關于我國土壤環境質量監測的發展歷程、思考與建議

田一茗，孟美杉，孫杰夫

(1.吉林市生態環境監控中心，吉林 132011；2.北京市地質勘察技術院，北京 102218)

土壤是生態環境的基本要素，是農業發展的物質基礎，是國家重要的自然資源。2016 年5 月28 日，國務院發布了《土壤污染防治行動計劃》(簡稱“土十條”)。“土十條”明確提出深入開展土壤環境質量調查工作，建設土壤環境質量監測網絡，掌握土壤環境質量狀況[1]。按照國家要求，近幾年生態環境、農業農村、自然資源等部門逐步開展了全國性的土壤調查監測工作，建立了全國性的土壤環境質量監測網、耕地土壤質量專項監測、重點行業企業用地土壤質量專項監測等，不斷完善土壤環境質量監測體系，并取得了初步成效。

1 我國土壤環境質量調查發展歷程

自1949 年以來，國家相關部門進行了多次大規模全國尺度的土壤環境質量調查工作[2-3]，其中有七次大規模且具有影響力的全國性土壤調查工作。

1958—1960 年，我國開展了第一次全國土壤普查，這次普查是以土壤農業性狀為基礎，僅以全國的耕地為主要調查對象，以了解土壤肥力、指導農業生產為目的，總結了農民鑒別、利用、改良土壤的實踐經驗，編制了全國農業土壤圖、土壤肥力概圖、土壤改良概圖等，為合理利用土地提供了寶貴的土壤資料，奠定了中國土壤地理學的發展基礎[2]。

1979 年，我國為解決“因土種植、因土施肥和因土改良利用”問題，國務院頒發(79)111 號文件，由原農業部土地利用局牽頭開展全國土壤普查工作，這也是我國第二次大規模的土壤調查工作，即“全國第二次土壤普查”。通過此次普查工作，解決了土壤基層分類的劃分與命名問題，完成了專著《中國土壤與資源》、不同比例尺的全國土壤系列圖件，積累了豐富的土壤數據資源，建立了數據庫，并將其結果成功應用于測土施肥與配方施肥方面，在節約施肥量和增加產量方面取得了顯著成效[4]。

在“六五”和“七五”期間，我國開展了全國土壤環境背景值調查。1982 年，原國家經濟委員會、原國家環境保護局下達了關于水、土壤環境背景值的研究課題。該調查全面覆蓋了當時全國除港澳臺地區以外的29 個省區市以及40 余個主要的土壤類型，歷時3 年，共布置了4095 個土壤背景點位[5]，確定了全國的土壤環境背景點和背景值。本次調查的背景值一直沿用至今，調查結果用于編制《土壤環境質量標準》(GB 15618—1995)，該標準指導我國土壤環境質量評價工作長達20 余年。

第四次全國性土壤調查是1999 年原國土資源部開展的多目標區域地球化學調查，針對環境、地質和農業3 個領域進行多成果綜合調查，至今仍在開展工作。按照國家關于地質工作的要求，該調查以基礎性公益性地質工作為主導，以經濟社會發展需求為動力，以資源與環境并重為方針，實施多目標的地質大調查，并取得了一系列重要成果[6]。首次系統地獲得了我國土地54 種元素指標的高精度數據，查清了我國土地質量地球化學狀況，主要服務于基礎地質與礦產資源勘查，獲得了我國主要農耕區土壤有機碳高精度數據，建立了生態地球化學理論與方法技術體系。截至2014 年，完成調查面積150.7 萬平方千米，其中耕地調查面積約0.92 億公頃，占全國耕地總面積的68%。

第五次大規模的全國性土壤調查，簡稱“‘十一五’調查”，是原國家環境保護總局(原環境保護部)會同原國土資源部從2005 年至2013 年開展的全國首次大規模和系統性的土壤環境質量綜合調查。調查主要針對土壤污染，調查面積約為630 萬平方千米，覆蓋了我國除高山、湖泊、河流外的所有陸域面積，包括耕地、草地、林地、未利用地、赤壁、沙漠等。此次調查工作主要圍繞5 項工作任務進行，即全國土壤環境質量狀況調查與評價、全國土壤背景點環境質量調查與對比分析、重點區域土壤污染風險評估與安全性劃分、污染土壤修復與綜合治理試點和土壤環境質量監督管理體系建設[7]。基本查明了全國土壤環境質量現狀，掌握了全國土壤環境質量變化趨勢，基本查清了主要類型污染場地和周邊土壤環境特征及其風險程度，建立了全國各種土地利用類型的土壤樣品庫和調查數據庫，對保護和改善土壤環境質量，保障農產品質量安全和人體健康，合理利用和保護土地資源，促進經濟社會可持續發展具有重要意義[8]。通過此次調查最終得到的主要結論為:我國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，耕地土壤環境質量堪憂，工礦業廢棄地土壤環境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%，耕地土壤點位超標率為19.4%。

