环境监测5土壤环境质量评价

5土壤环境质量评价主要内容：土壤环境质量现状调查与评价概述土壤环境影响的识别土壤环境质量预测1234化学工业出版社5.1概述5.1.1土壤的物质组成

土壤是位于陆地表层的具有一定肥力、能支持植物生长的疏松层，它是由地球陆地表面的岩石经风化作用发育而形成的，呈不完全连续的状态存在于陆地表面。土壤固相气相液相原生矿物质次生矿物质有机质空气水化学工业出版社5.1概述5.1.2土壤环境的特点与功能

土壤是自然界赋予人类的宝贵资源，是人类赖以生存的物质基础，也是人类环境的重要组成部分。土壤环境是一个被能量流和物质流所贯穿的开放系统，具有吸收和贮存各种物质、净化环境的功能、缓冲功能和生产植物的功能。

5.1.3土壤污染的特点与危害

污染物一旦进入土壤，就变成影响一切生物循环的一部分，影响着人类的健康和生命。特别是重金属元素和难降解的有机污染物，它们的土壤污染具有长期性、隐蔽性和积累性等特点。土壤污染的危害主要表现为改变土壤性质、引起土壤板结，造成作物减产和污染物的食物链传输造成其在生物体和人体内的积累，直接危害人体的健康以及畜、禽业的发展。

化学工业出版社5.1概述5.1.2土壤环境质量的影响因素

影响因素区域地理环境特征建设项目的类型土壤的类型特征污染源的特征与排放强度污染物的性质污染途径化学工业出版社5.2土壤环境影响的识别5.2.1土壤环境影响的类型按影响的结果按影响方式按影响的性质按污染的成因土壤污染型和土壤退化破坏型；直接影响和间接影响；可逆影响、不可逆影响、积累影响和协同影响；水体污染型、大气污染型、农业污染型、生物污染型和固体废物污染型。化学工业出版社5.2土壤环境影响的识别5.2.2土壤污染的识别1工业项目对土壤环境的影响3矿业工程建设项目的土壤环境影响2水利建设项目对土壤环境的影响化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价5.3.1土壤环境质量现状调查（1）区域自然地理环境特征调查（2）区域社会经济状况调查A、地质地貌特征B、气候气象特征C、水文特征D、植被特征A、人口情况B、交通情况C、卫生情况D、文教卫生等情况化学工业出版社5.3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（4）土壤背景值的调查A、成土母质B、土壤类型C、土壤组成D、土壤性质A、土壤样品的采集和制备B、土壤背景值的分析与计算C、土壤背景值的统计数据检验化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价（5）土壤沙化现状调查沙漠面积、分布和流动状况；降雨量、蒸发量、风向、风速等；河流含沙量，泥沙沉积特点；植被类型，覆盖度等；人均耕地、草地，粮食和畜牧产量等。沙漠特征气候特征河流水文特征植被特征农牧生产情况化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价5.3.2土壤环境质量现状评价（1）土壤污染评价A、评价因子的选择重金属元素及无机毒物有机毒物某些化学指标有害微生物Hg、As、Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Zn、F、CN-等；酚、苯并芘、DDT、六六六、三氯乙醛、多氯联苯等；pH、全氮量、硝态氮量等；肠细菌、肠寄生虫卵、破伤风菌、结核菌等；放射性元素137Cs、90Sr。（1）土壤污染评价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。化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价B、评价标准的确定我国1996年实施的GB15618-1995《土壤环境质量标准》可作为土壤环境质量评价的评价标准。另外，土壤环境质量评价也可根据评价的目的的要求和技术力量选用以下参数作为评价标准：区域土壤环境背景值土壤本底值区域中土壤自然含量土壤对照点含量土壤和作物中污染物质的相关含量化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价C、土壤污染评价方法①单因子指数法：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：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。化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价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。

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）Xq、土壤轻度污染值Xw和土壤重度污染值Xz。

然后，根据实测值的分布范围，计算污染指数：当Xi≤Xq时，当Xq≤Xi≤Xw时，当Xw≤Xi≤Xz时，当Xi＞Xz时，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分级依据Pi＜11≤Pi＜22≤Pi＜3Pi≥3化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价②多因子综合评价法a、等权综合指数式中：P——等权综合指数；

