农产品产地环境支持系统-安全评估与防控

产地环境支持系统包括产地土壤环境指标、产地灌溉水质指标和产地环境空气指标。

2.4.3.1　产地土壤环境指标

产地土壤环境指标包括土壤环境质量指标、土壤累积指标和土壤适宜性指标。

（1）土壤环境质量指标

Cd：Cd是一种分布较广的重金属，可通过许多途径进入环境中，通常以各种复杂的有机胺、硫复合物及螯合态形式存在，还可以和水溶液中的碳酸根离子、砷酸根离子、磷酸根离子、草酸根离子及亚铁氰化物形成难溶解的化合物。Cd不是植物生长的必需元素，但植物普遍具有吸收累积的能力。Cd具有很强的生物毒性，并且在土壤中具有较强的化学活性，与其他重金属相比，Cd较易被植物吸收进入食物链，导致高血压，引起心脑血管疾病，破坏骨钙，引起肾功能失调，对人体健康造成较大威胁。土壤对Cd有很强的吸附力，特别是黏土和有机质多的土壤，易造成Cd含量的蓄积。当土壤pH偏酸时，Cd的溶解度增高，且在土壤中易移动，可能污染地下水，同时也易被植物从根部吸收；当土壤pH偏碱时，Cd的移动性差，作物也难以吸收。

Pb：Pb是一种对人体有蓄积作用的有毒元素，虽然Pb对作物生长的危害浓度很高，多数作物吸收Pb的能力较弱，但仍可以通过食物链作用危害人体健康。Pb的毒性较Cu、Zn大，但其在土壤和植物体内迁移性较差，Pb在土壤中易被固定，进入植物体后易淀积在根部，而转移到植株其他部位的量是有限的。

Hg：Hg主要危害人体神经系统，使脑部受损，造成Hg中毒脑症引起的四肢麻痹、运动失调、视野变窄、听力困难等症状，重者心力衰竭而死亡。中毒较重者会出现口腔病变、恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状，皮肤黏膜及泌尿、生殖等系统也会遭受损害。在微生物作用下，甲基化后毒性更大。

As：As为类金属剧毒元素，其化合物均有毒性，对人体的肺、肾、神经都有危害。As在农业方面用途广泛，主要用作毒鼠剂、除草剂、杀菌剂等。土壤环境中As的循环主要包括：大气As沉降，火山海洋地质活动及微生物对As的气化向大气释放As，植物对As的同化和回归，雨水淋洗，矿物风化，工农业释放。As的价态主要有三价和五价，在淹水条件下，五价As化合物易还原成三价As化合物，后者的毒性比前者大，且易为植物所吸收，环境中As的毒性，除了生物本身对其吸收的遗传特性外，主要取决于它的含量及有效性，包括土壤中As的形态。

Cr：Cr是动物和人体的必需元素之一，在土壤环境中Cr一般分为三价和六价两种形态。Cr的毒性主要是由六价Cr引起的，主要是对皮肤、黏膜、消化道有刺激和腐蚀性，致使皮肤充血、糜烂、溃疡、鼻穿孔、患皮肤癌。Cr可在肝、肾、肺积聚。

Ni：Ni是某些作物的必需元素，是脲酶的组成成分，也是温血动物必需的微量元素。但Ni也是重要的环境污染物，对动植物具有毒性，某些报告认为Ni具有致癌性。在自然土壤中，Ni主要存在于土壤矿物晶格中，非常稳定。

Cu：Cu是动植物和人体必需的微量元素，过多或过少都会影响动植物和人体的正常生长发育，土壤中的Cu大部分与土壤结合较牢固，只有小部分可被植物根系摄取。土壤Cu污染主要是铜冶炼厂、铜矿开采及镀铜工业的“三废”排放。此外，过量施用铜肥和含铜农药，也是造成土壤Cu污染的重要原因。当土壤Cu含量，特别是土壤可给态铜超过一定限量（100～200mg/kg）时，即可引起土壤Cu污染，致使作物生长发育受到严重影响，并可通过食物链输入人体，产生危害。

Zn：Zn是动植物和人体必不可少的元素，但过多或过少都会影响动植物和人体的正常生长发育，土壤对Zn的吸附和固定是控制土壤溶液中Zn的浓度和提高植物有效性的重要因素。土壤中的Zn大部分是以结合状态存在的，一般不易被植物吸收，植物主要吸收水溶性、可交换性或部分酸溶性的Zn。土壤中Zn的迁移性与土壤pH有关，Zn在酸性土壤中较易发生迁移或被植物吸收。

