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土壤质量及其评估(二)

发布时间:2018-07-05 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:2033

土壤环境质量现状评价是对土壤环境质量现状的研究和评价,包括土壤及其环境特征、外源物质的种类、数量与来源,选择适当的评价参数和评价标准,利用或建立评价模式和指数系统,评定土壤环境质量的优劣。回答有无受到外界的影响和影响的程度,判断土壤现状能否满足特定利用功能的需要;追踪、分析形成土壤环境质量现状的原因及其影响因素,预测一定条件下的土壤环境质量变化趋势,并探讨改善与提高土壤环境质量的方法与途径。

土壤环境质量影响评价包含两层含义,一是土壤自身对人和其他生命体以及环境要素的影响,其中包括很重要的风险分析。土壤污染风险分析是指对由于土壤外源物质的侵袭、累积或污染而产生伤害(injury)、损失(loss)或毁坏(damage)的可能性或概率的分析与评价。在环境土壤学中,风险是指用来量化特定土壤对暴露于其中的任何生命体所可能产生的伤害、损失或毁坏的不幸事件的过程,是指特定危害事件发生的概率与后果的结合。目前在土壤环境质量风险评价中最为关心的是土壤中优先污染物(特别是持久性有机污染物)和重金属危害人体健康的可能性进行概率估计,并提出减少风险的方案和决策。风险本身具有不确定性,即不肯定、不确知或变动的性质。人们对风险的接受程度取决于其价值观、习惯和感觉、伦理与道德、社会发展、生活水平和文明程度等。土壤环境质量影响评价的另一层的内容是对拟议的开发行动方案或规划、人为活动等有可能影响土壤环境质量的判别、预测和评价,并在此基础上提出削减和避免负面影响的对策和措施。

3.土壤环境质量标准

对土壤环境质量评价的最重要依据是其质量标准,因而土壤环境质量标准一直是各方面关注的热点。由于我国土壤的类型十分复杂,各种土壤类型之间在性质上存在较大的差异,现有的土壤环境质量标准(GB 15618-1995)不能适应实际需要,这是由于项目少,仅8种重金属和两种有机氯化合物(HCH和DDT)。不能适应当前的需要;一些重金属的标准过宽,对土壤保护的作用不大;缺乏普遍适用性。因而制定合适的、具有法律效力的土壤环境质量标准系列或系列标准,应是土壤科学家将其自身研究成果向政府决策和公众政策转化的重要内容,也是土壤质量与环境质量紧密联系的重要环节。国家环境保护部于2009年9月发布了公开征求对土壤环境质量标准修改意见的公告,称“为贯彻落实《中华人民共和国环境保护法》,加强生态文明建设,适应国家经济社会发展和环境保护工作的需要,保护生态环境和人体健康,完善国家环境质量标准体系,我部决定对国家环境保护标准《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)进行修订”。

(1)土壤环境质量指标

土壤环境质量标准的建立是一个相当复杂的系统工程。关于土壤环境质量标准的制定许多研究者都发表了原则性见解,并提出了行之有效的方法。以重金属为例,在标准研究中基本上可分为土壤负载容量法和元素背景值法,或将其归纳为生态效应法与地球化学法。在土壤负载容量法或生态效应法中,采用不同的指标体系来确定土壤有害物质临界值(基准值),这些指标包括:

1)产量指标,将农作物产量(主要指可食部分)减少5%~10%时的土壤有害物质的浓度作为土壤有害物质的最大允许浓度;

2)微生物与酶学指标,当微生物数量减少10%~15%或土壤酶活性降低10%~15%时的土壤有害物质的浓度为最大允许浓度;

3)食品卫生标准指标,即当作物可食部分某元素的含量达到食品卫生指标的限量时,相应土壤中某元素的含量为最大允许浓度;

们环境效应指标,包括流行病学法和血液浓度指标;对地面水、地下水及其他环境要素的影响限量等。将上述指标进行综合分析比较,采用最敏感因子作为土壤中有害物质的最大允许浓度,再结合社会、经济等因素制定出合适的标准。

(2)建立土壤环境质量标准的原则和方法

从本质上来说,目前对中国土壤环境质量标准的建立原则和方法在学者之间并无太大的分歧,大多认为:

1)由于土壤是一个十分复杂的体系,土壤环境质量标准应该是包含多种标准的系列标准或标准系列;

2)从土壤质量的本质考虑,在土壤环境质量标准的制定中应该考虑其性质的“固有”状态和“动态”变化,必须与土壤类型、利用与管理方式紧密相连;

