土壤环境学第八章 土壤污染监测与评价.pptx

土壤环境学第八章 土壤污染监测与评价.pptx

《土壤环境学第八章 土壤污染监测与评价.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土壤环境学第八章 土壤污染监测与评价.pptx（60页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

第八章土壤污染监测与评价,第一节土壤环境污染监测第二节土壤环境质量现状评价第三节土壤环境影响评价,第一节土壤环境污染监测,一、监测目的二、资料的收集三、监测项目四、土壤样品的采集五、土壤样品的处理与分析,一、监测目的,1、土壤质量现状监测2、土壤污染事故监测3、土壤背景值调查,二、资料的收集自然条件农业情况土壤性状污染历史及现状,三、监测项目,土壤优先监测物有以下两类:

第一类：

汞、铅、镉、DDT及其代谢产物与分解产物，多氯联苯（PCB）；第二类：

石油产品、DDT以外的长效性有机氯、四氯化碳醋酸衍生物、氯化脂肪族，砷、锌、硒、铬、镍、锰、钒，有机磷化合物及其它活性物质（抗菌素、激素、致畸性物质、催畸性物质和诱变物质）等。

我国土壤常规监测项目：

金属化合物有：

镉（Cd）、铬（Cd）、铜（Cu）、汞（Hg）、铅（Pb）、锌（Zn）;非金属无机化合物有：

砷（As）、氰化物、氟化物、硫化物等；有机化合物有：

苯并（a）芘、三氯乙醛、油类、挥发酚、DDT、六六六等,四、土壤样品采集,1、土壤采样特点,土壤是固、液、气三相的混合物，主体是固体，污染物质进入土壤后不易得到混合，所以样品往往有很大的局限性。

在一般的土壤监测中，采样误差对结果的影响往往大于分析误差，结果的分析值之间相差10-20%是不奇怪的，有时还会相差数倍。

所以，在进行土壤样品采集时，要格外注意样品的合理代表性，最好能在采样前通过一定的调查研究，选择出一定量的采样单元，合理布设采样点。

2、采样点布设布设原则：

不同土壤类型都要布点；在一定区域面积内，要有一个采样点。

污染较重的地区布点要密些。

通常要根据土壤污染发生的原因来考虑布点的多少。

3）要在非污染区的同类土壤中布设一个或几个对照采样点。

总之，采样点的布设既应尽量照顾到土壤的全面情况，又要视污染情况和监测目的而定。

布点方法对角线布点法：

适用于面积小，地势平坦的污水灌溉或受废水污染的地形端正的田块。

梅花形布点法：

适用于面积较小，地势平坦，土壤较均匀的田块。

中心点设在两对角线相交处，一般设5-10个采样点。

棋盘式布点法：

适用于中等面积，地势平坦，地形完整开阔但土壤较不均匀的田块。

蛇形布点法：

适用于面积较大，地形不平坦，土壤不均匀的田块。

布设采样点数目较多。

放射状布点发：

适用于以大气污染型土壤。

（6）网格布点法：

适用于地形平缓的地块。

农用化学物质污染型土壤、土壤背景值调查常用这种方法。

3、采样深度采样深度视监测目的而定。

如果只是一般了解土壤污染状况，只需取015cm或020cm表层（或耕层）土壤。

若要了解污染物质在土壤中的垂直分布，则应沿土壤剖面层次分层取样。

A层（耕作层）B层（亚层、淀积层）C层（风化母岩层、母质层）底岩层,土壤样品的采集,每个剖面采集A、B、C三层土样。

过渡层（AB、BC）一般不采样。

现场记录实际采样深度。

4、采样时间:

为了解土壤污染状况，可随时采集样品进行测定一般土壤在农作物收获期采样测定，必测项目一年测定一次，其他项目35年测定一次。

5、采样量：

由于测定所需的土样是多点混合而成的，取样量往往较大，而实际供分析的土样不需太多，一般只需1-2Kg。

因此对所得混合样可反复按四分法弃取，最后留下所需的土量，装入塑料袋或布袋内，贴上标签备用。

6、采样注意事项采样点不能设在田边、沟边、路边或肥堆边；将现场采样点的具体情况，如土壤剖面形态特征等做详细记录；3）现场填写两张标签，写上地点、土壤深度、日期、采样人姓名等，一张放入样品袋内，一张扎在样品口袋上。

