環(huán)境監(jiān)測5土壤環(huán)境質(zhì)量評價

5土壤環(huán)境質(zhì)量評價主要內(nèi)容：土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價概述土壤環(huán)境影響的識別土壤環(huán)境質(zhì)量預(yù)測1234化學(xué)工業(yè)出版社5.1概述5.1.1土壤的物質(zhì)組成

土壤是位于陸地表層的具有一定肥力、能支持植物生長的疏松層，它是由地球陸地表面的巖石經(jīng)風(fēng)化作用發(fā)育而形成的，呈不完全連續(xù)的狀態(tài)存在于陸地表面。土壤固相氣相液相原生礦物質(zhì)次生礦物質(zhì)有機(jī)質(zhì)空氣水化學(xué)工業(yè)出版社5.1概述5.1.2土壤環(huán)境的特點(diǎn)與功能

土壤是自然界賦予人類的寶貴資源，是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是人類環(huán)境的重要組成部分。土壤環(huán)境是一個被能量流和物質(zhì)流所貫穿的開放系統(tǒng)，具有吸收和貯存各種物質(zhì)、凈化環(huán)境的功能、緩沖功能和生產(chǎn)植物的功能。

5.1.3土壤污染的特點(diǎn)與危害

污染物一旦進(jìn)入土壤，就變成影響一切生物循環(huán)的一部分，影響著人類的健康和生命。特別是重金屬元素和難降解的有機(jī)污染物，它們的土壤污染具有長期性、隱蔽性和積累性等特點(diǎn)。土壤污染的危害主要表現(xiàn)為改變土壤性質(zhì)、引起土壤板結(jié)，造成作物減產(chǎn)和污染物的食物鏈傳輸造成其在生物體和人體內(nèi)的積累，直接危害人體的健康以及畜、禽業(yè)的發(fā)展。

化學(xué)工業(yè)出版社5.1概述5.1.2土壤環(huán)境質(zhì)量的影響因素

影響因素區(qū)域地理環(huán)境特征建設(shè)項目的類型土壤的類型特征污染源的特征與排放強(qiáng)度污染物的性質(zhì)污染途徑化學(xué)工業(yè)出版社5.2土壤環(huán)境影響的識別5.2.1土壤環(huán)境影響的類型按影響的結(jié)果按影響方式按影響的性質(zhì)按污染的成因土壤污染型和土壤退化破壞型；直接影響和間接影響；可逆影響、不可逆影響、積累影響和協(xié)同影響；水體污染型、大氣污染型、農(nóng)業(yè)污染型、生物污染型和固體廢物污染型?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.2土壤環(huán)境影響的識別5.2.2土壤污染的識別1工業(yè)項目對土壤環(huán)境的影響3礦業(yè)工程建設(shè)項目的土壤環(huán)境影響2水利建設(shè)項目對土壤環(huán)境的影響化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價5.3.1土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查（1）區(qū)域自然地理環(huán)境特征調(diào)查（2）區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)狀況調(diào)查A、地質(zhì)地貌特征B、氣候氣象特征C、水文特征D、植被特征A、人口情況B、交通情況C、衛(wèi)生情況D、文教衛(wèi)生等情況化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價（3）區(qū)域土壤類型及其環(huán)境特征調(diào)查（4）土壤背景值的調(diào)查A、成土母質(zhì)B、土壤類型C、土壤組成D、土壤性質(zhì)A、土壤樣品的采集和制備B、土壤背景值的分析與計算C、土壤背景值的統(tǒng)計數(shù)據(jù)檢驗化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價（5）土壤沙化現(xiàn)狀調(diào)查沙漠面積、分布和流動狀況；降雨量、蒸發(fā)量、風(fēng)向、風(fēng)速等；河流含沙量，泥沙沉積特點(diǎn)；植被類型，覆蓋度等；人均耕地、草地，糧食和畜牧產(chǎn)量等。沙漠特征氣候特征河流水文特征植被特征農(nóng)牧生產(chǎn)情況化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價5.3.2土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價（1）土壤污染評價A、評價因子的選擇重金屬元素及無機(jī)毒物有機(jī)毒物某些化學(xué)指標(biāo)有害微生物Hg、As、Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Zn、F、CN-等；酚、苯并芘、DDT、六六六、三氯乙醛、多氯聯(lián)苯等；pH、全氮量、硝態(tài)氮量等；腸細(xì)菌、腸寄生蟲卵、破傷風(fēng)菌、結(jié)核菌等；放射性元素137Cs、90Sr。（1）土壤污染評價附加因子氧化還原電位、有機(jī)質(zhì)、土壤質(zhì)地、總陽離子可交換量和不同價態(tài)的重金屬含量?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價B、評價標(biāo)準(zhǔn)的確定我國1996年實施的GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》可作為土壤環(huán)境質(zhì)量評價的評價標(biāo)準(zhǔn)。另外，土壤環(huán)境質(zhì)量評價也可根據(jù)評價的目的的要求和技術(shù)力量選用以下參數(shù)作為評價標(biāo)準(zhǔn)：區(qū)域土壤環(huán)境背景值土壤本底值區(qū)域中土壤自然含量土壤對照點(diǎn)含量土壤和作物中污染物質(zhì)的相關(guān)含量化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價C、土壤污染評價方法①單因子指數(shù)法：a．以土壤污染物的實測值與評價標(biāo)準(zhǔn)值相比，計算污染指數(shù)：式中：Pi——土壤中第i種污染物的污染指數(shù)；

