土壤背景值與環(huán)境容量

1、第三章 土壤背景值與環(huán)境容量主要內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 土壤背景值土壤背景值 第二節(jié)第二節(jié) 土壤背景值的調(diào)查方法土壤背景值的調(diào)查方法 第一節(jié) 土壤背景值 土壤背景值是指未受或少受人類活動(dòng)（特別是人為污染）影響的土壤環(huán)境本身的化學(xué)元素組成及其含量。 通過取樣調(diào)查的方法來找出真正的土壤元素背景值是非常困難的,要找到完全沒有受到任何人為污染的土壤則幾乎不太可能。 但從實(shí)際操作的角度考慮,只要通過合理的取樣布點(diǎn),采集避開人類活動(dòng)密集區(qū)域的土壤,則所取土壤的元素含量就可以代表其相應(yīng)的背景值。 土壤背景值的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義 一直以來都是國內(nèi)外環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的對象, 許多國家先后進(jìn)行了背景值的研究

2、工作。一、國外土壤環(huán)境背景值研究 從20世紀(jì)60年代起，美國地質(zhì)調(diào)查所為建立土壤中元素的基線值，開展了一系列的區(qū)域土壤背景值調(diào)查工作。 至今，美國完成了全國土壤背景值的調(diào)查研究 其它國家，也都開展了土壤背景值的調(diào)查。二、國內(nèi)土壤背景值研究 我國土壤環(huán)境背景值的研究始于20世紀(jì)70年代 在“七五”期間，研究了土壤背景值的區(qū)域分異性，并探討了在環(huán)境健康、環(huán)境評價(jià)和農(nóng)業(yè)利用等方面的應(yīng)用前景。 土壤背景值的研究涉及面廣、技術(shù)難度要求高，并需要多學(xué)科支撐。 土壤元素背景值是檢驗(yàn)過去和預(yù)測未來土壤環(huán)境演化的基礎(chǔ)性資料, 也是判斷土壤中化學(xué)物質(zhì)的行為與環(huán)境質(zhì)量的必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),第二節(jié) 土壤背景值的調(diào)查方法

3、一、土壤背景值調(diào)查布點(diǎn) 二、土樣的采集與室內(nèi)分析 三、數(shù)據(jù)處理 四、土壤背景值與環(huán)境質(zhì)量 五、土壤環(huán)境容量一、土壤背景值調(diào)查布點(diǎn) 1.前期準(zhǔn)備 2.布點(diǎn)方法 3.基礎(chǔ)樣品數(shù)量1.前期準(zhǔn)備 （1）組織準(zhǔn)備 （2）資料收集 （3）現(xiàn)場調(diào)查 （4）采樣器具準(zhǔn)備2.布點(diǎn)方法 采樣要遵循“隨機(jī)”和“等量”原則 （1）簡單隨機(jī) （2）分塊隨機(jī) （3）系統(tǒng)隨機(jī)3.基礎(chǔ)樣品數(shù)量 應(yīng)根據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)的基本保證和經(jīng)濟(jì)條件來綜合考慮采樣的數(shù)量，具體方式如下: （1）由均方差和絕對偏差計(jì)算樣品數(shù) （2）由變異系數(shù)和相對偏差計(jì)算樣品數(shù) 沒有歷史資料的地區(qū)、土壤變異程度不太大的地區(qū)，一般CV可用10%30%粗略估計(jì)，有效磷和

4、有效鉀變異系數(shù)CV可取50%。二、土樣的采集與室內(nèi)分析 1.樣品采集 2.土壤室內(nèi)分析測定 3.分析記錄1.樣品采集 （1）野外選點(diǎn) （2）厚度采樣（1）野外選點(diǎn) 采樣點(diǎn)的自然景觀應(yīng)符合土壤環(huán)境背景值研究的要求 采樣點(diǎn)以剖面發(fā)育完整、層次較清楚、無侵入體為準(zhǔn) 選擇不施或少施化肥、農(nóng)藥的地塊作為采樣點(diǎn) 不在多種土類、多種母質(zhì)母巖交錯(cuò)分布、面積較小的邊緣地區(qū)布設(shè)采樣點(diǎn)。（2）厚度采樣 采樣點(diǎn)可采表層樣或土壤剖面 一般每個(gè)剖面采集A、B、C三層土樣 采樣次序自下而上 剖面每層樣品采集1kg左右，裝入樣品袋 將底土和表土按原層回填到采樣坑中，方可離開現(xiàn)場,并在采樣示意圖上標(biāo)出采樣地點(diǎn),避免下次在相同處

5、采集剖面樣。2.土壤室內(nèi)分析測定 （1）樣品處理 一般選定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中選配的分析方法中規(guī)定的樣品處理方法，其他類型的監(jiān)測優(yōu)先使用國家土壤測定標(biāo)準(zhǔn) 一般區(qū)域背景值調(diào)查和土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中重金屬測定的是土壤中的重金屬全量（除特殊說明，如六價(jià)鉻） （2）分析方法 第一方法：標(biāo)準(zhǔn)方法(即仲裁方法) 。 第二方法：由權(quán)威部門規(guī)定或推薦的方法。 第三方法：根據(jù)各地實(shí)情，自選等效方法3.分析記錄 （1）分析記錄 （2）數(shù)據(jù)運(yùn)算 （3）結(jié)果表示（1）分析記錄 分析記錄一般要設(shè)計(jì)成記錄本格式 分析記錄也可以設(shè)計(jì)成活頁 分析記錄也可以是電子版本式的輸出物（打印件）或存有其信息的磁盤、光盤等 記錄測量數(shù)據(jù)，要

