环境土壤学 第五章 土壤重金属与环境质量2

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1、第五章土壤重金属与环境质量1、概念的提出2、定义3、发展4、理论依据5、如何确定及其模型6、应用7、区域分异与分区第三节、土壤环境容量1、土壤环境容量概念的提出在环境污染的防治和控制中，会遇到环境容量问题。以往，污染物的排放是按照一定的允许浓度来限定的，但这种标准只限定了污染物排放的浓度，而没有限制其排放的数量。也就是说，在一个地区，虽然污染源排放的污染物未超过浓度控制标准，但有时污染物排放的总量过大，仍会使环境受到严重污染。并且，这种标准的限制方法，也没考虑不同区域对污染物净化和容纳能力的差别。因此，在环境管理和污染控制中开始使用污染物总量控制的方法，要求污染物排放除

2、达到允许的浓度标准外，还要把某一区域污染源排放到该区域环境中的污染物总量控制在一定数量之内。这个数量有多大呢？这就需要以区域环境容量为依据，环境容量的概念随之产生，并且发展了多个环境要素的环境容量，包括土壤环境容量。土壤环境的植株容量与过度密植生产；土壤氮素容量与作物贪青倒伏；土壤盐份容量与过度盐渍化；废水灌溉与土壤污染物容量等。2、土壤环境容量的定义土壤环境容量是指在一定环境单元，一定时限内，遵循环境质量标准，既保证农产品产量和生物学质量，同时也不使环境污染时，土壤所能容纳污染物的最大负荷量。3、发展近几十年来，随着污水处理系统的开展，土壤环境容量的研究受到日益

3、重视。美国、澳大利亚等国，根据土地处理系统对污水的净化能力，计算某一时间、单元处理区内的水力负荷和灌溉量；德国根据处理区土壤理化性质与吸附特性，研究重金属的化学容量与渗漏容量；我国在区域环境质量评价中，曾根据单一作物的试验提出的土壤临界含量，结合土壤背景值计算出土壤环境容量。1983年以来，由中国科学院所主持的“六五”、“七五”国家科技攻关课题《中国土壤环境容量》，取得了一系列有价值的研究成果，使我国土壤环境容量研究进入了较为系统、综合的专题性研究阶段。国家科技攻关项目：土壤环境容量研究目的：以土壤生态为中心，结合环境效应，研究污染物进入土壤以后，在一定时空范围内既保证农

4、产品生物学质量，又不致使环境遭到污染时土壤所能容纳污染物的最大负荷量。重点研究砖红壤、赤红壤、红壤、黄棕壤、紫色土、黑土、灰钙土区中Cd,Pb,Cu,As四种元素的临界含量和环境容量，从而提出我国主要类型土壤四种元素的临界含量和环境容量。并在进一步研究它们的地理分异规律及其影响因素的基础上，提出我国东半部上述四种元素的土壤临界含量分区和土壤环境容量分区。利用这些结果，提出我国土壤环境质量标准建议，农田水质灌溉标准建议和污泥农田施用标准建议，为保护我国土壤资源、防止土壤污染、实现污染物总量控制和环境质量管理提供依据。研究内容1、紫色土环境容量研究，中科院地理所，西南农业大学

5、土化系，中国农科院土肥所2、砖红壤、赤红壤、红壤环境容量研究，中国环境科学研究院，广州环境保护研究所，华南环境科学研究所，华南农业大学3、灰钙土环境容量研究，北京师范大学环科所，甘肃环保所，北京市农科院土肥所4、黑土环境容量研究，中科院沈阳应用生态研究所5、黄棕壤环境容量研究，中科院南京土壤研究所4、土壤环境容量的理论依据土壤环境对环境污染物之所以具有一定的容纳能力，这主要是由于其环境特性决定的：A土壤环境的净化能力土壤与表层环境系统之间物质与能量的迁移与转化土壤环境系统中物质迁移与转化土壤-植物系统的生物过程与生态效应B土壤环境的缓冲能力系指向土壤中投入或减少某

6、种成分时，土壤抵御某溶液中该组分浓度变化的能力。5、土壤环境容量的确定及其模型(1)确定土壤环境容量的因素A土壤类型：不同土壤类型所形成的环境地球化学背景与环境背景值不同；同时，土壤的物理组成、理化性质和生物学特性，以及影响物质迁移转化的水热条件都因土而异，因而其净化能力与缓冲能力不同。比如：六价铬在北方土壤中的吸附量要较在南方土壤中的要小，所以它具有更大的移动性，对环境的危害也越大，所以，对于六价铬来说，红壤要较黑土具有更大的容量。B污染元素与化合物的特性污染物的特性是它们在土壤环境中迁移转化的内因，而土壤环境元素则是它们迁移转化的外因，两者共同影响和制约着污染物在土

7、壤环境系统中的化学行为。形态特征：水溶态、交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物结合态、有机硫化态和残留态等。吸附-解吸-沉淀等化合物组成和性质砷化物籽实产量茎叶产量千粒重平均有效穗株高小麦（%）Cu3(AsO2)2148.598.5119.0111.7103.3As2O2144.193.8122.987.0124.4Na3AsO4129.583.7129.476.5127.0Ca3(AsO4)2101.4107.7102.9111.7102.2Na2HAsO4140.4100.6119.295.7111.4CK10010010010