4）测定重金属的样品，尽量用竹铲、竹片直接采集样品。

五、土壤样品的处理与分析,1、土样的风干,除测定游离挥发酚，铵态氮，硝态氮，低价铁等不稳定项目需要新鲜土样外，多数项目需要风干土样。

因为风干土样较易混合均匀，重复性，准确性都比较好。

从野外采集的土壤样品运到实验室后，为避免受微生物的作用引发霉变质，应立即将全部样品倒在牛皮纸上或瓷盘内进行风干。

当达半干状态时把土块压碎，除去石块，残根等杂物后铺成薄层，经常翻动，在阴凉处使其慢慢风干，切忌阳光直接暴晒。

样品风干处应防止酸和碱等气体及灰尘的污染。

2、磨碎与过筛作化学分析时，根据分析项目不同而对土壤颗粒细度有不同的要求。

土壤监测中，称样误差主要取决于样品混合的均匀程度和样品颗粒的粗细程度，即使对于一个混合均匀的土样由于土粒的大小不同，其化学成分有不同，因此，称样量会对分析结果的准确与否产生较大的影响。

一般常根据组分及称样量决定样品的细度。

分析有机质，全氮项目，应取一部分已过2mm的土样，用玛瑙研钵继续研细。

网筛规格有两种表示方法，一种以直径。

另一种以每英寸长度上的孔数来表示。

3、土样保存一般土样样品需要保存半年至一年，以备必要时查核用。

土样要妥善保存。

储存样品应尽量避免日光，潮湿，高温和酸碱气体等的影响。

4、土壤样品的预处理溶解有两类方法：

一类为碱熔法，另一类为酸溶法。

测定土壤中重金属时常选用各种酸及混合酸进行土壤样品的消化。

土壤样品的预处理,

（一）酸分解法称消解法，是测定土壤中重金属常选用的方法常用混合酸消解体系，必要时加入氧化剂或还原剂加速消解反应。

（二）碱熔分解法将土壤样品与碱混合，在高温下熔融，使样品分解。

土壤样品的预处理,（三）高压釜密闭分解法将用水润湿、加入混合酸并摇匀的土样放入密封的聚四氟乙烯坩埚内，置于耐压的不锈钢套筒中放在烘箱内加热（一般不超过180）分解。

（四）微波炉加热分解法将土壤样品和混合酸放入聚四氟乙烯容器中，置于微波炉内加热使试样分解的方法。

测定土壤中的有机污染物、受热后不稳定的组分以及进行组分形态分析时，需要采用提取方法。

提取溶剂常用有机溶剂、水和酸。

土壤样品提取方法,土壤样品的预处理,

（一）有机污染物的提取,测定土壤中的有机污染物，一般用新鲜土样。

称取适量土样放入锥形瓶中，放在振荡器上，用振荡提取法提取。

对于农药、苯并芘等含量低的污染物，常用索氏提取器提取法。

（二）无机污染物的提取土壤中易溶无机物组分、有效态组分可用酸或水浸取。

第二节土壤环境质量现状评价,评价参数选择,根据污染源中主要污染物和评价目的要求选择评价参数。

基本参数有：

重金属及有毒非金属物质，如汞、镉、铅、铜、铬、镍、砷、氟、氰等；有机毒物和致病菌，主要有化肥农药包括有机氯、有机磷，另外有洗涤剂、酚、油、大肠杆菌等；酸碱度、全氮、全磷等。

附加参数：

有机质、易溶性盐、氧化还原电位、不同价态重金属含量等。

评价标准,以土壤环境质量标准（GB156181995）为基本标准，该标准未规定的，可采取下述方法：

以区域土壤背景值为评价标准；以区域性土壤自然含量为评价标准；以土壤对照点含量为评价标准；以土壤和作物中污染物质积累的相关数量作为评价标准。

土壤环境质量标准（GB15618-1995）土壤环境质量分类根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：

类主要适用于国家规定的自然保护区（原有背景重金属含量高的除外）、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本保持自然背景水平。

类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。

类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤（蔬菜地除外）。

土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。

各类土壤环境质量执行标准的级别规定如下：

类土壤环境质量执行一级标准；类土壤环境质量执行二级标准；类土壤环境质量执行三级标准；,土壤环境质量现状评价,目的了解建设项目土壤污染现状水平，掌握土壤环境质量的现状及污染物的空间分布；,内容：

