环境管理_土壤环境影响评价教材

土壤环境影响评价 第六章土壤环境影响评价 土壤特征和影响土壤环境质量的主要因素土壤环境影响识别土壤及其环境现状的调查与评价土壤环境影响预测土壤环境影响评价 土壤是地球陆地表面具有肥力 能生长植物的疏松表层 由岩石风化而成的矿物质 动植物残体腐解产生的有机质 土壤生物 固相物质 以及水分 液相物质 空气 气相物质 等组成 本章主要介绍重大建设项目对土壤环境影响的识别 土壤污染和土壤退化的预测和评价方法 6 1土壤特征和影响土壤环境质量的主要因素 土壤的主要特征在人类环境系统中占据着特有的空间地位 处于大气圈 生物圈 岩石圈和水圈的交接地带 具有肥力 具有能够不断供应和协调植物生长所必需养分 水分 空气和热量的能力 土壤区别于其他自然体的本质特征 具有缓冲性具有净化功能 两个基本概念土壤退化 土壤沙化 盐渍化 沼泽化和土壤侵蚀等引起的土壤肥力下降的现象 土壤破坏 土壤资源的损失 即被非农 林 牧长期占用 或土壤极端退化而失去土壤肥力的现象 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 6 2土壤环境影响识别 土壤环境影响识别类型按影响结果与特点分土壤污染型 由外界进入土壤中的污染物 对土壤环境产生化学性 物理性或生物性污染危害 土壤退化型 由于人类活动导致的土壤中各组分之间 或土壤与其它环境要素之间的正常自然物质 能量循环过程遭到破坏 而引起土壤肥力 土壤质量和承载力下降的影响 土壤资源破坏型 由于人类活动或由其引起的自然活动 导致土壤被占用 淹没和破坏 包括由于土壤过度侵蚀或严重污染而使土壤完全丧失原有功能被废弃的情况 土壤环境影响识别类型按影响时段分 建设阶段影响 运行阶段影响 服务期满后的影响 或按影响时段的长短分 短期或突变影响 长期或缓变影响 按影响方式分 直接影响 间接影响 按影响性质分 可逆影响 不可逆影响 积累影响 协同影响 p149 工业工程建设项目的土壤环境影响识别工业废气对土壤环境的影响工业废气中的污染物 通过降水 扩散和重力作用降落至地面 渗透进入土壤 进而污染土壤环境 工业废水对土壤环境的影响 经过处理或未处理 工业废水 用于灌溉农田或排入河流 湖泊后再作为农业灌溉用水 都会使土壤受到污染 工业废水处理产生的活性污泥排入土壤 污泥与土壤的相互作用 会使土壤的性质及元素分布和分配发生变化 进而影响植物的生长和周围的环境 工业工程建设项目的土壤环境影响识别工业固体废弃物对土壤环境的影响固体废弃物在掩埋或堆放过程中产生的渗出液 滤沥液进入土壤 能改变土质和土壤结构 影响土壤微生物的活动 危害土壤环境 工业工程建设项目从原料的生产 运输 储藏到工业产品的消费与使用过程 对土壤环境都会产生影响 水利工程建设项目土壤环境影响评价识别占用土地资源诱发土壤 地质环境灾害 滑坡 山体崩塌 泥石流 地震等 引发土壤盐渍化促进土壤沼泽化促使河口地区土壤肥力下降 海岸后退 矿业工程建设项目土壤环境影响识别损失土壤资源污染土壤环境 产生的粉尘 废气 废水 固体废弃物等对土壤环境产生污染性的影响 引发和加速土壤退化和破坏挖掘采剥改变了矿区的地质 地貌 植被等 加剧了水土流失 从而引发土壤退化和破坏 地震 崩塌 滑坡 泥石流等次生地质灾害的发生 加速了土壤的退化和破坏 农业工程建设项目的土壤环境影响识别 p154 155self read5m 农业机械化工程建设项目对土壤环境的影响农田失去植被保护 水蚀 风蚀的几率增强 土壤被压实 妨碍植物根系与大气中氧和CO2的交换 根系向下生长的阻力增加 土壤的渗透能力下降 形成的径流较大 加速了土壤的侵蚀 农业排灌工程对土壤环境的影响良好的土壤排水系统可缓解土壤的盐渍化 