Ci——土壤中第i種污染物的實測值；

Si——第i種污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)Pi＞1時，表示受到污染，Pi≤1時，表示未受到污染?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價b．根據(jù)土壤與作物中污染物積累的相關(guān)數(shù)量計算污染指數(shù)，并以此為依據(jù)，確定污染級別。

首先，根據(jù)污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)和土壤與作物中污染物的相關(guān)性確定土壤污染起始值（即土壤背景值）Xq、土壤輕度污染值Xw和土壤重度污染值Xz。

然后，根據(jù)實測值的分布范圍，計算污染指數(shù)：當(dāng)Xi≤Xq時，當(dāng)Xq≤Xi≤Xw時，當(dāng)Xw≤Xi≤Xz時，當(dāng)Xi＞Xz時，土壤環(huán)境質(zhì)量分級污染等級清潔級輕污染級中污染級重污染級分級依據(jù)Pi＜11≤Pi＜22≤Pi＜3Pi≥3化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價②多因子綜合評價法a、等權(quán)綜合指數(shù)式中：P——等權(quán)綜合指數(shù)；

n——污染物種類數(shù)。b.內(nèi)梅羅指數(shù)化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價c.加權(quán)綜合指數(shù)式中：Wi——第i種污染物的權(quán)重。d.以均方根作為綜合指數(shù)以污染綜合指數(shù)為依據(jù)，根據(jù)各地具體的P值變化范圍和作物受害程度及其污染物積累情況進(jìn)行污染分級。一般P≤1時，為未受污染；P＞1時，為已受污染，P越大，污染越嚴(yán)重。化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價③模糊聚類評判法模糊聚類評價法就是通過建立土壤污染因子集合和環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)集合及其兩個集合之間的模糊矩陣關(guān)系，求解不同污染因子的環(huán)境質(zhì)量數(shù)值對不同級別環(huán)境質(zhì)量的隸屬度和不同級別環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對綜合環(huán)境分級指數(shù)的隸屬程度來實現(xiàn)對土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評價的方法?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價（2）土壤退化現(xiàn)狀評價A、土壤沙化現(xiàn)狀評價土壤沙化標(biāo)準(zhǔn)土壤沙化標(biāo)準(zhǔn)綜合景觀特征土壤沙化程度植被覆蓋度流沙面積比例＞60%＜5%絕大部分土地未出現(xiàn)沙化，流沙分布呈斑點(diǎn)狀潛在沙化30%～60%5%～25%出現(xiàn)小片流沙，坑叢沙堆，風(fēng)蝕坑輕度沙化10%～30%25%～50%流沙面積大，坑叢沙堆密集，吹蝕強(qiáng)烈中度沙化＜10%＞50%密集的流動沙丘占絕對優(yōu)勢強(qiáng)度沙化化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價土壤鹽漬化程度非鹽漬化輕鹽漬化中鹽漬化重鹽漬化土壤鹽漬化標(biāo)準(zhǔn)（土壤含鹽量）＜2.0%2%～5%5%～10%＞10%B、土壤鹽漬化現(xiàn)狀評價土壤鹽漬化標(biāo)準(zhǔn)C、土壤侵蝕評價以土壤剖面發(fā)生層保留厚度為依據(jù)的侵蝕標(biāo)準(zhǔn)土壤侵蝕程度無明顯侵蝕輕度侵蝕中度侵蝕強(qiáng)度侵蝕土壤侵蝕標(biāo)準(zhǔn)（土壤發(fā)生層保留厚度）土壤剖面保留完整A層保存50%A層保存厚度＜50%B層保存厚度＜50%化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價我國水利部制定的水土流失侵蝕模數(shù)級別年平均侵蝕模數(shù)（t·km-2·a-1）微度侵蝕＜2500中度侵蝕2500～5000強(qiáng)度侵蝕5000～8000極強(qiáng)度侵蝕8000～15000劇烈侵蝕＞15000D、土壤沼澤化評價土壤沼澤化評價標(biāo)準(zhǔn)土壤沼澤化程度非沼澤化輕沼澤化中沼澤化重沼澤化土壤沼澤化標(biāo)準(zhǔn)（土壤潛育化層距地面高度）＞60cm60～40cm40～30cm＜30cm化學(xué)工業(yè)出版社5.3土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評價（3）土壤破壞現(xiàn)狀評價土壤破壞標(biāo)準(zhǔn)

