11第四章_土壤的环境背景值与容量解析
土壤环境调查与分析PPT课件
土壤矿物质元素的相对含量与地球表面岩石圈元素的 平均含量及其化学组成相似。
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（二）土壤有机质
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（三）土壤水和空气
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二、土壤性质
吸附性 与土壤中胶体物质密切相关
酸碱性 受生物、气候、地质、水文条件综合影响 极酸性 pH＜ 4.5 极碱性 pH＞ 9.5 强酸性 pH＞4.5~5.5 强碱性 pH＞ 8.5~9.5 酸性 pH＞5.5~6.0 碱性 pH＞7.5~8.5 酸性 pH＞6.0~6.5 弱碱性 pH＞7.0~7.5 中性土 pH6.5~7.0 我国土壤pH大多在45~8.5范围内，并呈东南酸西北碱的规律
五、土壤质量标准
土壤环境质量标准(GBl5618—1995) 无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标(GB／ T18407—2001) 无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标(NY5020— 2001)
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土壤环境质量监测方案
土壤监测方案是在调查研究的基础上，通过综合分 析，确定监测目的、计划监测采样与布点、选择监 测方法、建立质量保证程序和措施、提出监测数据 处理要求，最终全面安排实施计划 一、监测目的
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四 土壤污染
定义：当进入土壤的污染物质量和 速度超过土壤能承受的容量和净化 速度时，就破坏了土壤环境的自然 动态平衡，使污染物的积累逐渐占 据优势，引起土壤的组成、结构、 性状改变，功能失调，质量下降， 导致土壤环境污染。
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污染源
天然污染源：矿物风化后自然扩散，火山爆发后降 落的火山灰等。
Ⅲ类土壤：林地土壤及污染物容量较大的高背景值 土壤，矿山附近土壤，质量基本不对植物和环 境造成危害和污染。执行三级标准
土壤的环境背景值与容量PPT演示课件
了解某地区土壤环境背 景值与容量，为土地利 用和规划提科学依据。
评估方法
采集该地区不同类型土 壤样品，进行理化性质 分析，结合地理信息系 统（GIS）技术进行空 间分析。
评估结果
该地区土壤环境背景值 较低，但土壤容量相对 较高，适合发展农业和 林业。
某地区土壤污染治理案例
治理目的
降低土壤中重金属和有机污染物的含量，保障生 态安全和人体健康。
土壤环境背景值是评估土壤质量、环境污染程度和制定土壤环境标准的重要依据。
土壤环境背景值的意义
了解土壤环境背景值有助于判断 土壤质量的好坏，评估土壤污染
程度和潜在的环境风险。
通过比较土壤环境背景值与实际 测量值，可以判断某一地区的土 壤是否受到人为活动的影响，以
及影响的程度和范围。
土壤环境背景值还可以为制定土 壤环境质量标准、土壤污染控制 标准和土地利用规划提供科学依
在进行土壤环境管理和污染治理时，需要综合考虑土壤环境背景值和容 量的关系，采取科学合理的措施来保护土壤环境。
通过了解和掌握土壤环境背景值与容量的关系，可以更好地评估土壤环 境的健康状况和生态功能，为制定科学合理的环境保护政策提供依据。
04
土壤环境背景值与容量的 应用
在土壤污染治理中的应用
01
土壤环境背景值是评估土壤污染程度的重要依据，通过与背景值的比较，可以 确定污染物的来源和程度。
在土地规划中，需要避免在土壤环境敏 土地规划还需要考虑土壤的保护和修复，
感区域进行高污染、高风险的开发活动， 对于受到污染的土壤，需要采取相应的
同时也要合理规划土地利用方式，减少 措施进行治理和修复，使其达到或接近
污染物排放。
背景值。
在农业可持续发展的应用
土壤环境背景值与环境容量
2)布点方法
分块随机 根据收集的资料，如果监测区域内的土壤有明显的几种类
型，则可将区域分成几块，每块内污染物较均匀，块间的差异 较明显。将每块作为一个监测单元，在每个监测单元内再随机 布点。
系统随机
将监测区域分成面积相等的几部分（网格划分），每网格 内布设一采样点，这种布点称为系统随机布点。
区域内土壤污染物含量变化较大，系统随机布点比简单 随机布点所采样品的代表性要好。
