土壤環(huán)境質(zhì)量評價

1、第五章 土壤環(huán)境質(zhì)量評價第一節(jié) 概論第二節(jié) 土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查及評價第三節(jié) 土壤環(huán)境影響預(yù)測第四節(jié) 土壤環(huán)境影響評價 8/14/20221第一節(jié) 概論一、土壤環(huán)境質(zhì)量評價的原則和程序（一）土壤環(huán)境質(zhì)量評價的概念 土壤環(huán)境質(zhì)量評價是指在研究土壤環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，按一定的原則、標(biāo)準(zhǔn)和方法，對土壤污染程度進(jìn)行評定，或是對土壤對人類健康適宜程度進(jìn)行評定。 8/14/20222 土壤環(huán)境質(zhì)量是指土壤環(huán)境（或土壤生態(tài)系統(tǒng)）的組成、結(jié)構(gòu)、功能特性及其所處狀態(tài)的綜合體現(xiàn)與定性、定量的表述。 它包括: 在自然環(huán)境因素影響下的自然過程及其所形成的土壤環(huán)境的組成、結(jié)構(gòu)、功能特性、環(huán)境地球化學(xué)背景值與元素背

2、景值、凈化功能、自我調(diào)節(jié)功能與抗逆性能、土壤環(huán)境容量 在人類活動影響下的土壤環(huán)境污染和土壤生態(tài)狀態(tài)的變化。 人類活動的影響是土壤環(huán)境質(zhì)量變化的主要標(biāo)志。8/14/20223 評價目的：提高和改善土壤環(huán)境質(zhì)量，并提出控制和減緩?fù)寥拉h(huán)境不利變化的對策和措施。 土壤環(huán)境質(zhì)量評價分為兩大類：土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價和土壤環(huán)境影響評價。 依據(jù)評價重點(diǎn)內(nèi)容的不同，又可細(xì)分為：土壤污染評價、土壤資源評價、土壤生態(tài)評價、土壤綜合評價。8/14/20224（二）土壤環(huán)境質(zhì)量評價原則 1、整體性原則 2、相關(guān)性原則 3、主導(dǎo)性原則 4、動態(tài)性原則 5、隨機(jī)性原則8/14/20225（三）土壤環(huán)境質(zhì)量評價程序 不同的評

3、價目的，選取不同的評價方式。 區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量普查：現(xiàn)狀評價 大的擬建工程對土壤可能產(chǎn)生的影響時：現(xiàn)狀評價、影響評價8/14/20226 我國的土壤環(huán)境質(zhì)量評價程序，一般按圖5-1所示程序進(jìn)行。 8/14/20227二、土壤環(huán)境質(zhì)量評價等級劃分和工作內(nèi)容（一）評價等級劃分 尚無導(dǎo)則，主要考慮一下幾個方面：1.項(xiàng)目占地面積、地形條件和土壤類型，可能會被破壞的植被種類、面積以及對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)影響的程度；2.侵入土壤的污染物的主要種類、數(shù)量，對土壤和植物的毒性及其在土壤中降解的難易程度，以及受影響的土壤面積；3.土壤能容納侵入的各種污染物的能力，以及現(xiàn)有的環(huán)境容量；4.項(xiàng)目所在地的土壤環(huán)境功能區(qū)劃要

4、求。8/14/20228 （二）評價內(nèi)容1.收集和分析擬建項(xiàng)目工程分析的成果以及與土壤侵蝕和污染有關(guān)的地表水、地下水、大氣和生物等專題評價的相關(guān)資料。2.調(diào)查、監(jiān)測項(xiàng)目所在地區(qū)土壤環(huán)境資料。3.調(diào)查、監(jiān)測評價區(qū)內(nèi)現(xiàn)有土壤污染源排污情況。4.描述土壤環(huán)境現(xiàn)狀。5.根據(jù)進(jìn)入土壤的污染物的種類、數(shù)量、方式、區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)、土壤理化特性、凈化能力以及污染物在土壤環(huán)境中遷移、轉(zhuǎn)化和累積規(guī)律，分析污染物累積趨勢，預(yù)測土壤環(huán)境質(zhì)量的變化和發(fā)展。8/14/202296.運(yùn)用土壤侵蝕和沉積模型預(yù)測項(xiàng)目可能造成的侵蝕和沉積。7.評價擬建項(xiàng)目對土壤環(huán)境影響的重大性，并提出消除和減輕負(fù)面影響的對策以及監(jiān)測措施。8.如果

5、由于時間限制或特殊原因，不可能詳細(xì)、準(zhǔn)確地收集到評價區(qū)土壤的背景值和基線值以及植物體內(nèi)污染物含量等資料，可以采用類比調(diào)查；必要時應(yīng)做盆栽、小區(qū)乃至田間試驗(yàn)，確定植物體內(nèi)的污染物含量或者開展污染物在土壤中累積過程的模擬試驗(yàn)，以確定各種系數(shù)值。8/14/202210 一般，一級評價項(xiàng)目的內(nèi)容應(yīng)包括以上各個方面，三級評價可利用現(xiàn)有資料和參照類比項(xiàng)目從簡，二級評價的工作內(nèi)容類似一級評價項(xiàng)目，但工作深度可視情況適當(dāng)減少。 （三）評價范圍 1.項(xiàng)目建設(shè)可能破壞原有的植被和地貌范圍； 2.可能受項(xiàng)目排放的廢水污染的區(qū)域（例如排放廢水渠道經(jīng)過的土地）； 3.項(xiàng)目排放到大氣中的氣態(tài)和顆粒態(tài)有毒污染物由于干或濕沉

