[农学]第五章 土壤环境质量评价
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土壤环境质量评价土壤环境质量评价涉及评价因子、评价标准和评价模式。
评价因子数量与项目类型取决于监测的目的和现实的经济和技术条件。
评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。
评价模式常用污染指数法或者与其有关的评价方法。
8.1污染指数、超标率(倍数)评价土壤环境质量评价一般以单项污染指数为主,指数小污染轻,指数大污染则重。
当区域内土壤环境质量作为一个整体与外区域进行比较或与历史资料进行比较时除用单项污染指数外,还常用综合污染指数。
土壤由于地区背景差异较大,用土壤污染累积指数更能反映土壤的人为污染程度。
土壤污染物分担率可评价确定土壤的主要污染项目,污染物分担率由大到小排序,污染物主次也同此序。
除此之外,土壤污染超标倍数、样本超标率等统计量也能反映土壤的环境状况。
污染指数和超标率等计算公式如下:土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准土壤污染累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值土壤污染物分担率(%)=(土壤某项污染指数/各项污染指数之和)×100%土壤污染超标倍数=(土壤某污染物实测值-某污染物质量标准)/某污染物质量标准土壤污染样本超标率(%)=(土壤样本超标总数/监测样本总数)×100%8.2内梅罗污染指数评价内梅罗污染指数(PN)= {[(PI均2)+ (PI最大2]/2}1/2式中PI均和PI最大分别是平均单项污染指数和最大单项污染指数。
内梅罗指数反映了各污染物对土壤的作用,同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响,可按内梅罗污染指数,划定污染等级。
内梅罗指数土壤污染评价标准见表8-1。
表8-1 土壤内梅罗污染指数评价标准等级内梅罗污染指数污染等级ⅠPN≤0.7清洁(安全)Ⅱ 0.7<PN≤1.0尚清洁(警戒限)Ⅲ 1.0<PN≤2.0轻度污染Ⅳ 2.0<PN≤3.0中度污染Ⅳ PN>3.0 重污染8.3背景值及标准偏差评价用区域土壤环境背景值(x)95%置信度的范围(x±2s)来评价:若土壤某元素监测值xI<x-2s,则该元素缺乏或属于低背景土壤。
土壤环境质量评价土壤环境质量评价涉及评价因子、评价标准和评价模式。
评价因子数量与项目类型取决于监测的目的和现实的经济和技术条件。
评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。
评价模式常用污染指数法或者与其有关的评价方法。
8.1污染指数、超标率(倍数)评价土壤环境质量评价一般以单项污染指数为主,指数小污染轻,指数大污染则重。
当区域内土壤环境质量作为一个整体与外区域进行比较或与历史资料进行比较时除用单项污染指数外,还常用综合污染指数。
土壤由于地区背景差异较大,用土壤污染累积指数更能反映土壤的人为污染程度。
土壤污染物分担率可评价确定土壤的主要污染项目,污染物分担率由大到小排序,污染物主次也同此序。
除此之外,土壤污染超标倍数、样本超标率等统计量也能反映土壤的环境状况。
污染指数和超标率等计算公式如下:土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准土壤污染累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值土壤污染物分担率(% = (土壤某项污染指数/各项污染指数之和)X 100% 土壤污染超标倍数=(土壤某污染物实测值-某污染物质量标准)/某污染物质量标准土壤污染样本超标率(%= (土壤样本超标总数/监测样本总数)X 100% 8.2内梅罗污染指数评价内梅罗污染指数(PN= {[ ( Pl均2) + (Pl最大2] /2} 1/2式中Pl均和Pl最大分别是平均单项污染指数和最大单项污染指数。
内梅罗指数反映了各污染物对土壤的作用,同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响,可按内梅罗污染指数,划定污染等级。
内梅罗指数土壤污染评价标准见表8-1 o表8・1 土壤内梅罗污染指数评价标准等级内梅罗污染指数污染等级I PNC 0.7 清洁(安全)尚清洁(警戒限)轻度n 0.7 V PNC 1.0 污染中度污染川 1.0 V PNC 2.0 重污染IV 2.0 V PNC 3.0IV PN> 3.0 X)95%置信度的范围(x±2s)来评价8.3背景值及标准偏差评价用区域土壤环境背景值(若土壤某元素监测值Xl Vx-2s,则该元素缺乏或属于低背景土壤。
第五章土壤环境质量评价土壤是地球表面具有肥力、生长植物的疏松层。
对于人类和陆生生物而言,土壤是岩石圈中最重要的部分。
与地球直径相比地表土壤的厚度仅为十几厘米,相比之下微乎其微,但正是这薄薄的一层土壤,才使得地球上有了广袤的森林、农田和草原,人类得以从中获取宝贵的生产和生活资源,拥有肥沃的土壤及与之相适宜的气候,对一个国家来说是一笔珍贵的财富。
土壤即是生产食物的场所,同时也是大量污染物的接纳场所。
如从工厂排放出的烟雾、化肥、杀虫剂及其他一些污染物质进入土壤后造成土壤污染,并在循环过程中造成水、大气和生物体的污染。
土壤污染严重污染地下水、影响农产品安全、国际贸易、危及人类健康日本痛痛病事件1955年至1972年发生在日本富山县神通川流域的公害事件。
