了四個水平的通用評估終點:生物體水平,其屬性包括:致死、總量異常、存活力、繁殖力和生長力;種群水平,其屬性包括:滅絕、豐度和生產(chǎn)量;群落和生態(tài)系統(tǒng)水平,其屬性包括:種類的多樣性、豐度、生產(chǎn)量、群落面積、功能和物理結構;法定的評估終點(包括頻危品種和特別保護區(qū)),其屬性包括面積和質量。測定終點是指與所選擇的評估終點相關聯(lián)的可以測定的生態(tài)特征,屬于生物效應的定量化。當評估終點可以直接測定時,評估終點就是測定終點,否則,就需要選擇與評估終點相關聯(lián)的測定終點。選擇評估終點和測定終點109建立場地概念模型生態(tài)風險評估場地概念模型的核心部分是預測污染物、暴露和評估終點三者之間關系的一系列風險假設,這些風險假設既可以基于污染物特性提出、也可以基于觀測到的生態(tài)效應提出、還可以基于需要保護的生態(tài)價值提出。制定風險分析計劃主要包括四個部分的內(nèi)容:評估設計的描繪;確定所有需要的數(shù)據(jù);確定要測定的項目,包括效應測定、生態(tài)系統(tǒng)和受體特征測定和暴露測定;確定下一步風險分析的方法。建立場地概念模型1風險分析風險分析是研究暴露和效應以及它們與生態(tài)系統(tǒng)特性關系的過程。它為確定污染物暴露條件下的生態(tài)效應提供必要的信息,包括兩個部分:暴露表征和生態(tài)效應表征風險分析111暴露表征主要研究以下幾個方面:分析污染物來源和污染物清單,確定優(yōu)先評估的污染物質。確定污染物到受體的暴露途徑,不同的土壤生物體,其暴露途徑可能會有一定的差別。土壤微生物、土壤無脊椎動物、植物等。了解污染物的半衰期(DT50),以及在土壤中的代謝過程及其產(chǎn)物。污染物的暴露劑量(PECsoil)計算。

暴露劑量的計算最簡單和直接的方法是直接測定生物受體體內(nèi)的受關注污染物的含量。但是,當生物測試不可行時(譬如,采樣時間與生物生長期不一致等),也可以用土壤中測定的污染物含量來估算它們在生物體內(nèi)的含量。目前,這些估算模型有吸收因子模型(經(jīng)驗回歸)、機理過程模型和逸度模型等,其中以相對簡單的吸收因子模型運用最為廣泛。暴露表征112生態(tài)效應表征生態(tài)效應表征是評估生態(tài)受體隨著不同程度風險源的變化情況,分為生物個體、種群以及群落和生態(tài)系統(tǒng)三個評估水平。土壤污染物的生態(tài)效應評估目前主要指污染物對生物個體的生態(tài)毒理學評估和生物群體的功能評估。生態(tài)毒理學評估最直接和有效的方法就是對生物個體進行生態(tài)毒性效應測試并建立劑量-效應關系。生態(tài)效應表征113直線型反應強度與劑量呈直線關系，即隨著劑量的增加，反應的強度也隨著增強，并成正比例關系。但在生物體內(nèi)，此種關系較少出現(xiàn)，僅在某些體外實驗中，在一定的劑量范圍內(nèi)存在。S形曲線此曲線較為常見。它的特點是在低劑量范圍內(nèi)，隨著劑量增加，反應強度增高較為緩慢，劑量較高時，反應強度也隨之急速增加，但當劑量繼續(xù)增加時，反應強度增高又趨于緩慢，成為“S”形狀，S形曲線可分為對稱和非對稱兩種。拋物線型劑量與反應呈非線性關系，即隨著劑量的增加，反應的強度也增高，且最初增高急速，隨后變得緩慢，以致曲線先陡峭后平緩，而成拋物線形。如將此劑量換算成對數(shù)值則成一直線。將劑量與反應關系曲線換算成直線，可便于在低劑量與高劑量之間進行互相推算。