贫血、食欲减退、腹泻), 中枢
神经受损、个别出现龋齿
Se
心肌病、克山病、大骨节病、肌 肉营养不良、心悸哽塞、乳腺癌
蹒跚病、龋齿病、动物畸形
I 地性甲状腺肿、地方性呆小症 甲状腺肿、甲状腺机能亢进
2. 地方病
自然疫源性（生物源性）：病因为微生物和寄生虫，是 一类传染性的地方病。
化学元素性（地球化学性， geo-chemical disease ） 病因为当地水或土壤中某种（些）元素或化合物过多、
2.化学试剂提取法——化学容量法 以有害物在土壤中达到致害生物时的有效浓度为指标，确定土
壤容量的方法。
优点：简便易行，且指标便于统一。
常用的化学提取剂：
稀酸溶液：0.1M HCl, 0.05MHCl, 1M HOAc, 1M HNO3 提取含专 性吸附的成分
弱碱溶液：0.5M NaHCO3, 0.5M Na2CO3, 提取石灰性土壤有效砷 缓冲溶液：HOAc-NH4OAc(pH 7.0 4.8) 中性盐溶液：1M NH4OAc, 1M MgCl2, 0.01M CaCl2, 1M NH4NO3, 0.1M NaNO3 提取交换态金属 螯合剂：0.02-0.05M EDTA, 0.005M DTPA溶液和 EDTA + (NH4)2CO3、 DTPA+CaCl2+TEA
11第四章土壤的环境背景值与容量
土壤环境容量的数学模式
土壤生态系统与其边界环境中其它诸多参数构成的定量关系。
M—耕层土重（t/hm2) Ci—i元素的土壤环境标准（mg/kg） Cbi—i元素的土壤背景值（mg/kg）
土壤静容量(Cso) = M(Ci-Cbi)
各种污染物和元素在土壤中都市处于一个动态的平衡过程； 有输入与输出、固定与释放、累积与降解和净化等过程。
土壤背景值研究及其意义
土壤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。 环境质量评价(environmental quality evaluation) 土地资源评价(land resource assessment) 国土规划(territorial planning) 土壤环境容量(soil environment capacity) 土壤污染评价 农田施肥 环境医学(environmental medicine) 食品卫生(food hygiene)
2.利用土壤背景值确定土壤环境质量基准值方法 1）.利用背景值代替基准值 如：加拿大 安大略省 1978年 规定Cd Ni Mo 2）.土壤背景值加标准差等于基准值 如：我国 1970年 荷兰 3）.以高背景区土壤元素平均值作为基准值
二、土壤环境背景值在农业生产上 的应用
1.利用背景值预测土壤有效态元素的含量 土壤有效态元素=元素背景值*土壤元素活性
土壤环境静容量——土壤污染物的基准含量（土壤背 景值）和最大负荷量(Carrying capacity)之差。 土壤环境动容量——土壤污染物累积过程中，土壤通 过一系列自净过程所能净化的污染物数量。 确定重金属土壤临界含量的依据
土壤背景值名词解释
土壤背景值名词解释在自然界中，物质总是在不停地运动着。
因此物质也就有了状态之分，即相对静止的物质称为状态相同，而相对运动的物质称为状态不同。
土壤就是由多种物质组成的，而且还处于不断的运动状态之中。
土壤的各种状态要通过土壤本身的物理性质和化学性质来表现出来，其中最重要的就是土壤背景值。
下面我们就看看有关土壤背景值的名词解释吧！一、自然背景值：是指土壤的形成过程、母质类型、岩性、地形、植被、水文等所形成的土壤本身所具有的特征，这些特征主要包括两个部分：二、土壤基础背景值：指土壤本身特征固有的背景值。
它的数值较高，所包括的土壤信息最全面，其包含的土壤资料最丰富，因此应用价值也最大。
土壤背景值，包括空气-土壤比值和空气-植被比值两项。
1．背景值的物理意义：指已知纯物质组成的土壤其背景含量(r)与已知纯物质组成的标准土的相应含量(r1)。
也可以说是指土壤本身对大气中可交换性的百分数。
2．背景值的生物学意义：指土壤中微生物和植物残体作为养分吸收后经氧化还原反应而产生的还原态无机磷化合物的含量。
3．背景值的土壤地球化学意义：是指土壤中存在的元素及化合物随时间而发生变化的过程及其规律。
4．背景值的环境学意义：指土壤本身以及周围介质对人体健康的影响。
三、土壤背景值的研究方法：土壤背景值的研究一般采用模拟法，它主要包括：1．土壤背景值和未污染土壤基础背景值的求取； 2．土壤背景值和标准土的背景值的求取； 3．土壤背景值的计算。
2．背景值的生物学意义：指土壤中微生物和植物残体作为养分吸收后经氧化还原反应而产生的还原态无机磷化合物的含量。
3．背景值的土壤地球化学意义：是指土壤中存在的元素及化合物随时间而发生变化的过程及其规律。
