编制说明-《重金属污染稻田土壤安全利用技术指南》

广东省地方标准

重金属污染稻田土壤安全利用技术指南

编制说明

广东省科学院生态环境与土壤研究所

2021年1月

目录

一、项目来源

二、项目背景、目的与意义

（一）项目背景

（二）目的与意义

三、标准编制原则

（一）科学性

（二）可行性

（三）环境友好

四、标准编制过程与内容

（一）编制过程

（二）内容

五、标准关键技术问题及制定依据

（一）标准编制的难点与创新点

（二）重金属污染钝化技术的选择依据

（三）水肥管理调控重金属活性技术的选择依据

（四）水稻重金属吸收生理阻隔技术的选择依据

（五）碑、汞甲基化调控技术的选择说明

（六）不同重金属安全利用技术原则说明

六、本标准实施的建议

《重金属污染稻田土壤安全利用技术指南》

编制说明

一、项目来源

为开展稻田土壤重金属污染治理工作，全面保障我国稻米产地质量安

全和耕地资源可持续利用，根据《广东省质监局关于批准下达2016年省

地方标准制修订计划项目（第一批）的通知》（粤质监标函〔2016〕666号）

的要求，由广东省科学院生态环境与土壤研究所和广州市标准化研究院共

同承担该标准编制任务。

二、项目背景、目的与意义

（一）项目背景

2016年5月国务院印发《土壤污染防治行动计划》，明确了“十三五”