6、降作用而受較重污染的區(qū)域 4.項(xiàng)目排放的固體廢物，特別是危險性廢物堆放和填埋場周圍的土地。 一般應(yīng)包括大氣環(huán)境質(zhì)量評價范圍、地面水及其灌區(qū)的范圍，固體廢棄物堆放場附近。8/14/202211 三、土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1995）根據(jù)土壤應(yīng)用功能和保護(hù)目標(biāo)，將其分為三類： I類主要適用于國家自然保護(hù)區(qū)、集中式生活飲用水源地、茶園、牧場和其他保護(hù)地區(qū)的土壤，土質(zhì)應(yīng)基本保持自然背景水平； 類主要適用于一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等土壤，土質(zhì)基本上對植物和環(huán)境不造成污染、危害； 類主要適用于林地土壤及污染物容量較大的高背景值土壤和礦場附近的農(nóng)田（蔬菜地除外）土壤，土

7、質(zhì)基本上對植物和環(huán)境不造成污染及危害。8/14/202212第二節(jié) 土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查及評價 一、現(xiàn)狀調(diào)查 現(xiàn)狀調(diào)查內(nèi)容包括布點(diǎn)、采樣、確定監(jiān)測項(xiàng)目等。 采樣點(diǎn)的布置要考慮調(diào)查區(qū)內(nèi)土壤類型及其分布、土地利用及地形地貌條件8/14/202213 在上風(fēng)向布點(diǎn)稀，下風(fēng)向布點(diǎn)密，近污染源采樣點(diǎn)間距小，遠(yuǎn)離污染源的間距大。當(dāng)利用廢水或受污染的水源灌溉農(nóng)田時，應(yīng)在灌區(qū)內(nèi)根據(jù)水流的路徑和距離，分別在主灌渠和支灌渠附近采樣。水田的采樣點(diǎn)包括進(jìn)出水口和田中間。 由于土壤在水平和垂直方向的分布具有一定的不均勻性，一般采用對角線、梅花形、棋盤式、蛇形等方法多點(diǎn)采樣，均勻混合。20cm左右耕層土和耕層以下20cm

8、40cm。按土壤剖面層次分層取樣。 監(jiān)測項(xiàng)目要考慮污染土壤成土因素，一般把主要污染物和由成土因素決定的異常元素列為監(jiān)測項(xiàng)目。8/14/202214 現(xiàn)狀調(diào)查的內(nèi)容包括： 評價區(qū)土壤類型及其分布，作出類型分布圖。 各種類型土壤的成土條件，包括成土母質(zhì)、生物特征、所處的地貌類型、地下水的埋藏特性、氣候條件、耕作歷史等和各類型土壤的剖面構(gòu)成，土壤的礦物與化學(xué)組成、土壤理化和生物學(xué)特性等的調(diào)查。 評價區(qū)土地利用現(xiàn)狀及規(guī)劃。以此確定重點(diǎn)保護(hù)地區(qū)，并選擇相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)。 土壤污染現(xiàn)狀及對作物的影響調(diào)查。 評價區(qū)土壤污染源、主要污染物及污染途徑的調(diào)查。 8/14/202215二、評價因子的選擇 有機(jī)毒物 重

9、金屬及其他無機(jī)毒物：鎘、汞、鉻、鉛、砷、氰等； 土壤中pH、全氮量、硝態(tài)氮量及全磷量等； 有害微生物：如腸細(xì)菌、腸寄生蟲卵、破傷風(fēng)菌、結(jié)核菌等； 放射性元素：如137Cs、90Sr。 參考因子：即對土壤污染物積累、遷移、轉(zhuǎn)化影響較大的理化指標(biāo)，如有機(jī)質(zhì)、石灰反應(yīng)、氧化還原電位、代換量、易溶性鹽類、粘土礦物等。8/14/202216三、評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇 （德國、英國、芬蘭、瑞典、丹麥、挪威、前蘇聯(lián)、日本、美國）分別給出了幾項(xiàng)重金屬、非金屬毒物和放射性元素的土壤污染標(biāo)準(zhǔn)。重金屬有汞、鎘、鉻、鉛、鋅、銅、鎳、錳、鈷、鉬、釩。非金屬毒物有砷、硒、硼。放射性元素有銫、鈾。 GB156181995土壤環(huán)境質(zhì)

10、量標(biāo)準(zhǔn) 我國農(nóng)業(yè)部頒布的中華人民共和國綠色食品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（草案）中，提出了綠色食品土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)， 綠色食品 產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件 對土壤污染物含量限值和土壤肥力分級做出規(guī)定。8/14/202217 土壤PH值項(xiàng)目一級二級三級自然背景6.56.57.57.56.5鎘 汞 砷 水田 旱地銅 農(nóng)田等 果園 鉛 鉻 水田 旱地 鋅 鎳 0.200.15151535-359090100400.300.30304050150250250150200400.300.502530100200300300200250500.601.02025100200350350250300601.01.5304040040050

11、0400300500200六六六 滴滴涕 0.050.050.500.501.01.0表5-1 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1995） mg/kg 注： 重金屬（鉻主要是三價）和砷均按元素量計(jì)，適用于陽離子交換量5cmol（+）/kg的土壤，若5cmol（+）/kg，其標(biāo)準(zhǔn)值為表內(nèi)數(shù)值的半數(shù)。六六六為四種異構(gòu)體總量，滴滴涕為四種衍生物總量。水旱輪作地的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，砷采用水田值，鉻采用旱地值。8/14/202218污染物土壤臨界容量（10-6）草甸褐土（北方）草甸棕壤（北方）紅壤性水稻土（南方）汞（Hg）鎘（Cd）鉛（Pb）砷（As） 鉻（Cr6+） 鉻（Cr3+）油0.432.88