土壤有問題，就有可能導致農產品有問題，進而導致人體健康出現問題。因此，在2012 年，為切實加強農產品產地重金屬污染防治工作，提升農產品安全保障水平，根據國務院批復的《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》和《農業部、財政部關于印發〈農產品產地土壤重金屬污染防治實施方案〉的通知》，由原農業部牽頭啟動了農產品產地土壤重金屬污染調查。該調查歷時五年，監測指標為農產品有毒有害的鎘、汞、砷、鉛、鉻5 種重金屬，調查面積約為1.08 億公頃，部署監測點位123 個，是迄今為止全國范圍內耕地數據最為精確的一次調查，為對整體耕地進行下一步風險管控和修復治理提供了依據。調查表明，我國重金屬污染耕地面積約0.12 億公頃，大概是全國耕地面積的10%～15%，主要集中在南方地區。

第七次全國土壤調查是2017 年開始至今的全國土壤污染狀況詳查。由于之前所有的調查不能在一定程度上直接反映全國土壤的實際污染面積，因此國家啟動全國土壤污染狀況詳查，以農用地和建設用地為重點，實行分級分類管控；完成土壤環境質量國控監測點位設置，建立土壤環境基礎數據庫；健全土壤污染防治相關標準和技術規范，推進治理與修復試點示范。此次調查目標是在已有調查基礎上，以農用地和重點行業企業用地為重點，2018 年底前查明農用地土壤污染的面積、分布及其對農產品質量的影響；2020 年底前掌握重點行業企業用地中污染地塊的分布及其環境風險情況[1]。本次土壤污染狀況詳查共布設農用地詳查點位55.3 萬個，大約是2005—2013 年開展的土壤污染狀況調查任務量的10 倍。2017 年，原環境保護部、原國土資源部、原農業部三個部門聯合發文16 件，組織專家編制了統一指導農用地土壤污染狀況詳查工作的系列技術文件，要求嚴格按照統一調查方案、統一實驗室篩選要求、統一評價標準、統一質量控制、統一調查時限的“五統一”原則開展工作，并共同編制了《農用地土壤污染狀況詳查質量保證與質量控制技術規定》《重點行業企業用地調查質量保證與質量控制技術規定》《全國農用地土壤污染狀況詳查質量保證與質量控制工作方案》等專門針對詳查質控工作的技術文件。同時，全國環境監測系統的土壤環境監測能力得到了很大提升，也為今后深入開展土壤環境調查與監測工作奠定了基礎。生態環境部公布的2019 年全國生態環境質量簡況中提到土壤環境風險得到基本管控，全國農用地土壤環境狀況總體穩定；影響農用地土壤環境質量的主要污染物是重金屬，其中鎘為首要污染物。

2 我國土壤環境質量監測現狀

從我國土壤環境質量調查發展歷程可以看出，農業農村部、生態環境部、自然資源部等不同部門都曾經進行過全國范圍的土壤調查工作，但其目的不同，各行業部門對土壤調查所提出的要求和側重點又有所差異。比如前兩次大規模的土壤普查工作主要是原農業部牽頭，對象主要為耕地和農用地，主要針對土壤肥力進行調查；而背景值調查和多目標區域土壤調查是針對資源的調查，主要是原國土資源部牽頭；“‘十一五’調查”則是由原環境保護部門牽頭，是針對土壤環境狀況的調查。

根據調查情況及目的的不同，不同行業還制定了不同的行業標準，具體情況如表1 所示。在我國土壤監測標準中，國家標準和環境保護(現生態環境)行業標準主要側重于對土壤污染物的檢測，農業和林業(現農業農村、林業和草原)行業標準主要側重于對土壤營養元素及其有效態和理化指標的檢測[9]，地質礦產(現自然資源)行業標準則主要側重于對土壤化學組成的元素含量的檢測。原環境保護(現生態環境)部門在土壤調查與監測工作中起到了主導作用，尤其是近幾年制定了眾多的國家標準和行業標準；原農業、原林業、原國土、原地礦、原地調等部門也相應制定了很多行業標準，不同的行業標準對土壤調查監測也有著不同的要求，主要在于監測對象、監測頻次和監測指標。