使土壤的物理性质得到改善 土壤不易受侵蚀 土地平展 易于机械化耕作 干旱的危险少 减少水饱和土壤的面积 减轻内涝的危险 不利影响 排水强度过高 会加快地表径流 河道洪峰提前出现 会增加泛滥的危险 土壤的质量下降 次生盐渍化 农业工程建设项目的土壤环境影响识别农业垦殖工程对土壤环境的影响化肥的使用逐渐改变土壤的组成和化学性质 土壤酸化 有机C N的消减 增加包括重金属 有机化合毒物以及放射性物质在内的污染物 城市生活垃圾的施用 可提高土壤养分 改善土壤物理性质 但也易带来重金属等污染 新耕地的开辟 焚烧草被灌丛可促使土壤的肥沃化 但也造成一些直接养分的减少和土壤腐植质的损失 同时也可引发严重的水蚀和风蚀 交通工程建设项目的土壤环境影响识别占用土地 永久性影响 建设期间 土地大量裸露 土壤极易受到侵蚀 使用期间 机动车排放的废气为大气酸沉降准备了物质基础 酸沉降将导致土壤的酸化 石油工程建设项目的土壤环境影响识别在石油的开采 炼制 贮运 使用的过程中 原油和各种油制品通过各种途径进入环境造成污 占用土地资源 采用被石油烃污染的水源灌溉农田 挥发进入大气的石油烃通过沉降作用进入土壤等造成土壤的污染 6 3土壤及其环境现状的调查与评价 现状调查区域自然环境特征调查地质地貌 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 现状调查区域社会经济状况调查人口状况经济状况交通状况文教卫生状况区域土壤类型特征调查成土母质 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 NPK 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 土壤环境质量现状评价土壤环境污染现状评价土壤污染源调查 1 工业污染源 重点调查通过 三废 排放进入土壤的污染物种类 数量 途径 2 农业污染源 调查施入土壤的化肥 农药 农用地膜 污泥和垃圾肥料等的来源 成分及施用量 调查污水灌溉的情况 3 自然污染源 调查酸性水 碱性水 铁锈水 矿泉水中所含主要污染物 以及岩石 矿带出现背景值异常的元素含量 土壤环境质量现状评价土壤环境污染现状评价土壤环境污染监测 1 布点 一般采用网格法 布点多 分布均匀 2 采样 对角线取样 梅花型取样 棋盘式取样 蛇型取样和随机取样 扇形采样 p159 3 样品制备 风干 去除杂物 碾细 过10目尼龙筛 研磨 过100目尼龙筛 分装备用 4 样品分析 按选定的分析项目和方法对制备好的土样进行分析 土壤环境污染现状评价评价因子的选择 1 基本因子 汞 镉 铅 锌 铜 铬 镍 砷 氟 氰 酚 DDT 六六六 石油 3 4 苯并比 三氯乙醛 多氯联苯PCB 2 附加因子 有机质 土壤质地 酸度 氧化还原电位等 评价标准的确定 1 土壤环境背景值 一定区域 一定时期 未受污染破坏的土壤中化学元素的含量 用于判断土壤是否已受污染 我国的土壤背景值见P161P162表6 1 6 2 2 土壤临界含量 植物中的化学元素的含量达到卫生标准值 或使植物显著减产时土壤中该化学元素的含量 土壤中污染物达临界含量时 土壤已严重污染 P163表6 3为部分土类的临界含量 3 土壤的轻度污染标准 土壤上种植的植物达初始污染时土壤中污染物的含量 4 土壤环境质量标准 GB15618 1995 见下图 5 对照点 土壤环境质量标准值mg kg GB15618 1995 土壤环境污染现状评价评价模式与指数分级 1 单因子评价分别计算各项污染物的污染指数 然后进行分级评价 A 以实测值与评价标准值相比计算土壤污染指数 