第八章 污染土壤环境质量监测与评价ppt课件.ppt

第八章 污染土壤环境质量监测与评价,主讲：胡江良2018.11,第八章 污染土壤环境质量监测与评价,主讲：胡江良2018.11,前 言,土壤的特征 土壤是地球表面具有肥力、能生长植物的疏松表层。它由岩石风化而成的矿物质、动植物残体腐解产生的有机质以及水分、空气等组成，呈不完全连续的状态存在于陆地表面开放系统生产植物产品的功能,前 言,土壤环境质量 土壤环境质量是指土壤环境（或土壤生态系统）的组成、结构、功能特性及其所处状态。 自然环境因素影响下的自然过程及其所形成的土壤环境的组成、结构、功能特性、环境地球化学背景值与元素背景值、净化功能、自我调节功能与抗逆性能、土壤环境容量等相对稳定而仍在不断变化中的环境基本属性 人类活动影响下的土壤环境污染和土壤生态状态的变化。,前 言,影响土壤环境质量的主要因素建设项目影响土壤环境污染的因素：建设项目类型、污染物性质、污染源特点、污染源排放强度、污染途径、土壤所在区域的环境条件、土壤类型和特性。影响土壤退化、破坏的主要因素自然因素：干旱、洪涝、狂风、暴雨、火山、地震等。人为因素：在利用土壤及其环境条件时，存在盲目性，例如 过度放牧、灌溉。采矿,前 言,土壤环境质量评价的目的按一定的原则、标准和方法，对土壤污染程度进行评定。或者说土壤环境质量评价是对土壤环境质量的高低和优劣作出定性或定量的评判。提高和改善土壤环境质量，并提出控制和减缓土壤环境不利变化的对策和措施。,污染土壤环境质量现状评价,污染土壤环境质量监测,污染土壤环境质量评价的原则、程序和评价标准,污染土壤环境质量影响预测,1,2,3,4,污染土壤环境质量影响评价,5,主要内容：,第一节 污染土壤环境质量监测,一、污染土壤环境质量监测的分类,二、污染土壤环境质量监测的程序,第一节 污染土壤环境质量监测,一、污染土壤环境质量监测的分类,监测分类,常规监测,特例监测,科研监测,监测工作中量最大、面最广的一种监测,特定目的科学研究而进行的高层次监测,污染事故监测,仲裁监测,考核验证监测,咨询服务监测,根据特定目的监测,第一节 污染土壤环境质量监测,二、污染土壤环境质量监测的程序,现场调查,监测计划设计,优化布点,分析测试,样品处理与保存,样品采集,数据处理,第一节 污染土壤环境质量监测,现场调查-自然地理环境,地质地貌：区域地层、岩性、地质构造的基本情况；地貌类型 和形态特征。气象气候：风向、风速、降水、蒸发，干旱、润湿等气候类型 和气象要素。水文状况：水系分布情况、河流湖泊水文及其季节、年际和区内 空间变化情况；地下水类型、水文地质状况、水化学状况等。植被状况：植被类型、结构、分布及其特点，植被覆盖度等。调查方法：资料收集法为主,第一节 污染土壤环境质量监测,现场调查-社会经济状况,人口状况经济状况交通状况文教卫生状况。调查方法：资料收集与现场调查相结合的方法,第一节 污染土壤环境质量监测,现场调查-土壤类型及环境特征,成土母质：成土母岩和成土母质土壤类型：土类名称、分布面积土壤组成：矿物质、有机质、N、P、K，主要微量元素土壤特性: pH, Eh, 质地，土壤结构等调查方法：资料收集与现场调查相结合的方法,第一节 污染土壤环境质量监测,优化布点,在调查研究的基础上，根据监测计划，在监测区域内科学布设一定数量的采样单元和采样点 样品采集应根据布点情况严格按照土壤样品采集技术规范进行。,第一节 污染土壤环境质量监测,几种不同样品的采集方法,（一）一般污染土壤样品的采集（针对表层混合样品）,（三）城市土壤样品的采集,（二）土壤背景值样品采集,（四）污染事故监测土壤样品的采集,（一）一般污染土壤样品的采集,（2）采样点数量,根据监测目的、区域范围大小及其环境状况等因素确定。一般每个采样单元最少设3个采样点。