（2）土壤累积指标　土壤累积指标主要包括土壤重金属单项累积指数和土壤重金属综合累积指数。这两者是土壤重金属全量的累积指数。

土壤重金属单项累积指数：

式（2-1）中，Pi为耕地土壤中重金属i的单项累积指数；Ci为耕地土壤中重金属i的实测浓度，mg/kg；Si为耕地土壤中重金属i的累积性评价指标值，mg/kg。

比较单一重金属累积程度可使用单项累积指数法，重金属单项累积指数等级划分按表2-4进行。

表2-4　土壤重金属单项累积指数等级划分标准

土壤重金属综合累积指数：综合累积指数是在单项累积评价的基础上，运用内梅罗法求得。

式（2-2）中，P综合为土壤重金属综合累积指数；Pmax为土壤重金属中单项累积指数最大值；Pave为土壤重金属中各单项累积指数的平均值。

比较多种重金属综合累积程度可使用综合累积指数法，重金属综合累积指数等级划分按表2-5进行。

表2-5　土壤重金属综合累积指数等级划分标准

注：当综合累积指数与单项累积指数划定等级不一致时，以划定等级低的为准。

（3）土壤适宜性指标　土壤适宜性指标主要指土壤适宜性评价指数。

土壤适宜性评价指数：用于种植农作物土壤中重金属有效态测定值与同一种类型土壤环境质量适宜性评价指标值比较，反映产地土壤环境质量对种植作物的适宜程度。农作物对产地土壤环境质量适宜性评价采用单项污染指数法。

式（2-3）中，Pijk适宜为土壤中重金属i、农作物种类j、土壤类型k时的适宜性评价指数；Ci有效为土壤中重金属i有效态的实测值，mg/kg；Sijk有效为土壤中重金属i、农作物种类j、土壤类型k时适宜性评价指标值。

2.4.3.2　产地灌溉水质指标

产地灌溉水质指标包括灌溉水类型指标和灌溉水质指标。

（1）灌溉水类型指标

地下水灌溉：指以地下水作为主要灌溉水源的灌溉方式。埋藏在地面以下的地层（如沙砾石、沙砾土及岩层）裂隙、孔洞等空隙中的重力水，一般称为地下水。

地表清洁水灌溉：指以地表水作为主要灌溉水源且地表水水质达到农灌水质要求的灌溉方式。地表水指储存于陆地表面的各种水体，如江、河、湖、沼泽、冰川、积雪等。(www.xing528.com)

地表污水灌溉：指以地表水作为主要灌溉水源且地表水水质超过农灌水质要求的灌溉方式。

降水灌溉：指主要依靠大气降水作为灌溉水源的方式。

再生水灌溉：指以城镇再生水作为主要灌溉水源的灌溉方式。再生水指工业废水与生活污水进入城市污水处理厂经二级或二级以上处理后排放的水的总称。

（2）灌溉水质指标

pH：适宜农作物生长的pH为6.0～7.5。当灌溉水的pH＜5.5时，土壤中硝化细菌的硝化作用减弱，氮肥得不到充分释放，磷酸盐的肥效降低，钙镁等盐易遭淋失。同时，在偏酸性的条件下，土壤中的重金属毒物可溶性提高，易被蔬菜吸收致害。长期灌溉pH＞8.5的水，氮肥易被氨化，对作物根系有抑制作用。美国回用水水质标准规定农灌pH为6.0～9.0、联合国粮食及农业组织（FAO）灌溉水质标准要求pH为6.5～8.4、日本农业用水要求pH为6.0～8.5。中国地表水环境质量Ⅴ类标准（适于农业）pH为6.0～9.0，中国农田灌溉水质标准为5.5～8.5。薛继澄等研究发现，保护地栽培条件下容易使土壤产生次生盐渍化，酸性和生理酸性肥料[KCl、NH4Cl、（NH4）2SO4、Ca（H2PO4）2等]的施用可以降低土壤pH，促进土壤Mn的释放，对酸性土壤可能造成植物Mn中毒。

总Hg：南澳大利亚州规定Hg的最大限值为0.002mg/L，美国规定为0.001mg/L。中国地表水环境质量标准规定农业区为0.001mg/L，中国污水污染物排放农业区规定为0.001mg/L。根据实验，用含Hg 0.1mg/L的水灌溉，水稻糙米中Hg的残留为0.28 mg/kg，用含Hg 0.005mg/kg的水长期灌溉，可造成土壤中Hg的积累。

