土壤质量及土壤污染诊断研究

1、土壤质量及土壤污染诊断研究进展土壤质量及土壤污染诊断研究进展 Research Progress in Soil Quality and Soil Pollution Diagnosis 汇 报 人: 任春燕 小组成员：贾利霞、曹洋 内容 contents 01 土壤质量概述 Overview of Soil Quality 02 土壤污染诊断概述 Overview of Soil Pollution Diagnosis 03 应用前景 Application Prospect 1 1 土壤质量概述土壤质量概述 Overview of Soil Quality 1.1 1.1 土壤质量的定义土

2、壤质量的定义 从农学的概念 , 土壤质量通常定 义为土壤生产力 ,特别是指土壤 维持自然植物生 长的能力 ; 从农作物产量的 观点来看 ,土壤 质量可以定义为 “土壤维持作物 生长的能力而不 引起土壤退化或 损害环境 ”。 从生态系统角度 , 美国农业土壤学会 定义为 “同土壤 特定功能相联系的 能力 ,它维持植物 和动物生产 ,保持 并提高水和空气质 量维持着人类健康 和生境 ”。 现代的土壤质量是 指土壤提供食物、 纤维、能源等生物 物质的土壤肥力质 量， 土壤保持周边 水体和空气洁净的 土壤环境质量， 土 壤容纳消解无机和 有机有毒物质、提 供生物必需的养分 元素、维护生畜健 康和确保生

3、态安全 的土壤健康质量的 综合量度。 1.2 1.2 土壤质量的内涵土壤质量的内涵 土壤肥 力质量 土壤环 境质量 土壤健 康质量 土壤肥力质量是土壤提供植物养分和生产生物物质的 能力, 是保障粮食生产的根本;土壤环境质量是土壤容纳 、吸收和降解各种环境污染物的能力 ;土壤健康质量是 土壤影响或促进人类和动植物健康的能力。 意义： 因子分类指标因子数目 频率 物理性质 容重 , 孔隙度 , 土体构型 , 地下水水位 , 质地 , 士层厚度 , 水分 (田间持水量 , 调萎系数 ), 粘粒 ,松紧度 , 土壤温度 , 颜色 , 土壤类型 , 侵蚀 , 成土母质 2234.7% 环境指标C u,

4、Pb, Zn, H g, M n, As，Fe, Co, M g, Mo等1711.9% 肥力因子有机质 (碳 , 微生物碳 , 碳氮比), 速效 N, P, K, 全 N, P, K1043.2% 化学性质 pH, CEC, 碱化度 , 石灰含量 , 碳酸盐 , 地下水矿化度86.3% 生态指标地貌 (坡度 , 高程 , 坡向 )土地利用类型53.3% 生物指标微生物 , 根密度20.7% 我国土壤质量评价指标体系指标因子分类汇总及其使用的频率 土壤质量评价指标选择原则土壤质量评价指标选择原则 有效性 原则 敏感性 原则 实用性 原则 通用性 选取的指标能 正确反映出土 壤的基本功能 ，是土

5、壤中决 定物理、化学 及生物学过程 的主要特性， 对表征土壤功 能是有效的。 选取的土壤质 量指标对土壤 利用方式，人 为扰动过程， 土壤侵蚀强度 及程度的变化 有足够敏感的 反应。 选取的土壤质量 指标要易于定量 测定，简便实用 。在田间或实验 室测定时，测定 过程稳定，测定 误差低，具有较 高的再现性与适 宜的精度水平。 选取那些有重 要影响的指标 ，尤其是不要 遗漏制约土壤 生产力的主要 指标 土壤质量评价方法土壤质量评价方法 评价方法 多变量指 标克立格 法(MVIK) 土壤质量动 力学方法 土壤质量综 合评分法 土壤相对质 量评价法 将多个土壤质 量指标整合成 一个综合的土 壤质量指

6、数 。 根据土壤系统 的动态性利用 系统动力学特 征测量其可持 续性。 Doran 和 Parkin 将 土壤质量评价细化 为食物与纤维的生 产量 、土壤侵蚀量 、地下水质量 、地 表水质量、大气质 量和食物质量等 6 个特定的土壤质量 元素的评价。 通过引入相对 土壤质量指数 来评价土壤质 量的变化。 2 2 土壤污染诊断概述土壤污染诊断概述 Overview of soil pollution diagnosis 土壤污染的概念土壤污染的概念 定义 土壤污染（soil pollution）是指在人类生 产和生活活动中排出的有 害物质进入土壤，直接或 间接地危害人体或牲畜健 康的现象。 来源

