第六章土壤環(huán)境背景值與環(huán)境容量課件

第六章土壤環(huán)境背景值與環(huán)境容量第六章土壤環(huán)境背景值與環(huán)境容量1一、概念

理論上，指未受人類活動影響的土壤本身的化學(xué)元素組成和含量。

實際上，土壤背景值只能代表土壤某一發(fā)展、演變階段的一個相對意義上的數(shù)值，即嚴格按照土壤背景值研究方法所獲得的盡可能不受或少受人類活動影響的土壤化學(xué)元素的原始含量。第一節(jié)土壤環(huán)境背景值一、概念第一節(jié)土壤環(huán)境背景值2二、地方病與環(huán)境背景值的關(guān)系1.主要元素與人體健康元素過低過高Hg未發(fā)現(xiàn)水俁病Cd未發(fā)現(xiàn)骨痛病、致癌、致心血管病、高血壓、肺、腎損傷As哺乳動物可能必需。生長速度緩慢，皮毛較粗，細胞損傷皮膚癌、肺癌、血管末梢病、皮膚角化病Pb發(fā)現(xiàn)鼠類必需、可能使鼠類患貧血癥中樞神經(jīng)損傷、行走蹣跚、氨基乙酰丙酸脫氫酶活性下降Cr動物和人類必需，低血糖、糖尿病、心血管病、高脂血癥、主動脈血小板形成增強皮膚、肺損傷，可能導(dǎo)致肺癌二、地方病與環(huán)境背景值的關(guān)系元素過低過高Hg未發(fā)現(xiàn)水俁病Cd3元素過低過高Ni動物生長緩慢，皮毛變短、繁殖力下降；人類消化不良和肝、腎疾病呼吸道癌CuMenkes綜合癥，嗜中性白血球減少癥、貧血癥、骨質(zhì)非礦化等Menkes綜合癥、肺纖維損害，肝壞死，腎損傷Zn發(fā)育差、矮小、性發(fā)育不完全，味覺功能下降、傷口愈合慢，腹瀉、脫毛、皮疹、胎兒消瘦畸形未發(fā)現(xiàn)F齲齒氟骨癥、韌帶和骨健鈣化、跛腳二、地方病與環(huán)境背景值的關(guān)系1.主要元素與人體健康元素過低過高Ni動物生長緩慢，皮毛變短、繁殖力下降；人類消化4元素過低過高Mn骨骼畸形、步履蹣跚、生殖功能障礙假震性麻痹、假神經(jīng)分裂Co惡性貧血綜合癥，中樞神經(jīng)失常心肌病、血液、中樞神經(jīng)、甲狀腺等異常Mo中樞神經(jīng)失常、早死家畜腹瀉綜合征(體重減輕、貧血、食欲減退、腹瀉),中樞神經(jīng)受損、個別出現(xiàn)齲齒Se心肌病、克山病、大骨節(jié)病、肌肉營養(yǎng)不良、心悸哽塞、乳腺癌蹣跚病、齲齒病、動物畸形I地方性甲狀腺腫、地方性呆小癥甲狀腺腫、甲狀腺機能亢進二、地方病與環(huán)境背景值的關(guān)系1.主要元素與人體健康元素過低過高Mn骨骼畸形、步履蹣跚、生殖功能障礙假震性麻痹、52.地方病自然疫源性（生物源性）：病因為微生物和寄生蟲，是一類傳染性的地方病。化學(xué)元素性（地球化學(xué)性，geo-chemicaldisease）病因為當(dāng)?shù)厮蛲寥乐心撤N（些）元素或化合物過多、不足或比例失常，再通過食物和飲水作用于人體所產(chǎn)生的疾病.元素缺乏性:地方性甲狀腺腫、地方性克汀病等。元素中毒性（過多性）:地方性氟中毒、地方性砷中毒、地方性硒中毒、地方性鉬中毒。2.地方病自然疫源性（生物源性）：病因為微生物和寄生蟲，是6過量Mn,Ca，P等也可通過干擾甲狀腺對碘的攝取而致病2.地方病1）碘缺乏或過量引起的地方病由地區(qū)性土壤環(huán)境中碘元素含量過低(如山區(qū))，或含量過高(如沿海)造成。缺碘分布

