城市土壤环境质量评价方法 鲁西北平原土壤环境质量评价
一、土壤环境质量的评价原则
1.综合性和主导性原则
土壤环境是由各自然要素组成的自然综合体，各自然要素制约着土地的自然生产力水平，进行土壤环境质量评价时，应着重考虑土壤的自然属性。然而，土壤环境质量不仅是自然的产物，还受到人们长期利用和改造的影响。所以，评价时不仅要分别对各要素进行预测，还要注重分析其综合效应。
2.定量分析和定性分析相结合
定量的资料和非定量的信息相结合，有利于土壤环境评价的客观性和精确性。为实现定量评价，一般应尽量选择可度量或可测定的特征值，并使用数学模型来评价。但由于参评因素之间的相互关系十分复杂，有时难以用数学逻辑关系来表达，还需要用定性分析予以约束。
二、评价单元划分
评价单元是具有相同特性的最小地域单元，同一评价单元在土壤基本性质、利用与改造方面具有一致性，而不同的评价单元之间既有差异性，又有可比性。常用的划分方法有两种，即正方形网格单元划分法和不规则多边形网格单元划分法。
正方形网格单元划分法是以地理坐标来控制，根据具体情况，确定网格大小，可由0.01km2至数km2。这种划分方法对大区域的评价是比较合理的。
不规则多边形网格单元划分法是依据地形、土地利用功能等方面的差异划分单元这种方法适用于小范围的评价。因为小范围评价时，由于地形、功能分区变化大，因素离散性大，若仍采用正方形网格单元划分法，就可能会把评价因子性状相对不均一的区段划分在同一单元内，而把均一性较好的区段人为割离开，这点与小范围评价的要求和目的相违背。因此，对小范围评价适宜采用不规则多边形网格单元划分法，这种方法往往规定评价单元以0.5km×0.5km为上限。
三、评价指标的选取
(一)评价指标选取原则
土壤环境质量评价按照其评价目的和服务对象不同，指标体系各有特色，正确选择评价指标是科学地揭示土壤环境质量好坏的前提。为了全面科学合理地反映研究区土壤环境质量现状，在选取指标时应遵循以下原则。
(1)评价指标应具有特定性
选择对土壤污染有明显影响，且在研究区内有明显差异，并能出现临界值的指标作为评价指标。
(2)评价指标应有稳定性
即选择那些持续影响土地用途的较稳定的因子，使土地评价成果资料在较长一段时间内具有应用价值。
(3)评价指标数据采集的可能性
应尽量选择基础资料较完整，可进行计量或估量的指标，便于定量分析。
(4)评价指标之间的相关性原则
土壤作为特殊的研究对象，影响其质量的各项评价指标之间多有联系，评价指标做到完全不相关是不可能的，但应尽量选择那些相对独立的指标。
(二)评价指标选取
1.重金属污染物
重金属污染物主要是汞、铬、铅、镉等生物毒性显著元素，它们在土壤中的残留率较高，残留时间长，难以降解或消除［61］。
2.无机污染物
有些常量元素或微量元素是农作物生长所必需的，但是由于人类工农业活动影响，土壤中这些元素含量累积超出了农作物所必需的，也会造成土壤的污染，进而影响农作物生长和产品的质量。这些无机有毒指标主要是:氟、硒、氯、砷、磷、氮等。
3.有机污染物
随着农药的使用，土壤中有机污染物含量增加，如有机磷、有机氯、硫化物、石油类污染物等，这些有机污染物会对人体造成危害。如有机磷农药虽然能够生物降解，但需要一定的时间，蔬菜瓜果中的残余成分有毒，对人畜的生命安全构成威胁，土壤动物群落结构种类和数量也由于农药浓度的提高而减少［62］。
四、评价标准
土壤环境质量评价时有两类评价标准:一类是单因子质量评价标准，即土壤评价中各评价因子的衡量标准;另一类是单元质量分级标准，用以表征各评价单元所处环境状况。
(一)常用土壤环境质量评价标准
土壤环境质量评价一般可根据评价目的不同，有下列不同的评价标准。
1)以土壤本底值作为评价标准:该标准需找到未污染的本底值，对于大多数研究区而言不易找到，而且由于自然变化和人类活动的影响，绝大多数研究区的元素含量都有变化。
2)以土壤清洁对照点含量做评价标准:该标准需寻找与研究区自然条件、土壤类型、利用方式均相同或相近的地区作为清洁对照点，要求严格，操作性较差。
3)根据土壤和作物中污染物累计的相关数量及函数，用粮食标准反推土壤评价标准。
4)以区域土壤背景值作为评价标准:一般可以将土壤环境背景值分为浅层背景值和深层背景值。