7、 l 农业污染源（化肥、化学 农药等） l 工业污染源（废水、废气 、废渣） l 生活污染源 l 交通污染源（汽车尾气） l 灾害污染源（自然灾害、 战争灾害） 特点 u 隐蔽性 u 累积性与地域性（累积 性表现在土壤对污染物 进行吸附、固定；地域 性表现在不易扩散和稀 释） u 不可逆转性 u 治理周期长。 土壤污染的形成过程土壤污染的形成过程 接触 阶段 反应阶段 污染 中毒阶段 恢复阶段 接触阶段 接触方式： 气型接触的污染 、水型接触的污 染、固体型接触 的污染 不同途径进入土 壤的污染物进行 吸附-解吸、沉 淀-溶解、氧化- 还原、降解-积 累等一系列化学 过程，参与土壤 功能表达，

8、影响 土壤原始平衡。 污染物进入土 壤并参与土壤 各组分的物理 化学反应，使 土壤及其生命 中组分发生中 毒。 急性中毒需 人为修复； 慢性中毒可 自然恢复 土壤污染的诊断方法土壤污染的诊断方法 实验室诊断： 化学分析法、毒理 学分析法 田间诊断： 通过场地试验，可以发现场地条件或接近场地 条件下污染物对各种土壤生物的毒害作用。 土壤生态毒理学诊断： 土壤生态毒理学诊断指 标：土壤微生物 ;暴露在 土壤中的陆生植物 ;通过 与土壤 、母岩或直接暴 露的化学品直接接触的 无脊椎动物 ;暴露在土壤 中的脊椎动物等。 土壤生态毒理学诊断土壤生态毒理学诊断 生态毒理学诊断方法生态毒理学诊断方法生态毒理

9、学研究意义生态毒理学研究意义 陆生生态毒理学诊断: 植物法、动物法(蚯蚓和原生 动物) 水生生态毒理学诊断： 藻类试验、发光菌试验、大 型蚤毒性试验 土壤生物特性诊断法： 土壤酶法、土壤呼吸法、微 生物群落 是 土壤 污染 生 态风 险评 价 的 基 础 , 为 控制 有 害 物质 进 人 土壤 生 态系统 提供 量 化指 标； 有 效地 监 测 土壤 生 态 系统 中 有 害污染 物 的 状态 以 及最 大允 许 浓度 或 临 界含 量 的确 定 , 为 土壤 环境 质 量标 准 、 修 复 标 准 的制定 与修 订 提供 可 靠 的参 数 , 为环 境管 理 提供 科 学依 据； 通过 研

10、 究生 物体 对 土 壤有毒 物质 的解毒 过程 , 为污染 土壤 的修 复提 供 基础 数 据 , 为土 壤环 境 的 污染 控 制提 供 技 术 支撑。 应用前景应用前景 Application prospect 土壤质量发展前景土壤质量发展前景 土壤质量指标与评价方 法不同尺度研究问题， 需要利用不同的技术测 定不同的指标 。 土壤质量变化的发生条 件、过程、影响因素及 其作用机理与时空规律 性 。 尺度问题的研究尺度 是发展合适的土壤质 量指标中的很重要的 一个问题。 土壤质量保持与提高的途径 及其关键技术研究土壤的组 成不仅是矿物质， 它是矿物 质、微生物、根系分泌物、 水分运动和非

11、生物与生物动 态过程的集合。 展展 望望 展展 望望 需要进一步筛选更敏感的指示物种 ,以提高现 有指标的诊断敏感性 需要从生物个体 、种群和群落水平上寻找敏 感指标以提高由污染引起的种群和群落变化 的整体诊断能力 需要进行生态毒性反应机理研究 ,从生理水平 阐明发生毒害作用的原因 需要建立国家及国际诊断标准 , 以便以统一的 标准判定和比较诊断结果 需要建立相应的环境法律 、法规及诊断等级 , 以便有利于诊断指标的实际应用和推广 土壤污染诊断发展前景土壤污染诊断发展前景 参考文献参考文献 1 陈美军, 段增强, 林先贵. 中国土壤质量标准研究现状及展望J. 土壤学报, 2011, 48(5)

12、:1059-1071. 2 刘世梁, 傅伯杰, 刘国华,等. 我国土壤质量及其评价研究的进展J. 土壤通报, 2006, 1(1):137-143. 3 刘占锋, 傅伯杰, 刘国华,等. 土壤质量与土壤质量指标及其评价J. 生态学报, 2006, 26(3):901-913. 4 房全孝. 土壤质量评价工具及其应用研究进展J. 土壤通报, 2013, 44(2):496-504. 5 曹志洪， 周健民 中国土壤质量 北京: 科学出版社， 2008: 19 6 吴玉红, 李云, 郝兴顺,等. 土壤质量评价国内外研究进展J. 安徽农学通报, 2012, 18(16):24-25. 7 刘凤, 滕洪辉, 任百祥,等. 土壤污染的生态毒理诊断研究进展J. 应用生态学报, 2014, 25(9):2733- 2744. 8 孙铁珩, 宋玉芳. 土壤污染的生态毒理诊断J. 环境科学学报, 2002, 22(6):689-695. 9 周启星, 王美娥. 土壤生态毒理学研究进展与展望J. 生态毒理学报, 2006, 1(1):1-11. 10 刘敏, 武化