P 1 未受污染 P 1 已受污染 P越大 污染越严重 评价模式与指数分级 1 单因子评价B 根据土壤和作物中污染物积累的相关数量计算土壤污染指数 式中 Xa 土壤初始污染值 取评价标准值 Xc 土壤轻度污染值 Xe 土壤重度污染值 取土壤临界含量 指数分级 Pi 1 清洁级 1 Pi 2 轻污染级 2 Pi 3 中污染级 Pi 3 重污染级 评价模式与指数分级 2 多因子综合评价A 将土壤各污染物的污染指数叠加 作为污染综合指数 B 内梅罗综合污染指数 评价模式与指数分级 2 多因子综合评价C 加权综合污染指数 D 均方根综合污染指数 E 取污染指数中的最大值作为综合污染指数 评价模式与指数分级 2 多因子综合评价F 质量分级 a 根据各地具体的P值变幅 结合作物受害程度和污染物积累状况划分 分级举例 北京东郊土壤质量分级表 叠加指数 北京东郊土壤质量分级表 内梅罗指数 评价模式与指数分级 2 多因子综合评价F 质量分级 b 根据系统分级法划分土壤环境质量级别首先以土壤和作物中污染物积累的相关数量作为标准进行分级 然后选定其中一级作为评价标准 用它去除同一污染物的各级标准 将土壤污染物浓度分级标准转换为污染指数 然后计算加权综合污染指数 将其作为土壤环境质量分级标准值而划分土壤环境质量级别 评价模式与指数分级 3 评价图的编制A 符号法在地形图上根据不同污染物及其污染等级 制定不同颜色或不同形状大小的图例 标在各取样点的位置上 并用数字标明具体的P值 B 网格法在地形图上 按一定面积划分若干方格 不同质量等级网格用不同颜色表示 绘制成图 注意 若网格内有一个以上样点 按其综合指数平均值确定土壤质量等级 若网格内无样点 将其附近土样点的污染物浓度指数绘制成等值线 用内插法求取浓度值 进而求出污染指数和质量等级 土壤环境质量现状评价土壤退化 SoilDegradation 指在各种因素 特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力和环境调控潜力 即土壤质量及其可持续性下降甚至完全丧失其物理 化学和生物学特征的过程 土壤沙化现状调查与评价 1 土壤沙化现状调查 p166 调查内容主要包括 沙漠特征 气候 河流水文 植被 农牧业生产情况 2 土壤沙化评价A 评价因子 植被覆盖度 流沙占耕地面积的比例 土壤质地 能反映沙化的景观特征等 B 评价标准 根据评价区的有关调查研究 或咨询有关专家 技术人员的意见拟定 seetable6 4 C 评价指数计算 一般采用分级评分法 土壤环境质量现状评价土壤退化现状评价土壤盐渍现状调查与评价 1 土壤盐渍化现状调查调查内容主要包括 灌溉状况 地下水情况 土壤含盐量 农牧业生产情况 2 土壤盐渍化评价A 评价因子 表层土壤全盐量或CO32 HCO3 SO42 Cl Ca2 Mg2 K Na 等可溶性盐的主要离子含量 B 评价标准 一般根据土壤全盐量 或各离子组成的总量拟定标准 seetable6 5 C 评价指数计算 一般采用分级评分法 土壤环境质量现状评价土壤退化现状评价土壤沼泽化现状调查与评价 1 土壤沼泽化现状调查调查内容主要包括 地形 地下水 排水系统 土地利用等 2 土壤沼泽化评价A 评价因子 选取土壤剖面中潜育层 发生铁锰还原生成青灰色斑纹层 出现的高度 B 评价标准 根据土壤潜育化程度拟定标准 如P167表6 6所示 C 评价指数计算 一般采用分级评分法 土壤环境质量现状评价土壤退化现状评价土壤侵蚀 SoilErosion 现状调查与评价 1 土壤侵蚀现状调查调查内容主要包括 地形 地质 气候 植被 耕作栽培等 2 土壤侵蚀评价指通过水力和重力作用而搬运移走土壤物质的过程A 