农产品产地环境安全评估与风险防控的方法概述

农产品产地环境质量评价的最终终点还是要看其对人体健康是否造成危害，因此将土壤污染与人体健康建立起关联，以人体健康受到影响的程度来评价土壤环境质量状况就成为国外发达国家如美国、英国及日本等的首选评估方法。这一思想体系首先发源于20世纪70年代的美国，美国国家环境保护局及美国国家科学院进行了大量的研究工作，取得了丰硕的成果，形成一系列指导性文件、方案及技术指南，如超级基金人体健康风险评价导则，癌症风险评价向导，形成了完善的风险评估信息系统。同时，其风险评价中提出的某些方法也在各国得到公认。如美国国家研究委员会出版的风险评估在《联邦政府的风险评估：管理过程》一书中概括了风险评估的4个步骤分别为：危害识别、剂量响应、暴露评价、风险描述，在1993年后国际化学品安全规划署召开的多次会议中最终将其列为风险评估国际基本框架。

土壤污染的风险评价综合了化学评价、生态毒理学评价的长处，综合考虑了土地利用情况、人群对土壤的接触情况、各种评价场址的特点，采用4个步骤（即危害鉴别、剂量—效应关系评价、暴露评价和风险表征）评价土壤环境质量的好坏，评价污染土壤对人体健康的影响，其评价结果简单明了，真实可靠，更能反映现实情况，土壤污染风险评价技术已成为当前各国研究及应用最广的土壤污染评价方法。

土壤污染对人体健康危害的风险评估常根据污染物对人体的危害性进行一定的类别划分，如致癌风险、致畸风险等。

在风险评估4个过程中，作为风险评估用户，其发力的重点也应根据风险评估的目的有所不同。如对于已知危害的污染物，想了解在某种污染水平、某种管理模式或种植某种农作物及某种人群消费习惯对人体健康的危害性时，其研究的重点应放在剂量—效应关系评价及暴露评价两个方面。而对于污染物如何危害农产品质量安全相关的风险评估其重点应放在剂量—效应关系研究中，当然，风险评估的四大步骤也可以进一步细分。如污染物如何危害农产品质量安全相关的风险评估，其具体步骤又可分为现场调研明晰问题、工作组织取样验证及室内模拟验证、分析研判、综合会商及报告编制等5个步骤。

对于非致癌性污染物风险评估，常用食用暴露剂量（CDI）与参考剂量值（RfD）的比值来表征风险大小。如果风险商值小于1，则表示风险可以接受或无风险；如果商值大于等于1，则表示存在风险。风险商值越高，其风险危害性越大。

通过饮食途径人体单位体重的日均暴露剂量的计算公式为：

式（3-60）中，CDI为污染物通过饮食途径的人体单位体重的日平均暴露量，mg/（kg·d）；CS为土壤中重金属的浓度，mg/kg，由监测数据获得；Ab为重金属污染物从土壤到农作物中的转换系数，即吸收系数（Ab＝农作物重金属含量/土壤重金属含量）；IRi为人体对某种作物的饮食途径的日平均暴露量，kg/d；EF为暴露频率，d/年，缺省值为350d；ED为暴露持续时间，年，缺省值70年；BW为平均体重，kg，取值为（60.1±10.9）kg；AT为平均寿命，d，取值为76.72d。

土壤污染对人体健康危害风险商值（HQ）计算公式为：(www.xing528.com)

RfD为USEPA制定的参考剂量值。除RfD外，另一种是由FAO、世界卫生组织等国际组织制定的最大每日允许摄入量（PMTDI）值也是污染物可参考的毒性值。两者都以体重计，单位为mg/（kg·d）。重金属健康风险评价基准值如表3-13所示。

表3-13　化学污染物长期暴露的健康风险评价基准值

产地污染物致癌风险评估中估算致癌风险计算方法为每日经口摄入的农产品（在风险评估产地种植）所含污染物量与致癌斜率因子的积。一般认为，当人群终身患癌超额危险度为10－6～10－4时，致癌物的浓度或剂量为可接受水平；当终身患癌超额危险度低于10－6时，危险管理必要性不大；当终身患癌超额危险度大于10－4时，认为该致癌物的浓度或剂量是不可接受的，必须采取必要的风险管理措施。研究表明，在常见的8项重金属中，Cd、无机As及六价Cr经食物摄入有致癌风险，其风险斜率因子分别为0.38、1.5、0.5（陈建信等，2018）。

为评价土壤重金属污染的危害性，降低评价工作的复杂程度，通常需对暴露场景做一些简单性假设。主要为：①假设风险评估区农民食用的农产品（包括蔬菜、水果、粮食等）全部来自区域内，无外界输入。②只考虑土壤-植物-人体这一种风险暴露途径，至于其他途径如皮肤接触、土壤吸入、土壤经口摄入等途径不再考虑。其原因是其他途径相关数据较难获取，USEPA还总结提出了污染物迁移而发生人类接触的14条基本途径。只有污染物—土壤-植物-人类的迁移途径具有最普遍和最大量接触的意义。世界卫生组织在编制“饮用水质标准”时，大多数污染物的摄取分数在20％以下，而餐桌食物摄取的污染物接触比饮用水普遍，一般估计占50％以上。③评估选择的农作物为当地主要品种农作物及当地居民主粮，以降低其他因素造成数据的不确定性。

根据式（3-60）及式（3-61），产地污染风险评价其核心工作是确定式中的关键参数：土壤中重金属的浓度CS、重金属污染物从土壤到农作物中的转换系数Ab以及人群的膳食结构数据IRi。这就涉及数据代表性问题，以土壤重金属浓度CS为例，由于风险评价的地块有大有小，更有可能是区域性质的，重金属本身又存在明显的变异性，哪种数据才能真正代表风险评估地块或风险评估区域的重金属含量水平呢，这就需要解决数据代表性问题，而数据的代表性是风险评估不确定性的重要来源。其他不确定性来源有模型不确定性（如模型简化处理）及描述推断的不确定性等，这与风险评估资料的完整性、暴露途径及潜在非特定的暴露群体或暴露单元的不确定性有关。

农产品产地质量安全风险评价有简有繁，并不是所有评价工作越复杂越好，所用模型越高级越好，数据量越多越好，往往是采用简单的数据再加上在筛选输入变量中对可变性的探究，就能得到非常有效的信息。只有当简单的数据如采用土壤重金属平均含量代表区域重金属污染情况，采用一个吸收系数代表某类作物对某种重金属的富集能力，采用平均值代表人群对农产品的摄入水平等无法真正表征区域的复杂特性时，才需进一步考虑采用更加复杂的方法，如对评估区域进一步划分、对农作物类型进一步归类、对人群膳食数据进一步细化等。风险评估的层次性也在此表现出来。当简单的数据依然无法满足现实需求，则需考虑进一步加大数据采集量，考虑更加复杂的模型及更加深入的数据分析方法。如采用地质统计学方法分析数据的空间分布，采用蒙特卡罗方法模拟数据的概率统计特征等。风险评价3个层次示意图如图3-14所示。

图3-14　风险评价层次示意图