環(huán)境土壤學(xué) 第五章 土壤重金屬與環(huán)境質(zhì)量2課件

1、第五章 土壤重金屬與環(huán)境質(zhì)量1、概念的提出2、定義3、發(fā)展4、理論依據(jù)5、如何確定及其模型6、應(yīng)用7、區(qū)域分異與分區(qū)第三節(jié)、土壤環(huán)境容量1、土壤環(huán)境容量概念的提出 在環(huán)境污染的防治和控制中，會遇到環(huán)境容量問題。以往，污染物的排放是按照一定的允許濃度來限定的，但這種標(biāo)準(zhǔn)只限定了污染物排放的濃度，而沒有限制其排放的數(shù)量。也就是說，在一個地區(qū)，雖然污染源排放的污染物未超過濃度控制標(biāo)準(zhǔn)，但有時污染物排放的總量過大，仍會使環(huán)境受到嚴(yán)重污染。 并且，這種標(biāo)準(zhǔn)的限制方法，也沒考慮不同區(qū)域?qū)ξ廴疚飪艋腿菁{能力的差別。 因此，在環(huán)境管理和污染控制中開始使用污染物總量控制的方法，要求污染物排放除達到允許的濃度標(biāo)

2、準(zhǔn)外，還要把某一區(qū)域污染源排放到該區(qū)域環(huán)境中的污染物總量控制在一定數(shù)量之內(nèi)。 這個數(shù)量有多大呢？這就需要以區(qū)域環(huán)境容量為依據(jù)，環(huán)境容量的概念隨之產(chǎn)生，并且發(fā)展了多個環(huán)境要素的環(huán)境容量，包括土壤環(huán)境容量。 土壤環(huán)境的植株容量與過度密植生產(chǎn)；土壤氮素容量與作物貪青倒伏；土壤鹽份容量與過度鹽漬化；廢水灌溉與土壤污染物容量等。2、土壤環(huán)境容量的定義 土壤環(huán)境容量是指在一定環(huán)境單元，一定時限內(nèi)，遵循環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，既保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和生物學(xué)質(zhì)量，同時也不使環(huán)境污染時，土壤所能容納污染物的最大負荷量。國家科技攻關(guān)項目：土壤環(huán)境容量 研究目的：以土壤生態(tài)為中心，結(jié)合環(huán)境效應(yīng)，研究污染物進入土壤以后，在一定時空范

3、圍內(nèi)既保證農(nóng)產(chǎn)品生物學(xué)質(zhì)量，又不致使環(huán)境遭到污染時土壤所能容納污染物的最大負荷量。 重點研究磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃棕壤、紫色土、黑土、灰鈣土區(qū)中Cd, Pb, Cu, As四種元素的臨界含量和環(huán)境容量，從而提出我國主要類型土壤四種元素的臨界含量和環(huán)境容量。 并在進一步研究它們的地理分異規(guī)律及其影響因素的基礎(chǔ)上，提出我國東半部上述四種元素的土壤臨界含量分區(qū)和土壤環(huán)境容量分區(qū)。 利用這些結(jié)果，提出我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建議，農(nóng)田水質(zhì)灌溉標(biāo)準(zhǔn)建議和污泥農(nóng)田施用標(biāo)準(zhǔn)建議，為保護我國土壤資源、防止土壤污染、實現(xiàn)污染物總量控制和環(huán)境質(zhì)量管理提供依據(jù)。研究內(nèi)容1、紫色土環(huán)境容量研究， 中科院地理所，西南農(nóng)業(yè)

4、大學(xué)土化系，中國農(nóng)科院土肥所2、磚紅壤、赤紅壤、紅壤環(huán)境容量研究，中國環(huán)境科學(xué)研究院，廣州環(huán)境保護研究所，華南環(huán)境科學(xué)研究所，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)3、灰鈣土環(huán)境容量研究，北京師范大學(xué)環(huán)科所，甘肅環(huán)保所，北京市農(nóng)科院土肥所4、黑土環(huán)境容量研究，中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所5、黃棕壤環(huán)境容量研究，中科院南京土壤研究所5、土壤環(huán)境容量的確定及其模型(1) 確定土壤環(huán)境容量的因素 A 土壤類型： 不同土壤類型所形成的環(huán)境地球化學(xué)背景與環(huán)境背景值不同；同時，土壤的物理組成、理化性質(zhì)和生物學(xué)特性，以及影響物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的水熱條件都因土而異，因而其凈化能力與緩沖能力不同。 比如：六價鉻在北方土壤中的吸附量要較在南方土壤中

5、的要小，所以它具有更大的移動性，對環(huán)境的危害也越大，所以，對于六價鉻來說，紅壤要較黑土具有更大的容量。砷化物籽實產(chǎn)量莖葉產(chǎn)量千粒重平均有效穗株高小麥（%）Cu3(AsO2)2148.598.5119.0111.7103.3As2O2144.193.8122.987.0124.4Na3AsO4129.583.7129.476.5127.0Ca3(AsO4)2101.4107.7102.9111.7102.2Na2HAsO4140.4100.6119.295.7111.4CK100100100100100早稻（%）Cu3(AsO2)215.07.6101.69.550.1As2O219.017.5

6、103.526.924.3Na3AsO418.015.9121.323.159.3Ca3(AsO4)242.642.810052.478.2Na2HAsO452.349.399.667.480.4CK100100100100100不同砷化物對作物農(nóng)學(xué)性狀的影響（黃棕壤的盆栽試驗）（2) 土壤環(huán)境基準(zhǔn)含量的確定 將土壤生態(tài)系統(tǒng)作為整體而采用各種生態(tài)效應(yīng)的綜合臨界指標(biāo)，以確定土壤環(huán)境對污染物的容納量。它是制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。 A 土壤-植物系統(tǒng)：農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)符合國家或地方糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，作物減產(chǎn)小于10%-20%； B 土壤-微生物體系：探索階段 C 土壤-水體系：不導(dǎo)致地表水、地下水的污染5、土壤環(huán)

7、境容量的數(shù)學(xué)模式 土壤靜容量：Cs0 = M(Ci-Cbi) M為耕層土壤重；Ci為元素的土壤臨界含量；Cbi為i元素的土壤背景值。 土壤動容量： Qdi=WCci-Cpi+f(I1,I2,I3,In)-f(O1,O2,Qn) Qdi為土壤動容量，Cci為污染物的臨界含量，Cpi為土壤中污染物實測濃度，I和Q分別為污染物的輸入項和輸出項。6、土壤環(huán)境容量的應(yīng)用(1) 制定區(qū)域性農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(2) 制定污泥施用標(biāo)準(zhǔn) Cs=(Qd/t-q)/Ms (Cs為污泥中某種重金屬的濃度，Qd/t為土壤某一重金屬元素的年變動容量，q為污染重金屬的進入量，Ms為施入量）(3) 制定土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(4) 進行土壤環(huán)境預(yù)測(5) 在污染物排放總量控制上的應(yīng)用7、土壤環(huán)境容量的區(qū)域分異與分區(qū)(1) 分區(qū)的目的：我國環(huán)境條件復(fù)雜，土壤環(huán)境類型繁多，