评价因子 土壤侵蚀量 或以未侵蚀土壤为对照 选取已侵蚀土壤剖面的发生层次厚度 B 评价标准 根据黄土地区 按被侵蚀的土壤剖面保留的发生层厚度拟定评价标准 如P1168表6 7所示 C 土壤侵蚀量 水土流失侵蚀模数 水利部制定的水土流失侵蚀模数 土壤环境质量现状评价土壤破坏现状评价土壤破坏现状调查 1 土壤破坏现状调查调查主要包括区域各土地利用类型现状 变化趋势 各类型面积消长的关系及人均占有量等 2 土壤破坏评价A 评价因子 选取区域耕地 林地 园地和草地在一定时段内被建设项目占用或被自然灾害破坏的土壤面积或平均破坏率 B 评价标准 根据评价区内耕地 林地 园地和草地损失的土壤面积拟定 如P169表6 8所示 C 评价指数计算 一般采用分级评分法 6 4土壤环境影响预测 土壤中污染物的运动及其变化趋势预测预测污染物在土壤中累积和污染趋势的一般方法和步骤计算土壤污染物的输入量 评价区已有污染物和建设项目新增加污染物之和 计算土壤污染物的输出量 随土壤侵蚀的输出量 被作物吸收的输出量 随降水淋溶 leaching 流失的输出量 因降解 转化而输出的量 计算土壤污染物的残留率 通过相似地块模拟试验求取 预测土壤污染趋势 根据污染物的输入量与输出量相比 或根据输入量和残留率的乘积 或根据输入量和土壤环境容量比较来说明污染状况 污染程度 污染积蓄及趋势 土壤中污染物的运动及其变化趋势预测土壤污染物残留量 年累积量 计算模式如区域土壤污染物的背景浓度为Bmg kg 污染物的年输入量为Emg kg 在土壤中的年残留率为K 则污染物的一年后的累积量W为 n年后的累积量Wn为 若 则 K 年残留率 E 年输入量 土壤中污染物的运动及其变化趋势预测土壤污染物残留量 年累积量 计算模式当n 时 有 特别指出 1 可用此公式计算污染物在土壤中达到平衡时的残留量 2 残留率的求取 通过小区盆栽模拟实验得到 3 K值对计算结果影响较大 4 重金属在土壤中不易淋溶 k值一般未0 9左右 农药残留模式 P170 此式未考虑背景值 连续施用n年 平衡浓度 f 年残留率 如土壤污染物输入量难以获得 又缺乏该地区的盆栽试验时 可用下列式子进行污水灌溉的土壤中污染物累积量的预测 式中 W 预计年限内的土壤污染物累积量 mg kg Nw 预计污水 还可以 灌溉年限 W0 土壤中污染物当年累积量 mg kg X 土壤中污染物的平均年增值 mg kg B 土壤环境背景值 mg kg N0 土壤已污染年限 CR 土壤环境标准值 mg kg 土壤环境容量计算式 式中 Q 土壤环境容量 g hm2 CR 土壤环境标准值 mg kg B 土壤环境背景值 mg kg 2250 每公顷土地耕作层土壤重量 t hm2 土壤退化趋势预测 以土壤侵蚀为例 介绍土壤侵蚀模型 通用土壤侵蚀方程 USLE 表达式为 土壤侵蚀量A也称土壤流失量 通常用侵蚀模数表示 单位时间 a 内单位面积 km2 的土壤流失量 t km2 a 我国普遍采用的分级标准为 微度侵蚀A15000t km2 a 降雨侵蚀系数RP173对于一次暴雨 对于一年的降雨 土壤可侵蚀性系数K定义 长为22 13m 坡度为9 经过多年连续种植过的休耕地上每单位降雨系数的侵蚀率 K值的估算 1 根据实测的A值通过通用土壤侵蚀方程反求 2 来源于资料文献 P173表6 10 坡长系数L和坡度系数S 其中 sinS 5 时 M 0 5 sinS 5 时 M 0 4 sinS 3 5 时 M 0 3 sinS 1 0 时 M 0 1 L 坡长 m S 坡度 deg 耕种管理系数C也称植被覆盖因子或作物种植系数 反映地表覆盖情况对土壤侵蚀的影响 表6 11为不同植被类型的C值 