世界分布：喜馬拉雅山、剛果河流域、安第斯山區(qū)、阿爾卑斯山區(qū)、大湖盆地及新西蘭等；我國西北、東北、華北和西南等地區(qū)的山區(qū)及丘陵區(qū)。碘過量分布日本北海道，中國渤海灣南部，山東日照市、廣西北海市等沿海或平原區(qū)。過量Mn,Ca，P等也可通過干擾甲狀腺對碘的攝取而致病2.7三、土壤環(huán)境背景值研究方法（一）土壤背景值的采樣布點應(yīng)掌握幾個原則：

明確研究范圍；

根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)、地貌、水文、土壤與污染物類型和分布明確污染物的影響范圍；

在污染物影響范圍外，按自然條件確定樣點數(shù)與樣點布局。

1.研究范圍的確定研究范圍取決于研究目的。

工業(yè)開發(fā)區(qū)土壤背景值：圍繞工礦區(qū)內(nèi)的工廠布局，三廢排放途徑與影響范圍；行政區(qū)域土壤背景值：行政的疆界。三、土壤環(huán)境背景值研究方法82.樣點的設(shè)置與布局1）樣點數(shù)設(shè)置—因被測物質(zhì)含量變異情況而定。

變異大者，樣點數(shù)多，變異小者樣點數(shù)少

母質(zhì)，水文均一：土種變異小，樣點數(shù)少些。

地貌、母質(zhì)和水文變異較大：土樣變異大，樣點數(shù)多些。1985年我國農(nóng)業(yè)土壤背景值研究：9個片區(qū)，約43萬km2

，樣點布置總數(shù)平均41/km2。

陜西黃土高原和黃河下游：地形最平坦，母質(zhì)、水文條件均一，樣點數(shù)平均13-27個／萬km2。

貴州、四川：地貌復(fù)雜、母質(zhì)類型繁多，土壤變異大，平均為4-185個／萬km2。2.樣點的設(shè)置與布局92)布點方法簡單隨機

將監(jiān)測單元分成網(wǎng)格，每個網(wǎng)格編上號碼，決定采樣點樣品數(shù)后，隨機抽取規(guī)定的樣品數(shù)的樣品，其樣本號碼對應(yīng)的網(wǎng)格號，即為采樣點。隨機數(shù)的獲得可以利用擲骰子、抽簽、查隨機數(shù)表的方法。關(guān)于隨機數(shù)骰子的使用方法可見GB10111《利用隨機數(shù)骰子進行隨機抽樣的辦法》。簡單隨機布點是一種完全不帶主觀限制條件的布點方法2)布點方法簡單隨機將監(jiān)測單元分成網(wǎng)格，每個網(wǎng)102)布點方法分塊隨機

根據(jù)收集的資料，如果監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的土壤有明顯的幾種類型，則可將區(qū)域分成幾塊，每塊內(nèi)污染物較均勻，塊間的差異較明顯。將每塊作為一個監(jiān)測單元，在每個監(jiān)測單元內(nèi)再隨機布點。系統(tǒng)隨機