1955年,在神通川流域河岸出现了一种怪病,症状初始是腰、背、手、脚等各关节疼痛,随后遍及全身,有针刺般痛感,数年后骨骼严重畸形,骨脆易折,甚至轻微活动或咳嗽,都能引起多发性病理骨折,最后衰弱疼痛而死。
经调查分析,痛痛病是河岸的锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体,使稻米含镉。
而当地居民长期饮用受镉污染的河水,以及食用含镉稻米,致使镉在体内蓄积而中毒致病。
日本水俣病事件氯乙烯和醋酸乙烯在制造过程中要使用含汞(Hg)的催化剂,这使排放的废水含有大量的汞。
当汞在水中被水生物食用后,会转化成甲基汞。
水俣湾由于常年的工业废水排放而被严重污染了,水俣湾里的鱼虾类也由此被污染了。
这些被污染的鱼虾通过食物链又进入了动物和人类的体内。
甲基汞通过鱼虾进入人体,被肠胃吸收,侵害脑部和身体其他部分。
进入脑部的甲基汞会使脑萎缩,侵害神经细胞,破坏掌握身体平衡的小脑和知觉系统。
我国土壤污染日趋严重,耕地、城市土壤、矿区土壤均受到不同程度的污染,而且土壤的污染源呈多样化的特点。
有资料显示,农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染及其他类型的土壤污染所导致的经济损失难以估量;全国每年仅因重金属污染而减产的粮食达1000多万吨,被重金属污染的粮食每年也多达1200万吨,合计经济损失至少200亿元人民币。
土壤环境质量分析评价方法土壤环境质量评价涉及评价因子、评价标准和评价模式。
评价因子数量与项目类型取决于监测的目的和现实的经济和技术条件。
评价标准常采纳国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。
评价模式常用污染指数法或者与其有关的评价办法。
一、污染指数评价(一)单项污染指数土壤环境质量评价普通以单项污染指数为主,指数小污染轻,指数大污染则重。
计算公式如下:Pip=Ci/Sip 式中:Pip——土壤中污染物i的单项污染指数;Ci——调查点位土壤中污染物i的实测浓度,mg/kg;Sip——污染物i的评价标准mg/kg,见表8.3。
按照Pip的大小,可将土壤污染程度划分为五级(见表8.4)。
(二)综合污染指数当区域内土壤环境质量作为一个整体与外区域举行比较或与历史资料举行比较时除用单项污染指数外,还常用综合污染指数。
综合污染指数(CPI)包含了土壤元素背景值、土壤元素标准尺度因素和价态效应综合影响。
其表达式:CPI=X·(1+RPE)+Y·DDMB /(Z·DDSB)式中:CPI一一综合污染指数;X、Y—一分离为测量值超过标准值和背景值的数目;RPE——相对污染当量;DDMB——元素测定浓度偏离背景值的程度;DDSB——土壤标准偏离背景值的程度;Z——用作标准元素的数目。
1.计算相对污染当量(RPE)式中:N——测定元素的数目;Ci——测定元素i的浓度;Cis——测定元素i的土壤标准值;n——测定元素i的氧化数。
对于变价元素,应考虑价态与毒性的关系,在不同价态共存并同时用于评价时,应在计算中注重凹凸毒性价态的互相转换,以体现由价态不同所构成的风险差异性。
2.计算元素测定浓度偏离背景值的程度(DDMB )式中:CiB——元素i的背景值;其余符号同上。
3.计算土壤标准偏离背景值的程度(DDSB)式中:Z——用于评价元素的个数,其余符号的意义同上。
用CPI评价土壤环境质量指标体系见表8.5。
土壤环境质量评价涉及评价因子、评价标准和评价模式。
评价因子数量与项目类型取决于监测的目的和现实的经济和技术条件。
评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。
评价模式常用污染指数法或者与其有关的评价方法。
8.1污染指数、超标率(倍数)评价土壤环境质量评价一般以单项污染指数为主,指数小污染轻,指数大污染则重。
当区域内土壤环境质量作为一个整体与外区域进行比较或与历史资料进行比较时除用单项污染指数外,还常用综合污染指数。
土壤由于地区背景差异较大,用土壤污染累积指数更能反映土壤的人为污染程度。
土壤污染物分担率可评价确定土壤的主要污染项目,污染物分担率由大到小排序,污染物主次也同此序。
除此之外,土壤污染超标倍数、样本超标率等统计量也能反映土壤的环境状况。
污染指数和超标率等计算公式如下:土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准土壤污染累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值土壤污染物分担率(%)=(土壤某项污染指数/各项污染指数之和)×100%土壤污染超标倍数=(土壤某污染物实测值-某污染物质量标准)/某污染物质量标准土壤污染样本超标率(%)=(土壤样本超标总数/监测样本总数)×100%8.2内梅罗污染指数评价内梅罗污染指数(PN)= {[(PI均2)+ (PI最大2]/2}1/2式中PI均和PI最大分别是平均单项污染指数和最大单项污染指数。
内梅罗指数反映了各污染物对土壤的作用,同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响,可按内梅罗污染指数,划定污染等级。
内梅罗指数土壤污染评价标准见表8-1。
表8-1 土壤内梅罗污染指数评价标准等级内梅罗污染指数污染等级ⅠPN≤0.7清洁(安全)Ⅱ 0.7<PN≤1.0尚清洁(警戒限)Ⅲ 1.0<PN≤2.0轻度污染Ⅳ 2.0<PN≤3.0中度污染Ⅳ PN>3.0 重污染8.3背景值及标准偏差评价用区域土壤环境背景值(x)95%置信度的范围(x±2s)来评价:若土壤某元素监测值xI<x-2s,则该元素缺乏或属于低背景土壤。