期间土壤污染防治工作的重点方向和目标任务；其中耕地土壤重金属污染

治理是其核心任务。2016年12月，广东省人民政府颁布《广东省土壤污

染防治行动计划实施方案》（粤府[2016]145号）；中共广东省省委办公厅

与广东省人民政府办公厅共同颁布《广东省打好污染防治攻坚战三年行动

计划（2018—2020年）》（粤办发〔2018〕年号）;农业农村部办公厅印发了

《轻中度污染耕地安全利用与治理修复推荐技术名录（2019年版）》；2019

年11月，广东省农业农对厅与生态环境厅共同颁布《广东省受污染耕地

安全利用总体方案》（粤农农[2019]440号）与《广东省受污染耕地类别划分

工作方案》（粤农农[2019]442号）。然而，我国耕地重金属污染治理尚处于

起步阶段，广东省稻田土壤重金属污染治理的地方标准尚属空白，缺乏关

于重金属污染稻田土壤安全利用技术指南的技术指导。

因此，经过协调广东省农业农村厅、广东省以境保护厅、广东省科学

院等有关部门，在国家十三五重大研发计划项目“农田重金属污染阻隔和

钝化技术与材料研发”的支持下，2017年9月，广东省市场监督管理局批

准了广东省科学院生态环境与土壤研究所承担《中轻度重金属污染耕地安

全利用效果评价技术导则》等12项广东省地方标准的编制。原计划完成

时间为2018年1月。经过2020年初的沟通，将标准名称调整为《中轻

度舛、锌、汞污染稻田安全利用技术指南》。

（二）目的与意义

安全利用具有低成本、高效率、环境友好的特点，是实现我国区域性

稻田土壤重金属治理的首选策略。然而，大面积的污染稻田安全利用，国

际上没有先例，我国也处于技术探索阶段，技术难度大。稻米重金属超标

率较高的镉、碑、铅、汞、格重金属元素的地球化学行为具有各自的独特

性。通过本标准的实施可以：（1）为评判一定区域内农田土壤面临的重金

属污染的生态风险与健康风险和可能带来的农产品安全影响提供技术支

撑；（2）为确定一定区域内稻田重金属污染风险消减和控制的优先等级划

分，以及推荐合适的污染修复治理技术提供技术支撑；（3）对稻田土壤污

染修复治理和治理后效果评价进行规范。因此，编制本技术规范是十分必

要的，可为生态环境、农业农村、自然资源等领域的行政与技术管理，以

及土，襄环保行业提供技术支持。

三、标准编制原则

（一）科学性

本指南主要针对广东省稻田土壤镉、冲、错、汞、格等重金属污染状

况以及广东省土壤及其她球化学特征进行编制的。其目的是围绕实现重金

属污染稻米重金属含量达标或者污染风险得到有效控制。

（二）可行性

本指南主要是区域性稻田重金属污染治理实践提供技术指导，使用对

象主要为广东省环境保护行业、农业农村行业的技术部门、管理部门、相

关企事业单位。制定的重金属污染稻田土壤安全利用技术方案要合理可行,

要在前期工作基础上，针对稻田重金属污染状况，合理选择安全利用技术，

因地制宜制定技术方案，使安全利用过程切实可行、目标可达。

（三）环境友好

制定的重金属污染稻田土壤安全利用技术指南对土壤无明显破坏性、

不明显降低技术实施后稻米产量和品质（产量降低幅度小于5%）；确保技术

实施安全，既要防止安全利用实施工程对施工人员、农业生产人员、周边

人群产生危害，也要预防可能带来的次生环境风险。

四、标准编制过程与内容

（一）编制过程

本标准立项获批后，广东省科学院生态环境与土壤研究所联合了农业

农村部农业生态与资源保护总站、佛山市铁人环保科技有限公司、广州市

标准化研究院，于2017年10月成立了系列标准起草小组。

根据《中华人民共和国标准化法》、《广东省地方标准管理办法》等的

要求，按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结

构和起草规则》的规定，参考相关国家和行业标准并结合实际情况制定了

该标准。

各阶段甚本工作情况如下：

（1）2017年10月，在前期文献查阅和初步调研的基础上，起草小组

进行了技术论证和技术内容探讨，确定了本标准的制定原则、制定计划、

基本框架和基本内容，编制初稿。

(2)2017年11月，起草小组按照GB/T1.1的要求，对规范进行整

理和修改，并形成规范的征求意见稿。

(3)征求意见稿出台前，2014年启动的农业部、财政部联合实施湖

南重金属污染耕地修复及农作物种植结构调整试点(以下简称湖南试点)，

进行了272万亩的安全利用技术模式探索。2019年至今，已应用于国家重

金属污染治理韶关先行区的5万亩重金属污染耕地治理方案编制的实践工

作，取得了良好效果。

(4)2018年1月，广东省技术质量监督局组织专家在广州市召开了

论证会，中科院南京土壤所、农业部农业技术推广中心、中国农科院、华

南理工大学、华南农业大学等单位专家对征求意见稿)进行了论证，认为

标准文本总体已比较成熟，建议向相关行业和单位进一步征求意见，按程

序报批。

(5)2018年12月，组织了华南理工大学、南京农业大学、湖南省农

业科学院、中科院城市环境研究所、中科院亚热带农业生态研究所、中国

农业科学院农业资源与农业区划研究所等单位专家，研讨标准文本如何加

强与土壤污染防治法的结合。

(6)2019年12月，组织了华南农业大学、中国农业科学院农业资源

与农业区划研究所、广东省农业科学院、华中农业大学、广西大学、广东

省农业环境与能源总站的专家，研讨标准文本如何与稻田土壤重金属污染

防治的实际工作紧密结合，加强文本的可操作性与技术指导意义。

(7)2020年2月，本标准编制工作得到广东省重点领域研发计划项

目“重金属污染农田安全利用关键技术及应用“支挂，经过反复沟通，将标

准名称调整为《中轻度脚、锌、汞污染稻田安全利用技术指南》。

(8)2020年12月，向社会各界进行公开征求意见。根据征求意见反

馈情况，发出征求意见稿的单位16个，收到回函的单位16个，其中回函

并提出意见的单位16个；提出意见共计129条，其中采纳和部分采纳113

条，不采纳16条。采纳的意见已在标准中进行了相应修改，不采纳的意

见已注明理由并与提出意见单位进行了沟通且达成一致，不存在重大分歧

意见和争议。

(9)编写组根据征求意见、专家讨论意见和实际情况与国家有关政

策，进行了进一步的修改与完善，并整理形成标准送审稿，按规定程序报

省市场监管局标准化处组织专家审定。

(10)2021年1月，受广东省市场监督管理局委托，广东省标准化研

究院在广州主持召开了标准审定会。专家组听取了起草单位关于标准起草

