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第四章土壤的環(huán)境背景值與容量第四章土壤的環(huán)境背景值與容量1第一節(jié)土壤環(huán)境背景值概述一、概念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。研究土壤背景值的意義:1.是土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià),特別是土壤污染綜合評(píng)價(jià)的基本依據(jù)。如:劃分污染等級(jí)2.是研究和確定土壤容量,制定土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的基本數(shù)據(jù)。3.是研究污染元素和化合物在土壤環(huán)境中化學(xué)行為的依據(jù)。第一節(jié)土壤環(huán)境背景值概述一、概念2二、土壤背景值研究現(xiàn)狀三、土壤背景值研究方法1.情報(bào)檢索與資料收集2.土壤樣點(diǎn)的布置與采集1).布點(diǎn)A根據(jù)調(diào)查研究的任務(wù)、范圍來確定采樣單元B根據(jù)土壤類型布點(diǎn)C樣點(diǎn)要均勻分布,有適當(dāng)?shù)拿芏榷?、土壤背景值研究現(xiàn)狀32).野外選點(diǎn)遵循原則:A分析野外土壤環(huán)境,選在土壤類型特征典型地段上B不在多種土壤鑲嵌分布、多種母質(zhì)交錯(cuò)分布地段選點(diǎn)C樣點(diǎn)的土壤剖面應(yīng)發(fā)育完整、層次清楚、無人為干擾、具代表性D樣點(diǎn)應(yīng)選在遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)、居民點(diǎn)、鐵路、公路等可能發(fā)生污染的位置E農(nóng)業(yè)土壤選點(diǎn)要避開污灌、施農(nóng)藥化肥和堆肥地塊3).樣品采集挖剖面采集2).野外選點(diǎn)43.樣品處理布袋收集、室內(nèi)風(fēng)干、過尼龍篩全量分析100目0.149mm有效成分10目2mm4.樣品室內(nèi)分析與質(zhì)量控制1).消解方法A硝酸-氫氟酸-高氯酸原子吸收、原子熒光等離子發(fā)射光譜和分光光度法測(cè)定B碳酸鈉-氧化鈉熔融法等離子發(fā)射光譜測(cè)定稀土元素ICP-AESC固體粉末中子活化分析X-熒光光譜分析3.樣品處理52).分析質(zhì)量控制A嚴(yán)格遵守分析化學(xué)操作規(guī)則和要求B標(biāo)準(zhǔn)液配制要符合要求C分析中要做空白試驗(yàn)D設(shè)置統(tǒng)一參考樣品,以控制實(shí)驗(yàn)室分析質(zhì)量E采用平行試驗(yàn)來控制樣品分析的精密度F用土壤標(biāo)樣來控制分析的準(zhǔn)確度5.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析1).先確定元素濃度的概率分布類型擬和度檢驗(yàn)檢驗(yàn)方法2).分析質(zhì)量控制62).土壤元素背景值計(jì)算數(shù)字符合正態(tài)分布,采用算術(shù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)差作代表值數(shù)字符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布,采用幾何平均值與幾何標(biāo)準(zhǔn)差作代表值數(shù)字符合偏態(tài)分布,則需經(jīng)正態(tài)化處理,再按正態(tài)分布方式進(jìn)行計(jì)算6.元素環(huán)境背景值的表示方法2).土壤元素背景值計(jì)算7第二節(jié)土壤環(huán)境背景值的應(yīng)用一、土壤環(huán)境背景值是制定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)1.土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是為了保護(hù)土壤環(huán)境質(zhì)量,保障土壤生態(tài)平衡,維護(hù)人體健康而對(duì)污染物在土壤環(huán)境中的最大允許含量所做的規(guī)定,是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分,是國(guó)家環(huán)境法規(guī)之一。土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值:土壤污染物對(duì)生物與環(huán)境不產(chǎn)生不良或有害影響的最大劑量或濃度。由污染物同特定對(duì)象之間的劑量-反應(yīng)關(guān)系確定。土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值為依據(jù),并考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等因素,經(jīng)綜合分析制定。一般具法律強(qiáng)制性。原則上,土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)≤土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值。
