第五章-土壤环境质量评价

2020/7/141第五章土壤环境质量评价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四节土壤环境影响评价2020/7/142第一节概论一、土壤环境质量评价的原则和程序（一）土壤环境质量评价的概念土壤环境质量评价是指在研究土壤环境质量变化规律的基础上，按一定的原则、标准和方法，对土壤污染程度进行评定，或是对土壤对人类健康适宜程度进行评定。2020/7/143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的综合体现与定性、定量的表述。它包括:在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、土壤环境容量在人类活动影响下的土壤环境污染和土壤生态状态的变化。人类活动的影响是土壤环境质量变化的主要标志。2020/7/144评价目的：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。土壤环境质量评价分为两大类：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。2020/7/145（二）土壤环境质量评价原则1、整体性原则2、相关性原则3、主导性原则4、动态性原则5、随机性原则2020/7/146（三）土壤环境质量评价程序不同的评价目的，选取不同的评价方式。区域土壤环境质量普查：现状评价大的拟建工程对土壤可能产生的影响时：现状评价、影响评价2020/7/147我国的土壤环境质量评价程序，一般按图5-1所示程序进行。2020/7/148二、土壤环境质量评价等级划分和工作内容（一）评价等级划分尚无导则，主要考虑一下几个方面：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。2020/7/149（二）评价内容1.收集和分析拟建项目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相关资料。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.根据进入土壤的污染物的种类、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。2020/7/14106.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.如果由于时间限制或特殊原因，不可能详细、准确地收集到评价区土壤的背景值和基线值以及植物体内污染物含量等资料，可以采用类比调查；必要时应做盆栽、小区乃至田间试验，确定植物体内的污染物含量或者开展污染物在土壤中累积过程的模拟试验，以确定各种系数值。2020/7/1411一般，一级评价项目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，二级评价的工作内容类似一级评价项目，但工作深度可视情况适当减少。（三）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（例如排放废水渠道经过的土地）；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。一般应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。2020/7/1412三、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，将其分为三类：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。2020/7/1413第二节土壤环境质量现状调查及评价一、现状调查现状调查内容包括布点、采样、确定监测项目等。采样点的布置要考虑调查区内土壤类型及其分布、土地利用及地形地貌条件2020/7/1414在上风向布点稀，下风向布点密，近污染源采样点间距小，远离污染源的间距大。当利用废水或受污染的水源灌溉农田时，应在灌区内根据水流的路径和距离，分别在主灌渠和支灌渠附近采样。水田的采样点包括进出水口和田中间。由于土壤在水平和垂直方向的分布具有一定的不均匀性，一般采用对角线、梅花形、棋盘式、蛇形等方法多点采样，均匀混合。20cm左右耕层土和耕层以下20cm～40cm。按土壤剖面层次分层取样。监测项目要考虑污染土壤成土因素，一般把主要污染物和由成土因素决定的异常元素列为监测项目。2020/7/1415现状调查的内容包括：⒈评价区土壤类型及其分布，作出类型分布图。⒉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。⒊评价区土地利用现状及规划。以此确定重点保护地区，并选择相应的评价标准。⒋土壤污染现状及对作物的影响调查。⒌评价区土壤污染源、主要污染物及污染途径的调查。2020/7/1416二、评价因子的选择⒈有机毒物⒉重金属及其他无机毒物：镉、汞、铬、铅、砷、氰等；⒊土壤中pH、全氮量、硝态氮量及全磷量等；⒋有害微生物：如肠细菌、肠寄生虫卵、破伤风菌、结核菌等；⒌放射性元素：如137Cs、90Sr。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。