將監(jiān)測區(qū)域分成面積相等的幾部分（網(wǎng)格劃分），每網(wǎng)格內(nèi)布設(shè)一采樣點，這種布點稱為系統(tǒng)隨機布點。區(qū)域內(nèi)土壤污染物含量變化較大，系統(tǒng)隨機布點比簡單隨機布點所采樣品的代表性要好。2)布點方法分塊隨機根據(jù)收集的資料，如果監(jiān)測11第六章土壤環(huán)境背景值與環(huán)境容量課件123.基礎(chǔ)樣品數(shù)量由均方差和絕對偏差計算由變異系數(shù)和相對偏差計算樣品數(shù)一定自由度下的置信水平均方差可接受的絕對偏差一定自由度下的置信水平變異系數(shù)可接受的相對偏差樣本數(shù)3.基礎(chǔ)樣品數(shù)量由均方差和絕對偏差計算由變異系數(shù)和相對偏差13（二）土樣的采集與分析1.在既定樣點上采樣自然土壤剖面示意圖農(nóng)業(yè)土壤剖面示意圖剖面樣品（二）土樣的采集與分析1.在既定樣點上采樣自然土壤剖面示意14用竹刀自下而上分層采取0.5-1.0kg土壤，用布袋收集，在室內(nèi)風(fēng)干。在運輸與風(fēng)干過程中盡量避免塵埃落入，保證采后無污染。經(jīng)過磨制過尼龍篩，供分析用。長:1.5m寬:0.8-1m深：視地形和作物定用竹刀自下而上分層采取0.5-1.0kg土壤，用布袋收集，在15（二）土樣的采集與分析環(huán)境背景值分析的重點是微量元素，特別是有毒元素，保證分析質(zhì)量格外重要。標(biāo)準(zhǔn)樣參考樣（或內(nèi)控樣）；回收實驗；質(zhì)量控制圖?？瞻自囼?檢查和控制樣品在處理和測試過程中可能帶來的污染。精密度控制:平行樣控制樣品測試的精密度，平行樣品數(shù)可占每批測試樣品的20%。平行樣允許最大相對偏差控制元素含量范圍（mg/kg)允許最大相對偏差（%）>100510-100101-10200.1-125<0.130準(zhǔn)確度控制:土壤標(biāo)樣控制,土壤標(biāo)樣比例一般為測試樣品的10%,測試結(jié)果落在標(biāo)樣范圍內(nèi).（二）土樣的采集與分析空白試驗:檢查和控制樣品在處理和測試過16（三）數(shù)據(jù)處理1.確定元素濃度的概率分布類型直方圖法，概率紙圖示法、偏度—峰度法，夏皮洛—威爾克W檢驗法，皮爾遜X2法。常用的有：偏度峰度法、皮爾遜X2法，夏皮洛—威爾克W檢驗法2.土壤元素背景值的計算即根據(jù)概率分布類型，分別計算出表示其背景值范圍的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。對于呈正態(tài)分布的元素（三）數(shù)據(jù)處理對于呈正態(tài)分布的元素17對于對數(shù)正態(tài)分布的元素，背景值用幾何平均值（M)和幾何標(biāo)準(zhǔn)差（D)表示，其范圍為M/D~M·D;3.樣點數(shù)是否符合統(tǒng)計要求的檢驗對于對數(shù)正態(tài)分布的元素，背景值用幾何平均值（M)和幾何標(biāo)準(zhǔn)差184.土壤背景值的分級與制圖根據(jù)控制區(qū)域土壤背景值分異的主導(dǎo)因素，將該區(qū)域劃分出若干單元（制圖單元)，每個制圖單元的土壤元素背景值分異相對較小。

分級：將每一制圖單元內(nèi)的統(tǒng)計平均值作為初步分級數(shù)，然后在某一顯著水平下，對不同單元統(tǒng)計平均值的差異顯著性進行檢驗，把差異顯著的統(tǒng)計平均值劃分為不同的級別，差異不顯著者，歸為一個級別。

制圖：在土壤圖上按不同色調(diào)或不同色度，沿背景值分級等直線區(qū)分繪制平面圖，或?qū)⒈尘爸档膮^(qū)域分布擬成制圖程序用電腦制圖，在已繪制的圖上必須將樣點位置標(biāo)注于圖中。4.土壤背景值的分級與制圖19四、土壤背景值的應(yīng)用1.土壤背景值是土壤污染質(zhì)量評價的基礎(chǔ)X±2S2.土壤背景值與其它環(huán)境背景值的相關(guān)性是環(huán)境生態(tài)平衡狀況的體現(xiàn)

土壤、巖層、植被3.土壤背景值可作為污染途徑追蹤的依據(jù)

來自土壤、還是植物？4.肥料分配的依據(jù)

背景值低，缺養(yǎng)分，需多分配5.找礦的依據(jù)

土壤背景值特別高，意味著巖石中高，可能有礦。6.有助于地方病等的判斷。四、土壤背景值的應(yīng)用20一、概念Environmentalcapacity環(huán)境容量

人類生存和自然生態(tài)不受損害前提下，環(huán)境所能容納污染物的最大負荷量。Soilenvironmentalcapacity土壤環(huán)境容量