土壤破壞程度未破壞輕度破壞中度破壞強(qiáng)度破壞土壤破壞標(biāo)準(zhǔn)（土壤損失面積）未損失3.5hm220hm235hm2化學(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測5.4.1土壤污染預(yù)測（1）重金屬在土壤環(huán)境中的累積式中：W——重金屬污染物在土壤中的年累積量，mg/kg；

B——區(qū)域土壤背景值，mg/kg；

R——土壤重金屬污染物年輸入量，mg/kg·a；

K——土壤重金屬污染物年殘留率，%。n年后土壤重金屬的累積量為：當(dāng)K1=K2=…=Kn=K，R1=R2=…=Rn=R時，化學(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測（2）土壤中農(nóng)藥殘留模式式中：R——農(nóng)藥殘留量，mg/kg；C——農(nóng)藥施用量，mg/kg；k——常數(shù)；t——農(nóng)藥施用年數(shù)。如果每年一次連續(xù)施用農(nóng)藥，農(nóng)藥在土壤中的數(shù)年后的殘留量為：式中：Rn——?dú)埩艨偭?，mg/kg；

f——?dú)埩袈剩?；

C0——一次施用農(nóng)藥后在土壤中的濃度，mg/kg；

n——連續(xù)施用農(nóng)藥的年數(shù)。當(dāng)n→∞時，則式中：Ra——農(nóng)藥在土壤中達(dá)到平衡時的殘留量?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測（3）土壤環(huán)境容量計算

式中：Q——土壤環(huán)境容量，g/hm2；

CR——土壤臨界含量，mg/kg；

B——區(qū)域土壤背景值，mg/kg；

2250——每公頃土地耕作層土壤重量，t/hm2。（4）土壤污染預(yù)測步驟A、計算土壤污染物的輸入量B、計算污染物的輸出量C、計算土壤污染物的殘留率D、預(yù)測土壤污染趨勢化學(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測5.4.2土壤退化趨勢預(yù)測（1）土壤侵蝕預(yù)測式中：A——土壤侵蝕量，t/hm2·a；R——降雨侵蝕力指標(biāo)；

K——土壤可侵蝕性系數(shù)，t/hm2·a；L——坡長；

S——坡度；C——耕種管理因素；

P——土壤保持措施因素。對于一次暴雨：式中：i——降雨過程中的時間歷時，h；

Di——?dú)v時i的降雨量，mm；

I——暴雨中強(qiáng)度最大的30min的降雨強(qiáng)度，mm/h；

xi——降雨強(qiáng)度，mm/h?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測對于一年的降雨，可按Wischmeier的經(jīng)驗公式計算：式中：P——年降雨量，mm；

Pi——各月平均降雨量，mm。地形因子的計算公式為：式中：r——地形因子；

L——坡長；

S——坡度；

M——與坡度有關(guān)的常數(shù)，當(dāng)sinS＞5%時，M=0.5；sinS=5%時，M=0.4；sinS=3.5%時，M=0.3；sinS＜1%時，M=0.1。化學(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測對于給定的區(qū)域或土壤，R、K、L、S是常數(shù)，可根據(jù)土壤通用侵蝕公式預(yù)測工程前后侵蝕速率的變化：

式中：A0、A1——分別為工程前后的侵蝕速率；

C0、C1——分別為工程前后的耕種管理因子；

P0、P1——分別為工程前后的土壤保持措施因子?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測（2）土壤鹽堿化預(yù)測式中：Na+——鈉離子濃度，meq·L-1；

Ca2+——鈣離子濃度，meq·L-1；

Mg2+——鎂離子濃度，meq·L-1。土壤鹽堿化預(yù)測常用的方法是美國鹽漬土實驗室提出的鈉吸收比（SAR）法。鈉吸收比可用下式計算：化學(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測（3）土壤酸化預(yù)測土壤酸化有自然酸化和人類活動影響下的酸化兩種。按土壤溶液pH值大小可把土壤分為9級，見下表。pH酸堿度分級pH酸堿度分級＜4.5極強(qiáng)酸性6.5～7.0中性4.5～5.5強(qiáng)酸性7.0～7.5弱堿性7.5～8.5堿性5.5～6.0酸性8.5～9.5強(qiáng)堿性6.0～6.5弱酸性＞9.5極強(qiáng)堿性土壤酸堿度分級

土壤酸化的預(yù)測目前還處于探索階段?；瘜W(xué)工業(yè)出版社5.4土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測（4）土壤沙化預(yù)測式中：D——未來土地沙化面積預(yù)測值；

R——年平均增長率；

A——目前沙漠化土地面積；

n——從目前至所預(yù)測時期