单个采样单元内采样点数可按下式估算：（研究区域范围和精密度）式中：n每个采样单元布设的最少采样点数； s样本相对标准偏差，即变异系数； t置信因子，当置信水平为95%时，t值为1.96； d允许偏差，当规定抽样精度不低于80%时，d取0.2。,（3）采样点布点方法,（3）采样点布点方法- 土壤采样点布设图,（二）土壤背景值样品的采集,采集土壤背景值样品是，应该首先确定采集单元。我国各省、自治区土壤背景值研究中，采样单元往往以土壤类型和成土母质类型为主。,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,土壤剖面土层示意图,土壤剖面挖掘示意图,（二）土壤背景值样品的采集,剖面规格一般为长1.5m、宽0.8m、深1.0m，每个剖面采集A、B、C三层土样。过渡层（AB、BC）一般不采样。当地下水位较高时，挖至地下水出露时止。现场记录实际采样深度，如020、5065、80100cm。在各层次典型中心部位自下而上采样，切忌混淆层次、混合采样。,图 土壤剖面A、B、C层示意图,（三）城市土壤样品的采集,城市土壤样品的采集对象主要是栽植草木的土壤。由于其复杂性分两层采样，上层（0-30）可能是回填土或受人为影响大的部分，另一层（30-60）为人为影响较小的部分。两层分别取样监测。 城市土壤监测点以网距2000m的网格布设为主，功能区布点为辅，每个网格设一个采样点。专题研究和调查的采样点可适当加密。,（四）污染事故监测土壤样品的采集,根据污染物及其对土壤的影响确定监测项目，尤其是污染事故的特征污染物，应作为取样的重点。 1.如果是固体污染物抛洒污染型，打扫后采集表层5cm土样，采集点树不少于3个。 2.如果是液体倾翻污染型，污染物向低洼处流动的同时也向深度方向渗透并向两侧横向扩散，每个点分层采样，事故发生点样品点较密，采样深度较深，离事故发生点相对远处样品点较疏，采样深度较浅。采样点不少于5个。 3.如果是爆炸污染型，以放射性同心圆方式布点，采样点不少于5个，爆炸中心采分层样，周围采集层土（0-20cm ）。,第二节 污染土壤环境质量评价的原则、程序和评价标准,一、污染土壤环境质量评价的原则和程序,二、污染土壤环境质量评价等级的划分和工作内容,三、污染土壤环境质量标准,第二节 污染土壤环境质量评价的原则、程序和评价标准,一、污染土壤环境质量评价的原则和程序,（一）污染土壤环境质量评价的原则（5原则）,1.整体性原则：不仅要分别对各环境要素进行预测，尤其应注重分析其综合效应，才能正确估计对环境的全面影响2.相关性原则：土壤环境质量评价时，不但要注意各个独立因素的作用，更要注意各个要素之间的相互关系。3.主导型原则：建设项目和区域经济发展过程中可能引起一系列土壤环境问题，必须抓住主要土壤环境问题。,一、污染土壤环境质量评价的原则和程序,（一）污染土壤环境质量评价的原则,4.动态性原则：土壤环境影响是一个不断变化的动态过程，既要考虑到阶段性影响，又要注意环境影响的叠加性和累积性，既要考虑到环境影响的短期性和长期性，又要考虑到环境影响的可逆性和不可逆性。5.随机性原则：人类生态系统是一个复杂多变的随机系统，建设项目与投产过程中可能产生随机事件。,一、污染土壤环境质量评价的原则和程序,（二）污染土壤环境质量评价的程序,二、污染土壤环境质量评价等级的划分和工作内容,（一）评价等级划分,我国土壤环境质量评价尚无推荐的行业导则，但可以根据判断环境影响重大性的原则确定评价等级和要求。 （1）项目占地面积、地形条件和土壤类型，可能会被破坏的植被种类、面积以及对当地生态系统影响的程度；（2）侵入土壤的污染物的主要种类、数量，对土壤和植物的毒性及其在土壤中降解的难易程度，以及受影响的土壤面积；,二、污染土壤环境质量评价等级的划分和工作内容,（一）评价等级划分,（3）土壤能容纳侵入的各种污染物的能力，以及现有的环境容量； （4）项目所在地的土壤环境功能区划要求。