12、00213.55003000.22.03003050500 1.145表5-2 綠色食品土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 8/14/202219 1.以區(qū)域土壤環(huán)境背景值作為標(biāo)準(zhǔn) 區(qū)域土壤環(huán)境背景值是指一定區(qū)域內(nèi)（相對清潔地區(qū)），遠(yuǎn)離工礦、城鎮(zhèn)和道路（公路和鐵路），無明顯“三廢”污染，也無群眾反映有過“三廢”影響的土壤中有毒物質(zhì)在某一保證率下的含量。其計(jì)算式為：C0i = S （5-1）（5-2）式中：C0i區(qū)域土壤中第i種有毒物質(zhì)的背景值， Cij區(qū)域土壤中第i種有毒物質(zhì)的平均值， 區(qū)域土壤中第i種有毒物質(zhì)實(shí)測值的平均值， S標(biāo)準(zhǔn)差， N統(tǒng)計(jì)樣品數(shù)。8/14/2022202.以土壤本底值為評價標(biāo)準(zhǔn) 土壤本底值是

13、指未受人為污染的土壤中某一物質(zhì)的平均含量。3.以區(qū)域性土壤自然含量為評價標(biāo)準(zhǔn) 區(qū)域性土壤自然含量，是指在清水灌區(qū)內(nèi)，選用與污灌區(qū)的自然條件、耕作栽培措施大致相同，土壤類型相同，土壤中有毒物質(zhì)在一定保證率下的含量。其計(jì)算公式為：C0i=Ci2S （5-3）符號同前。4、以土壤對照點(diǎn)含量為評價標(biāo)準(zhǔn) 土壤對照點(diǎn)一般選在與污染區(qū)的自然條件、土壤類型和利用方式大致相同，而又未受污染的地區(qū)內(nèi)。對照點(diǎn)可選一個或幾個，以對照點(diǎn)的有毒物質(zhì)平均含量作為評價標(biāo)準(zhǔn)。8/14/2022215.以土壤和作物中污染物質(zhì)的相關(guān)含量為評價標(biāo)準(zhǔn) 土壤中某種污染物質(zhì)的含量和作物中該種污染物積累量之間有一定的相關(guān)關(guān)系。 以衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和

14、污染分級推斷土壤中該種污染物的相關(guān)含量和污染分級，把這種相關(guān)含量作為評價標(biāo)準(zhǔn)。 在具體選用時，應(yīng)根據(jù)評價地區(qū)土壤的實(shí)際情況、評價要求、評價范圍、評價時間等因素確定。四、土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀值的計(jì)算及檢驗(yàn)土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀值的計(jì)算 通過對土壤樣品的化驗(yàn)分析，得到若干個測定值，用同一項(xiàng)目的各個測定值的算術(shù)平均值加減一個標(biāo)準(zhǔn)差表示該項(xiàng)目的土壤現(xiàn)狀值（背景值）。8/14/202222 它不僅包括土壤內(nèi)某物質(zhì)的平均含量，同時還包括該物質(zhì)在一定保證率下的含量范圍。土壤環(huán)境質(zhì)量中某一物質(zhì)的現(xiàn)狀值（背景值）的表達(dá)式如下：Xi= （5-4）Si= （5-5）式中：Xi -土壤中i物質(zhì)的現(xiàn)狀值（背景值）； -土壤中i物

15、質(zhì)的平均含量； Si- 土壤中i物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)差； N - 統(tǒng)計(jì)樣品數(shù)； Xij - 第j個樣品中i物質(zhì)的實(shí)測含量。 土壤現(xiàn)狀值（背景值）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn) 為減少誤差，對樣品的各個分析數(shù)據(jù)應(yīng)做必要的檢驗(yàn)，以保證土壤現(xiàn)狀值（背景值）的真實(shí)性。常用的方法有下列幾種： 8/14/2022231.標(biāo)準(zhǔn)差檢驗(yàn) 實(shí)測值超過算術(shù)平均值加三倍的標(biāo)準(zhǔn)差的應(yīng)舍棄，不參加現(xiàn)狀值（背景值）的統(tǒng)計(jì)。2.“4d”法檢驗(yàn) 一組4個以上的實(shí)測值，其中一個偏離平均值較遠(yuǎn)，視為可疑值。該值不參加平均值計(jì)算，由另3個監(jiān)測值求出平均值，該值與此平均值的差值大于4倍的平均偏差時，則該值棄去不用。3.上下層比較 某物質(zhì)在表土中的含量與底土中含量

16、的比值大于1時，認(rèn)為此樣品已受污染，應(yīng)予剔除。4.相關(guān)分析法 選定一種沒有污染的元素為參比元素，求出這種元素與其他元素的相關(guān)系數(shù)和回歸方程，建立95%的置信帶，落在置信帶之外的樣品，可認(rèn)為含量異常，應(yīng)予剔除。 8/14/2022245.富集系數(shù)檢驗(yàn) 在風(fēng)干過程中，有些元素會淋失，有些元素會富集，所以表土中重金屬含量高于母質(zhì)或底土，不一定都是污染造成的。因此，需要有一種穩(wěn)定的元素作為內(nèi)參比元素，進(jìn)行富集系數(shù)檢驗(yàn)。 土壤中元素的富集系數(shù)可根據(jù)Mcheal公式計(jì)算：富集系數(shù)= （5-6） 富集系數(shù)1，表示該元素有外來污染，應(yīng)將該土樣棄去。 上述檢驗(yàn)方法可根據(jù)測試目的選取12種即可。 8/14/202