过程及技术要点的介绍，对标准文本及相关资料进行了审查及质询，一致

同意该标准通过审定，并建议将原立项标准名称修改为《重金属污染稻田

土壤安全利用技术指南》，形成了审定意见。编制组根据专家组提出的审

定意见进行了修改并最终形成了报批稿。

(二)内容

本文件从多个方面规定了《重金属污染稻田土壤安全利用技术指南》

的内容和要求。

1、范围

本文件规定了重金属污染稻田土壤安全利用的技术实施流程、目标确

定、技术选择原则、污染稻田土壤安全利用技术、技术方案编制、工程实

施与过程管理和效果评估的要求。

本文件适用于重金属污染稻田土壤安全利用筛选与实施，涉及的重金

属元素包括镉、铅、汞、格，以及类金属碑，不适用于放射性重金属污染

稻田的安全利用。

2.规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的

条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注

日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB5084农田灌溉水质标准

GB15618土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）

NY/T3443石灰质改良酸化土壤技术规范

DB44/T2263.1耕地土壤重金属污染风险管控与修复总则

DB44/T2263.2耕地土壤重金属污染风险管控与修复风险评价

DB44/T2263.3耕地土壤重金属污染风险管控与修复安全利用技

术

DB44/T2264稻田土壤镉、硅污染生理阻隔技术规范

DB44/TXXX耕地土壤重金属污染钝化调理技术指南

3、术语和定义

对本标准条款中用到的专业术语进行定义。

4、技术实施流程

规定重金属污染稻田土壤安全利用技术的工作程序。

5、安全利用目标确定

规定收集基础资料，确认稻田污染特征、水稻品种、重金属累积特性

和安全利用区域边界等，提出目标区域的安全利用率合理目标值。具体工

作流程宜参考DB44/T2263.3o

6、安全利用技术选择原则

规定不同风险等级的稻田上壤区域的安全利用技术的选择，技术组合

的原则。

7、镉污染稻田安全利用技术

规定了安全利用类镉污染稻田四个风险等级，即Ih、％、Ilh、IIL

以及复合污染的安全利用技术。

8、铅污染稻田安全利用技术

规定了安全利用类铅污染稻田四个风险等级，即Hi、IL、HL、HL

以及复合污染的安全利用技术。

9、汞污染稻田安全利用技术

规定了安全利用类汞污染稻田四个风险等级，即Hi、lb、uh、in?

以及复合污染的安全利用技术。

10、碑污染稻田安全利用技术

规定了安全利用类碑污染稻田四个风险等级，即Hi、lb、iih、lib

以及复合污染的安全利用技术。

“、格污染稻田安全利用技术

规定了安全利用类铭污染稻田四个风险等级，即n1、IL、in1、1%

以及复合污染的安全利用技术。

12、安全利用技术方案编制

规定安全利用技术方案的编制要求。

13、工程实施过程管理

规定工程实施过程管理的要求。

14、安全利用效果评估

规定了安全利用效果评估要求。

15、编制总结报告

规定了安全利用总结报告的编制要求。

五、标准关键技术问题及制定依据

（一）标准编制的难点与创新点

本标准的主要技术难点是：如何确定不同重金属污染类型稻田土壤的

安全利用的内涵。本标准规定的安全利用技术内涵是指安全利用类重金属

污染稻田在不影响稻米种植、生产的前提下，通过土壤重金属钝化调理、

水稻生理阻隔、农艺措施调控、低积累品种替代舛植等技术措施实施后，

生产的稻米重金属含量低于《食品安全国家标准食物中污染物限量》（GB

2762）规定限值；或者在区域上稻米达标率达到设定目标值。本标准所规

定的治理措施不包括改变食用类作物种植结构的措施，如改种花卉林木、

退耕还林还草等。针对重度污染稻田土壤，具体技术细节请参考《重金属

重度污染耕地风险管控与治理修复技术指南》。

本标准的主要创新点：针对镉、碑、铅、汞、珞五种重（类）金属元

素及其不同污染风险等级，分别规范了具有针对性的安全利用策略选择。

本标准主要适合稻田土康的安全利用。

（二）重金属土壤钝化技术的选择依据

化学钝化修复是向土壤中添加钝化剂，通过吸附、沉淀、络合、离子

交换和氧化还原等一系列反应降低重金属污染物的移动性与生物可利用

性。针对镉、铅、汞等主要以阳离子态存在，稻田土壤体系尤其酸性土康

易导致这些重金属离子的移动性提高。因此，一方面，基于金属氧化物的

溶度积的相关参数（表D.1）,通过施加石灰质提高土壤pH,可以促进这些

重金属水解、沉淀；另一方面，大分子腐殖质（如腐殖酸钾）、生物质炭

表面含有丰富的羟基、猴基等阴离子官能团，具有很强的表面配位作用。

如镐与泥炭的表面配位的稳定常数lgK=4.6,汞则达到了18.3o

表D.1金属氧化物的溶度积

氢氧化物KsppKsp氢氧化物KsppKsp

1.6x10-83.2x10-38

Ag(OH)7.8()Fe(OH)337.50

5.0x10-3

Ba(OH)22.3Mg(OH)21.8x10-1110.74

61.1x10-13

Ca(OH)25.5x1O-5.26Mn(OH)212.96

AI(0H)21.3x1O-3332.9Hg(0H)24.8x1O-2625.32

2.2xl(yi415

Cd(OH)213.66Ni(0H)22.0x1O-14.70

I.6xl(yi51.2x10-15

CO(OH)214.80Pb(OH)214.93

Cr(OH)36.3x10-3130.2Th(OH)44.0x1O-4544.4

5.0x1020l.OxK)-40

CU(OH)219.30Ti(OH)340

l.OxlO157.1xl0"8

Fe(OH)215.0Zn(OH)217.15

反之，碑，六价络主要以阴离子或中性的形态存在，与镉等阳离子态

重金属性质相反，施用石灰质材料、提高土壤pH会导致土壤中碑的释放，

以及导致三价格的氧化、返黄。因此，针对碑，需要利用铁与碑很强的结

合能力，施用高活性的铁改性材料，促进碑的吸附与固定；针对六价格，

则需要通过降低土壤电位，例如施加零价铁等还原性材料，将六价格还原

为移动性较弱的三价格，从而更好地固定土壤中的格。

(三)水肥管理调控重金属活性技术的选择依据

淹水条件下，土壤体系处于还原电位较低的环境，可以达到-(200-300)

