11第四章土壤的环境背景值与容量

第四章土壤的环境背景值与容量第一节土壤环境背景值概述一、概念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。研究土壤背景值的意义：1.是土壤环境质量评价，特别是土壤污染综合评价的基本依据。如：划分污染等级2.是研究和确定土壤容量，制定土壤环境标准的基本数据。3.是研究污染元素和化合物在土壤环境中化学行为的依据。二、土壤背景值研究现状三、土壤背景值研究方法1.情报检索与资料收集2.土壤样点的布置与采集1）.布点A根据调查研究的任务、范围来确定采样单元B根据土壤类型布点C样点要均匀分布，有适当的密度2）.野外选点遵循原则：A分析野外土壤环境，选在土壤类型特征典型地段上B不在多种土壤镶嵌分布、多种母质交错分布地段选点C样点的土壤剖面应发育完整、层次清楚、无人为干扰、具代表性D样点应选在远离城镇、居民点、铁路、公路等可能发生污染的位置E农业土壤选点要避开污灌、施农药化肥和堆肥地块3）.样品采集挖剖面采集3.样品处理布袋收集、室内风干、过尼龙筛全量分析100目0.149mm有效成分10目2mm4.样品室内分析与质量控制1）.消解方法A硝酸-氢氟酸-高氯酸原子吸收、原子荧光等离子发射光谱和分光光度法测定B碳酸钠-氧化钠熔融法等离子发射光谱测定稀土元素ICP-AESC固体粉末中子活化分析X-荧光光谱分析2).分析质量控制A严格遵守分析化学操作规则和要求B标准液配制要符合要求C分析中要做空白试验D设置统一参考样品，以控制实验室分析质量E采用平行试验来控制样品分析的精密度F用土壤标样来控制分析的准确度5.数据统计分析1）.先确定元素浓度的概率分布类型拟和度检验检验方法2）.土壤元素背景值计算数字符合正态分布，采用算术平均值与标准差作代表值数字符合对数正态分布，采用几何平均值与几何标准差作代表值数字符合偏态分布，则需经正态化处理，再按正态分布方式进行计算6.元素环境背景值的表示方法第二节土壤环境背景值的应用一、土壤环境背景值是制定土壤环境质量标准的依据1.土壤环境质量标准是为了保护土壤环境质量，保障土壤生态平衡，维护人体健康而对污染物在土壤环境中的最大允许含量所做的规定，是环境标准的重要组成部分，是国家环境法规之一。土壤环境质量基准值：土壤污染物对生物与环境不产生不良或有害影响的最大剂量或浓度。由污染物同特定对象之间的剂量-反应关系确定。土壤环境质量标准以土壤环境质量基准值为依据，并考虑社会、经济和技术等因素，经综合分析制定。一般具法律强制性。原则上，土壤环境质量标准≤土壤环境质量基准值。2.利用土壤背景值确定土壤环境质量基准值方法1）.利用背景值代替基准值如：加拿大安大略省1978年规定CdNiMo2）.土壤背景值加标准差等于基准值如：我国1970年荷兰3）.以高背景区土壤元素平均值作为基准值二、土壤环境背景值在农业生产上的应用1.利用背景值预测土壤有效态元素的含量土壤有效态元素=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态元素数量土壤元素全量=应有有效态含量/活性比率三、土壤环境背景值与人类健康人体血液与地壳中的18种元素含量显著相关：铁、锌、碘、钴、矾、锰、铬、钼、硒、铜、铝、砷、铅、镉、镍、汞土壤中某些元素含量的巨大变化已引起明显的病变，即所谓的地方性疾病。1.地方性甲状腺肿2.地方性氟病3.克山病四、土壤环境背景值异常在找矿上的意义4.大骨节病5.水俣病6.痛痛病7.砷中毒8.铅中毒土壤背景值元素来源于母岩、母质，因此，土壤背景值是母岩、母质化学特征的反映，土壤中某些化学元素背景值异常，可能是成矿元素的指示标志，是区域找矿的依据。第三节土壤环境容量一、概念土壤环境单元所允许承纳的污染物质最大数量或负荷量。即土壤污染起始值和最大负荷值之间的差值。净容量（基本容量）动容量=净容量+净化量一定土壤环境单元，在一定时限内，遵循环境质量标准，既维持土壤生态系统的正常结构与功能，保证农产品的生物学产量和质量，也不使环境系统污染时，土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量。二、土壤环境容量的理论依据一）、土壤环境的净化功能1.土壤与表层环境系统之间物质与能量的迁移和转化2.土壤环境系统中物质迁移和转化1).吸附与解吸2).沉淀与溶解3.土壤作物系统的生物过程与生态效应4.影响土壤净化作用的因素1).土壤环境物质组成2).土壤环境条件3).土壤的生物学特性4).人类活动二）、土壤环境的缓冲性能土壤因水分、温度、时间等外界因素的变化，抵御其组分浓（活）度变化的性质。土壤缓冲容量：指向土壤投入或减少某种组分时，土壤抵御其溶液中该组分浓（活）度变化的能力。正缓冲量负缓冲容量三、土壤环境容量的确定与应用土壤环境容量属于一种控制指标，随环境因素的变化以及人们对环境目标期望值的变化而改变。土壤环境容量是对污染物进行总量控制和目标管理的重要手段，是限制人类破坏土壤资源的主要指标。1.确定：生物反应；化学容量法2.应用：土壤环境评价；制订“三废”农田排放标准；灌溉水质标准；污泥施用标准；微量元素累积施用量等。