劑量-效應反應曲線直線型劑量-效應反應曲線114指數(shù)曲線在劑量反應關系的曲線中，當劑量越大，反應率就隨之增高得越快，這就是指數(shù)曲線形式的劑量反應關系曲線。若將劑量或反應率兩者之一變換為對數(shù)值，則指數(shù)曲線即可直線化。雙曲線隨劑量增加而反應率的增高類似指數(shù)曲線，但為雙曲線。此時如將劑量與反應率均變換為對數(shù)值，即可將曲線化直。受干擾的曲線有時由于毒物的致死作用或對細胞生長的抑制作用等各種原因，可使曲線受干擾，在中途改變其形態(tài)甚至中斷。雖然，在某些毒性試驗中，可見到“全或無”的劑量反應關系的現(xiàn)象，即僅在一個狹窄的劑量范圍內(nèi)才觀察到效應出現(xiàn)，而且是坡度極陡的線性劑量反應關系。產(chǎn)生這種情況的原因當依據(jù)具體情況作出解釋。

指數(shù)曲線115圖2-4指數(shù)曲線

圖2-5雙曲線

圖2-6受干擾的曲線

圖2-4指數(shù)曲線圖2-5雙曲線圖2-116

分析污染物在土壤環(huán)境中的分布通常使用監(jiān)測技術、模型計算或兩者的結合，模型在定量分析土壤污染源和污染物關系上十分重要。主要內(nèi)容包括：1）分析污染物在土壤環(huán)境介質之間分配的機制，在土壤中遷移的路線與方式，伴隨遷移發(fā)生的轉化作用，了解化學物質在土壤環(huán)境中的遷移、轉化和歸宿的主要過程和機制2）模型建立，即選擇建立模擬土壤污染物環(huán)境轉歸過程的數(shù)學模型或其它物理模型3）參數(shù)估算，即確定模型參數(shù)的種類，確定參數(shù)估算方法，包括經(jīng)驗公式法、野外現(xiàn)場試驗法、實驗室實驗法和系統(tǒng)分析法等，進行參數(shù)估算4）計算方法確定，即根據(jù)所確定的數(shù)學模型，研究模型方程的計算方法5）模型校驗，即對模型進行調(diào)試，選擇獨立于模型參數(shù)估算使用過的資料和其他實例資料對模型進行驗證，如計算結果與實測值相差甚遠，則對模型進行修正，或對模型參數(shù)進行調(diào)整6）轉歸分析，即利用計算機數(shù)學模型和有關資料，分析土壤污染物的環(huán)境轉歸過程和時空分布結果分析污染物在土壤環(huán)境中的分布通常使用監(jiān)測技術、模型計算或1風險表征風險表征是指綜合各種暴露信息和生態(tài)效應信息來估計潛在風險的性質、程度和影響范圍。其表達方式大致可以分為定性和定量兩種,前者回答有無不可接受的風險及其性質,而后者在此基礎上還需要回答風險的大小程度和可能的影響范圍。風險評估過程中從問題表達到效應表征,每一步都存在不確定性因素的影響,可能導致風險評估結果產(chǎn)生很大的偏差,因此對不確定性的定量化分析也是定量化風險表征的要求之一。定性風險評價和定量風險評價定量風險表征：常用的方法有商值法、連續(xù)法、外推誤差法、層次分析法、系統(tǒng)不確定分析等定性風險表征：常用的方法有專家判斷法、風險分級法、敏感環(huán)境距離法、比較評價法風險表征118生態(tài)風險評價有待研究的問題終點的確定任何評價都必須有確定的終點，否則評價無法進行。在龐大復雜的生態(tài)系統(tǒng)中選擇什么指標作為反映生態(tài)影響大小的衡量依據(jù)，即終點，比較困難，至今，尚為找到一個反映生態(tài)系統(tǒng)“健康”與否的統(tǒng)一指標外推方法生態(tài)風險評價希望定義在較高的生態(tài)水平上，例如種群水平、群落水平或生態(tài)系統(tǒng)水平。然而，定義的水平越高，分析越困難，需要的費用、人力、時間越多，而實驗室生物個體水平的研究相對簡單的多。怎樣把實驗室個體的研究結果外推到實際生態(tài)系統(tǒng)的更高水平上，合理的外推方法有待研究不確定性風險評價中的不確定性是不可避免的。如何客觀地分析、定量地表達、適當?shù)靥幚硇枰M一步研究生態(tài)風險評價有待研究的問題119生態(tài)風險管理概念：生態(tài)風險管理是指根據(jù)污染土壤的生態(tài)風險評價的結果，按照恰當?shù)姆ㄒ?guī)條例，選用有效的控制技術，進行削減風險的費用和效益分析，確定可接受風險度和可接受的損害水平，并進行政策分析及考慮社會、經(jīng)濟和政治因素，決定適當?shù)墓芾泶胧┎⒏吨T實施，以降低或消除該風險度，保護生態(tài)系統(tǒng)安全生態(tài)風險管理120生態(tài)風險管理應包括的內(nèi)容制定土壤有害物質的環(huán)境管理條例和標準提高土壤污染風險評價的質量，強化土壤環(huán)境管理加強對土壤污染源的控制，包括了解污染源的存在分布與現(xiàn)時狀態(tài)、污染源控制管理計劃、潛在風險預報、風險控制人員的培訓與配備風險的應急管理及其恢復技術生態(tài)風險的管理方法