土壤環(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，土壤所能允許承納的污染物的最大數(shù)量或負荷量。

土壤環(huán)境容量=靜容量+動容量第二節(jié)土壤環(huán)境容量（soilenvironmentalcapacity）一、概念土壤環(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21土壤環(huán)境靜容量：土壤污染物的基準(zhǔn)含量（土壤背景值）和最大負荷量(Carryingcapacity)之差。土壤環(huán)境動容量：土壤污染物累積過程中，土壤通過一系列自凈過程所能凈化的污染物數(shù)量。體系土壤——植物體系土壤——微生物體系土壤——水體系內(nèi)容農(nóng)產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量作物效應(yīng)生化指標(biāo)微生物計數(shù)環(huán)境效應(yīng)地下水地表水目的防治污染食物鏈保證人體健康保證良好生產(chǎn)力和經(jīng)濟效益保持土壤生態(tài)處于良性循環(huán)不引起次生水環(huán)境污染標(biāo)準(zhǔn)國家或政府主管部門頒發(fā)的糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)生理指標(biāo)或產(chǎn)量降低程度1種以上生物化學(xué)指標(biāo)在7d以上出現(xiàn)的變化微生物計數(shù)指標(biāo)在7d以上出現(xiàn)的變化不導(dǎo)致地下水超標(biāo)不導(dǎo)致地面水超標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)級別僅1種減產(chǎn)10%減產(chǎn)20%≥25%≥15%≥10%~15%≥50%≥30%≥10%~15%僅1種僅1種確定重金屬土壤臨界含量的依據(jù)土壤環(huán)境靜容量：土壤污染物的基準(zhǔn)含量（土壤背景值）和最大負荷22二、土壤環(huán)境容量的數(shù)學(xué)模式一定環(huán)境單元和一定時間，假定污染物不參與土壤圈物質(zhì)循環(huán)情況下所能容納污染物的最大負荷量。

土壤靜容量(Qsi)=m(Cci-Coi)

m—耕層土重（t/hm2)Cci—i元素的臨界含量（mg/kg）Coi—i元素的現(xiàn)有含量（mg/kg）一定環(huán)境單元和一定時間，假定污染物參與土壤圈物質(zhì)循環(huán)情況下所能容納污染物的最大負荷量。

土壤動容量(Qdi)=m(Cci-Coi)+f(Out1,Out2,Out3…，Outn)Cci—i元素的臨界含量Coi—i現(xiàn)有實測濃度Out—輸出項，降解和遷移轉(zhuǎn)化作用對污染物的降低量二、土壤環(huán)境容量的數(shù)學(xué)模式m—耕層土重（t/hm2)一定環(huán)境23三、土壤環(huán)境容量的確定1.盆栽試驗與田間試驗——生物容量法依據(jù)生物的反應(yīng)或生物吸收污染物的數(shù)量確定土壤臨界濃度水平。

?盆栽試驗：多在控制條件下進行，其與田間試驗的結(jié)果懸殊甚大，土量、水分、作物長勢都將對容量值產(chǎn)生很大的影響。

?田間試驗：影響因素很多，結(jié)果需經(jīng)多次重復(fù)方可靠。特點：1）經(jīng)過生物試驗取得土壤容量需要經(jīng)歷較長的時間；所得結(jié)果是因土因作物而異的。同一種作物，在不同土壤上，其臨界值差異大；同一土壤，不同作物取得的臨界值也不同。一個區(qū)域的土壤環(huán)境容量應(yīng)以最敏感而又常見的作物為試驗。三、土壤環(huán)境容量的確定242.化學(xué)試劑提取法——化學(xué)容量法以有害物在土壤中達到致害生物時的有效濃度為指標(biāo)，確定土壤容量的方法。優(yōu)點：簡便易行，且指標(biāo)便于統(tǒng)一。常用的化學(xué)提取劑：稀酸溶液：0.1MHCl,0.05MHCl,1MHOAc,1MHNO3

提取含專性吸附的成分弱堿溶液：0.5MNaHCO3,0.5MNa2CO3,提取石灰性土壤有效砷緩沖溶液：HOAc-NH4OAc(pH7.04.8)中性鹽溶液：1MNH4OAc,1MMgCl2,0.01MCaCl2,1MNH4NO3,0.1MNaNO3