17、225五、土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價方法 土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價方法與大氣、水質(zhì)的現(xiàn)狀評價方法相類似，是通過計(jì)算污染指數(shù)進(jìn)行的。 （一）單因子評價 1.分指數(shù)法：逐一計(jì)算土壤中各主要污染物的污染分指數(shù)，以確定污染程度。土壤污染分指數(shù)計(jì)算式為： Pi= （5-7）式中 Pi土壤中i污染物的污染分指數(shù)，為無量綱的量； Ci土壤中i污染物實(shí)測含量； Coii污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)。 上述模式計(jì)算簡單，物理意義清楚，得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)Pi1，表示未污染；Pi1時，表示受到不同程度的污染，Pi值越大，污染越嚴(yán)重。 8/14/202226 2.以土壤-作物系統(tǒng)污染物累積相關(guān)含量計(jì)算土壤污染指數(shù)法： 即根據(jù)土壤和作物對污

18、染物積累的相關(guān)數(shù)量，確定污染等級和劃分污染指數(shù)范圍，然后再根據(jù)不同的方法計(jì)算污染指數(shù)： 若土壤污染物含量實(shí)測值（Ci）小于或等于土壤積累起始值（Xai），這時為非污染，即污染指數(shù)Pi1。Pi = （C iXai） （5-8） 若土壤中污染物含量實(shí)測值CiXai，但小于作物中污染物含量顯著增加相對應(yīng)的土壤污染物含量（Xci）時，屬輕度污染，即1Pi2。Pi = 1+ （XaiCiXci） （5-9） 若土壤污染物含量CiXci ，但小于污染臨界值（Xpi）（如土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)），屬中度污染，即2Pi3。Pi = 2+ （XciCiXpi） （5-10） 8/14/202227 若土壤污染物含量C

19、iXpi ,屬重度污染,即: Pi3。Pi = 3+ （CiXpi） （5-11） 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所在評價農(nóng)田環(huán)境質(zhì)量時,采用如下的四級評價方法(單因子評價)： 0級 (無污染) Pi = Ci土/Xai土1 （Xai土為污染物的土壤積累起始值） 即土壤中i污染物實(shí)測值小于它的土壤積累起始值。 1級 （輕度污染，污染物在土壤中有積累）Pi = Ci土/Xai土1 但是，Ci糧（菜）Xai糧（菜） 2級 （中度污染，土壤受到明顯污染，或污染物在農(nóng)產(chǎn)品食用部分中開始有積累）；Pi = Ci糧（菜）/Xai糧（菜）1 （Xai糧（菜）為污染物的糧、菜積累起始值） 但是，Ci糧（菜）（食品衛(wèi)生

20、標(biāo)準(zhǔn)）i 8/14/202228 3級（重度污染，土壤受到重度污染，污染物在糧菜等農(nóng)產(chǎn)品中的含量超過食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，或者污染物明顯影響農(nóng)作物生長發(fā)育，或?qū)е聹p產(chǎn)10%以上）Pi = Ci糧（菜）/（食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)）i1 優(yōu)點(diǎn)：把土壤監(jiān)測與糧菜監(jiān)測結(jié)合起來對農(nóng)田環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價、分級，在定量上有更充分的依據(jù)。（二）多因子評價 （1）以土壤中各污染物指數(shù)疊加作為土壤污染綜合指數(shù) 該土壤污染綜合指數(shù)計(jì)算模式如下： P = （5-12） 8/14/202229式中 P 土壤污染綜合指數(shù)； Pi 土壤中i污染物的污染指數(shù)； n 土壤中參與評價的污染物種類數(shù)。 北京西郊的土壤環(huán)境質(zhì)量評價中曾用過此法，并根據(jù)綜

21、合指數(shù)P的數(shù)值把土壤環(huán)境質(zhì)量分為4級，見 表5-3。 表5-3 北京西郊土壤質(zhì)量分級表 級別土壤污染綜合指數(shù)主 要 區(qū) 域清潔0.2廣大清水灌溉區(qū)微污染0.20.5北灰水灌區(qū)、蓮花河系污灌區(qū)外47.5km2清污染0.51蓮花河灌區(qū)附近土壤18 km2中度污染1蓮花河上游主河道兩側(cè)污灌區(qū)1.5 km28/14/202230（）內(nèi)梅羅（N. L. Nemerow）綜合污染指數(shù) 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計(jì)算式為：P = （5-13）式中 土壤中各污染物污染指數(shù)的最大值的平方； 其它符號同前。 （）均方根綜合污染指數(shù) 均方根綜合污染指數(shù)計(jì)算式為：P= （5-14）式中所有符號同前。（）加權(quán)綜合污染指數(shù)加權(quán)綜

22、合污染指數(shù)計(jì)算式為: P = （5-15）式中 Wii污染物的權(quán)重；其它符號同前。 8/14/202231 六、土壤環(huán)境質(zhì)量分級 （一）根據(jù)綜合質(zhì)量指數(shù)P值劃分質(zhì)量等級 一般P1為未污染；P1為已污染，P值越大，土壤污染越重?？筛鶕?jù)P值變化幅度，結(jié)合作物受害程度和污染物累積狀況，進(jìn)一步劃分輕度污染、中度污染和重度污染等級。（二）根據(jù)土壤和作物中污染物累積的相關(guān)數(shù)量劃分質(zhì)量等級 這種分級僅表示土壤中各個污染物的污染程度，還不能表示土壤總的質(zhì)量狀況。 8/14/202232（三）根據(jù)系統(tǒng)分級法劃分質(zhì)量等級 首先根據(jù)土壤污染物含量和作物生長的相關(guān)關(guān)系以及作物中污染物的累積與超標(biāo)情況，對各污染物濃度進(jìn)

