環(huán)境監(jiān)測(cè)5土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

5土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)主要內(nèi)容：土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)概述土壤環(huán)境影響的識(shí)別土壤環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)1234化學(xué)工業(yè)出版社5.1概述5.1.1土壤的物質(zhì)組成

土壤是位于陸地表層的具有一定肥力、能支持植物生長(zhǎng)的疏松層，它是由地球陸地表面的巖石經(jīng)風(fēng)化作用發(fā)育而形成的，呈不完全連續(xù)的狀態(tài)存在于陸地表面。土壤固相氣相液相原生礦物質(zhì)次生礦物質(zhì)有機(jī)質(zhì)空氣水化學(xué)工業(yè)出版社5.1概述5.1.2土壤環(huán)境的特點(diǎn)與功能

土壤是自然界賦予人類的寶貴資源，是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是人類環(huán)境的重要組成部分。土壤環(huán)境是一個(gè)被能量流和物質(zhì)流所貫穿的開放系統(tǒng)，具有吸收和貯存各種物質(zhì)、凈化環(huán)境的功能、緩沖功能和生產(chǎn)植物的功能。

5.1.3土壤污染的特點(diǎn)與危害

污染物一旦進(jìn)入土壤，就變成影響一切生物循環(huán)的一部分，影響著人類的健康和生命。特別是重金屬元素和難降解的有機(jī)污染物，它們的土壤污染具有長(zhǎng)期性、隱蔽性和積累性等特點(diǎn)。土壤污染的危害主要表現(xiàn)為改變土壤性質(zhì)、引起土壤板結(jié)，造成作物減產(chǎn)和污染物的食物鏈傳輸造成其在生物體和人體內(nèi)的積累，直接危害人體的健康以及畜、禽業(yè)的發(fā)展。

化學(xué)工業(yè)出版社5.1概述5.1.2土壤環(huán)境質(zhì)量的影響因素

影響因素區(qū)域地理環(huán)境特征建設(shè)項(xiàng)目的類型土壤的類型特征污染源的特征與排放強(qiáng)度污染物的性質(zhì)污染途徑化學(xué)工業(yè)出版社5.2土壤環(huán)境影響的識(shí)別5.2.1土壤環(huán)境影響的類型按影響的結(jié)果按影響方式按影響的性質(zhì)按污染的成因土壤污染型和土壤退化破壞型；直接影響和間接影響；可逆影響、不可逆影響、積累影響和協(xié)同影響；水體污染型、大氣污染型、農(nóng)業(yè)污染型、生物污染型和固體廢物污染型?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.2土壤環(huán)境影響的識(shí)別5.2.2土壤污染的識(shí)別1工業(yè)項(xiàng)目對(duì)土壤環(huán)境的影響3礦業(yè)工程建設(shè)項(xiàng)目的土壤環(huán)境影響2水利建設(shè)項(xiàng)目對(duì)土壤環(huán)境的影響化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)5.3.1土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查（1）區(qū)域自然地理環(huán)境特征調(diào)查（2）區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況調(diào)查A、地質(zhì)地貌特征B、氣候氣象特征C、水文特征D、植被特征A、人口情況B、交通情況C、衛(wèi)生情況D、文教衛(wèi)生等情況化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)（3）區(qū)域土壤類型及其環(huán)境特征調(diào)查（4）土壤背景值的調(diào)查A、成土母質(zhì)B、土壤類型C、土壤組成D、土壤性質(zhì)A、土壤樣品的采集和制備B、土壤背景值的分析與計(jì)算C、土壤背景值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)（5）土壤沙化現(xiàn)狀調(diào)查沙漠面積、分布和流動(dòng)狀況；降雨量、蒸發(fā)量、風(fēng)向、風(fēng)速等；河流含沙量，泥沙沉積特點(diǎn)；植被類型，覆蓋度等；人均耕地、草地，糧食和畜牧產(chǎn)量等。沙漠特征氣候特征河流水文特征植被特征農(nóng)牧生產(chǎn)情況化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)5.3.2土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)（1）土壤污染評(píng)價(jià)A、評(píng)價(jià)因子的選擇重金屬元素及無(wú)機(jī)毒物有機(jī)毒物某些化學(xué)指標(biāo)有害微生物Hg、As、Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Zn、F、CN-等；酚、苯并芘、DDT、六六六、三氯乙醛、多氯聯(lián)苯等；pH、全氮量、硝態(tài)氮量等；腸細(xì)菌、腸寄生蟲卵、破傷風(fēng)菌、結(jié)核菌等；放射性元素137Cs、90Sr。（1）土壤污染評(píng)價(jià)附加因子氧化還原電位、有機(jī)質(zhì)、土壤質(zhì)地、總陽(yáng)離子可交換量和不同價(jià)態(tài)的重金屬含量。化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)B、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定我國(guó)1996年實(shí)施的GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》可作為土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。另外，土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)也可根據(jù)評(píng)價(jià)的目的的要求和技術(shù)力量選用以下參數(shù)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：區(qū)域土壤環(huán)境背景值土壤本底值區(qū)域中土壤自然含量土壤對(duì)照點(diǎn)含量土壤和作物中污染物質(zhì)的相關(guān)含量化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)C、土壤污染評(píng)價(jià)方法①單因子指數(shù)法：a．以土壤污染物的實(shí)測(cè)值與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值相比，計(jì)算污染指數(shù)：式中：Pi——土壤中第i種污染物的污染指數(shù)；