,（二）评价内容,土壤环境质量评价的基本工作内容有以下几个方面：（1）收集和分析拟建项目工程分析的结果以及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。（2）调查、监测项目所在地区土壤环境资料，包括土壤类型、形态、土壤中污染物的背景值和临界值，植物的产量、生产情况及体内污染物的临界值，土壤中有关污染物的环境标准和卫生标准以及土壤利用现状。,（二）评价内容,土壤环境质量评价的基本工作内容有以下几个方面：（3）调查、监测评价区内现有土壤污染源排放情况。（4）描述土壤环境现状，包括现有的土壤侵蚀和污染状况，可采用环境指数法加以归纳，并作图表示。（5）根据土壤中进入的污染物的种类、数量、方式、区域环境特点、土壤理化特性、净化能力以及污染物在土壤环境中迁移、转化和累积规律，分析污染物累积趋势，预测土壤环境质量的变化和发展。,（二）评价内容,土壤环境质量评价的基本工作内容有以下几个方面：（6）运用土壤侵蚀和沉积模型预测项目可能造成的侵蚀和沉积。（7）评价拟建项目对土壤环境影响的重大性，并提出消除和减轻负面影响的对策及监测措施。（8）如果由于时间限制或特殊原因，不可能详细、准确地收集到评价区土壤的背景值和临界值以及植物体内污染物含量等资料，可以采用类比调查。必要时应做盆栽、小区乃至田间试验，确定植物体内的污染物含量。,（三）评价范围,一般来说，土壤环境质量评价范围必拟建设项目占地面积大，应考虑的因素包括： （1）项目建设可能破坏原有的植被和地貌范围；（2）可能受到项目排放的废水污染的区域；（3）项目排放到大气中的气态和颗粒态有毒污染物由于干沉降或湿沉降作用而受较重污染的区域；（4）项目排放的固体废物，特别是危险废物物堆放和填埋场周围的土壤。,三、污染土壤环境质量标准,壤环境质量标准是为了保护土壤环境质量、保障农业生产和维护人类健康所做的规定，是环境政策的目标，是评价土壤环境质量和防止土壤污染的依据。 国内外制定土壤环境质量标准大体上有两种：地球化学法和生态效应法。,三、污染土壤环境质量标准,土壤环境质量标准（GB15618-1995)根据土壤应用功能和保护目标，分为三类土壤： 类主要适用于国家自然保护区、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土质应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，土质基本上对植物和环境不造成污染、危害；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场附近的农田（蔬菜地除外）土壤，土质基本上对植物和环境不造成污染及危害.,三、污染土壤环境质量标准,根据土壤环境质量标准，环境评价工作者可客观地评价土壤的污染状况，合理划分土壤环境质量功能区，有效地利用土壤资源。,第三节 污染土壤环境质量现状评价,土壤环境质量现状评价的目的： （1）了解一个地区土壤环境现时污染水平，为保护土壤、制定土壤保护规划和地方土壤保护法规提供科学根据； （2）为拟建工程进行土壤环境影响评价提供土壤背景资料，提供土壤环境影响预测的可信度； （3）为提出拟建工程对土壤环境污染的措施服务，使拟建工程对土壤的污染控制在评价标准允许范围内。,第三节 污染土壤环境质量现状评价,一、污染土壤环境质量现状评价因子和评价标准的选择,二、污染土壤质量现状标准的计算及检验。,三、污染土壤环境质量现状评价的方法,一、污染土壤环境质量现状评价因子和评价标准的选择,（一）评价因子的选择根据土壤污染物的类型和评价的目,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,酚、苯并芘、DDT、六六六、三氯乙醛,H、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。