提取交換態(tài)金屬螯合劑：0.02-0.05MEDTA,0.005MDTPA溶液和EDTA+(NH4)2CO3、DTPA+CaCl2+TEA2.化學(xué)試劑提取法——化學(xué)容量法252.制定灌溉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)某地段利用含鎘廢水灌溉農(nóng)田，其鎘濃度為C(mg/L)，年灌溉量為M(m3/ha)，鎘在土壤中年殘留率為k，土壤鎘因灌溉達到其容量的年限為t0，土壤環(huán)境容量為Q(mg/ha),進入土壤的鎘在第t

年時的積累殘留量X(mg/ha)為：當(dāng)X等于土壤環(huán)境容量Q時，C即為污灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，用I(mg/L)表示：如某土壤鎘環(huán)境容量為2mg/kg(2*150000*15mg/ha)，當(dāng)M=7500(m3/ha),

和，得不同年限時的I值：

2.制定灌溉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)某地段利用含鎘廢水灌溉農(nóng)26土壤環(huán)境容量土壤環(huán)境特征土壤污染源與污現(xiàn)狀調(diào)查土壤生態(tài)效應(yīng)土壤元素背景值作物效應(yīng)盆載試驗土壤生物及酶效應(yīng)土壤環(huán)境凈化功能土壤環(huán)境臨界值含量土壤環(huán)境容量綜合臨界值指標(biāo)土壤物質(zhì)平衡試驗建立數(shù)學(xué)模型,確定土壤環(huán)境容量制定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實施總量控制土壤環(huán)境容量建立程序方框圖土壤環(huán)境容量土壤環(huán)境特征土壤污染源與污現(xiàn)狀調(diào)查土壤生態(tài)效應(yīng)土27第六章土壤環(huán)境背景值與環(huán)境容量第六章土壤環(huán)境背景值與環(huán)境容量28一、概念

理論上，指未受人類活動影響的土壤本身的化學(xué)元素組成和含量。

實際上，土壤背景值只能代表土壤某一發(fā)展、演變階段的一個相對意義上的數(shù)值，即嚴格按照土壤背景值研究方法所獲得的盡可能不受或少受人類活動影響的土壤化學(xué)元素的原始含量。第一節(jié)土壤環(huán)境背景值一、概念第一節(jié)土壤環(huán)境背景值29二、地方病與環(huán)境背景值的關(guān)系1.主要元素與人體健康元素過低過高Hg未發(fā)現(xiàn)水俁病Cd未發(fā)現(xiàn)骨痛病、致癌、致心血管病、高血壓、肺、腎損傷As哺乳動物可能必需。生長速度緩慢，皮毛較粗，細胞損傷皮膚癌、肺癌、血管末梢病、皮膚角化病Pb發(fā)現(xiàn)鼠類必需、可能使鼠類患貧血癥中樞神經(jīng)損傷、行走蹣跚、氨基乙酰丙酸脫氫酶活性下降Cr動物和人類必需，低血糖、糖尿病、心血管病、高脂血癥、主動脈血小板形成增強皮膚、肺損傷，可能導(dǎo)致肺癌二、地方病與環(huán)境背景值的關(guān)系元素過低過高Hg未發(fā)現(xiàn)水俁病Cd30元素過低過高Ni動物生長緩慢，皮毛變短、繁殖力下降；人類消化不良和肝、腎疾病呼吸道癌CuMenkes綜合癥，嗜中性白血球減少癥、貧血癥、骨質(zhì)非礦化等Menkes綜合癥、肺纖維損害，肝壞死，腎損傷Zn發(fā)育差、矮小、性發(fā)育不完全，味覺功能下降、傷口愈合慢，腹瀉、脫毛、皮疹、胎兒消瘦畸形未發(fā)現(xiàn)F齲齒氟骨癥、韌帶和骨健鈣化、跛腳二、地方病與環(huán)境背景值的關(guān)系1.主要元素與人體健康元素過低過高Ni動物生長緩慢，皮毛變短、繁殖力下降；人類消化31元素過低過高Mn骨骼畸形、步履蹣跚、生殖功能障礙假震性麻痹、假神經(jīng)分裂Co惡性貧血綜合癥，中樞神經(jīng)失常心肌病、血液、中樞神經(jīng)、甲狀腺等異常Mo中樞神經(jīng)失常、早死家畜腹瀉綜合征(體重減輕、貧血、食欲減退、腹瀉),中樞神經(jīng)受損、個別出現(xiàn)齲齒Se心肌病、克山病、大骨節(jié)病、肌肉營養(yǎng)不良、心悸哽塞、乳腺癌蹣跚病、齲齒病、動物畸形I地方性甲狀腺腫、地方性呆小癥甲狀腺腫、甲狀腺機能亢進二、地方病與環(huán)境背景值的關(guān)系1.主要元素與人體健康元素過低過高Mn骨骼畸形、步履蹣跚、生殖功能障礙假震性麻痹、322.地方病自然疫源性（生物源性）：病因為微生物和寄生蟲，是一類傳染性的地方病。化學(xué)元素性（地球化學(xué)性，geo-chemicaldisease）病因為當(dāng)?shù)厮蛲寥乐心撤N（些）元素或化合物過多、不足或比例失常，再通過食物和飲水作用于人體所產(chǎn)生的疾病.元素缺乏性:地方性甲狀腺腫、地方性克汀病等。元素中毒性（過多性）:地方性氟中毒、地方性砷中毒、地方性硒中毒、地方性鉬中毒。2.地方病自然疫源性（生物源性）：病因為微生物和寄生蟲，是33過量Mn,Ca，P等也可通過干擾甲狀腺對碘的攝取而致病2.地方病1）碘缺乏或過量引起的地方病由地區(qū)性土壤環(huán)境中碘元素含量過低(如山區(qū))，或含量過高(如沿海)造成。缺碘分布

