第5章-土壤环境质量评价-环境土壤学

第五章土壤环境质量目录第一节概论第二节土壤环境质量现状调查及评价第三节土壤环境影响预测第一节概论土壤的特征土壤是地球表面具有肥力、能生长植物的疏松表层。它由岩石风化而成的矿物质、动植物残体腐解产生的有机质以及水分、空气等组成，呈不完全连续的状态存在于陆地表面开放系统生产植物产品的功能土壤环境质量土壤环境质量是指土壤环境（或土壤生态系统）的组成、结构、功能特性及其所处状态。自然环境因素影响下的自然过程及其所形成的土壤环境的组成、结构、功能特性、环境地球化学背景值与元素背景值、净化功能、自我调节功能与抗逆性能、土壤环境容量等相对稳定而仍在不断变化中的环境基本属性人类活动影响下的土壤环境污染和土壤生态状态的变化。区域土壤环境背景值一定区域内远离工矿、城镇和道路(公路和铁路)，无明显“三废”污染，也无群众反映有过“三废”影响的土壤中有毒物质在某一保证率下的含量。统计样品数。标准差；均值；种有毒物质实测值的平第种有毒物质的平均值；区域土壤中第种有毒物质的背景值；第NSCiCCNCCSSCCijioiniijiioii区域土壤中i区域土壤中1)(12土壤环境容量一般将土壤在环境质量标准的约束下所能容纳污染物的最大数量，称为土壤环境容量2250)(0BCQ22/,2250;/,;/,;/,hmttgBtgChmgQo重量每公顷土地的表土计算（土壤）区域土壤背景值（土壤）土壤环境标准值土壤环境容量在一定区域的土壤特性和环境条件下（B的数值是一定的），土壤环境容量（Q）的大小取决于土壤环境质量标准值的大小。土壤环境质量标准大，土壤环境容量也大；标准严，则容量小。影响土壤环境质量的因素影响土壤环境质量的主要因素建设项目影响土壤环境污染的因素：建设项目类型、污染物性质、污染源特点、污染源排放强度、污染途径、土壤所在区域的环境条件、土壤类型和特性。影响土壤退化、破坏的主要因素•自然因素：干旱、洪涝、狂风、暴雨、火山、地震等。•人为因素：在利用土壤及其环境条件时，存在盲目性，例如过度放牧、灌溉。采矿…土壤环境质量评价的目的按一定的原则、标准和方法，对土壤污染程度进行评定。或者说土壤环境质量评价是对土壤环境质量的高低和优劣作出定性或定量的评判。提高和改善土壤环境质量，并提出控制和减缓土壤环境不利变化的对策和措施。土壤环境影响识别类型按影响结果与特点分土壤污染型：外界进入土壤中的污染物，对土壤环境产生化学性、物理性或生物性污染危害。土壤退化型：由于人类活动导致的土壤中各组分之间，或土壤与其它环境要素之间的正常自然物质、能量循环过程遭到破坏，而引起土壤肥力、土壤质量和承载力下降的影响。土壤资源破坏型：由于人类活动或由其引起的自然活动，导致土壤被占用、淹没和破坏，包括由于土壤过度侵蚀或严重污染而使土壤完全丧失原有功能被废弃的情况按影响时段分：建设阶段影响、运行阶段影响、服务期满后的影响；或按影响时段的长短分：短期或突变影响、长期或缓变影响。按影响方式分：直接影响、间接影响。按影响性质分：可逆影响、不可逆影响、积累影响、协同影响。工业工程建设项目的土壤环境影响识别工业废气对土壤环境的影响工业废气中的污染物，通过降水、扩散和重力作用降落至地面，渗透进入土壤，进而污染土壤环境。工业废水对土壤环境的影响（经过处理或未处理）工业废水，用于灌溉农田或排入河流、湖泊后再作为农业灌溉用水，都会使土壤受到污染。工业废水处理产生的活性污泥排入土壤，污泥与土壤的相互作用，会使土壤的性质及元素分布和分配发生变化，进而影响植物的生长和周围的环境。工业固体废弃物对土壤环境的影响固体废弃物在掩埋或堆放过程中产生的渗出液、滤沥液进入土壤，能改变土质和土壤结构，影响土壤微生物的活动，危害土壤环境。矿业工程建设项目土壤环境影响识别损失土壤资源污染土壤环境：产生的粉尘、废气、废水、固体废弃物等对土壤环境产生污染性的影响。