,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。,Hg、As、Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Zn、F、CN- 等；,（二）评价标准的选择择,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（未受污染）,区域中土壤自然含量（清水灌溉）,土壤对照点含量,土壤和作物中污染物质的相关含量,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。,二、污染土壤质量现状标准的计算及检验,（一）土壤环境质量现状值的计算,（二）土壤背景值统计数据检验,(1)标准差检验： 超过三倍的标准差的测量值应舍弃，不参加现状值（背景值）的统计；(2) 4d法检验：大于4倍的平均偏差时，该值弃去；(3)上下层比较：表土与底土中含量的比值大于1 时，认为此样品已受污染，应予剔除；(4)相关分析法：选定一种没有污染的元素为参比元素，求出这种元素与其他元素的相关系数和回归方程，建立95%的置信带，落在置信区间之外的样品，可认为含量异常，应予剔除。,（二）土壤背景值统计数据检验,(5)富集系数检验：在风干过程中，有些元素会淋失，有些元素会富集，所以表土中重金属含量高于母质或底土，不一定都是污染造成的因此，需要有一种稳定的元素作为内参比元素，进行富集系数检验 元素的富集系数可根据Mcheal公式计算：富集系数1，表示该元素有外来污染，应将该土样弃去。,三、污染土壤环境质量现状评价的方法,土壤环境质量现状评价与大气、水质的现状评价方法相类似，是通过计算污染指数进行的。（一）单因子评价（二）多因子评价,（一）单因子评价,1.分指数法：逐一计算土壤中各主要污染物的污染分指数，以确定污染程度。,Pi 1 ，表示未污染；Pi1时，表示受到不同程度的污染，Pi值越大，污染越严重。,2. 根据土壤和作物对污染物积累的相关数量，确定污染等级和划分污染指数范围，然后再根据不同的方法计算污染指数：,若实测值（Ci ）小于或等于土壤积累起始值（xai) ，为非污染，Pi1,若实测值Cixai, 但小于作物中污染物含量显著增加相对应的土壤污染物含量(xci)时，属轻度污染，即1Pi2,若污染物含 量Cixci, 但小于污染临界值(xpi)(如土壤环境质量标准）属中度污染，即2Pi3,若土壤中污染物含 量CiXpi, 属重度污染，即Pi 3,（二）多因子评价,多因子评价一般采用污染综合指数进行评价。（1）以土壤中各污染物指数叠加作为土壤污染综合指数。,计算简便，但对各种污染物的作用是等量齐观的,内梅罗综合污染指数均方根综合污染指数加权综合污染指数,（二）多因子评价,土壤环境质量的分级，就是对定量的综合质量赋予环境质量的实际含义，一般采用如下的几种分级方法。 1.根据综合质量指数（P）划分质量等级 一般P1为未受污染；P1为已污染，P值越大，土壤污染越严重。根据P变化的幅度，结合作物受害程度和污染物累积状况，进一步划分为轻度污染、中度污染和重度污染等级。 2.根据土壤和作物中污染物积累的相关数量划分质量等级这种分级仅表示土壤中各个污染物的污染程度，还不能表示土壤总的质量状况。,四、污染土壤环境质量分级,3.根据系统分级法划分质量等级 首先根据土壤污染物含量和作物生长的相关关系以及作物中污染物的积累与超标情况，对各污染物浓度进行分级，然后将污染物浓度转换为污染指数，在再将污染指数加权综合为土壤质量指数，据此划分土壤质量的级别。,四、污染土壤环境质量分级,谢谢！所有引用的图片文字表示感谢,