世界分布：喜馬拉雅山、剛果河流域、安第斯山區(qū)、阿爾卑斯山區(qū)、大湖盆地及新西蘭等；我國西北、東北、華北和西南等地區(qū)的山區(qū)及丘陵區(qū)。碘過量分布日本北海道，中國渤海灣南部，山東日照市、廣西北海市等沿?；蚱皆瓍^(qū)。過量Mn,Ca，P等也可通過干擾甲狀腺對碘的攝取而致病2.34三、土壤環(huán)境背景值研究方法（一）土壤背景值的采樣布點應(yīng)掌握幾個原則：

明確研究范圍；

根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)、地貌、水文、土壤與污染物類型和分布明確污染物的影響范圍；

在污染物影響范圍外，按自然條件確定樣點數(shù)與樣點布局。

1.研究范圍的確定研究范圍取決于研究目的。

工業(yè)開發(fā)區(qū)土壤背景值：圍繞工礦區(qū)內(nèi)的工廠布局，三廢排放途徑與影響范圍；行政區(qū)域土壤背景值：行政的疆界。三、土壤環(huán)境背景值研究方法352.樣點的設(shè)置與布局1）樣點數(shù)設(shè)置—因被測物質(zhì)含量變異情況而定。

變異大者，樣點數(shù)多，變異小者樣點數(shù)少

母質(zhì)，水文均一：土種變異小，樣點數(shù)少些。

地貌、母質(zhì)和水文變異較大：土樣變異大，樣點數(shù)多些。1985年我國農(nóng)業(yè)土壤背景值研究：9個片區(qū)，約43萬km2

，樣點布置總數(shù)平均41/km2。

陜西黃土高原和黃河下游：地形最平坦，母質(zhì)、水文條件均一，樣點數(shù)平均13-27個／萬km2。

貴州、四川：地貌復(fù)雜、母質(zhì)類型繁多，土壤變異大，平均為4-185個／萬km2。2.樣點的設(shè)置與布局362)布點方法簡單隨機

將監(jiān)測單元分成網(wǎng)格，每個網(wǎng)格編上號碼，決定采樣點樣品數(shù)后，隨機抽取規(guī)定的樣品數(shù)的樣品，其樣本號碼對應(yīng)的網(wǎng)格號，即為采樣點。隨機數(shù)的獲得可以利用擲骰子、抽簽、查隨機數(shù)表的方法。關(guān)于隨機數(shù)骰子的使用方法可見GB10111《利用隨機數(shù)骰子進行隨機抽樣的辦法》。簡單隨機布點是一種完全不帶主觀限制條件的布點方法2)布點方法簡單隨機將監(jiān)測單元分成網(wǎng)格，每個網(wǎng)372)布點方法分塊隨機