6、采用法定計(jì)量單位，只保留一位可疑數(shù)字，有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)根據(jù)計(jì)量器具的精度及分析儀器的示值確定（2）數(shù)據(jù)運(yùn)算 有效數(shù)字的計(jì)算修約規(guī)則按GB8170執(zhí)行（3）結(jié)果表示 平行樣的測定結(jié)果用平均數(shù)表示 土壤樣品測定一般保留三位有效數(shù)字，含量較低的鎘和汞保留兩位有效數(shù)字,并注明檢出限數(shù)值三、數(shù)據(jù)處理 土壤元素背景值可以用土壤樣品算術(shù)平均值(x)或幾何平均值(M)表示。 中國土壤元素背景值，總體上化學(xué)組成相對穩(wěn)定，元素含量水平與變化幅度也相對固定，除了污染點(diǎn)外，世界各地土壤化學(xué)元素之間有較高的可比性四、土壤背景值與環(huán)境質(zhì)量 土壤背景值涉及土壤與水和大氣質(zhì)量的關(guān)系，人類居住環(huán)境問題，土壤與其他環(huán)境要素的交互

7、作用，涉及土壤質(zhì)量的保護(hù)與改善等土壤環(huán)境工程的相關(guān)研究與應(yīng)用。 土壤質(zhì)量是土壤在生態(tài)系統(tǒng)范圍內(nèi)，維持生物的生產(chǎn)力、保護(hù)環(huán)境質(zhì)量以及促進(jìn)動(dòng)植物和人類健康的能力 從環(huán)境角度出發(fā)，我們首先必須發(fā)展一種靈敏而合適的方法來評價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量。 土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)涉及評價(jià)因子、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)模式 評價(jià)模式常用污染指數(shù)法或者與其有關(guān)的評價(jià)方法，如： 1.污染指數(shù)、超標(biāo)率（倍數(shù)）評價(jià) 2.內(nèi)梅羅污染指數(shù)評價(jià) 3.背景值及標(biāo)準(zhǔn)偏差評價(jià) 4.綜合污染指數(shù)法五、土壤環(huán)境容量 1.土壤環(huán)境容量的概念 2.土壤環(huán)境容量的計(jì)算方法 3.土壤臨界含量的確定 4.土壤環(huán)境容量的應(yīng)用1.土壤環(huán)境容量的概念 土壤環(huán)境容量亦稱污染物的

8、土壤負(fù)載容量，( Soil environmental capacity) 是一個(gè)發(fā)展的概念, 隨環(huán)境因素的變化以及人們對環(huán)境目標(biāo)期望值的變化而變化，定義有所不同 一般認(rèn)為土壤環(huán)境容量是指在一定環(huán)境單元、一定時(shí)限內(nèi)遵循環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，既能保證土壤質(zhì)量，又不產(chǎn)生次生污染時(shí)，土壤所能容納污染物的最大負(fù)荷量。 土壤負(fù)載容量不是一個(gè)固定值而是一個(gè)范圍值，它受到多種因素的影響2.土壤環(huán)境容量的計(jì)算方法 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)限制某一要素的某一區(qū)域可能達(dá)到限度的量,作為該區(qū)域的環(huán)境容量, 即環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)容量( C0) , 將此衡量土壤容許的污染量這個(gè)基準(zhǔn)含量水平稱為土壤凈容量( Q1) 其計(jì)算模式如下: Q1 = ( C0

9、 - B) 2 250 ; 式中: Q 為土壤環(huán)境容量,g/ hm2 ; C0 為土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值或土壤環(huán)境臨界值,g/ t ; B為區(qū)域土壤背景值或土壤本地值,g/ t ;2 250 為單位土地的表土計(jì)算重量,t/ hm2 。 將這一部分凈化的量( Q2) 加入到土壤凈容量( Q1) 才是土壤動(dòng)態(tài)的、全部容許的量, 即土壤環(huán)境容量( Q) , 也有人稱之為土壤環(huán)境動(dòng)容量。用數(shù)學(xué)式表示即為: Q= Q1 + Q2 。3.土壤臨界含量的確定 土壤臨界含量是土壤所能容納污染物的最大負(fù)荷量, 是土壤環(huán)境容量研究中的一個(gè)主要內(nèi)容 確定土壤臨界含量的指標(biāo)體系和依據(jù), 如表3-5所示。表3-5 確定土壤臨界含量的依據(jù)4.土壤環(huán)境容量的應(yīng)用 （1）制定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （2）制定農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （3）制定農(nóng)田污泥施用標(biāo)準(zhǔn) （4）進(jìn)行土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià) （5）進(jìn)行土壤污染預(yù)測 （6）對污染物總量控制 （7）在農(nóng)業(yè)對策上