总As：FAO推荐灌溉水中As的最大限值为0.1mg/L，美国科罗拉多州、内华达州和新墨西哥州规定为0.1mg/L，美国得克萨斯州规定长期灌溉为0.1mg/L、短期灌溉为2.0mg/L，加拿大规定为0.1mg/L，欧洲环保局规定为0.1mg/L，南澳大利亚州规定为0.1mg/L。中国城镇污水处理厂出水标准为0.1mg/L，污水综合排放标准规定为0.1mg/L，地表水环境质量标准规定农业区为0.1mg/L，地下水质量标准规定农业区为0.1mg/L，农田灌溉水质标准规定旱作灌溉为0.1mg/L，水作和蔬菜灌溉为0.05mg/L。

Cd：FAO推荐灌溉水中Cd的最大限值为0.01mg/L，美国灌溉水标准规定长期灌溉为0.01mg/L、短期灌溉为0.05mg/L，加拿大规定为0.005mg/L，欧洲环保局规定为0.01mg/L，南澳大利亚州规定为0.01mg/L，日本规定为0.001～0.01mg/L。中国污染物排放到农业区规定为0.01mg/L，地表水环境质量标准规定农业区为0.01mg/L，地下水质量规定农业用水为0.01mg/L，农田灌溉水质标准规定为0.01mg/L。

Cr（六价）：FAO推荐灌溉水中Cr的最大限值为0.1mg/L，美国科罗拉多州规定Cr为0.1mg/L，加拿大规定Cr6＋为0.1mg/L，欧洲环保局规定Cr为0.1mg/L，南澳大利亚州规定Cr为0.1mg/L。中国污水综合排放标准规定Cr6＋为0.5mg/L，污水处理厂出水标准Cr6＋为0.05mg/L、Cr为0.1mg/L，地表水环境质量农业区规定Cr6＋为0.1mg/L，农田灌溉水质规定Cr6＋为0.1mg/L。

Pb：FAO推荐灌溉水中Pb的最大限值为5.0mg/L，美国内华达州和新墨西哥州规定为5.0mg/L，加拿大规定为0.2mg/L，南澳大利亚州规定为0.2mg/L。中国污水处理厂出水标准规定Pb为0.1mg/L，污水综合排放标准规定Pb为1.0mg/L，地表水环境质量标准规定农业区Pb为0.1mg/L，地下水质量标准规定农业区Pb为0.1mg/L，农田灌溉水质标准规定Pb为0.2mg/L。

生物需氧量（BOD）：BOD指在一定条件下，微生物分解存在于水中的可生化降解有机物所进行的生物化学反应过程中所消耗的溶解氧的数量。生物需氧量常用5d内好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的溶解氧的数量来表示，称之为BOD5。BOD是表示水中有机污染物含量的一个综合指标，水中含有过多的有机物易引起喷头的堵塞和磨损，还会导致土壤渗透能力变差，高浓度时会抑制光合作用和酶的活性，影响作物细胞膜的功能，干涉作物对水分的吸收，导致作物生长受阻。对于BOD5的规定世界各国均不相同，美国回用于农作物的水质控制指标要求BOD5＜30mg/L；加拿大不列颠哥伦比亚省回用水标准规定灌溉需经加工的蔬菜要求BOD5＜45mg/L，可生食的农产品BOD5＜10mg/L；以色列污水灌溉标准规定用于棉花、谷物、干饲料、森林灌溉的BOD5＜60mg/L，用于青饲料、柑橘、香蕉、干果灌溉的BOD5＜45mg/L，非生食蔬菜灌溉的BOD5＜35mg/L，可生食蔬菜灌溉的BOD5＜15mg/L。中国污水排放标准规定排入农业用水区的污水要求BOD5＜60mg/L，污水处理厂污染物排放规定，处理后污水排入农业用水区要求BOD5为30～60mg/L，新修订的农田灌溉水质标准规定水作BOD5＜60mg/L、旱作BOD5＜100mg/L，非生食蔬菜灌溉的BOD5＜40mg/L，可生食蔬菜灌溉的BOD5＜15mg/L。

