[农学]城市生态学 PPT第5章.ppt
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1、第五章 土壤质量监测,2019/1/31,第5章 主要内容,5.1 土壤基本知识 5.2 土壤环境质量监测方案 5.3 土壤样品的采集与加工管理 5.4 土壤样品的预处理 5.5 土壤污染物的测定,5.1 土壤基本知识,本节主要内容: 5.1.1 土壤的组成 5.1.2 土壤的基本性质 5.1.3 土壤背景值 5.1.4 土壤污染 5.1.5 土壤质量标准,5.1.1 土壤的组成,地球表层的岩石经过风化作用,逐渐破坏成疏松的、大小不等的矿物颗粒(称为母质)。 而土壤是在母质、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用下形成和演变而成的。 土壤组成很复杂,总体来说是由矿物质、动植物残体腐解产生
2、的有机质、水分和空气等固、液、气三相组成的。,一、 土壤矿物,一、土壤矿物,1.原生矿物:它是各种岩石经受不同的物理风化,仍遗留在土壤中的一类矿物,其原来的化学组成没有改变。这类矿物主要有硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物、磷酸盐类矿物等。 2.次生矿物:它大多是由原生矿物质经风化后形成的新矿物。这类矿物包括简单盐类(如碳酸盐、硫酸盐、氯化物等)、三氧化物类、次生铝硅酸盐类。,角闪石,普通辉石,橄榄石,云母,黄铁矿,闪锌矿,高岭石,蛭石,3、土壤矿物的化学组成 土壤矿物质元素的相对含量与地球表面岩石圈元素的平均含量及其化学组成相似。主体元素是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等,约占96 4
3、、土壤的机械组成 土壤是由不同粒级的土壤颗粒组成。土壤粒径的大小影响着土壤对污染物的吸附和解吸能力。,土壤机械组成的分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准。 国际制采用三级分类法,即根据沙粒(0.022mm)、粉沙粒(0.0020.02mm)和粘粒(0.002mm)在土壤中的相对含量,将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类和十二级。 我国及国际土壤质地分类见书P263表51、52。,表 5-1 我国土粒分级标准,表5-2 国际制土壤质地分类,二、土壤有机质,三、土壤溶液、空气和生物,5.1.2 土壤的基本性质,一、吸附性 土壤的吸附性能与土壤中存在的胶体物质密切相关。土壤胶体包括无机胶
4、体(如粘土矿物,铁、铝、硅等水合氧化物)、有机胶体(主要是腐殖质及少量的生物活动产生的有机物)、有机无机复合胶体。 二、酸碱性 土壤的酸碱性直接或间接地影响者污染物在土壤中的迂移转化。根据氢离子存在的形式,土壤酸度分为活性酸度和潜性酸度两类。活性酸度又称有效酸度,是指土壤溶液中游离氢离子浓度反映的酸度,通常用pH值表示。潜性酸度是指土壤胶体吸附的可交换氢离子和铝离子经离子交换作用后所产生的酸度。土壤潜性酸度常用100g烘干土中氢离子的摩尔数表示。,三、氧化还原性 由于土壤中存在着多种氧化性和还原性物质,使其具有氧化件和还原性。土壤中的游离氧、高价金属离子、硝酸根等是主要的氧化剂;土壤有机质及其
5、在厌氧条件下形成的分解产物、低价金属离子,是主要的还原剂。土壤环境的氧化作用或还原作用通过发生氧化反应或还原反应反映出来,故可以用氧化还原电位(Eh)来衡量。主要用实测的氧化还原电位衡量。通常当Eh300mV时,氧化体系起主导作用,土壤处于氧化状态;当Eh300时,还原体系起主导作用,土壤处于还原状态。,5.1.3 土壤背景值,土壤背景值是指在未受或少受人类活动影响下,尚未受或少受污染和破坏的土壤中元素或其他组分的含量。 土壤元素背景值的表达方式目前还不统一,有几种方法,但我国用得较多的一种是用土壤样品平均值加减两个标准偏差表示。,土壤背景值的表达方法: 算术平均值 算术平均值标准偏差 几何平
6、均值几何标准偏差 我国土壤元素背景值的表达方法: 95%置信度 如元素测定值符合正态分布: 用算术平均值 如元素测定值呈对数正态分布: 用几何平均值,表5-3 全国土壤(A层)背景值(g/kg),5.1.4 土壤污染 一、污染源,二、污染特点,表5-4 土壤环境质量标准值(mg/kg ),5.1.5 土壤质量标准,5.2 土壤环境质量监测方案,本节主要内容: 5.2.1 监测目的 5.2.2 资料的收集 5.2.3 监测项目 5.2.4 采样点的布设 5.2.5 监测方法 5.2.6 土壤监测质量控制 5.2.7 农田土壤质量评价,5.2.1 监测目的,目的: 1. 土壤质量现状监测 2. 土
7、壤污染事故监测 3. 污染物土地处理的动态监测 4. 土壤背景值调查,土壤环境质量的分类 我国的土壤环境质标准中将土壤环境质量分为3类,分别规定了10污染物和pH值的最高允许浓度或范围。 I类土壤指国家规定的自然保护区、集中式生活饮用水水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤,其质量基本上保持自然背景水平。 II类土壤指一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤,其质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。 III类土壤:指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),其质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。 I、II、III类土壤分别执行一、一、三级标准。,5.2
8、.2 资料的收集,需要收集的资料: 1. 自然环境资料 土壤类型、植被、土壤元素背景值、土地利用、水系、地下水、地质、地形地貌、气象等。 2. 社会环境资料 工农业生产布局、工业污染源种类及分布、污染物种类、排放途径、排放量、人口分布、化肥农药使用情况等。,5.2.3 监测项目,5.2.3 监测项目,5.2.4 采样点布设,一、土壤采样特点 1.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。 2. 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。所以,进行土壤样品采集时,要格外注意样品的合理代表性。,二、布设原则,二、布点方法,
9、土壤采样点布设图,5.2.5 监测方法 5.2.6 土壤监测质量控制,5.2.7 农田土壤环境质量评价 一、评价参数,二、评价方法 以单项污染指数为主。当区域内土壤质量作为一个整体与外区域土壤质量比较时,或一个区域内土壤质量在不同历史阶段比较时,应用综合污染指数评价。,表5-8 土壤污染分极标准,5.3 土壤样品的采集与加工 G,本节主要内容: 5.3.1 土壤样品的采集 5.3.2 土壤样品的加工与管理,5.3.1 土壤样品的采集,一、土壤样品的类型与采样深度 1. 混合样品 如果只是一般了解土壤污染状况,对种植一般农作物的耕地,只需采集020cm耕作层土壤;对于种植果林类农作物的耕地,采集
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