2020/7/1417三、评价标准的选择（德国、英国、芬兰、瑞典、丹麦、挪威、前苏联、日本、美国）分别给出了几项重金属、非金属毒物和放射性元素的土壤污染标准。重金属有汞、镉、铬、铅、锌、铜、镍、锰、钴、钼、钒。非金属毒物有砷、硒、硼。放射性元素有铯、铀。GB15618—1995《土壤环境质量标准》我国农业部颁布的《中华人民共和国绿色食品执行标准（草案）》中，提出了《绿色食品土壤质量标准》，《绿色食品产地环境技术条件》对土壤污染物含量限值和土壤肥力分级做出规定。2020/7/1418土壤PH值项目一级二级三级自然背景＜6.56.5～7.5＞7.5＞6.5镉≤汞≤砷水田≤旱地≤铜农田等≤果园≤铅≤铬水田≤旱地≤锌≤镍≤0.200.15151535--359090100400.300.30304050150250250150200400.300.502530100200300300200250500.601.02025100200350350250300601.01.53040400400500400300500200六六六≤滴滴涕≤0.050.050.500.501.01.0表5-1土壤环境质量标准（GB15618-1995）mg/kg注：①重金属（铬主要是三价）和砷均按元素量计，适用于阳离子交换量＞5cmol（+）/kg的土壤，若≤5cmol（+）/kg，其标准值为表内数值的半数。②六六六为四种异构体总量，滴滴涕为四种衍生物总量。③水旱轮作地的土壤环境质量标准，砷采用水田值，铬采用旱地值。2020/7/1419污染物土壤临界容量（10-6）草甸褐土（北方）草甸棕壤（北方）红壤性水稻土（南方）汞（Hg）镉（Cd）铅（Pb）砷（As）铬（Cr6+）铬（Cr3+）油0.432.8800213.55003000.22.030030505001.145表5-2绿色食品土壤质量标准2020/7/14201.以区域土壤环境背景值作为标准区域土壤环境背景值是指一定区域内（相对清洁地区），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。其计算式为：C0i=±S（5-1）（5-2）式中：C0i—区域土壤中第i种有毒物质的背景值，Cij—区域土壤中第i种有毒物质的平均值，—区域土壤中第i种有毒物质实测值的平均值，S—标准差，N—统计样品数。211nijijCCSNiCiC2020/7/14212.以土壤本底值为评价标准土壤本底值是指未受人为污染的土壤中某一物质的平均含量。3.以区域性土壤自然含量为评价标准区域性土壤自然含量，是指在清水灌区内，选用与污灌区的自然条件、耕作栽培措施大致相同，土壤类型相同，土壤中有毒物质在一定保证率下的含量。其计算公式为：C0i=Ci±2S（5-3）符号同前。4、以土壤对照点含量为评价标准土壤对照点一般选在与污染区的自然条件、土壤类型和利用方式大致相同，而又未受污染的地区内。对照点可选一个或几个，以对照点的有毒物质平均含量作为评价标准。2020/7/14225.以土壤和作物中污染物质的相关含量为评价标准土壤中某种污染物质的含量和作物中该种污染物积累量之间有一定的相关关系。以卫生标准和污染分级推断土壤中该种污染物的相关含量和污染分级，把这种相关含量作为评价标准。在具体选用时，应根据评价地区土壤的实际情况、评价要求、评价范围、评价时间等因素确定。四、土壤环境质量现状值的计算及检验㈠土壤环境质量现状值的计算通过对土壤样品的化验分析，得到若干个测定值，用同一项目的各个测定值的算术平均值加减一个标准差表示该项目的土壤现状值（背景值）。2020/7/1423它不仅包括土壤内某物质的平均含量，同时还包括该物质在一定保证率下的含量范围。土壤环境质量中某一物质的现状值（背景值）的表达式如下：Xi=（5-4）Si=（5-5）式中：Xi--土壤中i物质的现状值（背景值）；--土壤中i物质的平均含量；Si--土壤中i物质的标准差；N--统计样品数；Xij--第j个样品中i物质的实测含量。㈡土壤现状值（背景值）统计数据检验为减少误差，对样品的各个分析数据应做必要的检验，以保证土壤现状值（背景值）的真实性。常用的方法有下列几种：iiSXNjiijXXN1211iX2020/7/14241.标准差检验实测值超过算术平均值加三倍的标准差的应舍弃，不参加现状值（背景值）的统计。2.“4d”法检验一组4个以上的实测值，其中一个偏离平均值较远，视为可疑值。该值不参加平均值计算，由另3个监测值求出平均值，该值与此平均值的差值大于4倍的平均偏差时，则该值弃去不用。3.上下层比较某物质在表土中的含量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，落在置信带之外的样品，可认为含量异常，应予剔除。2020/7/14255.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。土壤中元素的富集系数可根据Mcheal公式计算：富集系数=（5-6）富集系数＞1，表示该元素有外来污染，应将该土样弃去。上述检验方法可根据测试目的选取1—2种即可。含量母质中母质中元素含量含量土壤中土壤中元素含量22TiOTiO2020/7/1426五、土壤环境质量现状评价方法土壤环境质量现状评价方法与大气、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。土壤污染分指数计算式为：Pi=（5-7）式中Pi——土壤中i污染物的污染分指数，为无量纲的量；Ci——土壤中i污染物实测含量；Co