化学需氧量（COD）：COD指在一定条件下用一定的氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，是指示水体被还原性物质污染的主要指标。而采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量，则称之为重铬酸盐指数（CODCr）。灌溉水中COD的含量也会直接影响到农作物的生长与结实，小麦的水培、土培及盆栽试验表明其株高、穗长、平均分蘖数均随COD的升高而下降，且COD浓度较高时，会造成小麦不同程度的减产。美国慢速土地处理系统CODCr控制值为300mg/L。日本提出水稻灌溉水质标准COD控制标准在8mg/L（KMnO4法）。中国新修订的农灌水质标准规定水作＜150mg/L，旱作＜200mg/L，蔬菜（加工、烹调及去皮蔬菜）＜100mg/L；中国污水综合排放标准规定，排入农业用水区要求CODCr＜150mg/L；中国污水处理厂污染物排放规定，经处理后的污水排入农业用水区要求CODCr为100～120mg/L。

悬浮物（SS）：SS指水体中颗粒物直径为0.45～100μm的固体，主要包括有机质和矿物质两大类。美国回用水用于不需商业加工的农作物要求SS＜30mg/L；日本农业用水环境质量规定河流水SS＜100 mg/L；加拿大不列颠哥伦比亚省内回用水标准要求用于加工的农作物SS＜30mg/L；突尼斯用于谷类作物、工业作物、饲料作物及树木的回用水SS＜30mg/L；科威特用于生食作物回用水SS＜10mg/L；以色列污水灌溉标准，用于棉花、谷物要求SS＜50mg/L，用于非生食蔬菜要求SS＜30mg/L。中国污水综合排放标准规定排入农业用水区的污水要求SS＜200mg/L，城镇污水处理污染物排放标准规定，经过处理的城市污水排入农业用水区的要求SS为30～50mg/L。

溶解性总固体（TDS）：TDS是溶解在水里的无机盐和有机物的总称，其主要成分有钙离子、镁离子、钠离子、钾离子和碳酸离子、碳酸氢离子、氯离子、硫酸离子和硝酸离子，水中的TDS主要来源于自然界、下水道、城市、农业污水及工业废水。美国灌溉水质指南要求灌溉农业的TDS＜1 000mg/L；约旦回用水质标准规定灌溉食用蔬菜的TDS＜2 000mg/L；印度灌溉标准要求TDS＜2 100mg/L；中国地下水质量标准规定用于农业的TDS＜2 000mg/L。

溶解氧（DO）：溶解氧一般指水体与大气交换或经化学、生物化学反应后溶解于水中的氧。灌溉水中缺氧时，易使土壤处于还原状态产生有机酸和硫化氢，抑制作物根系对氧气的吸收，造成作物减产或农产品质量下降。以色列污水灌溉标准规定，用于棉花、谷物、青饲料、非生食及可生食蔬菜要求DO＞0.5mg/L；马来西亚农业用水标准规定DO＞0.2mg/L；日本农业用水水质标准规定河水用于水稻的DO＞2mg/L；美国科罗拉多州农用水标准规定用于农作物的DO＞3mg/L；中国地表水环境质量标准规定农业用水区的DO＞2mg/L。

氯化物（以Cl－计）和游离余氯（Cl2）：氯化物在自然界中分布广泛，灌溉水中氯化物浓度过高，会引起土壤中氯化物含量的增加，从而使植物生长处于明显的抑制状态。英国在规定灌溉水中氯化物的浓度限值时，考虑了季节灌溉需水量和作物对氯化物的敏感程度，其允许浓度范围为50～900mg/L；美国为20 mg/L；日本的农业灌溉水质标准为250mg/L；中国地表水环境质量Ⅴ类标准（适于农业）定为250mg/L。综合上述考虑，确定城市再生水灌溉农田的氯化物含量纤维作物和旱地谷物＜350mg/L，水田谷物和露地蔬菜＜300 mg/L。

游离余氯：指水中以次氯酸和次氯酸盐形态存在的余氯。约旦回用水标准规定灌溉蔬菜，水中余氯含量＜0.5mg/L；科威特回用水标准规定灌溉饲料、林地及蔬菜，水中余氯含量＜1.0mg/L；美国回用水标准规定灌溉农作物、果园、造林水中余氯含量＜1.0mg/L；以色列污水灌溉标准规定灌溉落叶果树、熟食的蔬菜、绿化带、球场等，水中余氯含量＜1.5mg/L，灌溉任何农作物、生食蔬菜、公园和草地，要求水中余氯含量＜0.5mg/L。综合上述考虑，确定城市再生水灌溉农田的纤维作物、旱地谷物和油料作物余氯＜1.5mg/L；灌溉水田谷物和露地蔬菜余氯＜1.0mg/L。