政府的職責和方法；建設單位的職責和方法；加強防范措施；強化關于風險分析、評價和管理的科研生態(tài)風險管理應包括的內(nèi)容121劑量-效應關系評價暴露評價管理決策非風險分析控制方案風險表征危害識別法規(guī)政治社會因素經(jīng)濟風險管理風險評價污染土壤的生態(tài)風險評價與管理之間的關系劑量-效應關系評價管理決策風險表征危害識別法規(guī)政治社會因素經(jīng)122第二章土壤健康風險評價和管理-課件123第二章土壤健康風險評價和管理-課件124/raf/publications/pdfs/ECOTXTBX.PDF/raf/publications/pdfs/125第二章土壤健康風險評價和管理-課件126環(huán)境健康風險評估是表征因環(huán)境污染所致的潛在健康效應過程,主要評估區(qū)域內(nèi)或場地污染對人體健康造成的影響與損害,以便確定環(huán)境風險類型與等級,預測污染影響范圍及危害程度,為風險管理提供科學依據(jù)與技術支持。污染土壤的健康風險評估越來越多應用于污染控制與風險管理我國土壤污染形勢日益嚴峻,開展健康風險評估可以為我國土壤環(huán)境政策與法規(guī)制定提供基礎,并為污染土壤修復與管理服務四土壤健康風險評價與管理環(huán)境健康風險評估是表征因環(huán)境污染所致的潛在健康效應過程,主127主要包括：健康危害判定；劑量-效應分析；暴露評估；健康風險表征；健康風險管理污染土壤健康風險評估方法主要包括：污染土壤健康風險評估方法1284.1危害判定危害判定是根據(jù)污染物的生物學和化學資料,判定某種特定污染物是否產(chǎn)生危害與風險,是致癌性效應還是非致癌性效應等。危害判定的關鍵內(nèi)容是設定風險評估方向與評估范圍,建立風險評估的概念模型,其內(nèi)容如下。研究區(qū)界定與信息收集首先確定評價目的,恰當準確界定評價區(qū)邊界范圍與時間范圍。然后進行實地考察,收集相關信息:(1)土壤污染信息;(2)評估場地信息;(3)受體信息(人群)。4.1危害判定129制定實施采樣計劃,分析環(huán)境樣品在實地考察、信息收集的基礎上,考慮土地利用狀況、土壤污染特征以及人群行為模式,識別潛在暴露途徑,進行暴露場景分類。在此基礎上,制定與實施采樣計劃。采樣計劃中,不僅僅要考慮采集土壤樣品,還要聯(lián)系其他介質,考慮污染物從土壤到水、作物等介質的傳輸。對所采集樣品(如水、植物、大氣等樣品)進行處理與分析,測定內(nèi)容應包括各介質中污染物的濃度與形態(tài),以及土壤基本性質。分析污染特征,建立概念模型概念模型是對現(xiàn)實的抽象與簡化,是識別污染物傳輸行為與風險的關鍵過程,是表示污染土壤與人體暴露之間實際與潛在的、直接與間接的相互關系。根據(jù)環(huán)境樣品分析結果,分析區(qū)域污染特征、污染物遷移模式、暴露方式,建立風險評估概念模型。制定實施采樣計劃,分析環(huán)境樣品1304.2劑量-效應評估人體暴露于一定劑量的污染物與其產(chǎn)生反應之間的關系稱為劑量-效應關系。劑量-效應評估是對有害因子暴露水平與暴露人群中不良健康反應發(fā)生率之間關系進行定量估算的過程,是風險評估的依據(jù)。每種污染物依據(jù)其毒性終點的不同,具有不同的劑量-效應關系。