3)从“固有”状态考虑,应该制定以保护上壤资源自身为目标的“土壤环境质量保护限量标准”,根据不同的上壤类型,以背景值为依据(地球化学法),可藉以中国土壤系统分类或分类系统中的土类为基本单元。这一标准应该有严格的要求,且具有惟一性,是保护土壤自身资源的目标值,强调了在背景状态下的可持续利用性。从“动态”角度考虑,应该制定以土壤资源利用为目标的“土壤有害物质限量标准”(土壤负载容量法),这一标准具有多重性,可依据不同的应用目的制定不同的标准,强调了在特定利用条件下的可持续发展。该标准系列可以清楚地标明特定土壤的环境质量现状,标明为“背景状态”、“外源物质侵袭与累积状态”、“污染状态与污染程度”;亦可明确地回答是否需要修复的问题。

4)由于土壤元素“可提取态”的复杂性和局限性,在土壤环境质量的评价中口前仍旧以“总量”为主,它是一个“容量”因素;必要时,可将“总量”和“可提取态”一并考虑;将“可提取态”(强度因素)一并纳入评价参数。有关重金属可提取态的研究早已受到关注(李彤等1993,王玮等2003,潘根兴等 1999,2000,Novozamsky et al. 1993, Korcak et al. 1978,Sanka et al. 1992,Soltanpour et al. 1977,Lindsay et al. 1978)。

三、需要探索的问题

在考虑土壤质量与环境的关系时,下列问题应予关注:

(1)土壤“清洁度”

“清洁”(可接受的、容许的)或“不清洁”(不能接受、不容许的)土壤的物理、化学和生物学性质与过程是什么?这里的“清洁”或“不清洁”是一种相对概念,与土壤类型和性质有着十分密切的关系,是针对特定的参照物或目的而言的,它与土壤污染的定义密切相关。当没有明显的人为化学品干扰时,一般认为该土壤是清洁的,这一点有助于解决对高背景值土壤的认识问题。

(2)土壤资源的保护与可持续利用

1)根据土壤对其他环境要素的影响,如何来表征和调控土壤环境质量?风险评价是一个十分复杂的过程,但在评价中至少需要掌握两个基本点,一是识别有无引起风险的过程;二是量化可能发生的风险。由于风险评价过程中固有的不确定性,因而根据土壤对其他环境要素的影响所表征的上壤环境质量有一定的局限性,对特定要素或指示物所确定的土壤中化学物质的限量标准质量,并不一定适用于其他情况;即使同一要素或指示物在环境条件发生变化时,亦可能产生新的风险。目前在土壤环境质量的评价中,大多应用“临界值”或“毒性限量”,体现了特定条件下的土壤质量状况;然而,除了“土壤有害物质限量标准”外,制订有利于土壤资源持续利用、以保护上壤自身为目的的土壤环境质量保护限量标准问题,应是土壤环境质量调控中的重要内容。

2)对于人为施用废弃物或副产品作为改良剂的土壤,应该如何评估其质量?作为土壤改良剂的大多数废弃物,在环境方面人们最为关心的一方面是一些元素(例如B、F、Se、重金属等)和有机化合物对生物的毒害和对食物链的污染,以及过量氮、磷通过淋溶、侵蚀和径流进入地表水和地下水,从而有可能引起水体的富营养化;另一方面,作为改良剂的某些废弃物对土壤质量具有改善营养状况、物理条件和酸碱性等潜在效应,从而缓解土壤作为次生污染源对其他环境要素的影响。

(3)基础研究面临的问题

在环境土壤学、基础土壤学和环境科学方面需要哪些重要的提升从而可改善对土壤环境质量评价的能力?多年来,土壤科学和环境科学家对许多土壤潜在污染物的地球化学循环进行了很多有益的探讨;然而,所获得的数据大多较为零散,而且主要集中于农业土壤和农业污染物。这些数据在科学家和标准、政策制定者之间缺乏有效的沟通和理解,从而限制了科学研究成果向公众意识和政府决策方面的转化。同时,对土壤中污染物行为的描述,大多停留于“黑箱”阶段,缺乏对反应机理的深入研究,限制了对土壤环境质量评价的准确性与前瞻性。清楚地阐明污染物在土壤中的反应行为和影响因素,特别是要预测某些行为(例如重金属反应的滞后效应和可提取态的时间效应,有机污染物的结合残留、复合污染等)的长期效应,是环境土壤学、基础土壤学和环境科学在基础研究方面所面临并需要解决的问题。

(4)发挥交叉学科的优势

在土壤环境质量问题的讨论中,环境土壤学和其他领域的科学家如何能达成共识以发挥更大、更有影响力的作用?在判断土壤环境质量和根据土壤中化学物质的侵袭与累积或污染程度决定是否需要采取修复措施方面,土壤、环境等领域的科学家必须给出客观的、肯定的意见。在此过程中,应注意发展快速检测方法、试验方法以及污染物在土壤中的迁移、转化与预测模型,使环境土壤学和其他领域的科学家在研究土壤过程与改善环境质量的决策中发挥相互补充、相互支撑的不可替代的作用。

相关链接:土壤质量及其评估(一)

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