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1、第三章 土壤背景值与环境容量 主要内容 第一节 土壤背景值 第二节 土壤背景值的调查方法 第一节 土壤背景值 土壤背景值是指未受或少受人类活动（特别是 人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组 成及其含量。 通过取样调查的方法来找出真正的土壤元素背 景值是非常困难的,要找到完全没有受到任何 人为污染的土壤则几乎不太可能。 但从实际操作的角度考虑,只要通过合理的取 样布点,采集避开人类活动密集区域的土壤,则 所取土壤的元素含量就可以代表其相应的背景 值。 土壤背景值的研究具有重要的理论和实践 意义 一直以来都是国内外环境科学领域关注的 对象, 许多国家先后进行了背景值的研究工 作。 一、国外土壤
2、环境背景值研究 从20世纪60年代起，美国地质调查所为建 立土壤中元素的基线值，开展了一系列的 区域土壤背景值调查工作。 至今，美国完成了全国土壤背景值的调查 研究 其它国家，也都开展了土壤背景值的调查 。 二、国内土壤背景值研究 我国土壤环境背景值的研究始于20世纪70年 代 在“七五”期间，研究了土壤背景值的区域分 异性，并探讨了在环境健康、环境评价和农业 利用等方面的应用前景。 土壤背景值的研究涉及面广、技术难度要求高 ，并需要多学科支撑。 土壤元素背景值是检验过去和预测未来土壤环 境演化的基础性资料, 也是判断土壤中化学物 质的行为与环境质量的必要的基础数据, 第二节 土壤背景值的调查
3、方法 一、土壤背景值调查布点 二、土样的采集与室内分析 三、数据处理 四、土壤背景值与环境质量 五、土壤环境容量 一、土壤背景值调查布点 1.前期准备 2.布点方法 3.基础样品数量 1.前期准备 （1）组织准备 （2）资料收集 （3）现场调查 （4）采样器具准备 2.布点方法 采样要遵循“随机”和“等量”原则 （1）简单随机 （2）分块随机 （3）系统随机 3.基础样品数量 应根据科学数据的基本保证和经济条件来 综合考虑采样的数量，具体方式如下: （1）由均方差和绝对偏差计算样品数 （2）由变异系数和相对偏差计算样品数 没有历史资料的地区、土壤变异程度不太 大的地区，一般CV可用10%30%
4、粗略估 计，有效磷和有效钾变异系数CV可取50% 。 二、土样的采集与室内分析 1.样品采集 2.土壤室内分析测定 3.分析记录 1.样品采集 （1）野外选点 （2）厚度采样 （1）野外选点 采样点的自然景观应符合土壤环境背景值 研究的要求 采样点以剖面发育完整、层次较清楚、无 侵入体为准 选择不施或少施化肥、农药的地块作为采 样点 不在多种土类、多种母质母岩交错分布、 面积较小的边缘地区布设采样点。 （2）厚度采样 采样点可采表层样或土壤剖面 一般每个剖面采集A、B、C三层土样 采样次序自下而上 剖面每层样品采集1kg左右，装入样品袋 将底土和表土按原层回填到采样坑中，方 可离开现场,并在采
5、样示意图上标出采样地 点,避免下次在相同处采集剖面样。 2.土壤室内分析测定 （1）样品处理 一般选定土壤环境质量标准中选配的 分析方法中规定的样品处理方法，其他类 型的监测优先使用国家土壤测定标准 一般区域背景值调查和土壤环境质量标 准中重金属测定的是土壤中的重金属全 量（除特殊说明，如六价铬） （2）分析方法 第一方法：标准方法(即仲裁方法) 。 第二方法：由权威部门规定或推荐的方法 。 第三方法：根据各地实情，自选等效方法 3.分析记录 （1）分析记录 （2）数据运算 （3）结果表示 （1）分析记录 分析记录一般要设计成记录本格式 分析记录也可以设计成活页 分析记录也可以是电子版本式的输