Ci——土壤中第i種污染物的實(shí)測(cè)值；

Si——第i種污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)Pi＞1時(shí)，表示受到污染，Pi≤1時(shí)，表示未受到污染?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)b．根據(jù)土壤與作物中污染物積累的相關(guān)數(shù)量計(jì)算污染指數(shù)，并以此為依據(jù)，確定污染級(jí)別。

首先，根據(jù)污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和土壤與作物中污染物的相關(guān)性確定土壤污染起始值（即土壤背景值）Xq、土壤輕度污染值Xw和土壤重度污染值Xz。

然后，根據(jù)實(shí)測(cè)值的分布范圍，計(jì)算污染指數(shù)：當(dāng)Xi≤Xq時(shí)，當(dāng)Xq≤Xi≤Xw時(shí)，當(dāng)Xw≤Xi≤Xz時(shí)，當(dāng)Xi＞Xz時(shí)，土壤環(huán)境質(zhì)量分級(jí)污染等級(jí)清潔級(jí)輕污染級(jí)中污染級(jí)重污染級(jí)分級(jí)依據(jù)Pi＜11≤Pi＜22≤Pi＜3Pi≥3化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)②多因子綜合評(píng)價(jià)法a、等權(quán)綜合指數(shù)式中：P——等權(quán)綜合指數(shù)；

n——污染物種類數(shù)。b.內(nèi)梅羅指數(shù)化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)c.加權(quán)綜合指數(shù)式中：Wi——第i種污染物的權(quán)重。d.以均方根作為綜合指數(shù)以污染綜合指數(shù)為依據(jù)，根據(jù)各地具體的P值變化范圍和作物受害程度及其污染物積累情況進(jìn)行污染分級(jí)。一般P≤1時(shí)，為未受污染；P＞1時(shí)，為已受污染，P越大，污染越嚴(yán)重?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)③模糊聚類評(píng)判法模糊聚類評(píng)價(jià)法就是通過(guò)建立土壤污染因子集合和環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)集合及其兩個(gè)集合之間的模糊矩陣關(guān)系，求解不同污染因子的環(huán)境質(zhì)量數(shù)值對(duì)不同級(jí)別環(huán)境質(zhì)量的隸屬度和不同級(jí)別環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)綜合環(huán)境分級(jí)指數(shù)的隸屬程度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的方法?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)（2）土壤退化現(xiàn)狀評(píng)價(jià)A、土壤沙化現(xiàn)狀評(píng)價(jià)土壤沙化標(biāo)準(zhǔn)土壤沙化標(biāo)準(zhǔn)綜合景觀特征土壤沙化程度植被覆蓋度流沙面積比例＞60%＜5%絕大部分土地未出現(xiàn)沙化，流沙分布呈斑點(diǎn)狀潛在沙化30%～60%5%～25%出現(xiàn)小片流沙，坑叢沙堆，風(fēng)蝕坑輕度沙化10%～30%25%～50%流沙面積大，坑叢沙堆密集，吹蝕強(qiáng)烈中度沙化＜10%＞50%密集的流動(dòng)沙丘占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)強(qiáng)度沙化化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)土壤鹽漬化程度非鹽漬化輕鹽漬化中鹽漬化重鹽漬化土壤鹽漬化標(biāo)準(zhǔn)（土壤含鹽量）＜2.0%2%～5%5%～10%＞10%B、土壤鹽漬化現(xiàn)狀評(píng)價(jià)土壤鹽漬化標(biāo)準(zhǔn)C、土壤侵蝕評(píng)價(jià)以土壤剖面發(fā)生層保留厚度為依據(jù)的侵蝕標(biāo)準(zhǔn)土壤侵蝕程度無(wú)明顯侵蝕輕度侵蝕中度侵蝕強(qiáng)度侵蝕土壤侵蝕標(biāo)準(zhǔn)（土壤發(fā)生層保留厚度）土壤剖面保留完整A層保存50%A層保存厚度＜50%B層保存厚度＜50%化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)我國(guó)水利部制定的水土流失侵蝕模數(shù)級(jí)別年平均侵蝕模數(shù)（t·km-2·a-1）微度侵蝕＜2500中度侵蝕2500～5000強(qiáng)度侵蝕5000～8000極強(qiáng)度侵蝕8000～15000劇烈侵蝕＞15000D、土壤沼澤化評(píng)價(jià)土壤沼澤化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)土壤沼澤化程度非沼澤化輕沼澤化中沼澤化重沼澤化土壤沼澤化標(biāo)準(zhǔn)（土壤潛育化層距地面高度）＞60cm60～40cm40～30cm＜30cm化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)（3）土壤破壞現(xiàn)狀評(píng)價(jià)土壤破壞標(biāo)準(zhǔn)