表1 我國土壤調查、監測相關標準一覽表

2.1 農業土壤監測

農業土壤監測是日常農業生產過程中對種植土壤的監測，是農業環境監測的基礎工作，對保護農產品質量安全具有重要作用[10]。監測對象是污染農業區和主要經濟農業區的土壤和農作物，從而了解種植區域污染物的存留情況，評價農產品質量安全狀況和對農業生產造成的影響。通過監測，對農業土壤作出現狀和預測的評價，同時對污染的根源進行分析，提出防治辦法和建議，為國家制定相應的政策提供有效的技術支撐。

農業土壤監測一般圍繞肥力、鹽度、含水量等土壤監測信息，濕度、降水量等氣象監測信息，鹽度、液位等灌溉水監測信息，重金屬、農藥、除草劑等污染物信息，定點跟蹤耕地質量和肥力變化，為客觀評估輪作休耕成效提供依據。

2018 年，農業農村部、生態環境部聯合印發《國家土壤環境監測網農產品產地土壤環境監測工作方案(試行)》，明確了監測對象，要求開展土壤與農產品協同監測，客觀評價農產品產地土壤環境狀況[11]。同時，每年組織年度農產品產地土壤環境監測工作，每年采集檢測1 次土壤樣品和農產品樣品。土壤監測指標有pH 值、有機質等土壤理化性質和重金屬，農產品監測指標主要為部分重金屬。

2.2 土壤環境質量監測

我國針對全國農耕地肥力情況的監測工作開展較早，現已形成了相對完善的監測網絡系統，但針對土壤環境質量的監測起步較晚，還未形成系統的網絡覆蓋[12]。我國土壤環境質量監測自“十二五”以來，以工業污染土壤和農田土壤中有毒有害污染物為監測重點，開展土壤環境質量監測工作，以5 年為一個周期，重點選擇農用地、飲用水源地、重污染企業等區域確定國家監測點位，跟蹤監測重要敏感區和土壤污染高風險區[13]。針對監測區域耕地、林草地土壤分布狀況，研究其土壤污染物含量及其空間變異特征，國家尺度上耕地監測網格劃定為8km×8km，采用網格布點法布設土壤環境質量監測點位[14]。針對工業企業污染土壤的調查工作，開展重點行業企業調查和場地土壤污染調查工作，篩選出造成水土污染或可能造成水土污染的企業進入名錄，企業類別涉及化工、采礦、冶煉與加工、發電、電鍍、電池與電子器件制造、紡織印染、皮革化纖制品等行業，后期再通過初步調查、詳細調查和風險評估來確定場地的安全性并提出治理方案。

土壤環境質量監測項目主要包括土壤pH值、陽離子交換量、有機質含量等土壤理化指標，砷、鎘、鉻、銅、汞、鎳、鉛、鋅等常見土壤重金屬元素，六六六、滴滴涕、多環芳烴等有機物以及其他企業生產工藝中可能產生的污染物。重點區域調查和污染區域監測則參照相關標準進行，根據實際情況進行必測項目和選測項目的監測。

2019 年頒布的《土壤污染防治法》規定，國家實行土壤環境監測制度。每十年至少組織開展一次全國土壤污染狀況普查。國務院生態環境主管部門制定土壤環境監測規范，會同國務院農業農村、自然資源、住房和城鄉建設、水利、衛生健康、林業和草原等主管部門組織監測網絡，統一規劃國家土壤環境監測站(點)的設置，建立國家監測網[15]。

2.3 土壤地質環境監測

自然資源部門中近幾年的土壤調查監測主要是針對土壤化學組成開展的元素含量變化趨勢跟蹤研究及預測工作[16]。根據土壤元素分布特征，參照土地利用現狀、規劃以及國家與行業等相關標準，劃定區域監測和重點監測，篩選有代表性的地區作為土壤地質環境監測點，監測對象包括土壤及其大氣干濕沉降、農作物、灌溉水等影響因素，其中區域監測主要反映土壤化學物質在宏觀層面上的變化規律，主要監測土壤與大氣干濕沉降物，有一定密度控制，并在網格化基礎上，結合水系流域、成土母質、地貌成因、土地利用等因素的數字化圖件進行區域監測地質控制單元劃分。例如在北京市平原區大致按照4km×4km 網度(每個網格1 個點)進行監測點布設，丘陵區和山區按照8km×8km 網度(每個網格1 個～3 個點)進行監測點布設，保證每個控制單元中都有一定數量的監測點。重點監測則體現出各工作區監測點的土壤化學物質的變化特點，主要監測土壤、農作物以及灌溉水等。同時，為獲得更加準確的監測成果，需要在重點監測區加大監測點密度，達到網格化成圖水平，使其能夠更加精準地表達監測結果。總結并完善監測體系，對獲得的各項參數進行分析研究，獲得監測成果，并定期發布，及時為政府相關部門提供決策依據。