硫化物：城市生活污水通常含有硫化物，包括溶解性的、存在于悬浮物中的可溶性硫化物、可溶性金属硫化物，以及未电离的有机、无机类硫化物。灌溉水中含有硫化物会使土壤有臭味，试验结果显示，灌溉水中硫化物浓度达到5 mg/L时，就会对土壤和地下水造成污染，中国地表水环境质量Ⅴ类标准（适于农业）规定硫化物含量＜1.0mg/L。

石油类：灌溉水中的石油类指各种碳氢化合物烃类的混合物，长期灌溉含石油类的污水，可能导致土壤不同程度的矿物油积累，尤其是具有强致癌性毒物的苯并[α]芘，极易随灌溉水进入田间而导致土壤污染。日本农业用水标准规定，在灌溉水中不能出现油膜。中国污水处理厂污染物排放标准规定，再生水排放到农业区石油类＜5mg/L；中国污水综合排放标准规定，排放到农业区的石油类应＜10mg/L；中国地表水环境质量标准规定农业用水区的石油类＜1.0mg/L。

挥发酚：环境中的酚污染物主要来自炼油、煤气洗涤、炼焦、造纸、合成氨、木材防腐和化工等工业企业排放的含酚废水，以及农药和有机物的分解。酚类为原生质毒，对生物体有较大危害。灌溉水中的酚在高浓度时（50～1 000mg/L）可影响作物的正常生长，导致产量下降，甚至造成作物死亡。日本农灌水质标准为0.9mg/L；中国《地表水环境质量标准》Ⅴ类（适于农业）定为0.1mg/L，《农田灌溉水质标准》定为1.0mg/L。

阴离子表面活性剂（LAS）：城市生活污水中含有较多的LAS，试验表明农田灌溉水中LAS的含量对农作物的生长和发育能产生明显的影响。农田灌溉的LAS标准，各国规定不一。日本规定为5.0mg/L。中国污水处理厂污染物排放标准规定，再生水排放到农业区的LAS含量应为2.0～5.0mg/L；中国污水综合排放标准规定，排入农业区的LAS应＜10mg/L；中国地表水环境质量标准规定农业区的LAS应＜0.3mg/L。

粪大肠菌群数：粪大肠菌群是一群需氧及兼性厌氧的，在44.5℃生长时能使乳糖发酵，在24h内产酸产气的革兰氏阴性无芽孢杆菌。目前，粪大肠菌群被认为是反映水体受粪便污染的最实用的指示菌，作为水质指示细菌也有很长历史。FAO规定：可生食作物、运动场、公园每100mL灌溉水中大肠杆菌≤1 000个；以色列用于污水灌溉的大肠杆菌每100mL灌溉水中应＜1 000个；美国农灌水质标准规定粪大肠菌群限量指标每100mL农灌水为4 000个（月平均值）；加拿大不列颠哥伦比亚省回用水允许标准规定，可生吃的农产品、种子作物每100mL灌溉水中＜2.2个；塞浦路斯污水灌溉水质标准规定，食用作物的每100mL灌溉水＜200个。中国地表水环境质量Ⅴ类标准（适于农业）为每100mL地表水中4 000个；农田灌溉水质标准中把蔬菜产地灌溉水中粪大肠菌群的浓度限值分为两类：对于加工、烹调及去皮类蔬菜定为每100mL 2 000个，把生食类蔬菜定为每100mL 1 000个。综合国内外标准，确定再生水灌溉农田中粪大肠菌群数，纤维作物、旱地谷物和水田谷物＜4万个/L，露地蔬菜＜2万个/L。

蛔虫卵数：生活污水中含有寄生虫病原体，特别是肠道蠕虫的虫卵，蛔虫卵在环境中的耐受力和存活力最强，一般以测定蛔虫卵作为代表性指标。FAO规定可生食作物和谷类作物的灌溉水中肠线虫≤1个/L；塞浦路斯污灌水质标准规定，人食用作物和饲料作物的灌溉水中肠线虫为0个/L；中国农田灌溉水质标准规定，水作、旱作和熟食蔬菜的灌溉水中蛔虫卵＜2个/L，生食蔬菜＜1个/L；确定再生水灌溉农田水蛔虫卵的含量，纤维作物、水旱田谷物及蔬菜＜2个/L。

2.4.3.3　产地环境空气指标

产地环境空气指标主要包括总悬浮颗粒物、铅和氟化物。

总悬浮颗粒物（TSP）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。

铅：指存在于总悬浮颗粒物中的铅及其化合物。

氟化物（以F计）：以气态及颗粒态形式存在的无机氟化物。