4．背景值的环境学意义：指土壤本身以及周围介质对人体健康的影响。
(环境管理)环境土壤学讲义
《环境土壤学》讲义SATELLITE第一章绪论第一节土壤与生态系统1.土壤的概念定义1：存在于地球表层的含有生命物质，植物可以生长的自然集合体。
定义2：土壤是能产生植物收获物的地球陆地的疏松表层，是岩石圈，水圈，大气圈和生物圈相互进行物质循环和能量转换的产物，是在母质（岩石及其风化物）、气候、生物、地形、时间等因素相互作用下形成的自然体。
土壤圈Pedosphere：地球陆地表层由所有土壤所构成的具有重要特征的圈层。
土壤圈是地球圈层结构中具有重要作用的一个圈层，界于岩石圈和大气圈、生物圈、水圈之间。
成土条件Siol Forming Condition：s = f(cl,o,r,p,t)式中：s土壤soilcl气候climateo生物organism (Vegetation)r地形reliefp岩石或母质rock or parent materialst 时间(年龄) timeThe type of soil developed depends on the amount of time a parent material on a specific topography is exposed to the effects of climate and vegetation. "Why do I have so many different soil series on my land?" The answer is quite simple. If you had three parent materials on five topographies developed under two vegetations, one climate, and two periods of time, you would have the following number of soil series: 3 parent materials × 5 topographies × 2 vegetations × 1 climate × 2 time intervals = 60 soil series（土系）.土壤的作用Role of Soil:They help supply our food, support our homes and highways, act as building materials for our construction, absorb our waste materials, and give us many beautiful and scenic areas for relaxation and recreation." The wealth of a nation lies in her soils and their intelligent development." --- Richard Gordon我国主要的土壤类型：砖红壤，红壤，黄壤，暗棕壤，黑土，紫色土，水稻土，荒漠土。
土壤环境背景值与环境容量
2. 地方病
1）碘缺乏或过量引起的地方病
由地区性土壤环境中碘元素含量过低(如山区)，或含量过高( 如沿海)造成。 缺碘分布
2.样点的设置与布局 1）样点数设置—因被测物质含量变异情况而定。
变异大者，样点数多，变异小者样点数少 母质，水文均一：土种变异小，样点数少些。 地貌、母质和水文变异较大：土样变异大，样点数多些。 1985年我国农业土壤背景值研究：9个片区，约43万km2 ，样点 布置总数平均41/ km2。 陕西黄土高原和黄河下游：地形最平坦，母质、水文条件均一， 样点数平均13-27个／万km2。 贵州、四川：地貌复杂、母质类型繁多，土壤变异大，平均为 4-185个／万km2。
2)布点方法
简单随机
将监测单元分成网格，每个网格编上号码，决定采样点样 品数后，随机抽取规定的样品数的样品，其样本号码对应的网 格号，即为采样点。
随机数的获得可以利用掷骰子、抽签、查随机数表的方法。 关于随机数骰子的使用方法可见GB10111《利用随机数骰子进 行随机抽样的办法》。
简单随机布点是一种完全不带主观限制条件的布点方法
自然土壤剖面示意图 农业土壤剖面示意图
长:1.5m 宽:0.8-1m 深：视地形和作物定
观 察 面
用竹刀自下而上分层采取0.5-1.0kg土壤，用布袋收集，在室内 风干。在运输与风干过程中尽量避免尘埃落入，保证采后无污 染。经过磨制过尼龙筛，供分析用。
（二）土样的采集与分析 环境背景值分析的重点是微量元素，特别是有毒元素，保证分
第四章土壤污染化学第二节污染物在土壤-植物体系中的迁移及其机制