根據(jù)收集的資料，如果監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的土壤有明顯的幾種類型，則可將區(qū)域分成幾塊，每塊內(nèi)污染物較均勻，塊間的差異較明顯。將每塊作為一個監(jiān)測單元，在每個監(jiān)測單元內(nèi)再隨機布點。系統(tǒng)隨機

將監(jiān)測區(qū)域分成面積相等的幾部分（網(wǎng)格劃分），每網(wǎng)格內(nèi)布設(shè)一采樣點，這種布點稱為系統(tǒng)隨機布點。區(qū)域內(nèi)土壤污染物含量變化較大，系統(tǒng)隨機布點比簡單隨機布點所采樣品的代表性要好。2)布點方法分塊隨機根據(jù)收集的資料，如果監(jiān)測38第六章土壤環(huán)境背景值與環(huán)境容量課件393.基礎(chǔ)樣品數(shù)量由均方差和絕對偏差計算由變異系數(shù)和相對偏差計算樣品數(shù)一定自由度下的置信水平均方差可接受的絕對偏差一定自由度下的置信水平變異系數(shù)可接受的相對偏差樣本數(shù)3.基礎(chǔ)樣品數(shù)量由均方差和絕對偏差計算由變異系數(shù)和相對偏差40（二）土樣的采集與分析1.在既定樣點上采樣自然土壤剖面示意圖農(nóng)業(yè)土壤剖面示意圖剖面樣品（二）土樣的采集與分析1.在既定樣點上采樣自然土壤剖面示意41用竹刀自下而上分層采取0.5-1.0kg土壤，用布袋收集，在室內(nèi)風(fēng)干。在運輸與風(fēng)干過程中盡量避免塵埃落入，保證采后無污染。經(jīng)過磨制過尼龍篩，供分析用。長:1.5m寬:0.8-1m深：視地形和作物定用竹刀自下而上分層采取0.5-1.0kg土壤，用布袋收集，在42（二）土樣的采集與分析環(huán)境背景值分析的重點是微量元素，特別是有毒元素，保證分析質(zhì)量格外重要。標(biāo)準(zhǔn)樣參考樣（或內(nèi)控樣）；回收實驗；質(zhì)量控制圖。空白試驗:檢查和控制樣品在處理和測試過程中可能帶來的污染。精密度控制:平行樣控制樣品測試的精密度，平行樣品數(shù)可占每批測試樣品的20%。平行樣允許最大相對偏差控制元素含量范圍（mg/kg)允許最大相對偏差（%）>100510-100101-10200.1-125<0.130準(zhǔn)確度控制:土壤標(biāo)樣控制,土壤標(biāo)樣比例一般為測試樣品的10%,測試結(jié)果落在標(biāo)樣范圍內(nèi).（二）土樣的采集與分析空白試驗:檢查和控制樣品在處理和測試過43（三）數(shù)據(jù)處理1.確定元素濃度的概率分布類型直方圖法，概率紙圖示法、偏度—峰度法，夏皮洛—威爾克W檢驗法，皮爾遜X2法。常用的有：偏度峰度法、皮爾遜X2法，夏皮洛—威爾克W檢驗法2.土壤元素背景值的計算即根據(jù)概率分布類型，分別計算出表示其背景值范圍的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。對于呈正態(tài)分布的元素（三）數(shù)據(jù)處理對于呈正態(tài)分布的元素44對于對數(shù)正態(tài)分布的元素，背景值用幾何平均值（M)和幾何標(biāo)準(zhǔn)差（D)表示，其范圍為M/D~M·D;3.樣點數(shù)是否符合統(tǒng)計要求的檢驗對于對數(shù)正態(tài)分布的元素，背景值用幾何平均值（M)和幾何標(biāo)準(zhǔn)差454.土壤背景值的分級與制圖根據(jù)控制區(qū)域土壤背景值分異的主導(dǎo)因素，將該區(qū)域劃分出若干單元（制圖單元)，每個制圖單元的土壤元素背景值分異相對較小。