土壤破壞程度未破壞輕度破壞中度破壞強(qiáng)度破壞土壤破壞標(biāo)準(zhǔn)（土壤損失面積）未損失3.5hm220hm235hm2化學(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)5.4.1土壤污染預(yù)測(cè)（1）重金屬在土壤環(huán)境中的累積式中：W——重金屬污染物在土壤中的年累積量，mg/kg；

B——區(qū)域土壤背景值，mg/kg；

R——土壤重金屬污染物年輸入量，mg/kg·a；

K——土壤重金屬污染物年殘留率，%。n年后土壤重金屬的累積量為：當(dāng)K1=K2=…=Kn=K，R1=R2=…=Rn=R時(shí)，化學(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)（2）土壤中農(nóng)藥殘留模式式中：R——農(nóng)藥殘留量，mg/kg；C——農(nóng)藥施用量，mg/kg；k——常數(shù)；t——農(nóng)藥施用年數(shù)。如果每年一次連續(xù)施用農(nóng)藥，農(nóng)藥在土壤中的數(shù)年后的殘留量為：式中：Rn——?dú)埩艨偭?，mg/kg；

f——?dú)埩袈剩?；

C0——一次施用農(nóng)藥后在土壤中的濃度，mg/kg；

n——連續(xù)施用農(nóng)藥的年數(shù)。當(dāng)n→∞時(shí)，則式中：Ra——農(nóng)藥在土壤中達(dá)到平衡時(shí)的殘留量?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)（3）土壤環(huán)境容量計(jì)算

式中：Q——土壤環(huán)境容量，g/hm2；

CR——土壤臨界含量，mg/kg；

B——區(qū)域土壤背景值，mg/kg；

2250——每公頃土地耕作層土壤重量，t/hm2。（4）土壤污染預(yù)測(cè)步驟A、計(jì)算土壤污染物的輸入量B、計(jì)算污染物的輸出量C、計(jì)算土壤污染物的殘留率D、預(yù)測(cè)土壤污染趨勢(shì)化學(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)5.4.2土壤退化趨勢(shì)預(yù)測(cè)（1）土壤侵蝕預(yù)測(cè)式中：A——土壤侵蝕量，t/hm2·a；R——降雨侵蝕力指標(biāo)；

K——土壤可侵蝕性系數(shù)，t/hm2·a；L——坡長(zhǎng)；

S——坡度；C——耕種管理因素；

P——土壤保持措施因素。對(duì)于一次暴雨：式中：i——降雨過(guò)程中的時(shí)間歷時(shí)，h；

Di——?dú)v時(shí)i的降雨量，mm；

I——暴雨中強(qiáng)度最大的30min的降雨強(qiáng)度，mm/h；

xi——降雨強(qiáng)度，mm/h?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)對(duì)于一年的降雨，可按Wischmeier的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式中：P——年降雨量，mm；

Pi——各月平均降雨量，mm。地形因子的計(jì)算公式為：式中：r——地形因子；

L——坡長(zhǎng)；

S——坡度；

M——與坡度有關(guān)的常數(shù)，當(dāng)sinS＞5%時(shí)，M=0.5；sinS=5%時(shí)，M=0.4；sinS=3.5%時(shí)，M=0.3；sinS＜1%時(shí)，M=0.1?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)對(duì)于給定的區(qū)域或土壤，R、K、L、S是常數(shù)，可根據(jù)土壤通用侵蝕公式預(yù)測(cè)工程前后侵蝕速率的變化：

式中：A0、A1——分別為工程前后的侵蝕速率；

C0、C1——分別為工程前后的耕種管理因子；

P0、P1——分別為工程前后的土壤保持措施因子?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)（2）土壤鹽堿化預(yù)測(cè)式中：Na+——鈉離子濃度，meq·L-1；

Ca2+——鈣離子濃度，meq·L-1；

Mg2+——鎂離子濃度，meq·L-1。土壤鹽堿化預(yù)測(cè)常用的方法是美國(guó)鹽漬土實(shí)驗(yàn)室提出的鈉吸收比（SAR）法。鈉吸收比可用下式計(jì)算：化學(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)（3）土壤酸化預(yù)測(cè)土壤酸化有自然酸化和人類活動(dòng)影響下的酸化兩種。按土壤溶液pH值大小可把土壤分為9級(jí)，見(jiàn)下表。pH酸堿度分級(jí)pH酸堿度分級(jí)＜4.5極強(qiáng)酸性6.5～7.0中性4.5～5.5強(qiáng)酸性7.0～7.5弱堿性7.5～8.5堿性5.5～6.0酸性8.5～9.5強(qiáng)堿性6.0～6.5弱酸性＞9.5極強(qiáng)堿性土壤酸堿度分級(jí)

土壤酸化的預(yù)測(cè)目前還處于探索階段?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)（4）土壤沙化預(yù)測(cè)式中：D——未來(lái)土地沙化面積預(yù)測(cè)值；

R——年平均增長(zhǎng)率；

A——目前沙漠化土地面積；

n——從目前至所預(yù)測(cè)時(shí)期