23、行分級，然后將污染物濃度轉(zhuǎn)換成污染指數(shù)，將污染指數(shù)加權(quán)綜合為土壤質(zhì)量指數(shù)，據(jù)此劃分土壤質(zhì)量的級別。建立土壤污染物累積和土壤容量模式，計(jì)算不同年限污染物的累積數(shù)量，預(yù)測土壤污染發(fā)展趨勢。 8/14/202233第三節(jié) 土壤環(huán)境影響預(yù)測、土壤退化預(yù)測 開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目對土壤退化的影響，主要有土壤鹽堿化、土壤酸化、土壤侵蝕及沙化等。影響土壤退化的因素比較復(fù)雜，土壤退化的預(yù)測工作尚處于探索階段。（一）土壤鹽堿化預(yù)測 土壤鹽堿化又稱土壤鹽漬化。這里提的土壤鹽堿化是指次生鹽堿化。它是指人類在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，由于發(fā)展灌溉和農(nóng)業(yè)措施不當(dāng)而引起的土壤鹽化和堿化的總稱。8/14/202234 由于灌溉技術(shù)不合理，出現(xiàn)

24、了有灌水無排水，只蓄水不泄水或重灌輕排的情況，大大地抬高了灌區(qū)的地下水位。當(dāng)?shù)叵滤桓哂诘叵滤R界水位時，將發(fā)生土壤次生鹽堿化。 當(dāng)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目對外排水量很大，排水中含有大量鹽、堿物質(zhì)時，如用這種污水進(jìn)行灌溉，土壤將發(fā)生次生鹽堿化。 灌溉水質(zhì)是發(fā)生次生鹽堿化的主要原因。此外，還有許多影響因素，如降水量、蒸發(fā)量、地下水徑流、地下水鹽量及鹽份種類、地下水臨界深度、土壤質(zhì)地、鹽堿度等。 美國鹽漬土實(shí)驗(yàn)室提出的鈉吸附比（SAR）可用下式計(jì)算：8/14/202235 SAR = （5-16）式中 Na+鈉離子濃度，meq/L； Ca2+鈣離子濃度，meq/L； Mg2+鎂離子濃度，meq/L。 可以用

25、鈉吸附比（SAR）劃分水質(zhì)等級。當(dāng)土壤溶液的電導(dǎo)率（ES）為10mS/m時，SAR值在010之間為低鈉水，可用于灌溉各種土壤而不發(fā)生鹽堿化；SAR值在1018之間為中鈉水，對具有高陽離子交換量的細(xì)質(zhì)土壤會造成堿化；SAR在1826之間為高鈉水，對大多數(shù)土壤都可產(chǎn)生有害的交換性鈉，造成堿化；SAR值在2630之間為極高鈉水，一般不適用于灌溉。如果土壤溶液電導(dǎo)率大于5mS/m，SAR值在06之間為低鈉水；在610之間為中鈉水；在1018之間為高鈉水；大于18為極高鈉水。8/14/202236（二）土壤酸化預(yù)測 土壤酸化有自然酸化過程和人類活動影響下的酸化過程兩種。 土壤酸堿性一般用pH值的大小表示

26、。按土壤溶液的pH值大小可把土壤分為九級，見表5-4 。 我國土壤的pH值，大多數(shù)在4.58.5范圍內(nèi)。由南方到北方，土壤pH值逐漸增加。長江以南（如華南、西南地區(qū)）土壤pH大多數(shù)在4.55.5之間，有少數(shù)在3.63.8；華中地區(qū)土壤pH在5.06.5之間；長江以北的土壤多為中性和堿性，華北、西北地區(qū)土壤pH值一般在7.58.5之間，少數(shù)強(qiáng)堿性土壤pH值高達(dá)10.5。 人類活動影響下的土壤酸化過程，主要是人類活動產(chǎn)生的酸性物質(zhì)進(jìn)入土壤造成的。如人類活動向大氣中排放酸性物質(zhì)，經(jīng)過降水的淋洗使其變成酸雨降落地面，造成土壤酸化；硫化礦床的開發(fā)，產(chǎn)生大量的酸性水進(jìn)入土壤；開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目排放大量酸性廢水，

27、通過灌溉進(jìn)入土壤，使土壤酸化。 8/14/202237表5-4 土壤酸堿度分級 pH酸堿度分級pH酸堿度分級4.54.55.55.56.06.06.5極強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性酸性弱酸性6.57.07.07.57.58.58.59.59.5中性弱堿性堿性強(qiáng)堿性極強(qiáng)堿性 土壤酸化有許多不良后果，如土壤對鉀、銨、鈣、鎂等養(yǎng)分離子的吸附能力顯著降低，導(dǎo)致這些養(yǎng)分隨水流失。土壤酸化可使某些金屬離子的活動性增加，某些毒害性陽離子毒性增加。 土壤酸化的預(yù)測還處于探索階段。土壤酸化預(yù)測大體上應(yīng)考慮如下問題。8/14/202238 要掌握開發(fā)項(xiàng)目排放到大氣中酸性污染物的濃度、總質(zhì)量、酸性污染物的時空分布，它在大氣中的遷移