引发和加速土壤退化和破坏挖掘采剥改变了矿区的地质、地貌、植被等，加剧了水土流失，从而引发土壤退化和破坏；地震、崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害的发生，加速了土壤的退化和破坏。农业工程建设项目的土壤环境影响识别农业机械化工程建设项目对土壤环境的影响农田失去植被保护，水蚀、风蚀的几率增强；土壤被压实，妨碍植物根系与大气中氧和CO2的交换，根系向下生长的阻力增加；土壤的渗透能力下降，形成的径流较大，加速了土壤的侵蚀。农业排灌工程对土壤环境的影响良好的土壤排水系统可缓解土壤的盐渍化，使土壤的物理性质得到改善；土壤不易受侵蚀，土地平展，易于机械化耕作，干旱的危险少；减少水饱和土壤的面积，减轻内涝的危险。不利影响：排水强度过高，会加快地表径流，河道洪峰提前出现，会增加泛滥的危险；土壤的质量下降；次生盐渍化；交通工程建设项目的土壤环境影响识别占用土地（永久性影响）；建设期间，土地大量裸露，土壤极易受到侵蚀；使用期间：机动车排放的废气为大气酸沉降准备了物质基础，酸沉降将导致土壤的酸化。石油工程建设项目的土壤环境影响识别在石油的开采、炼制、贮运、使用的过程中，原油和各种油制品通过各种途径进入环境造成污染；占用土地资源；采用被石油烃污染的水源灌溉农田，挥发进入大气的石油烃通过沉降作用进入土壤等造成土壤的污染。土壤环境质量评价主要分为两大类：土壤环境质量现状评价和土壤环境影响评价依据评价重点内容的不同，又可细分为：土壤污染评价、土壤资源评价、土壤生态评价、土壤综合评价；土壤环境质量评价分类土壤环境质量评价原则1.整体性原则：不仅要分别对各环境要素进行预测，尤其应注重分析其综合效应，才能正确估计对环境的全面影响。2.相关性原则：通过研究不同层次各子系统间的联系性质、方式及联系的程度，判别环境影响的传递性，逐层逐级传递的方式、速度和强度。3.主导性原则：必须抓住建设项目与区域经济发展中引起的主要土壤环境问题。4.动态性原则：土壤环境影响是一个不断变化着的动态过程。不同建设阶段的环境影响的迭加性和累积性、影响的短期性与长期性、影响的可逆性与不可逆性等都是不断变化的。5.随机性原则：建设项目与投产过程中可能产生随机事件，可能会造成出乎意料的环境后果，需视具体情况，增加新的评价内容，如土壤环境风险评价等。土壤环境质量评价程序我国的土壤环境质量评价程序,一般按所示程序进行。土壤环境质量评价土壤及其环境特征污染源调查评价区域土壤背景值调查土壤环境质量现状评价土壤环境质量预测土壤环境质量评价等级划分我国土壤环境质量评价尚无推荐的行业导则，但可以根据判断环境影响重大性的原则确定评价等级和要求。(1)项目占地面积、地形条件和土壤类型，可能会被破坏的植被种类、面积以及对当地生态系统影响的程度；（2）侵入土壤的污染物的主要种类、数量，对土壤和植物的毒性及其在土壤中降解的难易程度，以及受影响的土壤面积；（3）土壤能容纳侵入的各种污染物的能力，以及现有的环境容量；（4）项目所在地的土壤环境功能区划要求。评价内容一般，一级评价的内容应包括以上各个方面，三级评价可利用现有资料和参照类比项目从简，二级评价类似一级评价，但工作深度可视情况适当减少。（1）工程分析的成果以及与土壤侵蚀和污染有关的地表水、地下水、大气和生物等专题评价的资料。（2）调查、监测项目所在地区土壤环境资料。（3）调查、监测评价区内现有土壤污染源排污情况。（4）描述土壤环境现状。（5）根据污染物的种类、数量、方式、区域环境特点、土壤理化特性、净化能力以及污染物在土壤环境中迁移、转化和累积规律，分析污染物累积趋势，预测土壤环境质量的变化和发展。（6）运用土壤侵蚀和沉积模型预测项目可能造成的侵蚀和沉积。（7）评价拟建项目对土壤环境影响的重大性，并提出消除和减轻负面影响的对策以及监测措施。（8）必要时可以采用类比调查；盆栽、小区乃至田间试验评价范围①项目建设可能破坏原有的植被和地貌范围；②可能受项目排放的废水污染的区域；③项目排放到大气中的气态和颗粒态有毒污染物由于干或湿沉降作用而受较重污染的区域；④项目排放的固体废物，特别是危险性废物堆放和填埋场周围的土地。