土壤环境质量现状调查参数选择评价标准确定选取土壤质量指数土壤质量分级土壤环境质量评价等,土壤环境质量现状调查,资料收集来源有关管理、研究和行业信息中心以及图书馆、情报所内容：

自然环境特征土壤及其特征土地利用状况水土侵蚀情况土壤元素背景值资料当地植物种类、分布及生长情况,土壤环境质量现状调查,现场实测：

布点评价区各种土壤类型、土地利用及地形地貌条件均有一定数量的采样点，另外需对照点。

采样多点采样，均匀混合。

评价因子确定根据监测调查掌握的土壤中现有污染物和拟建项目将要排放的主要污染物，按毒性大小与排放量多少采用等标污染负荷比法确定。

现场调查调查评价区植物生长、污染源情况及污水灌溉情况。

土壤环境质量现状评价方法,指数法,单元型污染指数,分级污染指数,综合污染指数,单元型污染指数法,用于确定单个土壤质量参数的污染情况，其计算公式为：

分级污染指数,按照土壤污染的程度，以不同指数进行描述。

土壤显著受污染的起始值土壤中某污染物的评价标准值，以Xa表示；土壤轻度污染起始值土壤污染物超过一定限度，使作物体内污染物相应增加，以致作物开始遭受污染，此时的土壤中污染物浓度，以Xc表示。

土壤重度污染起始值土壤污染物继续积累，作物受害加深，作物中污染物含量达到食品卫生标准，以Xp表示。

分级污染指数,根据Xa、Xc、Xp确定污染等级和污染指数范围：

非污染CiXa，Pi轻污染XaCiXcPi中度污染XcCiXpPi重污染CiXpPi,分级污染指数,具体污染指数的计算CiXa，PiCiXaXaCiXcPiCi-XaXc-XaXcCiXpPiCi-XcXp-XcCiXpPiCi-XpXp-Xc,污染指数,叠加型综合指数内梅罗污染综合指数综合,加权平均型综合指数,Wi为i污染物的权重；Pi为I污染物的分指数。

综合污染指数,污染指数分级根据P值分级，P1，已受污染。

根据P值的变化幅度，结合植物受害程度，再分为轻污染、中污染、重污染等级别。

土壤环境影响评价,评价目的预测和评价建设项目对土壤环境质量的影响，为项目合理布局和环境对策、环保措施的设计与实施提供依据。

内容：

依据建设项目性质，通过资料收集、实地调查、布点监测，识别各种污染因素对土壤的可能影响；预测影响范围、程度及变化趋势，评价影响的含义和重大性；提出避免、消除和减轻土壤侵蚀与污染的对策，为行动方案的优化决策提供依据。

评价等级划分,我国土壤环境影响评价尚无推荐的行业导则，但可以根据以下原则确定评价等级：

项目占地面积、地形条件和土壤类型，可能破坏的植被种类、面积以及对当地生态系统影响的程度；可能进入土壤的污染物的种类与数量，对土壤和植物的毒性及其在土壤中降解的难易程度，受影响的土壤面积；土壤能容纳的各种污染物的能力以及当前的环境容量；项目所在地土壤环境功能区划要求。

评价内容,进行深入的工程分析并收集与土壤侵蚀和污染有关的地表水、地下水、大气和生物等专题评价的资料；监测调查项目所在地区土壤环境资料；调查评价区内现有土壤污染源排污情况；描述土壤环境现状分析污染物累积趋势，预测土壤环境质量的变化和发展；运用土壤侵蚀和沉积模型预测项目可能造成的侵蚀；评价拟建项目对土壤环境影响的重大性，提出消除和减轻负面影响的对策以及监测措施。

评价范围,一般评价范围比拟建项目占地面积为大，具体范围确定时应该考虑：

项目建设期可能破坏原有的植被和地貌范围；可能受项目排放废水污染的区域；项目排放到大气中的气态和颗粒态有毒污染物沉降而受较重污染的区域；项目堆放的固体废物特别是危险废物可能影响土壤的范围。