5. 施肥
施肥可以改变土壤的理化性质和重金属的存在形态， 因此也会影响重金属在土壤——农作物系统中的迁移 转化，但影响机制十分复杂。 以磷肥为例，磷酸根能与Cd形成共沉淀而降低Cd的 有效性，施用磷肥可以抑制土壤Cd污染; 此外，P和As 是同族元素，二者存在竞争吸附，施用磷肥能有效地 促进土壤As的释放和迁移，使As不易富集在植物的根 际土壤中，从而降低了As的生物有效性。
（1）pH值
pH值的大小显著影响土壤中重金属的存在形态和土壤对 重金属的吸附量。
原因：土壤胶体一般带负电荷，而重金属在土壤-农作物 系统中大都以阳离子的形式存在，因此，土壤pH越低，H+ 浓度越高，重金属被解吸的越多，其活动性就越强，向生 物体内迁移的数量越大。 土壤中以阴离子状态存在的重金属，情况正好相反。
土壤背景值中含量较高的元素有：Mn、Cr、Zn、Cu、 Ni 、 La 、 Pb 、 Co 、 As 、 Be 、 Hg 、 Se 、 Sc 、 Mo (mg/kg)
2.土壤重金属污染土壤的特点
重金属不被土壤微生物降解，可在土壤中不断积累，也 可以被植物富集，并通过食物链在人体内积累，危害人体 健康。
2. 重金属在土壤剖面中的迁移转化规律
土壤柱淋溶实验表明：淋溶液中Hg、Cd、As、Pb95%以 上被土壤吸附。 在土壤剖面中，重金属无论是其总量还是存在形态，均表 现出明显的垂直分布规律，其中可耕层成为重金属的富集 层。������ 土壤中的重金属有向根际土壤迁移的趋势，且根际土壤中 重金属的有效态含量高于土体，这可能与植物根系的特性 和分泌物有关。
2. 铜
土壤中铜含量在2-100mg/kg之间，平均含量为20mg/kg。 污染土壤中的铜主要在表层积累，并沿土壤的纵深垂直分 布递减，这是由于进入土壤的铜被表层土壤的黏土矿物吸 附，同时，表层土壤的有机质与铜结合形成螯合物，使铜 离子不易向下层移动。
4土壤的环境背景值与容量
区分环境本底值与背景值
环境背景值是指在目前的环境条件下,研究区域内相对 清洁区(人类活动影响相对较小的地区，也就是说没有 受到某些人为影响的区域)化学元素的含量及能量值。 该值已经包含了一定程度的人为影响 ,它是环境本底 值向环境现状值过渡的一个数值。由于人为影响多少 的不同而是一个动态的相对的指标。 在环境质量评价过程中它可以作为环境污染的起始值 , 也可以作为衡量环境污染程度的基准 ,由于该数值比 较容易获得(相对清洁区环境监测结果的统计平均值) , 并且也客观地反映着目前全球环境普遍遭到不同程度 污染的状况 ,因此该值具有较广泛的应用价值。
三、土壤环境容量
土壤环境容量的概念 土壤环境容量的确定 土壤环境容量的应用
土壤环境容量的概念
土壤的环境容量是针对土壤中的有害物 质而言的，土壤中的有害物含量从背景 值起到达污染水平值之间的浓度范围就 是土壤的环境容量。 作为容量，应当是绝对量，是数量概念。 同时是因土壤而异，因环境条件而异。
土壤环境容量的概念
值得强调的是，土壤的临界浓度和土壤 容量之间并不完全等同。
前者重在相对浓度，其数值是植物的可 吸收量，对土壤来说，在型论上应接近 于常数；厉吝重在绝对量，其数值因土 壤不同而有很大差异。
事实上容量是在临界浓度基础上计算出 来的。日前，人们常常没有
土壤环境容量的确定
由国家组织攻关课题研究土壤中毒质容量闭值。 重点对几种主要的土类和主要的农作物进行重 金属、农药、油类污染物等的土壤临界浓度的 研究，在此基础上估计土壤容量值，以便制定 相应的土壤污染标准。 当土壤环境容量标准确定后，可由下式获得土 壤的静容量：
土壤的环境背景值与容量
一、土壤背景值的概念 二、土壤背景值的确定与应用 三、土壤环境容量 四、土壤污染物的监测
环境科学导论第4章 土壤环境及土壤污染_PPT幻灯片
不同质地土壤重金属元素含量的比较
土 类
母 质
土层 深度
质 地
CoNiຫໍສະໝຸດ MnCuZn
Cd
Cr
Pb
As
褐 闪 32-69 粘 34.5 92.2 772 39.8 108 1.25 175 30 12.54
红长
质
壤 岩 35-60 壤 25.0 69.1 519 30.5 82.1 1.50 145 15.0 10.36
土壤是地球表层系统的重要组成部分
土壤同样也是环境资源，也面临着环境问题：
（1）污染性土壤环境问题 （2）非污染性土壤环境问题
生态(环境)破坏问题
第一节 土壤污染概述
一、 土壤污染的定义与特征
1. 定义
人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度、超过 土壤自净能力，引起土壤质量恶化的现象。土壤质 量 恶化表 现为土 壤 的物理、化学及生物进程被破坏，土壤肥力下降， 土壤正常功能丧失，甚至 出现 毒性 ，进而对土壤生物甚至人 类生存产生直接或潜在的危害。