28、轉(zhuǎn)化規(guī)律等。還要掌握評價區(qū)的氣象條件，如降水量、降水的時空分布等。了解外區(qū)域輸送到評價區(qū)的污染物濃度、總質(zhì)量情況。要進(jìn)行土壤對酸性物質(zhì)緩沖能力的模擬實(shí)驗(yàn)，還要進(jìn)行酸性水淋濾土壤的模擬實(shí)驗(yàn)，以便建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行土壤酸化趨勢預(yù)測。（三）土壤侵蝕和沉積預(yù)測 土壤侵蝕一般是指在風(fēng)、水和重力作用下土壤被剝蝕、遷移或沉積的過程。在自然狀態(tài)下，由純自然因素引起的土壤侵蝕因植被的不同而差異很大，侵蝕速度較緩慢。人類的開發(fā)活動，往往引起植被破壞，造成土壤流失。尤其是礦產(chǎn)開發(fā)，特別是露天礦開發(fā)引起大面積的植被破壞，造成的水土流失非常嚴(yán)重。土壤侵蝕強(qiáng)弱常以土壤侵蝕模數(shù)大小表示。8/14/202239式中：A 土壤

29、侵蝕模數(shù)，t/(km2 a) ;V 土壤侵蝕泥沙量（淤積量），m3 ;r 泥沙容重，常取r=1.4t/m3 ;F 土壤侵蝕面積， km2 ;t 土壤侵蝕時間，a。 A =（5-17） 土壤侵蝕模數(shù)是在一定時間內(nèi)在一定土地面積上被帶走的泥沙量與時間、面積的比值。數(shù)學(xué)定義式為：8/14/202240 對于土壤侵蝕的面蝕、片蝕和細(xì)溝侵蝕的土壤侵蝕模數(shù)也可以用下式（土壤侵蝕普適方程）推算：E = R K LSCP （5-18）式中：E平均土壤損失量，t/(hm2.a)；R區(qū)域平均降雨量的侵蝕潛力系數(shù)；K土壤可侵蝕性系數(shù)，t / (km2 a)；與機(jī)械組成、有機(jī)質(zhì)、土壤結(jié)構(gòu)、滲透性有關(guān)。L坡度系數(shù)為S的

30、斜坡長度，坡長系數(shù)，坡長因子；S坡度系數(shù) ；C作物管理系數(shù)；P實(shí)際侵蝕控制系數(shù)。8/14/202241 R有很多計(jì)算方法，在美國，有人測繪了等侵蝕線圖，從圖上可查出R值。 土壤可侵蝕性系數(shù)K，其定義是對一塊長為22.13m，坡度為9，經(jīng)過多年連續(xù)種植過的休耕地上每單位降雨系數(shù)的侵蝕率。有機(jī)物高容易被侵蝕，不同的土壤有不同的K值，表5-5給出一般土壤K的平均值。公式5-18前有系數(shù)0.247時 坡度系數(shù)為S的斜坡長度L可按下式求算： L (/22.1)m式中 斜坡長度，m； m 常數(shù)，一般取0.5，但當(dāng)坡度大于10，采用0.6，坡度小于0.5時，m為0.3。 坡度系數(shù)S按下式計(jì)算： S （0.4

31、3+0.30Si+0.043Si2）/6.613 式中 Si 坡度，。 將坡度系數(shù)與坡長度放在一起（合稱地形因子），設(shè)m=0.5時，則可合并計(jì)算：LS（0.007610.005325Si0.000761Si2）()1/2 8/14/2022420.130.298/14/202243 作物管理系數(shù)C（植被/管理因子）反映一塊土地種植不同的莊稼可控蝕的程度，表5-6給出了各種農(nóng)作物和種植類型的C值。8/14/202244地面覆蓋率20%40%60%80%100%草地0.240.150.090.0430.011灌木0.220.140.0850.0400.011喬灌混木0.200.110.060.02

32、70.007茂密森林0.080.060.020.0040.001裸地1.0 植物覆蓋因子C（導(dǎo)則中推薦） 實(shí)際侵蝕控制系數(shù)P（土壤保持措施因子）反映了不同的管理系數(shù)，例如：構(gòu)筑梯田對侵蝕的影響。表5-7列出不同管理技術(shù)對P值的影響。8/14/202245措施土地坡度（%）p無任何措施1.00等高開溝1.11.20.60等高開溝2.17.00.50等高開溝7.112.00.60等高開溝12.118.00.80等高開溝18.124.00.90等高開溝帶狀播種1.12.00.45等高開溝帶狀播種2.17.00.40等高開溝帶狀播種7.112.00.45等高開溝帶狀播種12.118.00.60等高開溝

33、帶狀播種18.124.00.70梯 田1.12.00.45梯 田2.17.00.40梯 田7.112.00.45梯 田12.118.00.60梯 田18.124.00.70順坡直行耕作1.008/14/202246 例5-1 估算一塊在砂壤上開墾出來的草地的年平均侵蝕率，已知：土壤含有機(jī)物2，坡度為10，斜坡長為150m，降雨系數(shù)R為300，作物沿等高線成行播種。解 查表5-5，K=0.24；按公式計(jì)算或查坡長與LS關(guān)系曲線，LS=1.65；查表5-6，苜蓿項(xiàng)C=0.02；查表5-7，P=0.60。則 E = RKLSCP=3000.241.650.020.60=1.43t/(ha.a) 例5

34、-2 如果上例的地區(qū)是一塊裸土，則侵蝕率發(fā)生很大變化，其中：R=300，K=0.24，LS=1.65，C=1.00，P=1.00。 E=119t/(ha.a)。 8/14/202247二、污水灌溉的土壤影響預(yù)測污染物i在土壤中的累積殘留量Wi(mg/kg ) Wi = i +XiKi （5-19）式中：i 灌溉前污染物i(mg/kg)在土壤中的背景值； Xi 單位重量被灌溉土壤每年接納該污染物的量(mg/kg/a)； Ki 污染物i在被灌溉土壤中的年殘留率； n 污灌年限 Xi= （5-20）式中：Q 污灌水量（m3/ahm2）; M 每hm2地耕作層土壤重（kg/hm2）; Ci 灌溉水中i