2020 年1 月，自然資源部印發了《自然資源調查監測體系構建總體方案》，明確了關于耕地資源調查、森林資源調查、草原資源調查、地表基質調查等相關內容，并特別指出:針對耕地資源的等級、產能、健康狀況等開展調查；針對森林蓄積量、森林覆蓋率、樹種、林種、齡組、權屬及其動態變化等開展調查；針對草原綜合植被蓋度、草原生物量、病蟲鼠害、毒害草、生物多樣性以及草原退化等開展調查；針對巖石、礫石、沙、土壤等地表基質類型、理化性質及地質景觀屬性等開展調查[17]。常規項目監測頻次為每年1 次。

3 下一步工作建議

在這幾十年中，我國花費了大量的人力物力從不同方面對全國土壤環境質量進行了不同階段的調查與監測。自2017 年開始的全國土壤污染狀況詳查更是舉全國之力，聯合原農業(現農業農村)、原環境保護(現生態環境)、原國土資源(現自然資源)等眾多部門和科研機構及高校共同開展土壤環境質量調查工作。筆者認為后期應將重點放在調查與監測數據相結合上，結合地質條件、污染源特征等進行綜合研究，充分利用原有歷史資料數據，不可盲目反復進行調查監測，應珍惜歷史數據的寶貴性，形成調查、監測、評估一體化，為后續防治、開發等工作提供科學依據。

(1)更新現有土壤背景值

目前我國參考使用的背景值歷史久遠，各地的土壤背景值均發生了極大變化，相關部門應根據現有調查監測數據得到適用于現階段的土壤背景值，了解土壤中各元素的豐缺和供應狀況。尤其在某些地區，污染地塊修復也在一定程度上參考當地土壤的背景值，背景值過低可能會造成過度修復的現象。因此應及時更新土壤背景值數據，為合理使用微量元素、保護土壤生態環境和地方病防治提供前提條件。

(2)實現土壤指標全面監測

與水和空氣相比，土壤系統更加復雜。可能引起土壤污染的物質進入土壤系統后，不僅會使得土壤成分發生變化，還可能會使得土壤自身結構性質遭受破壞，從而干擾生物生長，甚至破壞生態平衡，導致荒漠化。同樣，生態環境保護領域重點關注的是土壤中的污染成分，包括重金屬、有機物、農藥、抗生素等；自然資源領域更關注的是土壤自身結構性質的變化；農業農村領域關注的則是土壤的變化是否會對農作物、植被和生態造成破壞。而以上這些都會對我們人類的生產生活造成影響，都是我們監測土壤環境質量必不可少的一部分。因此，土壤監測也應結合實際統籌各行業部門需求實現一點多用、全面監測。

(3)制定規范化的監測標準體系

我國現已制定了許多與土壤監測相關的政策和標準，力求盡快解決目前日趨嚴重的土壤環境質量問題，但仍有較長的路要走，同時也需要國家和社會提供更多的支持。現階段我國各行業仍應針對不同目的對土壤的不同指標進行專項監測，但應根據需求完善各行業標準，積極建立完善的監測評價體系，制定一套按不同監測目的分類的監測標準，使得該項工作更加規范化、更具有可比性，加強監測質量控制措施，提高數據的可靠性。尤其是對監測密度、監測指標、采樣方法、測試方法等方面，應統一各行業、各地區的工作體系標準，全面推進土壤質量監測技術的進步與發展，提出科學可行的土壤質量問題解決對策。

(4)設立土壤長期監測基站，搭建土壤自動監測平臺

參考大氣監測和水監測，土壤監測亦可設立長期監測基站，讓監測點更具備可重現性。監測的目的是為了發現問題和預防問題，因此設立的土壤監測點還應具有代表性，每個點都應反映一小塊區域的土壤情況。對于已發現問題的區域也應設立監測點進行專項監測。建立以先進的智能化設備智能采集土壤的監測基站，根據監測點的實際情況，優化監測指標，選擇需要的指標進行監測平臺建設，實現智能化、自動化、動態化監測，全面把握土壤環境質量情況，及時發現土壤質量問題，以采取科學的處理措施。開發先進的土壤現場測試方法。目前所有的現場檢測方法仍以定性半定量的快速篩查技術為主，靈敏度和準確度均較低，不可作為自動監測平臺的主要手段。實現數據的公開，不僅可以監測土壤環境質量，全面管控土壤環境風險，還可為農業和林業發展提供數據支撐，增加耕地、果園等的產量產能，實現良性循環。