实际侵蚀控制系数P也称水土保持因子 反映不同管理技术或水土保持措施对土壤侵蚀的影响 其值如表6 12所示 土壤退化趋势预测土壤侵蚀速率差别的推算对给定的区域和土壤 R K L S为常数 项目建成前后的侵蚀速率关系为 下标0 表示项目建设前 下标1 表示项目建设后 C 耕种管理因子 P 水土保持因子 土壤资源破坏和损失预测在土壤环境影响评价中 常把土地利用类型变化作为预测的重要内容 并以此来推算土壤资源的破坏和损失 其一般以类比调查为主 共分两步 对土地利用类型进行现状调查调查项目按全国土地利用类型划分规定 包括 耕地面积 园地面积 林地面积 草地面积 城镇用地面积 交通用地面积 水域面积 未利用的土地面积 预测建设项目造成的土地利用类型变化 土壤破坏和损失预测占用 淹没 破坏土地资源的面积预测因表层土壤过度侵蚀造成的土地废弃面积预测地貌改变而损失和破坏的面积预测因严重污染而废弃或改为它用的耕地面积 6 5土壤环境影响评价 评价的程序 土壤环境影响类型分析 选择关键性影响 土壤环境影响的广度分析 深度分析 土壤环境质量变化评价 提出防治土壤污染 退化 破坏的防治对策 措施和建议 土壤环境影响的类型分析土壤环境影响类型的划分土壤污染型 土壤退化型 土壤资源破坏型 建设项目土壤环境影响类型的判别全面识别建设项目对土壤的环境影响 根据项目的工程特性 污染物特点和地区的自然生态环境特点 判别土壤环境影响的类型 然后选择关键性影响进行评价 p177 一般城镇工业项目 干旱与半干旱地区矿山建设项目 土壤环境影响的广度 Breadth 分析 从空间范围 时间尺度上进行分析 土壤污染型影响的广度分析项目开发前 不同污染级别的土壤面积及其占评价区的百分比 项目开发后 不同污染级别的土壤面积的变化趋势和速率 主要污染物在土壤剖面各层次的浓度变化趋势和在水平方向上扩散范围的大小 土壤退化型影响广度分析分析项目建设前后土壤沙化 盐渍化 土壤侵蚀面积分布的范围 强度和变化与发展趋势 对周边地区土壤环境的影响等 土壤资源破坏型影响广度分析分析项目建设前后土壤资源被破坏和占用的面积变化与发展趋势 土地利用类型结构变化的影响 对周边地区土壤环境的影响等 土壤环境影响的深度 Depth 分析分析土壤肥力 质量 承载力的下降程度 和对其他环境要素和人类社会经济生活造成影响的程度 土壤污染型影响的深度分析内容 污染物在土壤各层次中运动情况和累积分布特点 在土壤生态系统中迁移转化行为 对相邻地区 其他环境要素 人类生活经济活动的影响等 土壤退化型影响深度分析内容 土壤退化对区域生态环境 农作物产量 耕地土壤性质 耕地肥力 河流与地下水矿化度等的影响 土壤资源破坏型影响深度分析分析建设项目引起区域耕地面积减少的速率 及其对农业生产的影响程度 分析土地利用类型的改变对生产方式 社会经济和居民生活的影响 深度与广度多属定性分析 并无明显 绝对的分界线 土壤环境质量变化评价在土壤质量现状评价的基础上 根据土壤污染 退化和破坏的预测值 土壤环境影响广度和深度分析的结论 对建设项目开发前后的土壤质量进行对比 评价土壤环境质量变化的程度和发展趋势 并结合评价区的环境条件和土壤类型 以及土壤环境背景值 土壤环境容量 土壤抗逆能力等各种影响因素 综合分析建设项目对土壤环境影响的大小 是否可以接受 并提出土壤污染 退化和破坏的防治对策和措施建议 最后给出评价结论 防治土壤污染 退化 破坏的对策与措施p179加强土壤资源法制管理经常进行土壤资源法制管理的宣传教育 严格执行土壤保护的有关法规和条例 加强建设项目的环境管理重视建设项目选址评价 加强清洁生产意识 执行建设项目的 三同时 管理加强土壤环境的监测和管理完善监测制度