土壤重金属化学形态Tessier分析方法
农业生产污染型 农业生产中由于农药的大量使用， 使得一些 巨 毒、难降解污染物迁移积累到土壤系统 中，使土壤受到一定程度的污染。
四、主要土壤污染物
土壤污染物：进入土壤并影响土壤正常作用的物 质，即改变土壤成分、降低农作物的产量与质量、 有害于人体健康的物质。
❖ 有机物：主要是化学农药、除草剂等；酚类化合物、原 油等，此外还有致病微生物。
第二节 土壤重金属污染
一、土壤重金属污染特征
❖ 重金属元素在土壤中不易随水相移动，不能为微生物分解， 易在土壤中累积。
❖ 同在水环境中一样，一些重金属元素（如汞）能在土壤环境 中转化成毒性更强的化合物(甲基汞)，并通过植物吸收在植 物体内富集转化，通过食物链最后进入人体，对人类带来危 害。
土壤污染背景值
土壤污染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。
背景值是指各区域正常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。
当今，由于人类活动的长期积累和现代工、农业的高速发展，使自然环境的化学成分和含量水平发生了明显的变化，要想寻找一个绝对未受人类活动影响的土壤环境已十分困难的，因此土壤环境背景值实际上是一个相对概念。
同时，由于在不同土壤中同一元素的含量是不相同的，因此，用同一土壤类型的污染和非污染土壤的元素平均含量作对比，可能更为确切些。
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。
背景值是指各区域正常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。
一般判断土壤污染的程度，是将土壤中有关元素的测定值与土壤背景值相比较。
土壤背景值在实际应用中有两种概念：其一，是指一个国家或一个地区土壤中某元素的平均含量。
将污染区某元素含量与之相比，若超过该值，即为污染，超过越多，污染越重。
其二，是将土壤类型考虑，规定未被污染的某一类型土壤中某元素的平均含量为背景值。
将受污染的同一类型土壤中某元素的平均含量与之相比，即可得知该土壤受污染的程度。
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±S，x±2S）；用几何平均值（M）和标准偏差（D）表示（M±D）。
我国土壤元素背景值的表示方法如下。
（1）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±2S）表示95%置信度数据的范围值。
环 境 化 学 (第四章 土壤环境化学-第二节)
主动迁移
在需消耗一定的代谢能量下，一些物质可 在低浓度侧与膜上高浓度的特异性蛋白载体结 合，通过生物膜至高浓度侧解离出原物质。这 一转运称为主动转运 所需代谢能量来自膜的三磷酸酰苷酶分解 三磷酸酰苷(ATP)成二磷酸酰苷（ADP）和磷 酸时所释放的能量。
具有竞争性抑制、特异性选择和饱和 现象。 如钾离子在细胞内外浓度分布： [K+](细胞内) 》[K+](细胞外)
三、重金属在土壤－植物体系中的迁移及其机制
1．土壤－植物体系
土壤-植物体系具有转化储存太阳能为 生物化学能的功能，而微量重金属是土 壤中植物生长酶的催化剂；
又是一个强的“活过滤器”，当有机 体密度高时，生命活力旺盛，可以经过 化学降解和生物代谢过程分解许多污染 物；
微量重金属可以促进土壤中许多物质的 生物化学转化，但土壤受重金属污染负荷 超过它所承受的容量时，生物产量会受到 影响。 因此，土壤-植物系统通过一系列物理 化学或生物代谢过程对污染物进行吸附、 交换、沉淀或降解作用，使污染物分解或 去毒，从而净化和保护了环境。
五 几种重金属在土壤-植物体系中的积累和迁移 砷 (As)
土壤中砷的形态：水溶态、吸附态和 难溶态前二者又称可给态砷，可被植物吸收 吸收：有机态砷 → 被植物吸收 → 体内降 解为无机态 → 通过根系、叶片的吸收→体 内集中在生长旺盛的器官 如：水稻，根 > 茎叶 > 谷壳 > 糙米
毒性：甲基化砷 > H3AsO3> H3AsO4 微生物转化 （p276)
土壤背景值中含量较高的元素 为： Mn、Cr、Zn、Cu、Ni、La、 Pb、Co、 As、Be、Hg、Se、Sc、 Mo(mg/kg)。
土壤中重金属污染
重金属污染土壤的特点：
第十一章土壤退化与防治
4.3 土壤的自净作用
概念:指进入土壤的污染物,在土壤矿物质、有机质和土壤 微生物的作用下,经过一系列的物理、化学及生物化学过程, 降低其浓度或改变其形态,从而消除或降低污染物毒性的现 象.