包括：大气环境质量评价范围、地面水及其灌区的范围，固体废弃物堆放场附近。土壤环境质量标准《土壤环境质量标准》（GB15618-1995)根据土壤应用功能和保护目标，分为三类土壤：Ⅰ类主要适用于国家自然保护区、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土质应基本保持自然背景水平；Ⅱ类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土质基本上对植物和环境不造成污染、危害；Ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿场附近的农田（蔬菜地除外）土壤，土质基本上对植物和环境不造成污染及危害.本标准仅对土壤中镉、汞、铬、锌、砷、铜、铅、镍、六六六、DDT10项指标做了规定，对其他重金属和难降解危险性化合物未做规定。《中华人配共和国绿色食品执行标准(草案)》对于其它污染指标多选用具有不同含义的土壤环境背景值作为评价标准。常见的有如下几种：以区域土壤环境背景值作为标准以土壤本底值为评价标准（未受污染）以区域性土壤自然含量为评价标准（清水灌溉、相似）以土壤对照点含量为评价标准以土壤和作物中污染物质的相关含量为评价标准第二节土壤环境质量现状调查及评价土壤现状调查的内容：1.评价区土壤类型及其分布，作出类型分布图。2.各种类型土壤的成土条件，包括成土母质、生物特征、所处的地貌类型、地下水的埋藏特性、气候条件、耕作历史等和各类型土壤的剖面构成，土壤的矿物与化学组成、土壤理化和生物学特性等的调查。3.评价区土地利用及规划设想。以此确定重点保护地区，并选择相应的评价标准。4.土壤污染对作物的影响调查。5.评价区土壤污染源、主要污染物及污染途径的调查。评价因子的选择根据土壤污染物的类型和评价的目的要求来选择评价因子。1.有机毒物：其中数量较大、毒性较大的是化学农药。主要可分为有机氯和有机磷农药两大类。此外还有酚、苯并[a]芘、油类及其他有机化合物；2.重金属及其他无机毒物镉、汞、铬、铅、砷、氰等；3.土壤中pH、全氮量、硝态氮量及全磷量等；4.有害微生物：如肠细菌、肠寄生虫卵、破伤风菌、结核菌等；5.放射性元素：如Cs317、Sr90.此外还应选择一些参考因子，即对土壤污染物积累、迁移、转化影响较大的理化指标，如有机质、石灰反应、氧化还原电位、代换量、易溶性盐类、粘土矿物等土壤环境质量现状值的计算及检验土壤环境质量现状值的计算物质的实测含量。个样品中第统计样品数；物质的标准差；土壤中物质的平均含量；土壤中）；物质的现状值（背景值土壤中式中ijXNiSiXiXiXXNSSXXjiiiiNjijiiii12)(11土壤背景值统计数据检验(1)标准差检验：超过三倍的标准差的测量值应舍弃，不参加现状值（背景值）的统计；(2)4d法检验：大于4倍的平均偏差时，该值弃去；(3)上下层比较：表土与底土中含量的比值大于1时，认为此样品已受污染，应予剔除；(4)相关分析法：选定一种没有污染的元素为参比元素，求出这种元素与其他元素的相关系数和回归方程，建立95%的置信带，落在置信区间之外的样品，可认为含量异常，应予剔除。(5)富集系数检验：在风干过程中，有些元素会淋失，有些元素会富集，所以表土中重金属含量高于母质或底土，不一定都是污染造成的因此，需要有一种稳定的元素作为内参比元素，进行富集系数检验元素的富集系数可根据Mcheal公式计算：富集系数﹥1，表示该元素有外来污染，应将该土样弃去。含量母质中含量土壤中22TiO/母质质中元素含TiO土壤中元素含量/富集系数五、土壤环境质量现状评价指数土壤环境质量现状评价与大气、水质的现状评价方法相类似，是通过计算污染指数进行的。（一）单因子评价（二）多因子评价（一）单因子评价1.分指数法：逐一计算土壤中各主要污染物的污染分指数，以确定污染程度。oiiiCCPPi＜1，表示未污染；Pi＞