毒理學研究中一般將劑量-效應關系分為兩類:(1)指暴露某一化學品的劑量與群體中出現(xiàn)某種反應強度之間的關系;(2)指某一化學品的劑量與群體中出現(xiàn)某種反應的個體在群體中所占比例,可以用百分號或比值表示,如死亡率、癌癥發(fā)病率等。4.2劑量-效應評估131對土壤污染物暴露水平與暴露人群或生物種群中不良健康反應發(fā)生率之間的關系進行定量估算的過程，是風險評價的定量依據(jù)：主要包括非致癌物的劑量-健康危害分析；致癌物的劑量-健康危害分析等對土壤污染物暴露水平與暴露人群或生物種群中不良健132非致癌物的劑量-健康危害分析

一般采用不確定系數(shù)法推導出可接受的安全水平（acceptablesafetylevelASL），因管理目的和內(nèi)容的不同，ASL在不同的管理部門被稱為參考劑量（referencedose，RfD）、實際的安全劑量（virtuallysafedose，VSD）、可接受的日攝入量（acceptabledailyintake，ADI）、最大容許濃度（maximumallowableconcentration，MAC）或估計的人群健康效應閾值（estimatedpopulationthresholdforhuman，EPT-H）等非致癌物的劑量-健康危害分析1334.2.2致癌物的劑量-健康危害分析致癌物的劑量-健康危害分析是在無閾效應情況下，利用高劑量外推模式評價人群暴露水平上所致毒的危險概率。

分析過程一般包括：1）選取合適的數(shù)據(jù)資料2）利用高劑量外推模型推導出低劑量暴露下可能的危害程度3）將由動物試驗數(shù)據(jù)得出的危害度估計值轉化為人的相應值一般認為，致癌物在低劑量范圍內(nèi)的劑量-危害反應關系曲線可能有3種類型即線形、超線形和次線形。由高劑量向低劑量外推的模型很多，常用的模型如下表。還新發(fā)展了一些模型，如腫瘤出現(xiàn)時間模型、生理藥代動力學模型、生物學為基礎的劑量-反應關系模型。4.2.2致癌物的劑量-健康危害分析134模型類別表達式模型在低劑量范圍的曲線特征對數(shù)模型耐受分布模型次線性威爾布模型耐受分布模型若n>1為次線性若n<1為超線性單擊模型機理性模型線性多階段模型機理性模型若Ki>0為線性，若KI=0為超線性線形多階段模型機理性模型（取Ki>0）

