第七章 土壤环境质量评价 环境评价概论 教学课件

③ 模糊聚类评价法 土壤环境是一个受多因素影响的开放系统，土壤环境污 染是多因素综合作用的结果，不同因子的影响程度不同。
2．土壤退化现状评价
土壤退化（Soil Degradation）是指在各种因素，特别是人为因素影响下所 发生导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力，即土壤质量及其可 持续性下降（包括暂时性的和永久性的）甚至完全丧失其物理的、化学的和生 物学特征的过程，包括过去的、现在的和将来的退化过程。根据土壤退化的表 现形式，土壤退化可分为显型退化和隐形退化两大类型。
① 人口情况 ③ 交通情况
② 经济状况 ④ 文教卫生等情况
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第二节 土壤环境质量现状调查与评价
3．区域土壤类型及其环境特征调查
土壤是成土母岩经风化作用、成土作用形成的，与区域气候、地形、生物和成 土时间有关。 其调查内容主要有以下几个方面： ① 成土母质 ② 土壤类型 ③ 土壤组成 ④土壤性质 对土壤类型及其环境特征的调查，应采取资料收集和现场调查相结合的方法进行。
第七章 土壤环境质量评价
第一节 概述 第二节 土壤环境质量现状调查与评价 第三节 土壤环境影响评价
第一节 概述
三 影响土壤环境质量的主要因素
土壤环境质量是指土壤环境适宜人类健康的程度，包括土壤污染和土壤退化两个方面。 影响土壤环境质量的因素 :
建设项目的类型
污染源的特征与排 放强度
污染物的性质
级别
年平均侵蚀模数/（t·km-2·a-1 ）
<2500 2500～5000 5000～8000
极强度侵 蚀
剧烈侵蚀
8000～15000 >15000
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
(4)土壤沼泽化评价
土壤沼泽化是指土壤长期处于地下水浸泡下，土壤剖面中下部发生铁锰还原而 生成青灰色斑纹层或潜育层，或有机层转化成腐泥层或泥炭层的过程。土壤沼泽化 一般以土壤剖面中潜育层出现的高度为评价因子，按潜育化程度分为非沼泽化、轻 沼泽化、中沼泽化和重沼泽化，见表7-7。
（2）土壤盐渍化现状评价
土壤盐渍化是可溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程，一般发生在干旱、半干旱和 半湿润地区和部分滨海地带。土壤盐渍化评价主要是通过对土壤的灌溉情况、地下水特 征、土壤含盐量及对农业生产影响的调查，评价引起土壤盐渍化的环境条件和土壤盐渍 化的程度。表7-4为以全盐量为依据的土壤盐渍化标准。
1．土壤污染评价
（1）评价因子的选择
一般选择的基本因子有以下几种 ：
① 重金属元素及无机物 ② 有机毒物 ③ 土壤pH值、全氮、硝态氮量等
④ 有害微生物
⑤ 放射性元素
⑥ 附加因子（氧化还原电位、有机质、土壤质地、总阳离子可交换量和不同价态的 重金属含量。 ）
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
（2）评价标准的确定 中国1996年实施的GB15618—1995 《土壤环境质量标准》可作为土壤环境
土壤背景值的分析除了常规分析元素以外，更主要的是微量元素。
对于背景分析结果应进行数据的统计分析，确定土壤背景值。当数据分析符合
正态分布时，可采用算术平均值与标准方差作为背景值。
1
X
1 n
n i1
Xi
Sn11
(Xi X)22
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
式中 X*—— 土壤中某污染物质的平均含量
表7-5 以土壤剖面发生层保留厚度为依据的侵蚀标准
土壤侵蚀程度
无明显侵蚀
轻度侵蚀
中度侵蚀
强度侵蚀
土壤侵蚀标准（土 壤发生层保留厚度
）
土壤剖面保留完 整
A层保存50%
A层保存厚度 <50%
B层保存厚度 <50%
级别
微度侵蚀 中度侵蚀 强度侵蚀
表7-6 水利部制定的水土流失侵蚀模数
年平均侵蚀模数/（t·km-2·a-1 ）
首先，根据污染物的评价标准和土壤与作物中污染物的相关性确定土壤污染起 始值（即土壤背景值）、土壤轻度污染值和土壤重度污染值 (即土壤临界含量，是 指植物中的污染物含量达到了植物的卫生标准，或使植物显著减产时土壤中该污染 物的含量)。
然后，根据实测值的分布范围计算污染指数。
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
