第九章 土壤环境容量与土壤背景值_PPT课件
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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 2mm
4.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-AES C 固体粉末 中子活化分析 X-荧光光谱分析
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
统 一 分 析 方 法
标 准 参 考 物 质
自检 互检 外检
数理统计、检验子系统 背景值
制图技术子系统
编制程序 计算机处理 异常值判断剔除 数据分布类型检验 可靠性检验
✓ 土壤环境背景值的应用
1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。
土壤背景值研究及其意义
土壤环境背景值研究是以土壤学特别是土壤分析为主线 ，涉及多学科，技术要求高的一个系统。具有较严密的结构 性、整体性及目的性，对各子系统独有严格的技术质量控制 。
土壤环Fra Baidu bibliotek背景值在土壤污染评价，污水灌溉(wastewater
irrigation)与作物施肥(fertilization)上是不可缺少的依据。
一、土壤质量概念
美国土壤学会（1995）在自然和管理的生态系统边界内， 土壤具有动植物生产持续性，保持和提高水、气质量以及人 类健康与生活的能力。
我国学者赵其国：土壤提供食物、纤维、能源等生物 物质的土壤肥力质量，土壤保持周边水体和空气清洁的土 壤环境质量，土壤容纳消解无机和有机有毒物质、提供生 物必需的养分元素、维护人畜健康和确保生态健康的土壤 健康质量的综合度量。
与土壤质量的关系
质地 土壤物理指标 表土和耕层深度
水分和化学品的保持与运输；模型的使用，土壤侵蚀 和变量估计
生产潜力和侵蚀估计；景观河地理变异性的标准化
土壤容重和渗透性
淋溶、身缠和侵蚀潜力；基于体积的分析需要容重数 值
土壤持水性
水分保持、运输和侵蚀；有效水：从容重、质地和有 机质计算
土壤有机质 土壤化学指标
潜在矿化氮
土壤生产力和氮供应潜力；过程模拟
土壤呼吸、水分含量和温 估计生物活性；微生物活性测定模型 度
三、土壤环境背景值
（1）概念
土壤环境背景值是指在很少受人类活动影响和不受或未明 显受到现代工业污染破坏的情况下，土壤原来固有的化学组成 和元素含量水平。
实际上，土壤背景值只能代表土壤某一发展、演变阶段的 一个相对意义上的数值，即严格按照土壤背景值研究方法所获 得的尽可能不受或少受人类活动影响的土壤化学元素的原始含 量。
义 环境医学(environmental medicine)
（3）土壤环境背景值的形成与影响因素
1、成土因素 a.气候 b.母质 c.地形地貌 d.生物因素 e.时间因素
2.土壤理化性质
（4）土壤背景值研究状况 ✓ 国外研究现状
美国：20世纪60年代起，1984年发表《美国大陆土壤及 地表物质中元素浓度》 英国：1979年按网格设计，测定19中元素。 日本：1978-1984年，测定全国8个元素背景值 瑞士：20世纪80年代，建立国家环境监测网，建立120个 土壤监测点。 ✓ 国内研究现状
重 环境质量评价(environmental quality evaluation)
要 土地资源评价(land resource assessment)
的 实 用
土国壤土环规境划容(te量rr(istooriilael npvlairnonnimnge)nt capacity) 土壤污染评价
意 农田施肥
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)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
土壤环境背景值研究技术系统
情报检索子系统 样品采集子系统 样品处理、保存子系统 室内分析质量控制子系统
标 准 溶 液
模 拟 消 解 液
统 一 参 考 样 品
（1）土壤肥力质量 是土壤本质属性，表现为对植物生长所需的水、
肥、气、热的供应和协调能力。
（2）土壤环境质量 指在一定的时间和空间内，土壤自身性状对对其
持续利用以及对其他环境要素，特别是对人类或其他 生物的生存、繁衍以及社会经济发展的适宜性。
土壤质量和健康状况参数与土壤质量的关系
土壤指标
土壤状况参数
定义土壤肥力、稳定性和侵蚀范围，使用在过程模型 和点位规范化
PH
定义生物和化学活性阈值，对过程模型非常重要
电导率
定义植物和微生物活性阈值；在多数过程模型中缺乏
交换性氮、磷、钾
植物有效养分和潜在氮损失；生产力和环境质量指标
微生物量碳、氮 土壤生物指标
微生物催化潜力和碳、氮储存；模拟：管理队有机质 的影响预警
1978年开始9种元素，13个省市自治区研究； 1982年，在全国29省市自治区，41种土类60余种元素的 背景值。