评价程序,准备阶段调查监测阶段预测、评价和拟定对策阶段报告书编写阶段,土壤环境影响识别,地下水过量开采，石油或天然气资源开采，露天及地下采掘等活动，可能造成地面沉降；用于建筑材料的采砂、采石会引起地表水的水力条件和土壤侵蚀方式的改变；项目施工期会引发或提高当地土壤的侵蚀程度，引起水土流失；某些地区，过量或不适当开挖会引起滑坡、塌方；水利建设项目，建设期与运行期对库区土壤及地质环境产生较大影响；事故情况下污水排放可能影响周围土壤及当地地下水资源等等,土壤环境影响预测,土壤侵蚀与沉积预测污灌残留量预测土壤中农药残留量预测土壤环境容量计算,污灌残留量预测,污水用来灌溉，土壤中污染物的累积残留量可用下式计算：

W=K（B+R）式中，W污染物在土壤中的年累积量，mg/kg；B背景值，mg/kg；R土壤污染物年输入量，mg/kg；K土壤污染物年残留率，%。

污灌残留量预测,计算n年内土壤污染物累积量，则有：

Wn=KnKn-1K2（K1（B+R1）+R2）+Rn-Rn当K1=K2=Kn=K；R1=R2=Rn=R时，Wn=BKn+RK（1-Kn）/（1-K）可知K值是极为重要，应根据盆栽和小区模拟试验确定,土壤中农药残留量预测,计算公式：

R=Ce-kt式中R为农药残留量，mg/kg；C为农药施用量，mg/kg；k为降解常数，1/d；t为时间，d。

该式关键是k值的确定。

土壤中农药残留量预测,简化情况下，假定施用农药一次，施药后土壤中农药浓度为c0，一年后的残留量为c，则农药残留率f=c/c0如果以每年一次的频率连续施用农药，则农药在土壤中数年后的残留总量,R=（1+f+f2+f3+fn）c,n0,当n时，则Rn=c0/（1-f）,土壤环境容量计算,某些重金属或难降解污染物在土壤环境中的固定容量由下式计算：

Qi=（ci-Bi）*2250式中，Qi土壤中某污染物的固定环境容量，g/ha；ci土壤中某污染物的容许含量，g/t；Bi土壤中某污染物的环境背景值，g/t；2250每公顷表土是计算质量，t/ha。

土壤环境影响评价,评价拟建项目对土壤影响的重大性和可接受性将影响预测结果与法规和标准进行比较与当地历史上已有污染源和土壤侵蚀源进行比较拟建项目环境可行性的确定,避免、消除和减轻负面影响的对策提出拟建工程应采用的控制土壤污染源的措施提出防止与控制土壤侵蚀的对策对选址方案的确认,实例研究,某焦化厂扩建工程土壤环境影响评价,工程概况,该焦化厂是在原有两座炼焦炉的基础上，进一步扩大焦炭和煤制气生产，扩建第三号炼焦炉和处理能力为60万t/a焦炭规模的回收车间，并扩建备煤、筛焦部分和锅炉房、给水排水等公用设施，并对原有的废水处理站进行扩建，增加其处理能力。

周围环境概况,位于城市东北工业区内，距离市区13km；属于暖温带落叶阔页林褐色土地带；厂址位于山前平原区；附近有河流，焦化厂水源来自黄河侧渗补给；河流接纳城市工业废水与生活污水，水体环境质量很差。

污水外排情况,污水通过暗沟和明沟，排入河流，加重了河流的污染负荷；,外排废水部分用作农业灌溉，对土壤造成污染威胁。

焦化厂对周围土壤的影响,焦化厂扩建后排放的废水中酚、氰、油等污染物含量均达到工厂废水排放标准且满足农田灌溉标准；在严防“跑、冒、滴、漏”事故情况下，若进行农田灌溉，可解决部分农业用水，另外还可以利用土地处理部分活水，减轻对河流的污染负荷。

现状情况下土壤中污染物含量评价结果,现状情况下土壤中污染物含量评价结果,土壤表土中Bap污染系数很高，为底土的41倍，一般含量在0.010.03gkg，说明焦化厂附近农田已受到Bap的污染；土壤酚和重金属Hg、Cd、Cu、Zn污染系数已超过，说明已受到污染；若以土壤背景值加两倍标准差作为污染起始值，求出土壤Hg、Cd污染指数较高，污染程度较重，应引起重视；土壤表层Pb、As、Cr含量尚未超过背景值，属正常范围。

土壤中氟含量较高，在224.5292mg/kg，且上下土层含量一致，对照点土壤氟含量也一样，说明非人为污染，该区属于高氟区。

污染,物在土壤中逐年累积量计算,公式：

利用,Wn=B,Kn+R,K（,1-Kn,）/（1-K）,表,见下,结果,计算,