mVo而铁是稻田土壤中最为重要的氧化还原活性元素，在土壤物质循环

过程中具有独特的重要性。稻田铁循环是连接碳氮养分循环与镉/肿行为的

枢纽，可高效定向调控镉/硅活性、抑制稻米镉/钟积累。具体原理：(1)

铁还原等微生物作用下，氧化铁被还原为Fe(H),同时铁还原过程消耗

土壤H+,导致pH升高，促进Cd固定；(2)碑氧化微生物以硝酸盐为电

子受体，将As(III)氧化为As(V),同时硝酸笈等硝态氮肥还原产物亚

硝酸盐化学氧化亚铁为三价铁矿物，促进碑的固定；(3)吸附于氧化铁表

面的亚铁，可催化氧化铁晶相转变产生氧化能力较强的新鲜态三价铁，然

后化学氧化As(III)为As(V),从而促进碑的固定；(4)微生物作用

下，硝酸盐还原耦合Fe(I【)氧化生成氧化铁，吸附固定作物可利用态Cd

和As(V)：(5)水稻根际泌氧，与Fe(II)发生类Fenton反应，促进

根表铁膜形成，进而吸附固定作物可利用态As和Cd。

(四)水稻吸收重金属生理阻隔技术的选择依据

水稻生长发育过程中，特定的转运蛋白将硅、铁、锌、镒等必需元素

吸收转运至各个部位。水稻吸收转运必需元素的同时，镉、碎等重金属也

随之进入并向籽粒转运，其原因是这些非必需元素与必需/有益元素存在

一定相似性，共享转运蛋白或通道。具体营养元素的选择依据参考《稻田

土壤镉、舛污染生理阻隔技术规范》的编制说明。

（五）碑、汞甲基化调控技术的选择说明

稻田土壤碑、汞甲基化是一种典型的元素生物地球化学过程，具有不

同的毒理性质与环境风险。

针对碑来说，碑的甲基化能有效降低土壤碑被水稻植株吸收、降低土

壤硅的毒性。因此，提高土壤碑的甲基化程度将有利于降低水稻植株内稻

米对冲的富集、并降低坤的毒性。研究表明，较低的还原电位条件下，腐

殖质、秸秆可以有效促进土壤碑的甲基化程度，从而降低土壤碑的毒性，

以及水稻吸收无机碑。

针对汞来说，汞的甲基化导致汞毒性显著增加，也会导致稻米甲基汞

的含量增加。因此，抑制土壤汞的甲基化程度是调控的主要策略。相关研

究表明，土壤氧化电位降低、疏基官能团与腐殖酸的存在均是促进汞甲基

化的重要因子。因此，通过水分管理、添加氧化性钝化剂材料，提高土壤

还原电位，可有效降低稻田土壤汞甲基化风险。

（六）不同重金属安全利用技术原则说明

1.镉

针对镉污染稻田的安全利用，其技术原则主要以提高水稻土pH、有机

质，降低土壤镉移动性；生理阻隔和（或）筛选镉低积累水稻品种，降低

水稻吸收积累能力等为主。

2.铅

针对铅污染稻田的安全利用，其技术原则与镉相似，主要以提高水稻

土pH、有机质，降低土壤铅移动性；生理阻隔和（或）筛选铅低积累水稻

品种，降低水稻吸收积累能力等为主。

3.汞

针对汞污染稻田的安全利用，其技术原则主要以提高土壤pH,降低土

壤铅移动性；生理阻隔和（或）筛选汞低积累水稻品种，降低水稻吸收积

累能力；调控氧化还原电位，降低土壤汞甲基化风险等为主。

4.碑

针对硅污染稻田的安全利用，其技术原则主要以促叶氧化，降碱性土

壤pH,提高其固定能力；生理阻隔和（或）筛选冲低积累水稻品种，降低

水稻吸收积累能力：促肿甲基化，降低土壤与水稻无机碑比例等为主。

5.格

针对辂污染稻田的安全利用，其技术原则主要以促六价格还原、降碱

性土壤pH,降低土壤格返黄风险与移动性；生理阻