土壤监测与评价

第四讲土壤的监测与评价2第一节土壤的基本知识第二节土壤环境的监测第三节土壤环境的现状评价第四节土壤环境影响预测3第一节土壤的基本知识一、土壤的组成二、土壤污染物的来源和种类4一、土壤的组成1.土壤的基本组成固体物质：液体物质：气体：52.土壤的机械组成土壤的机械组成是指土壤中各种不同大小颗粒的相对含量。土壤的机械组成的分类是以土壤中各粒度颗粒含量的相对百分比作为标准。国际制采用三级分类法，即根据砂粒（0.02～2mm）、粉砂粒（0.002～0.02mm）和黏粒（＜0.002mm）6表我国土壤质地分类质地分类质地名称颗粒组成%砂粒（0.05-1mm）粗粉粒（0.05-0.05mm）黏粒（0.001mm）砂土粗砂土70-30细砂土60-70面砂土50-60壤土砂粉土204030粉土20粉壤土2040黏壤土20砂黏土50-黏土粉黏土--30-35壤黏土35-40黏土4073.土壤的化学组成i土壤矿物质土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒（砂粒、土粒和胶粒）。土壤矿物质是植物营养元素的重要来源，按其成因可分为原生矿物质和次生矿物质。8原生矿物质是经过物理风化作用形成的碎屑，其原来的化学组成没有改变。这类矿物质主要有硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。次生矿物质是原生矿物质经过化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构均有所改变。这类矿物质包括简单盐类，三氧化物类和次生铝硅酸盐类。9土壤矿物质大部分由氧、硅、铝和铁等元素组成。这些土壤矿物质元素的相对含量与岩石圈元素的平均含量及其化学组成相似。氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾和镁八大元素在岩五圈中的含量约占99.64％，在土壤中约占96.89％，其余诸元素含量甚微，低于十万分之一甚至百万分之一，统称为微量元素。10ii土壤有机质占土壤比重的1％～10％。土壤有机质按其分解程度分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。腐殖质是指新鲜有机质经过微生物分解转化所形成的胶体物质，一般占土壤有机质总量的85％～95％以上，是具有多种功能团、芳香族结构的酸性高分子化合物，呈黑色或暗棕色胶体状。腐殖质作为土壤有机胶体来说，具有吸收性能、缓冲性能以及与土壤重金属离子的络合性能等。iii土壤微生物土壤微生物的种类很多，有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等。分解有机质分解矿物质固定氮素12iv土壤水分土壤水是土壤中各种形态水分的总称。毛管孔隙：由于土壤是一个疏松多孔体，其中布满着大大小小蜂窝状的孔隙，直径0.001～0.1mm的土壤孔隙。存在于土壤毛管孔隙中的水分能被植物直接吸收利用，同时，还能溶解和输送土壤元素，包括扩散污染物质（无机或有机污染物），影响土壤的化学组成和性质。134.土壤的基本性质吸附性酸碱性氧化-还原性15二、土壤污染物的来源和种类1.土壤污染源自然污染人为污染化肥、农药的污染：污水灌溉：大气、水体污染物质的迁移：固体废弃物污染：162.土壤中的主要污染物有机污染物：无机污染物：17i土壤污染物的性质土壤污染物的性质与其存在的价态、形态、浓度、化学性质及其存在的环境条件等密切相关。污染物在土壤环境中的存在形态可以通过各种化学作用不断发生变化。污染物的存在价态不同，其毒性也往往不同。在一个特定的环境中，污染物的存在形态取决于环境的地球化学条件。18ii土壤污染的特点土壤污染比较隐蔽：土壤被污染后很难恢复：土壤污染后果严重：土壤污染持久性强：1912种持久性有机污染物中的8种是农业上使用的杀虫剂，即艾氏剂、氯丹、DDT、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵和毒杀酚。虽然目前已经禁止生产和使用，但以往的长期、大量地使用，使这些污染物在土壤和水里残存了几十年。因此，这类污染物还会在很长的一段时间内继续影响着土壤质量，值得特别的关注。203.土壤背景值土壤背景值又称土壤本底值，它代表一定环境单元中的一个统计量的特征值。