类型: 物理自净作用:进入土壤的污染物随水迁移,通过渗滤作用
排出土体,或有机污染物通过挥发、扩散进入大气;只能降 低浓度或迁移并可能造成地下水或大气污染; 化学和物理化学自净作用:土壤中污染物通过吸附、配合、 沉淀、氧化还原作用使其毒性浓度降低的过程;实际是土 壤缓冲性能的发挥,未排除并可能积累起来,最终仍可能被 生物吸收; 生物化学净化作用:有机污染物在微生物及酶作用下,通过 生物降解,被分解为简单的无机物而消散的过程.真正实现 净化.
3.4 土壤次生盐渍化的防治
合理利用水资源;
– 灌排配套发展,实施合理的灌溉制度; – 采用节水灌溉技术; – 减少渠系渗漏损失;
改变种植制度,因地制宜建立生态农业 结构;
精耕细作.
4. 土壤污染
4.1 概念:
指进入土壤的
有机物、无机 盐、能源物质 等导致土壤质 量的变化，可 能影响土壤的 正常使用，或 危及人类健康 和生态环境。
1.人均占有率低 2.土地资源空间分布不均，区域 开发压力大
3.生态脆弱区范围大 4.耕地土壤质量总体差，2/3低产
二、人口增长与社会经济发展对土 壤退化的制约
三、水资源短缺对土壤退化的制约
我国土壤退化 的现状
1.土壤退化的 面积大，强度 大、类型多
2.土壤退化发 展快、影响深 远
1. 土壤沙化
土壤污染的最大危害性在于:不仅毒害土壤,降 低其生产能力,而且可以通过食物链传递,对动 植物及人类产生危害.
环境监测-第四章-土壤环境监测PPT课件
河流雾
图5.2
农雪田灌溉
雨
浅层地下水
土壤溶液的来源
(五) 土壤空气
▪ 土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中，来源 于大气、生物化学反应和化学反应产生的气体(如甲 烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、二氧化碳等)。
▪ 积水的土壤通气不良，导致对植物的危害，茶树最 忌积水，积水的土壤不应用于种茶树。气温、雨量、 生态、日照、土壤（钙、pH）、海拔（565-1640m） 等。
土壤
土壤固相 (占容积的50％)
矿物质(质量占固相 总质量的95％～98％)
有机质和生物（质量 占固相总质量的2％～ 5％）
空隙
土壤溶液 空气
土壤溶液和空气占土壤总体积的50％， 且二者之间经常处于彼此消长的状态。
(一) 土壤矿物质
土壤矿物质是由岩石经风化而来的，一般占 土壤固体部分质量的95％～98％。矿物质直接影 响土壤性质，又是植物矿质养分的主要来源，故 同土壤肥力有密切关系。
表5.1 我国土粒分级标准
颗粒名称
石块
石砾
粗砾 细砾
沙砾
பைடு நூலகம்
粗沙砾 细沙砾
粉粒
粗粉粒 细粉粒
黏粒
粗黏粒 细黏粒
粒径/mm
>10 10～3 3～1 1～0.25 0.25～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001 <0.001
表5.2 国际制土壤质地分类
质地分类
质地名称
非腐殖物质：包括糖类化合物(如淀粉、纤维素 等)、含氮有机化合物及有机磷和有机硫化合物。
腐殖物质：是植物残体中稳定性较大的木质素及 其类似物在微生物作用下，部分被氧化形成的一 类特殊的高分子聚合物，具有芳环结构，苯环周 围连有多种官能团，如羧基、羟基、甲氧基及氨 基等，使之具有表面吸附、离子交换、络合、缓 冲、氧化还原作用及生理活性等性能。
土壤环境背景值与环境容量
《中华人民共和国土壤污染防治法》：针对土壤污染防治的专项法律，规定了 土壤污染风险管控和修复、土壤污染状况普查和监测、土壤污染预防和保护等 方面的内容。
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《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》、《土壤环境质量建 设用地土壤污染风险管控标准（试行）》：规定了农用地和建设用地的土壤污 染风险管控标准，为土壤环境管理和污染防治提供了依据。
环境容量对土壤环境背景值的反作用
当土壤中的污染物超过环境容量时，会对土壤环境背景值产生负面影响，导致土 壤质量下降，进而影响生态环境和人类健康。
影响因素分析
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土壤类型
不同类型的土壤具有不同的理化性质和微生物群 落结构，从而影响土壤环境背景值和环境容量。
气候条件
气候因素如温度、降水等会影响土壤中的生物地 球化学过程，进而对土壤环境背景值和环境容量 产生影响。