n——污染物种类数。b.内梅罗指数化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价c.加权综合指数式中：Wi——第i种污染物的权重。d.以均方根作为综合指数以污染综合指数为依据，根据各地具体的P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P≤1时，为未受污染；P＞1时，为已受污染，P越大，污染越严重。化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价③模糊聚类评判法模糊聚类评价法就是通过建立土壤污染因子集合和环境质量评价标准集合及其两个集合之间的模糊矩阵关系，求解不同污染因子的环境质量数值对不同级别环境质量的隶属度和不同级别环境质量标准对综合环境分级指数的隶属程度来实现对土壤环境质量进行综合评价的方法。化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价（2）土壤退化现状评价A、土壤沙化现状评价土壤沙化标准土壤沙化标准综合景观特征土壤沙化程度植被覆盖度流沙面积比例＞60%＜5%绝大部分土地未出现沙化，流沙分布呈斑点状潜在沙化30%～60%5%～25%出现小片流沙，坑丛沙堆，风蚀坑轻度沙化10%～30%25%～50%流沙面积大，坑丛沙堆密集，吹蚀强烈中度沙化＜10%＞50%密集的流动沙丘占绝对优势强度沙化化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价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%B、土壤盐渍化现状评价土壤盐渍化标准C、土壤侵蚀评价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%化学工业出版社5.3土壤环境质量现状调查与评价我国水利部制定的水土流失侵蚀模数级别年平均侵蚀模数（t·km-2·a-1）微度侵蚀＜2500中度侵蚀2500～5000强度侵蚀5000～8000极强度侵蚀8000～15000剧烈侵蚀＞15000D、土壤沼泽化评价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）＞60cm60～40cm40～30cm＜30cm化学工业出版社5.3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（土壤损失面积）未损失3.5hm220hm235hm2化学工业出版社5.4土壤环境质量监测5.4.1土壤污染预测（1）重金属在土壤环境中的累积式中：W——重金属污染物在土壤中的年累积量，mg/kg；

B——区域土壤背景值，mg/kg；

R——土壤重金属污染物年输入量，mg/kg·a；

K——土壤重金属污染物年残留率，%。n年后土壤重金属的累积量为：当K1=K2=…=Kn=K，R1=R2=…=Rn=R时，化学工业出版社5.4土壤环境质量监测（2）土壤中农药残留模式式中：R——农药残留量，mg/kg；C——农药施用量，mg/kg；k——常数；t——农药施用年数。如果每年一次连续施用农药，农药在土壤中的数年后的残留量为：式中：Rn——残留总量，mg/kg；

f——残留率，%；

C0——一次施用农药后在土壤中的浓度，mg/kg；

n——连续施用农药的年数。当n→∞时，则式中：Ra——农药在土壤中达到平衡时的残留量。化学工业出版社5.4土壤环境质量监测（3）土壤环境容量计算

式中：Q——土壤环境容量，g/hm2；

CR——土壤临界含量，mg/kg；

B——区域土壤背景值，mg/kg；

2250——每公顷土地耕作层土壤重量，t/hm2。（4）土壤污染预测步骤A、计算土壤污染物的输入量B、计算污染物的输出量C、计算土壤污染物的残留率D、预测土壤污染趋势化学工业出版社5.4土壤环境质量监测5.4.2土壤退化趋势预测（1）土壤侵蚀预测式中：A——土壤侵蚀量，t/hm2·a；R——降雨侵蚀力指标；

K——土壤可侵蚀性系数，t/hm2·a；L——坡长；

S——坡度；C——耕种管理因素；

P——土壤保持措施因素。对于一次暴雨：式中：i——降雨过程中的时间历时，h；

Di——历时i的降雨量，mm；

I——暴雨中强度最大的30min的降雨强度，mm/h；

xi——降雨强度，mm/h。化学工业出版社5.4土壤环境质量监测对于一年的降雨，可按Wischmeier的经验公式计算：式中：P——年降雨量，mm；

Pi——各月平均降雨量，mm。地形因子的计算公式为：式中：r——地形因子；

L——坡长；

S——坡度；

M——与坡度有关的常数，当sinS＞5%时，M=0.5；sinS=5%时，M=0.4；sinS=3.5%时，M=0.3；sinS＜1%时，M=0.1。化学工业出版社5.4土壤环境质量监测对于给定的区域或土壤，R、K、L、S是常数，可根据土壤通用侵蚀公式预测工程前后侵蚀速率的变化：

式中：A0、A1——分别为工程前后的侵蚀速率；

C0、C1——分别为工程前后的耕种管理因子；

P0、P1——分别为工程前后的土壤保持措施因子。化学工业出版社5.4土壤环境质量监测（2）土壤盐碱化预测式中：Na+——钠离子浓度，meq·L-1；

Ca2+——钙离子浓度，meq·L-1；

Mg2+——镁离子浓度，meq·L-1。土壤盐碱化预测常用的方法是美国盐渍土实验室提出的钠吸收比（SAR）法。钠吸收比可用下式计算：化学工业出版社5.4土壤环境质量监测（3）土壤酸化预测土壤酸化有自然酸化和人类活动影响下的酸化两种。按土壤溶液pH值大小可把土壤分为9级，见下表。pH酸碱度分级pH酸碱度分级＜4.5极强酸性6.5～7.0中性4.5～5.5强酸性7.0～7.5弱碱性7.5～8.5碱性5.5～6.0酸性8.5～9.5强碱性6.0～6.5弱酸性＞9.5极强碱性土壤酸碱度分级

土壤酸化的预测目前还处于探索阶段。化学工业出版社5.4土壤环境质量监测（4）土壤沙化预测式中：D——未来土地沙化面积预测值；

R——年平均增长率；

A——目前沙漠化土地面积；

n——从目前至所预测时期