6、出物（ 打印件）或存有其信息的磁盘、光盘等 记录测量数据，要采用法定计量单位，只 保留一位可疑数字，有效数字的位数应根 据计量器具的精度及分析仪器的示值确定 （2）数据运算 有效数字的计算修约规则按GB8170执行 （3）结果表示 平行样的测定结果用平均数表示 土壤样品测定一般保留三位有效数字，含 量较低的镉和汞保留两位有效数字,并注明 检出限数值 三、数据处理 土壤元素背景值可以用土壤样品算术平均 值(x)或几何平均值(M)表示。 中国土壤元素背景值，总体上化学组成相 对稳定，元素含量水平与变化幅度也相对 固定，除了污染点外，世界各地土壤化学 元素之间有较高的可比性 四、土壤背景值与环境质量
7、 土壤背景值涉及土壤与水和大气质量的关 系，人类居住环境问题，土壤与其他环境 要素的交互作用，涉及土壤质量的保护与 改善等土壤环境工程的相关研究与应用。 土壤质量是土壤在生态系统范围内，维持 生物的生产力、保护环境质量以及促进动 植物和人类健康的能力 从环境角度出发，我们首先必须发展一种 灵敏而合适的方法来评价土壤环境质量。 土壤环境质量评价涉及评价因子、评价标 准和评价模式 评价模式常用污染指数法或者与其有关的 评价方法，如： 1.污染指数、超标率（倍数）评价 2.内梅罗污染指数评价 3.背景值及标准偏差评价 4.综合污染指数法 五、土壤环境容量 1.土壤环境容量的概念 2.土壤环境容量的计
8、算方法 3.土壤临界含量的确定 4.土壤环境容量的应用 1.土壤环境容量的概念 土壤环境容量亦称污染物的土壤负载容量，( Soil environmental capacity) 是一个发展的 概念, 随环境因素的变化以及人们对环境目标 期望值的变化而变化，定义有所不同 一般认为土壤环境容量是指在一定环境单元、 一定时限内遵循环境质量标准，既能保证土壤 质量，又不产生次生污染时，土壤所能容纳污 染物的最大负荷量。 土壤负载容量不是一个固定值而是一个范围值 ，它受到多种因素的影响 2.土壤环境容量的计算方法 环境标准限制某一要素的某一区域可能达 到限度的量,作为该区域的环境容量, 即环境 的标准
9、容量( C0) , 将此衡量土壤容许的污 染量这个基准含量水平称为土壤净容量( Q1) 其计算模式如下: Q1 = ( C0 - B) 2 250 ; 式中: Q 为土壤环境容量,g/ hm2 ; C0 为土壤 环境标准值或土壤环境临界值,g/ t ; B为区域 土壤背景值或土壤本地值,g/ t ;2 250 为单位 土地的表土计算重量,t/ hm2 。 将这一部分净化的量( Q2) 加入到土壤净容量( Q1) 才是土壤动态的、全部容许的量, 即土壤 环境容量( Q) , 也有人称之为土壤环境动容量 。用数学式表示即为: Q= Q1 + Q2 。 3.土壤临界含量的确定 土壤临界含量是土壤所能
10、容纳污染物的最 大负荷量, 是土壤环境容量研究中的一个主 要内容 确定土壤临界含量的指标体系和依据, 如表 3-5所示。 表3-5 确定土壤临界含量的依据 4.土壤环境容量的应用 （1）制定土壤环境质量标准 （2）制定农田灌溉水质标准 （3）制定农田污泥施用标准 （4）进行土壤环境质量评价 （5）进行土壤污染预测 （6）对污染物总量控制 （7）在农业对策上的应用 思考题 1、土壤背景值概念 2、简要阐述土壤背景值的调查方法 3、土壤样品怎样采集 4、如何进行土壤室内分析测定 5、土壤背景值与环境质量的关系 6、评价模式常用的评价方法有哪些？ 7、土壤环境容量的概念 8、土壤环境容量的计算方法 9、怎样确定土壤临界含量 10、简述土壤环境容量的应用