建立土壤污染责任追究制度，明确污染者的法律责任和经济赔偿责任，
推动污染者主动承担土壤污染治理责任。
推动土壤环境保护产业发展
培育土壤环境保护市场主体
鼓励和支持社会资本进入土壤环境保护领域，培育一批具有竞争力的土壤环境保护企业， 形成多元化的市场主体格局。
加强土壤环境保护产业技术创新
推动产学研用深度融合，加强土壤环境保护产业技术创新和成果转化，提升产业整体技术 水平和竞争力。
药使用，避免对环境造成不良影响。
某城市绿地土壤环境背景值与环境容量的关系探讨
对该城市绿地土壤进行研究发现，由于城市绿地受到人为干扰较少，土壤环境背景值较 低。然而，城市绿地对于改善城市生态环境具有重要作用，因此需要采取措施提高绿地
土壤的环境容量，增强其生态功能。
05 土壤环境保护与修复措施
土壤背景值与环境容量
二、国内土壤背景值研究
• 我国土壤环境背景值的研究始于20世纪70年 代 • 在“七五”期间，研究了土壤背景值的区域分 异性，并探讨了在环境健康、环境评价和农业 利用等方面的应用前景。 • 土壤背景值的研究涉及面广、技术难度要求高， 并需要多学科支撑。 • 土壤元素背景值是检验过去和预测未来土壤环 境演化的基础性资料, 也是判断土壤中化学物 质的行为与环境质量的必要的基础数据,
• • • •
（2）分析方法 第一方法：标准方法(即仲裁方法) 。 第二方法：由权威部门规定或推荐的方法。 第三方法：根据各地实情，自选等效方法
3.分析记录
• （1）分析记录 • （2）数据运算 • （3）结果表示
（1）分析记录
• 分析记录一般要设计成记录本格式 • 分析记录也可以设计成活页 • 分析记录也可以是电子版本式的输出物 （打印件）或存有其信息的磁盘、光盘等 • 记录测量数据，要采用法定计量单位，只 保留一位可疑数字，有效数字的位数应根 据计量器具的精度及分析仪器的示值确定
（2）厚度采样
• • • • • 采样点可采表层样或土壤剖面 一般每个剖面采集A、B、C三层土样 采样次序自下而上 剖面每层样品采集1kg左右，装入样品袋 将底土和表土按原层回填到采样坑中，方 可离开现场,并在采样示意图上标出采样地 点,避免下次在相同处采集剖面样。
2.土壤室内分析测定
• （1）样品处理 • 一般选定《土壤环境质量标准》中选配的 分析方法中规定的样品处理方法，其他类 型的监测优先使用国家土壤测定标准 • 一般区域背景值调查和《土壤环境质量标 准》中重金属测定的是土壤中的重金属全 量（除特殊说明，如六价铬）
• 评价模式常用污染指数法或者与其有关的 评价方法，如： • 1.污染指数、超标率（倍数）评价 • 2.内梅罗污染指数评价 • 3.背景值及标准偏差评价 • 4.综合污染指数法
环境科学概论知识点总结
环境科学概论第一章绪论概念：环境：指以人类为主体的外部世界，环境就是人类生存环境，指的是环绕于人类周围的客观事物的整体，它包括自然环境，也包括社会环境.或者为指围绕着人群空间，以及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的总体.环境法中的环境:指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。
环境科学：以“人类—环境”系统为其特定的研究对象，它是研究“人类—环境”系统的发生和发展、调节和控制以及改造和利用的科学。
其目的在于探讨人类社会持续发展对环境的影响及其环境质量的变化规律，从而为改善环境和创造新环境提供科学依据。
环境要素:又称环境基质，是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组成。
环境问题:指自然过程突变或人类活动引起的环境破坏和环境质量变化，以及由此给人类生产、生活和健康带来的不利影响。
其原因是人类认识的局限性和环境的复杂多变性。
原生环境问题:又称第一类环境问题，是指由于自然环境自身变化引起的，没有人为因素或人为因素很少的环境问题.次生环境问题:又称第二类环境问题，是指由于人为因素所造成的环境问题。
第二章大气环境概念:干结空气：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体.主要成分是氮气（78.09％)和氧气(20。
94％)。
其次是氩气（0。
934%体积)和二氧化碳(0.033％体积）。
空气中水的体积百分含量在0。
1-0.5％之间，其余的大气成分为稀有气体。
大气污染：指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。