分級：將每一制圖單元內(nèi)的統(tǒng)計平均值作為初步分級數(shù)，然后在某一顯著水平下，對不同單元統(tǒng)計平均值的差異顯著性進行檢驗，把差異顯著的統(tǒng)計平均值劃分為不同的級別，差異不顯著者，歸為一個級別。

制圖：在土壤圖上按不同色調(diào)或不同色度，沿背景值分級等直線區(qū)分繪制平面圖，或?qū)⒈尘爸档膮^(qū)域分布擬成制圖程序用電腦制圖，在已繪制的圖上必須將樣點位置標(biāo)注于圖中。4.土壤背景值的分級與制圖46四、土壤背景值的應(yīng)用1.土壤背景值是土壤污染質(zhì)量評價的基礎(chǔ)X±2S2.土壤背景值與其它環(huán)境背景值的相關(guān)性是環(huán)境生態(tài)平衡狀況的體現(xiàn)

土壤、巖層、植被3.土壤背景值可作為污染途徑追蹤的依據(jù)

來自土壤、還是植物？4.肥料分配的依據(jù)

背景值低，缺養(yǎng)分，需多分配5.找礦的依據(jù)

土壤背景值特別高，意味著巖石中高，可能有礦。6.有助于地方病等的判斷。四、土壤背景值的應(yīng)用47一、概念Environmentalcapacity環(huán)境容量

人類生存和自然生態(tài)不受損害前提下，環(huán)境所能容納污染物的最大負荷量。Soilenvironmentalcapacity土壤環(huán)境容量

土壤環(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，土壤所能允許承納的污染物的最大數(shù)量或負荷量。

土壤環(huán)境容量=靜容量+動容量第二節(jié)土壤環(huán)境容量（soilenvironmentalcapacity）一、概念土壤環(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48土壤環(huán)境靜容量：土壤污染物的基準(zhǔn)含量（土壤背景值）和最大負荷量(Carryingcapacity)之差。土壤環(huán)境動容量：土壤污染物累積過程中，土壤通過一系列自凈過程所能凈化的污染物數(shù)量。體系土壤——植物體系土壤——微生物體系土壤——水體系內(nèi)容農(nóng)產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量作物效應(yīng)生化指標(biāo)微生物計數(shù)環(huán)境效應(yīng)地下水地表水目的防治污染食物鏈保證人體健康保證良好生產(chǎn)力和經(jīng)濟效益保持土壤生態(tài)處于良性循環(huán)不引起次生水環(huán)境污染標(biāo)準(zhǔn)國家或政府主管部門頒發(fā)的糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)生理指標(biāo)或產(chǎn)量降低程度1種以上生物化學(xué)指標(biāo)在7d以上出現(xiàn)的變化微生物計數(shù)指標(biāo)在7d以上出現(xiàn)的變化不導(dǎo)致地下水超標(biāo)不導(dǎo)致地面水超標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)級別僅1種減產(chǎn)10%減產(chǎn)20%≥25%≥15%≥10%~15%≥50%≥30%≥10%~15%僅1種僅1種確定重金屬土壤臨界含量的依據(jù)土壤環(huán)境靜容量：土壤污染物的基準(zhǔn)含量（土壤背景值）和最大負荷49二、土壤環(huán)境容量的數(shù)學(xué)模式一定環(huán)境單元和一定時間，假定污染物不參與土壤圈物質(zhì)循環(huán)情況下所能容納污染物的最大負荷量。

土壤靜容量(Qsi)=m(Cci-Coi)

m—耕層土重（t/hm2)Cci—i元素的臨界含量（mg/kg）Coi—i元素的現(xiàn)有含量（mg/kg）一定環(huán)境單元和一定時間，假定污染物參與土壤圈物質(zhì)循環(huán)情況下所能容納污染物的最大負荷量。

土壤動容量(Qdi)=m(Cci-Coi)+f(Out1,Out2,Out3…，Outn)Cci—i元素的臨界含量Coi—i現(xiàn)有實測濃度Out—輸