線性常用的致癌物高劑量向低劑量外推模型模型類別表達式模型在低劑量范圍的曲線特征次線性若n>1為次線1354.3暴露評估污染土壤的健康風險評估需要詳細的暴露評估過程來確定或估算(定性或定量)暴露劑量的大小、暴露頻度、暴露持續(xù)時間和暴露途徑,應當考慮到過去、當前和將來的暴露情況。暴露評估可以采樣分析獲取,也可通過模型計算預測當前與將來污染物的濃度或沒有監(jiān)測數(shù)據(jù)地點的濃度。暴露評估需要建立土壤污染物的多介質傳輸模型,模型的參數(shù)主要為污染物的含量、物理/化學性質、土壤基本性質以及研究區(qū)自然條件等。這方面的模型已有較多報道,如污染物在土壤-作物系統(tǒng)中遷移分配模型、污染物逸度模型、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)隨機模型等。在得到污染介質濃度后,根據(jù)暴露人群特征來計算暴露劑量,暴露劑量以單位時間單位體重與人體暴露的污染物的量來表示。通常暴露劑量的計算采用如下公式計算:暴露劑量=(污染物濃度*攝入速率*暴露持續(xù)時間*吸收因子)/(體重*平均時間)。4.3暴露評估136暴露評估主要工作不同交換界面的污染物暴露量估算：經(jīng)呼吸道進入人體的量估算；經(jīng)消化道進入人體的量估算；經(jīng)皮膚吸收進入人體的量估算暴露評估的內(nèi)容：包括土壤污染源分析、暴露途徑分析、污染物在時間和空間上的強度和分布分析、暴露人群和環(huán)境受體的分析、計算暴露水平和評估不確定性因素等暴露評價的步驟：表征暴露的土壤環(huán)境；確定暴露途徑；定量暴露暴露評估主要工作1374.4風險表征風險表征是對前面評估步驟進行總結,并綜合進行風險水平定性與定量表達。由于致癌物質和非致癌物質的毒性方式不同,應分別考慮致癌效應和非致癌效應。風險表征要對每一污染物每一暴露途徑的癌癥風險和非癌癥風險進行表征,評估每一暴露途徑癌癥風險與非癌癥風險及總癌癥風險與非癌癥風險。表征健康風險的方法有商值法、大量證據(jù)法、模擬模型法、經(jīng)濟-費用分析法等。商值法是應用最廣的半定量表征方法,但是它在進行混合污染風險評估時沒有考慮污染物之間的協(xié)同或拮抗效應,因此其估計的風險水平會因污染物之間的相互作用而偏低或偏高。大量證據(jù)法是根據(jù)化學物質大量可得的風險信息作為依據(jù)確定該化學物質是否存在風險以及風險度的大小,具有一定的合理性,但仍是一種半定量的方法,不具有任何預測未來風險狀況的能力。模擬模型法具有預測風險的能力,是一種定量的風險表征方法,但是在應用過程中需要較多的參數(shù)。經(jīng)濟-費用分析法主要從環(huán)境污染水平給人類造成的經(jīng)濟損失和費用支出兩方面對污染物所致健康效應進行分析4.4風險表征1384.5健康風險管理4.5.1概念：污染土壤的健康風險管理是指根據(jù)風險評價的結果，按照適當?shù)姆ㄒ?guī)條例，選用有效的控制技術，進行削減風險的費用-效益分析，確定可接受風險度和可接受的損害水平，并進行政策分析及考慮社會、經(jīng)濟和政治因素，決定適當?shù)墓芾泶胧┎⒏吨T實施，以降低或消除該風險度，保護人群健康。4.5.2主要內(nèi)容：根據(jù)土壤污染危害判定結果，確定采用何種風險評價篩選出需要做風險評價的項目，特別是有重大危害的項目確定土壤污染物的排放標準和土壤環(huán)境質量標準制定風險的應急措施及補救措施。4.5健康風險管理139第二章土壤健康風險評價和管理-課件140/oswer/riskassessment/ragse//oswer/riskassessment/r141第二章土壤健康風險評價和管理-課件142五重金屬污染土壤的風險評價與管理5.1評價指標

對土壤質量的影響；對陸生生物的脅迫；對地下水的不良效應；進入食物鏈對人體健康產(chǎn)生的重要影響。5.2評價系統(tǒng)

重金屬在土壤中的遷移以及生物對重金屬暴露濃度的計算；重金屬進入土壤環(huán)境的源計算；土壤重金屬污染的危害性評價；風險表征五重金屬污染土壤的風險評價與管理5.1評價指標1435.3評價工作內(nèi)容污染源分析；生物對重金屬的暴露分析與估算；風險表征5.3評價工作內(nèi)容144對土壤動物危害影響的風險評價對作物危害影響的風險評價對有益微生物危害影響的風險評價5.4重金屬污染土壤生態(tài)風險評價對土壤動物危害影響的風險評價5.4重金屬污染土壤生態(tài)風險評145開始重金屬進入土壤是毒性試驗不需毒性試驗無風險計算0~60cm土層中濃度LC50PECQ=PEC/LC50低風險Q<0.01是Q>=0.01高風險長期毒性試驗NOECPEC/NOEC<0.2中等風險

否否否否是是重金屬對土壤動物危害影響的風險評價決策樹PEC：Predictedenvironmentalconcentration

NOCE

：Noobservedeffectsconcentrations開始重金屬進入土壤毒性試驗不需毒性試驗無風險計算0~60cm146開始作物能否接觸毒性試驗不需毒性試驗無風險計算PECEC50Q=PEC/EC50Q>0.3高風險長期毒性試驗NOECPEC/NOEC>