大气污染源：指向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所,设备和装置。
包括：天然源（指自然界自行向大气环境排入污染物的污染源。
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土壤环境静容量——土壤污染物的基准含量（土壤背 景值）和最大负荷量(Carrying capacity)之差。 土壤环境动容量——土壤污染物累积过程中，土壤通 过一系列自净过程所能净化的污染物数量。 确定重金属土壤临界含量的依据
体系
土壤——植物体系
作物效应
土壤——微生物体系
生化指标 微生物计数 保持土壤生态处于良性循环
2.利用土壤元素活性可推算土壤有效态元素 数量 土壤元素全量=应有有效态含量/活性比率
三、土壤环境背景值与人类健康
人体血液与地壳中的18种元素含量显著相关： 铁、锌、碘、钴、矾、锰、铬、钼、硒、铜、 铝、砷、铅、镉、镍、汞 土壤中某些元素含量的巨大变化已引起明显的 病变，即所谓的地方性疾病。 1.地方性甲状腺肿 2.地方性氟病 3.克山病
4.大骨节病 5.水俣病 6.痛痛病 7.砷中毒 8.铅中毒
四、土壤环境背景值异常在找矿上的意义
土壤背景值元素来源于母岩、母质，因此， 土壤背景值是母岩、母质化学特征的反映，土 壤中某些化学元素背景值异常，可能是成矿元 素的指示标志，是区域找矿的依据。
第三节 土壤环境容量
一、概念
Environmental capacity 环境容量
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
3.样品处理 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
第四章 土壤的环境背景值与容量
第一节 土壤环境背景值概述
一、概念 指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影 响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。 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。
土壤背景值研究及其意义
土壤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。 环境质量评价(environmental quality evaluation) 土地资源评价(land resource assessment) 国土规划(territorial planning) 土壤环境容量(soil environment capacity) 土壤污染评价 农田施肥 环境医学(environmental medicine) 食品卫生(food hygiene)
人类生存和自然生态不受损害前提下，环境所能容纳 污染物的最大负荷量。
Soil environmental capacity土壤环境容量
土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准，既保 证农产品产量和生物学质量，同时也不使环境污染时， 土壤所能允许承纳的污染物的最大数量或负荷量。 土壤环境容量 = 静容量 + 动容量
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 统 一 参 考 样 品 统 一 分 析 方 法 标 准 参 考 物 质 编制程序 自检 互检 外检 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 数理统计、检验子系统 背 景 值 制图技术子系统
标 准 溶 液
模 拟 消 解 液
第二节 土壤环境背景值的应用
一、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.利用土壤背景值确定土壤环境质量基准值方法 1）.利用背景值代替基准值 如：加拿大 安大略省 1978年 规定Cd Ni Mo 2）.土壤背景值加标准差等于基准值 如：我国 1970年 荷兰 3）.以高背景区土壤元素平均值的应用
1.利用背景值预测土壤有效态元素的含量 土壤有效态元素=元素背景值*土壤元素活性
重 要 的 实 用 意 义
二、土壤背景值研究现状 三、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： 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