土壤破坏的评价可选择区域耕地、林地、园地和草地在一定时期内被自然灾害破 坏，或被其他用途占用的土壤面积或平均破坏率为评价因子，根据土壤损失面积将土 壤破坏分为未破坏、轻度破坏、中度破坏和强度破坏。土壤破坏评价标准见表7-8。
表7-8 土壤破坏评价标准
土壤破坏程度
未破坏 轻度破坏 中度破坏 强度破坏
土壤破坏标准（土壤损失
土样的采集深度一般为表层0～20cm和底层20～40cm。
取样的深度和质量应均匀一致，各个土层的比例应相同。每个混合样品质量为 1kg左右，当采样点多时，可按照四分法进行缩分。
所采集的样品应在通风的室内尽快自然风干，然后用木棒或塑料棍压碎，用四 分法取样、过1mm筛后装入广口玻璃瓶或塑料袋中储存。
（2）土壤背景值的分析与计算
面积）
的污染源，特别是污染源的下风口；所选的土壤样品应代表研究区域的主要成土母质 类型；代表研究区域的主要土壤类型。
土壤样品的采集要利用混合样品的采集方法进行。
土壤样品数不宜过小，也不宜过大。理论上组成混合土壤样品的样点数可根据下
式计算：
n (CV )2 m
式中 CV—— 变异系数；
m—— 所用分析方法允许的最大误差，%；
分级依据 Pi﹤1
1≤Pi＜2 1≤Pi ＜3Leabharlann Baidu
Pi ≥3
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
② 多因子综合评价法 是综合考虑土壤中各个污染因子的影响，计算综合指数 进行评价的方法，土壤综合评价指数包括以下几种。
a.等权综合指数
n
P Pi i 1
式中 P—— 等权综合指数；
n—— 污染物种类数。
b.内梅罗指数
质量评价的评价标准，见表7-1。 表7-1 土壤环境质量标准（mg/kg）
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
另外，土壤环境质量评价也可根据评价的目的要求和技术力量选用以下参数
作为评价标准。
① 区域土壤环境背景值作为判断土壤是否受到污染的最常用的标准之一。
② 以土壤本底值作为土壤环境质量评价的标准。
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
（1）土壤沙化现状评价
土壤沙化的评价一般选用植被覆盖度、流沙占耕地面积的比例、土壤质地以及景 观特征作为评价因子，运用相关的评价标准，采用分级评分法，将土壤沙化分为潜 在沙化、轻度沙化、中度沙化和强度沙化。土壤沙化标准见表7-3。
表7-3 土壤沙化标准
土壤沙化标准 植被覆盖度 流沙面积比例
④ 以土壤对照点含量作为评价标准。
③ 以区域中土壤自然含量作为评价标准。
⑤ 以土壤和作物中污染物质的相关含量作为评价标准。
（3）土壤污染评价方法
① 单因子指数法 是指分别计算评价土壤中各污染因子的污染指数，进而对土壤环境 进行污染评价的一种方法。污染指数的计算有两种方法。
a.以土壤污染物的实测值与评价标准值相比，计算污染指数。
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
二 土壤环境质量现状评价
土壤环境质量现状评价是在全面掌握土壤及其环境特征、主要污染源、污染物和土
壤背景值或本底值等资料的基础上，选择适当的评价因子和评价标准，建立正确评价模 式和指数系统，对土壤污染的程度、范围和污染物的分布做出定量、半定量的估计。土 壤环境质量现状评价分为土壤污染评价、土壤退化评价和土壤破坏评价。
n —— 混合土壤应有的采样点数。
对于没有任何资料的地区，应对土壤的变异程度加以估计。对于一般较稳定的分 析项目，如全量分析项目，在土壤变异程度不太大的地区，CV值一般采用10%～ 30% 估计，而对于变异性大的项目，CV可到50%左右。
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第二节 土壤环境质量现状调查与评价
采样点的布置方法有网格法、对角线法、梅花形布点法、棋盘式布点法和蛇形 布点法。
表7-4 土壤盐渍化标准
土壤盐渍化程度
非盐渍化 轻盐渍化
中盐渍 化
重盐渍化
土壤盐渍化标准（土壤 含盐量）
<2.0%
2%～5% 5%～10% >10%
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
（3）土壤侵蚀评价 土壤侵蚀是指通过水力和重力作用而搬运移走土壤物质的过程。
按黄土地区被侵蚀的土壤剖面发生层保留厚度拟订的评价标准和土壤侵蚀量的 评价标准见表7-5和7-6。
4．土壤背景值的调查
区域土壤背景值是指在一定区域范围内，一定时期未受污染影响的土壤中， 某种元素的平均含量。