35、污染物的濃度（mg/L）。 8/14/202248 根據(jù)北京西郊實(shí)地調(diào)查結(jié)果酚0.6%；氟0.9%；鎘0.82%；酚0.038mg/kg；氰=0.05 mg/kg.三、土壤中農(nóng)藥殘留量預(yù)測 農(nóng)藥輸入土壤后，在各種因素作用下，會產(chǎn)生降解或轉(zhuǎn)化，其最終殘留量可以按下式計(jì)算：（5-21）式中 R農(nóng)藥殘留量（mg/kg）； C農(nóng)藥施用量； k降解常數(shù)； t時間。 從式（5-21）可以看出，連續(xù)施用農(nóng)藥，如果農(nóng)藥能不斷降解，土壤中的農(nóng)藥累積量有所增加，但達(dá)到一定值后便趨于平衡。 假定一次施用農(nóng)藥時，土壤中農(nóng)藥的濃度為Co,一年后的殘留量為C，則農(nóng)藥殘留率（f）可以用下式表示： 8/14/202249 （

36、5-22） 如果每年一次連續(xù)施用，則數(shù)年后農(nóng)藥在土壤中的殘留總量為： （5-23）式中 Rn殘留總量（mg/kg）； f殘留率（%）； C0一次施用農(nóng)藥在土壤中的濃度（mg/kg）； n連續(xù)施用年數(shù)。當(dāng)n時，則Ra (5-24)Ra為農(nóng)藥在土壤中達(dá)到平衡時的殘留量。 8/14/202250四、土壤污染物殘留量預(yù)測（一）土壤污染物殘留量計(jì)算模式 污染物在土壤中年殘留量（年累積量）計(jì)算模式為W = K（B+R） （5-25）式中 W污染物在土壤中年殘留量，mg/kg; B區(qū)域土壤背景值，mg/kg; R土壤污染物對單位（kg）土壤的年輸入量，mg/kg; K土壤污染物年殘留率（年累積率），%。 若

37、污染年限為n，每年的K和R不變，則污染物在土壤中 n年內(nèi)的累積量為 Wn = BKn+RK （5-26） 從式（5-26）可知，年殘留率（K值）對污染物在土壤中年殘留量的影響很大，而K值的大小因土壤特性而異。 8/14/202251（二）年殘留率的推求 年殘留率的推求一般是通過盆栽實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的。在盆中加入某區(qū)域土壤m(xù) kg，厚度為20cm左右，先測定出土壤中實(shí)驗(yàn)污染物的背景值，然后向土壤中加入該污染物n mg，其輸入量為n/m(mg/kg)。栽上作物，模擬天然降雨，灌溉用水及施用的肥料均不應(yīng)含該污染物，倘若含有，需測定其含量，計(jì)算在輸入量當(dāng)中，經(jīng)過一年時間，抽樣測定土壤中該污染物的殘留含量（實(shí)測

38、值減背景值求得），該區(qū)域土壤的年殘留率按下式計(jì)算：K = （5-27） （三）年殘留量計(jì)算模式的應(yīng)用 根據(jù)式（5-26），只需掌握5個參數(shù)中的4個，進(jìn)行平衡計(jì)算，即可求得任一未知項(xiàng)。8/14/2022521、重金屬殘留量的計(jì)算 計(jì)算某污灌區(qū)灌溉20年來土壤中鎘（Cd）的殘留量。土壤中鎘的背景值為0.19mg/kg，年殘留率（K）為0.9，年輸入土壤中鎘的量為630g/ha。 設(shè)每公頃耕作土層重2250t，將上述數(shù)據(jù)代入式（5-26）中，得：20 = 0.190.920+ =2.236（mg/kg）、有機(jī)污染物殘留量的計(jì)算 若土壤中石油類污染物背景值為250mg/kg，年殘留率為0.7，年輸入量

39、為100mg/kg，試計(jì)算石油類污染物在土壤中的殘留量。 將上述數(shù)據(jù)代入式（5-26）中，得： 20 = 250 = 233.35（mg/kg） 8/14/202253 根據(jù)式(5-26)、有關(guān)調(diào)查資料和土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，還可以計(jì)算土壤污染物達(dá)到土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時所需的污染年限，也可以求出污水灌溉的安全污水濃度和施用污泥中污染物的最高容許濃度。 、施用污泥中重金屬的最高容許濃度計(jì)算 將式（5-26）稍加改變，可計(jì)算施用污泥中重金屬的最高容許濃度，計(jì)算式如下：= (5-28)X = (5-29)式中：土壤中污染物殘留總量（累積總量），mg/kg;土壤中污染物的背景值，mg/kg;污泥中污染物最高

40、容許含量，mg/kg;耕作層單位（公頃）土壤質(zhì)量，kgha； 8/14/202254污泥施用量，kg（haa）；污染物年殘留率；n 污泥施用年限。 五、土壤環(huán)境容量 一般將土壤在環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的約束下所能容納污染物的最大數(shù)量，稱為土壤環(huán)境容量。其計(jì)算模式如下： (5-30 )式中：土壤環(huán)境容量，ghm2 ； 0土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值，g/t（土壤）； 區(qū)域土壤背景值，g/t（土壤）； 2250 每公頃土地的表土計(jì)算重量（t/hm2）。 8/14/202255 從式（5-30）可知，在一定區(qū)域的土壤特性和環(huán)境條件下（的數(shù)值是一定的），土壤環(huán)境容量（）的大小取決于土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值的大小。土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)大