背景值是指在各区域正常地质地理条件和地球化学条件下元素在各类自然体（岩石、风化产物、土壤、沉积物、天然水、近地大气等）中的正常含量。在环境科学中，土壤背景值是指在未受或少受人类活动影响下，尚未受或少受污染和破坏的土壤中元素的含量。21有关背景值的调查研究，近几十年来国内外做了许多工作。美国1961年1984年日本1978～1984年中国1982年1990年：《中国土壤元素背景值》。22关于土壤背景值的表示方法国内外没有统一的规定，常用表达方法有下列几种：用土壤样品平均值x表示；用平均值和标准偏差（S）表示（x士S，x土2S）；用几何平均值（M）和标准偏差（D）表示（M士D）。23①对元素测定值呈正态分布或近似正态分布的元素，用算术平均值（x）表示数据分布的集中趋势，用算术平均值标准偏差（s）表示数据的分散度，用（x土2S）表示95％置信度数据的范围值。式中x——土壤中某污染物的背景值；xi——土壤中某污染物的实测值；n——土样数量。niixnx11niixxnS12)(`1124②对元素测定值呈对数正态或近似对数正态分布的元素，用几何平均值（x）表示数据分布的集中趋势，用几何标准偏差（D）表示数据分散度，用表示95％置信度数据的范围值。式中M——土壤中某污染物的背景值；xi——土壤中某污染物的实测值；n——土样数量。22MDDMnnxxxM211lg)(lg2112nnxxDniinii25上节课内容回顾土壤土壤污染的特点土壤背景值264.土壤环境容量土壤环境容量是指一个特定区域的环境容量（如某城市、某耕作区等），与该环境的空间、自然背景值及环境各种要素、社会功能、污染物的物理化学性质，以及环境的自净能力等因素有关。土壤环境容量可分为土壤环境绝对容量（静容量）和土壤年容量（动容量）两类。27（1）土壤环境绝对容量（静容量）：环境的绝对容量（WQ）是某一环境所能容纳某种污染物的最大负荷量，达到绝对容量没有时间限制，即与年限无关。土壤的绝对容量是由土壤环境标准的规定值（Ws）和土壤环境背景值（B）来决定，以浓度单位表示的环境绝对容量（mg/kg）的计算公式为WQ＝Ws－B28（2）土壤年容量（动容量）：年容量（WA）是某一土壤环境在污染物的积累浓度不超过环境标准规定的最大容许值的情况下，每年所能容纳的某污染物的最大负荷量。年容量的大小除了与环境标准规定值和环境背景值有关外，还与环境对污染物的净化能力有关。若某污染物对土壤环境的输入量为A（单位负荷量），经过一年时间后，被净化的量（年输出量）为A’，以浓度单位表示的土壤环境年容量的计算公式为WA＝K（Ws－B）式中K——某污染物在某一土壤环境中的年净化率。年容量与绝对容量的关系为WA=KWQ%100AAK295.土壤标准我国现行的《土壤环境质量标准》（GB15618～1995）是1995年7月份颁布执行的。规定了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn及Ni总量和六六六、DDT的三级环境质量标准，土壤环境质量标准选配分析方法除六六六和DDT按GB/T14550－93分析方法外，其余暂采用：30①《环境监测分析方法》，城乡建设环境保护部环境保护局，1983；②《土壤元素的近代分析方法》，中国环境监测总站，中国环境科学出版社，1992；③《土壤理化分析》，中国科学院南京土壤研究所，上海科技出版社，1978。与《土壤环境质量标准》（GB15618－1995）相配套的《土壤环境质量调查采样方法导则》、《土壤环境质量调查制样方法》等标准方法，以及土壤中汞、砷、铜、铅、锌、镉、镍及铬的总量分析方法也正在制定过程中。31从目前环境质量标准制定的趋势来看，有机污染物正越来越引起世界各国的重视。我国现行的《土壤环境质量标准）（GB15618－1995）中有机污染物的标准仅有两项，而对人体和动植物影响较大的有机磷农药等化学农药、硫化物、石油类、酚类、有机氯化合物、非金属物质（如氟、硒）和苯并芘等化合物缺乏质量标准和相应的标准分析方法。32小结：一、土壤的组成1.土壤的基本组成2.土壤的机械组成3.土壤的化学组成（土壤矿物质、土壤有机质、土壤微生物、土壤水分）4.土壤的基本性质33二、土壤污染物的来源和种类1.土壤污染源2.土壤中的主要污染物（土壤污染物的性质、土壤污染的特点）3.土壤背景值4.土壤环境容量5.土壤标准