土壤背景值的调查方法如下：
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第二节 土壤环境质量现状调查与评价
（1）土壤样品的采集和制备
土壤是非均质的多相体系，土壤背景值的研究对象是一定范围内土壤的总体。
土壤背景值调查时，土壤采样点的分布应考虑以下三个因素：尽可能地远离已知
表7-7 土壤沼泽化评价标准
土壤沼泽化程度 非沼泽化 轻沼泽化 中沼泽化 重沼泽化
土壤沼泽化标准（ 土壤潜育化层距地
面高度）
>60cm
60～40cm 40～30cm <30cm
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
3．土壤破坏现状评价
土壤破坏是指土壤资源被非农、林、牧业长期占用，或由于土壤的极端退化而失 去土壤肥力的现象。
S —— 标准方差
Xi —— 土壤中某污染物质的实测值 n —— 统计样品数
背景值的范围为 X*±S
当数据分布符合对数正态分布时，用几何平均值和几何标准差作为背景值。
Mlg1(1 n
n i1
lgXi
)
1
n
lg2
Xi
nlg
2
M
2
D lg1 i1
n 1
式中 M —— 土壤样品的几何平均值 D—— 土壤样品的几何标准差
Pi
Ci Si
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
式中 Pi —— 土壤中第i种污染物的污染指数 Ci—— 土壤中第i种污染物的实测值 Si—— 第i种污染物的评价标准
当Pi ﹥1时，表示受到污染， Pi ≤1时，表示未受到污染。
b.根据土壤与作物中污染物积累的相关数量计算污染指数，并以此为依据，确定 污染级别。
某元素的 母 富 土质 集 壤中 系 中元 数 某 母 土 素 元 质 壤 T 的 T 素 i2 中 i的 O 2 中 含 O 含 含 含 量 量 量 量
当富集系数大于1时，表示元素有外来污染，土壤样品应剔除，不参加背景值计算。
5．土壤沙化现状调查
土壤沙化的调查主要包括以下内容： 沙漠特征 气候特征 河流水文特征 农牧生产情况 植被特征 农牧生产情况
P 12(1nin1 X Sii)2(X Sii)2max
c.加权综合指数
n
P Wi Pi i1
式中 Wi—— 第i种污染物的权重。
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
d.以均方根作为综合指数
P
(1 2
n i1
1
Pi2 )2
以污染综合指数为依据，根据各地具体的值变化范围和作物受害程度及其 污染物积累情况进行污染分级。一般≤1时，为未受污染；＞1时，为已受污染 ，越大，污染越严重。
综合景观特征
土壤沙化程度
>60% 30%～60% 10%～30%
<10%
<5% 5%～25% 25%～50%
>50%
绝大部分土地未出现沙化，流沙分布呈斑点状 出现小片流沙，坑丛沙堆，风蚀坑 流沙面积大，坑丛沙堆密集，吹蚀强烈 密集的流动沙丘占绝对优势
潜在沙化 轻度沙化 中度沙化 强度沙化
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
土壤类型
区域地理环境特征
污染途径
土壤特性
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第二节 土壤环境质量现状调查与评价
土壤环境质量现状调查与评价是土壤环境保护的基础性工作，是土壤环境影响 预测、分析和影响评价的依据。
一 土壤环境质量现状调查
1．区域自然地理环境特征调查 ① 地质地貌特征 ② 气候气象特征 ③ 水文特征 ④ 植被特征 2．区域社会经济状况调查
当Xi≤Xq时， 当Xi≤Xq≤Xw时，
当Xw≤Xi≤Xz时， 当Xi﹥Xz时，
Pi
Xi Xq
Pi
1
Xi Xw
Xq Xq
Pi
2
Xi Xz
Xw Xw
Pi
3
Xi Xz
Xz Xw
第二节 土壤环境质量现状调查与评价
最后，根据污染指数值划分土壤污染等级见表7-2 表7-2 土壤环境质量分级
污染等级 清洁级 轻污染级 中污染级 重污染级
背景值范围为M/D~M·D
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第二节 土壤环境质量现状调查与评价
（3）土壤背景值的统计数据检验 对土壤背景值的统计数据进行检验，目的就是保证背景值的精确性。常用的检
验方法有以下几种： ① 标准差检验 ② 4d检验法 ③ 上下层比较法 ④ 相关分析法 ⑤ 富集系数检验：利用TiO2作为内比参数，计算土壤中某元素的富集系数：