✓ 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：
4.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-AES C 固体粉末 中子活化分析 X-荧光光谱分析
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
统 一 分 析 方 法
标 准 参 考 物 质
自检 互检 外检
数理统计、检验子系统 背景值
制图技术子系统
编制程序 计算机处理 异常值判断剔除 数据分布类型检验 可靠性检验
✓ 土壤环境背景值的应用
1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。
土壤背景值研究及其意义
土壤环境背景值研究是以土壤学特别是土壤分析为主线 ，涉及多学科，技术要求高的一个系统。具有较严密的结构 性、整体性及目的性，对各子系统独有严格的技术质量控制 。
土壤环Fra Baidu bibliotek背景值在土壤污染评价，污水灌溉(wastewater
irrigation)与作物施肥(fertilization)上是不可缺少的依据。
一、土壤质量概念
美国土壤学会（1995）在自然和管理的生态系统边界内， 土壤具有动植物生产持续性，保持和提高水、气质量以及人 类健康与生活的能力。
我国学者赵其国：土壤提供食物、纤维、能源等生物 物质的土壤肥力质量，土壤保持周边水体和空气清洁的土 壤环境质量，土壤容纳消解无机和有机有毒物质、提供生 物必需的养分元素、维护人畜健康和确保生态健康的土壤 健康质量的综合度量。
与土壤质量的关系
质地 土壤物理指标 表土和耕层深度
水分和化学品的保持与运输；模型的使用，土壤侵蚀 和变量估计
生产潜力和侵蚀估计；景观河地理变异性的标准化
土壤容重和渗透性
淋溶、身缠和侵蚀潜力；基于体积的分析需要容重数 值
土壤持水性
水分保持、运输和侵蚀；有效水：从容重、质地和有 机质计算
土壤有机质 土壤化学指标
潜在矿化氮
土壤生产力和氮供应潜力；过程模拟
土壤呼吸、水分含量和温 估计生物活性；微生物活性测定模型 度
三、土壤环境背景值
（1）概念
土壤环境背景值是指在很少受人类活动影响和不受或未明 显受到现代工业污染破坏的情况下，土壤原来固有的化学组成 和元素含量水平。
实际上，土壤背景值只能代表土壤某一发展、演变阶段的 一个相对意义上的数值，即严格按照土壤背景值研究方法所获 得的尽可能不受或少受人类活动影响的土壤化学元素的原始含 量。
义 环境医学(environmental medicine)
（3）土壤环境背景值的形成与影响因素
1、成土因素 a.气候 b.母质 c.地形地貌 d.生物因素 e.时间因素
2.土壤理化性质
（4）土壤背景值研究状况 ✓ 国外研究现状
美国：20世纪60年代起，1984年发表《美国大陆土壤及 地表物质中元素浓度》 英国：1979年按网格设计，测定19中元素。 日本：1978-1984年，测定全国8个元素背景值 瑞士：20世纪80年代，建立国家环境监测网，建立120个 土壤监测点。 ✓ 国内研究现状
重 环境质量评价(environmental quality evaluation)
要 土地资源评价(land resource assessment)
的 实 用
土国壤土环规境划容(te量rr(istooriilael npvlairnonnimnge)nt capacity) 土壤污染评价
意 农田施肥
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)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
土壤环境背景值研究技术系统
情报检索子系统 样品采集子系统 样品处理、保存子系统 室内分析质量控制子系统
标 准 溶 液
模 拟 消 解 液
统 一 参 考 样 品
（1）土壤肥力质量 是土壤本质属性，表现为对植物生长所需的水、
肥、气、热的供应和协调能力。
（2）土壤环境质量 指在一定的时间和空间内，土壤自身性状对对其
持续利用以及对其他环境要素，特别是对人类或其他 生物的生存、繁衍以及社会经济发展的适宜性。
土壤质量和健康状况参数与土壤质量的关系
土壤指标
土壤状况参数
定义土壤肥力、稳定性和侵蚀范围，使用在过程模型 和点位规范化
PH
定义生物和化学活性阈值，对过程模型非常重要
电导率
定义植物和微生物活性阈值；在多数过程模型中缺乏
交换性氮、磷、钾
植物有效养分和潜在氮损失；生产力和环境质量指标
微生物量碳、氮 土壤生物指标
微生物催化潜力和碳、氮储存；模拟：管理队有机质 的影响预警
1978年开始9种元素，13个省市自治区研究； 1982年，在全国29省市自治区，41种土类60余种元素的 背景值。
✓ 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：