第二節(jié)土壤環(huán)境背景值的應(yīng)用一、土壤環(huán)境背景值是制定土壤環(huán)境82.利用土壤背景值確定土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值方法1).利用背景值代替基準(zhǔn)值如:加拿大安大略省1978年規(guī)定CdNiMo2).土壤背景值加標(biāo)準(zhǔn)差等于基準(zhǔn)值如:我國(guó)1970年荷蘭3).以高背景區(qū)土壤元素平均值作為基準(zhǔn)值2.利用土壤背景值確定土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值方法9二、土壤環(huán)境背景值在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用1.利用背景值預(yù)測(cè)土壤有效態(tài)元素的含量土壤有效態(tài)元素=元素背景值*土壤元素活性2.利用土壤元素活性可推算土壤有效態(tài)元素?cái)?shù)量土壤元素全量=應(yīng)有有效態(tài)含量/活性比率二、土壤環(huán)境背景值在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用1.利用背景值預(yù)測(cè)土壤有10三、土壤環(huán)境背景值與人類健康人體血液與地殼中的18種元素含量顯著相關(guān):鐵、鋅、碘、鈷、礬、錳、鉻、鉬、硒、銅、鋁、砷、鉛、鎘、鎳、汞土壤中某些元素含量的巨大變化已引起明顯的病變,即所謂的地方性疾病。1.地方性甲狀腺腫2.地方性氟病3.克山病三、土壤環(huán)境背景值與人類健康人體血液與地殼中的18種元素含量11四、土壤環(huán)境背景值異常在找礦上的意義4.大骨節(jié)病5.水俁病6.痛痛病7.砷中毒8.鉛中毒土壤背景值元素來源于母巖、母質(zhì),因此,土壤背景值是母巖、母質(zhì)化學(xué)特征的反映,土壤中某些化學(xué)元素背景值異常,可能是成礦元素的指示標(biāo)志,是區(qū)域找礦的依據(jù)。四、土壤環(huán)境背景值異常在找礦上的意義4.大骨節(jié)病土壤背景值12第三節(jié)土壤環(huán)境容量一、概念土壤環(huán)境單元所允許承納的污染物質(zhì)最大數(shù)量或負(fù)荷量。即土壤污染起始值和最大負(fù)荷值之間的差值。凈容量(基本容量)動(dòng)容量=凈容量+凈化量一定土壤環(huán)境單元,在一定時(shí)限內(nèi),遵循環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),既維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的正常結(jié)構(gòu)與功能,保證農(nóng)產(chǎn)品的生物學(xué)產(chǎn)量和質(zhì)量,也不使環(huán)境系統(tǒng)污染時(shí),土壤環(huán)境所能容納污染物的最大負(fù)荷量。第三節(jié)土壤環(huán)境容量一、概念13二、土壤環(huán)境容量的理論依據(jù)一)、土壤環(huán)境的凈化功能1.土壤與表層環(huán)境系統(tǒng)之間物質(zhì)與能量的遷移和轉(zhuǎn)化2.土壤環(huán)境系統(tǒng)中物質(zhì)遷移和轉(zhuǎn)化1).吸附與解吸2).沉淀與溶解3.土壤作物系統(tǒng)的生物過程與生態(tài)效應(yīng)4.影響土壤凈化作用的因素1).土壤環(huán)境物質(zhì)組成2).土壤環(huán)境條件3).土壤的生物學(xué)特性4).人類活動(dòng)二、土壤環(huán)境容量的理論依據(jù)14二)、土壤環(huán)境的緩沖性能土壤因水分、溫度、時(shí)間等外界因素的變化,抵御其組分濃(活)度變化的性質(zhì)。土壤緩沖容量:指向土壤投入或減少某種組分時(shí),土壤抵御其溶液中該組分濃(活)度變化的能力。正緩沖量負(fù)緩沖容量二)、土壤環(huán)境的緩沖性能15三、土壤環(huán)境容量的確定與應(yīng)用土壤環(huán)境容量屬于一種控制指標(biāo),隨環(huán)境因素的變化以及人們對(duì)環(huán)境目標(biāo)期望值的變化而改變。
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