41、，土壤環(huán)境容量也大；標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)，則容量小。因此，制定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是極為重要的。 上述各式中，土壤環(huán)境背景值是通過土壤背景值調(diào)查獲得的；土壤污染物年輸入量（）可以通過土壤污染源調(diào)查獲得。 8/14/202256第四節(jié) 土壤環(huán)境影響評價 識別各種污染和破壞因素對土壤可能產(chǎn)生的影響； 預(yù)測影響的范圍、程度及變化趨勢，然后評價影響的含義和重大性； 提出避免、消除和減輕土壤侵蝕與污染的對策，為行動方案的優(yōu)化決策提供依據(jù)。、環(huán)境影響識別與監(jiān)測調(diào)查（一）開發(fā)行動對土壤環(huán)境影響的識別 1.對土壤環(huán)境有重大影響的人類行動 土壤系統(tǒng)是在成千上萬的地球演變過程中形成的，它受自然和人類行動的雙重影響，特別是近百年來人

42、類的影響是巨大的。 8/14/202257（1）全球氣候變暖和人工改變局地小氣候。人工降雨、排灌等（2）改變植被和生物分布狀況。休耕、施用農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)（3）改變地形。（4）改變成土母質(zhì)。（5）改變土壤自然演化的時間。8/14/202258 2.各種建設(shè)項(xiàng)目對土壤環(huán)境的影響（1）地下水過量開采，油或天然氣資源開采：地面沉降。（2）大型工程施工由于砂、石開采會引起地表水的水力條件和土壤的侵蝕樣式的改變。（3）工程施工區(qū)域?yàn)榱朔乐够驕p少侵蝕，需要采取建泥沙沉淀池、種植速生的樹種和植被等措施。沉淀池內(nèi)的淤泥應(yīng)返回原來的土地上。（4）地貌特別的地區(qū)，土方過量或不適當(dāng)開挖，會引起滑坡、塌方。如在陡坡的臺地

43、上建造廠房極易造成滑坡。（5）在地震不穩(wěn)定性和地震頻發(fā)地區(qū)建核電廠、化工廠、廢物處理設(shè)施和大型的油品與溶劑貯槽，可能會在地震時造成大面積的土壤污染災(zāi)害。（6）露天采礦表土被剝離后應(yīng)恢復(fù)原來的地形，否則會造成大面積水土流失和風(fēng)蝕。8/14/202259（7）沿海岸線建防波堤以控制岸線侵蝕和飄移，會改變沿岸土壤環(huán)境條件。（8）與軍事訓(xùn)練相關(guān)的項(xiàng)目。例如在坦克駕駛訓(xùn)練時會造成土壤過度壓實(shí)，不利植被恢復(fù)，然后會使土壤遭受侵蝕和排水樣式變壞。 （9）可能產(chǎn)生局地酸雨的項(xiàng)目。會對土壤的化學(xué)組分造成影響，并潛在地對地下水資源造成影響。（10）把選址地土壤和地貌作為選址條件的項(xiàng)目，如城市廢物和污泥填埋場，河、

44、港的疏浚淤泥堆放場等項(xiàng)目，會造成場地及周圍土壤及地下水污染。（11）沿海岸區(qū)域開發(fā)的項(xiàng)目可能增加海岸線侵蝕，也可能因海岸線侵蝕影響項(xiàng)目本身。如海邊空地開發(fā)、與港口和碼頭發(fā)展有關(guān)的項(xiàng)目。（12）蓄洪、供水、發(fā)電等：泥沙沉積，蓄水后庫區(qū)底下的地下水層、土壤和地貌等將發(fā)生變化。（13）承包或租用的土地：重用輕養(yǎng)。（14）大型管道工程在施工中用重型設(shè)備會將土壤壓結(jié)實(shí)；施工機(jī)械使土壤顆粒破碎和除去表面植被，使土壤易被水流侵蝕。8/14/202260 土壤侵蝕的速度和數(shù)量與坡度、土質(zhì)的易侵蝕性、植被恢復(fù)的時間以及降雨強(qiáng)度有關(guān)。在管溝中特別容易侵蝕，因?yàn)榛靥钔烈话爿^松散，管溝會成為天然的排水溝，管溝上的堆土

45、會不斷沉降，在表層形成一個徑流的天然流道。管道施工造成土壤侵蝕的后果有兩方面： 表土肥分的流失 受納地表徑流的河水中懸浮物濃度的提高和底泥沉積量增加。 迅速恢復(fù)植被是最有效緩解侵蝕的措施。8/14/202261 （二）土壤環(huán)境和污染源的監(jiān)測調(diào)查與評價 1、土壤環(huán)境調(diào)查 （1）土壤調(diào)查資料可從有關(guān)管理、研究和行業(yè)信息中心以及圖書館和情報(bào)所收集，內(nèi)容包括： 自然環(huán)境特征 土壤及其特性 土地利用狀況 水土趨勢類型、面積及分布和趨勢模數(shù)等。 土壤環(huán)境背景值資料 當(dāng)?shù)刂参锓N類、分布及生長情況。8/14/2022622、土壤環(huán)境監(jiān)測（1）監(jiān)測范圍 與土壤環(huán)境的調(diào)查相同。（2）監(jiān)測布點(diǎn) 應(yīng)因時、因地而定。對于一、二級評價，多采用網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)法；對于三級評價，可按要求散點(diǎn)布設(shè)。8/14/202263在受排放廢水影響而導(dǎo)致土壤污染的地段，應(yīng)注意污染物散播的方式與途徑。其布點(diǎn)方法通常是沿著納污河渠兩側(cè)，并按水流方向呈