5)国家土壤环境质量标准。
6)生物指标。
7)污染起始值(均值加二倍标准差)。
综上所述，最容易获取和最常用的评价标准是区域土壤环境背景值和国标。国标(GB15618—1995)中各指标的分级标准见表1－5－1。
在国标中，根据土壤应用和保护的目的，划分为三类:Ⅰ类，主要适用于国家规定的自然保护区;Ⅱ类，主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、牧场等土壤;Ⅲ类，主要适用于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。Ⅰ类土壤环境质量执行一级标准;Ⅱ类土壤环境质量执行二级标准;Ⅲ类土壤环境质量执行三级标准。
因各地区土壤环境背景值及污染状况不同，各地也制定了地方环境质量标准，但地方标准不能低于国标的要求。
表1－5－1 土壤环境质量标准值表(GB15618—1995)(单位:mg/kg)
续表
(二)土壤环境质量评价分级标准
目前，土壤环境质量评价等级主要有以下两种分级方式。
1.国标中土壤分级标准将土壤环境质量分为四级
小于国标一级标准为清洁，小于国标二级标准为警戒，小于国标三级标准为轻度污染，其余为中度污染以上;按照综合指数的大小分为四级，见表1－5－2。
表1－5－2 土壤环境质量分级标准(四级标准)
2.五级
这是目前最常用的分级方式，其中最有权威的是中国绿色食品发展中心提出的［绿色食品产地环境质量评价纲要(试行)，1994］，其中，1级和2级适宜发展无公害食品生产。按照指数大小进行分级，见表1－5－3。
表1－5－3 土壤环境质量分级标准(五级标准)
五、土壤环境质量评价数学模型
20世纪80年代以前，我国的土壤环境评价模型主要采用定性模型，比如专家打分模型。由于定性模型随意性较大，因而进入80年代后，数值法土壤环境评价模型在各地逐渐开展起来，并已取得可喜的进展。数值法土壤环境评价模型种类很多，它们之间的主要区别是参评因素的选择及权重的确定不一样。就评价模型而言，初期多采用指数或分数的加权累加模型，后来则趋于采用多种模型的综合评价［63，64］。
常用的土壤环境质量评价模型主要有以下几类。
1.积分值模型
不需复杂计算，简单易行，分级依据明确。但该模型较粗糙，既不能对监测项目数不同的监测点之间的污染程度进行比较，也不能对监测项目数相同、超标项目也相同的属于同一级别的监测点之间的污染程度进行比较。
2.综合指数模型
具有等价性，便于对比，计算比较简单。既能明确指出各监测点的污染级别，又能对各监测点的污染程度进行排序，各点所属污染级别与综合指数取值范围有关，又与综合指数的计算方法有关，受人为因素影响颇大，但在同一区域内对比分析时，具有相对性，则影响稍小。
3.模糊综合评价模型
此模型可以对带有精确值、区间值和语言值的土地资源评价因素统一进行数值处理，然后进行土壤环境质量评价［65］，但由于这种模型还有待于进一步改进和完善。
4.灰色聚类模型
灰色聚类评价模型是土壤环境质量评价研究的一种简单易行的模型，避免了建立数学模式和计算综合指数等中间环节。该模型和模糊聚类相似，只是白化函数构造不同，并因构造方式不同可分为等斜率模型和宽域模型［66，67］。
几种土壤质量评价方法的比较~
土壤环境质量的评价所选择评价因子一般是重金属类毒物包括汞、镉、铅、铜、铬、镍、砷等。有机毒物有氰、酚、DDT、六六六、BaP、多氯联苯等。也可以根据评价目的选择评价因子。土壤环境质量评价方法上有采用生物法，即根据土壤中的生物反应评价土壤污染，比如用植物叶片、长势和产品来判断土壤污染状况。也有用毒理法来评价，即根据土壤、作物、及人体摄入量的关系来评价土壤污染。
土壤环境质量主要受自然环境和人为环境双重因素控制。自然环境指各种自然条件和自然资源的总和，如地质、地貌、气候、水文和生物等。人工环境指人类在自然环境的基础上，为了不断提高物质和精神生活水平通过长期有计划、有目的的经济活动和社会活动，逐步建立起来的生存环境。长期的人类活动在改造自然环境的同时，也对环境质量造成一定的负面影响，如大量使用化肥、农药和生产生活废弃物排放会导致土壤受到一定的污染等。目前，土壤污染已成为抑制农业可持续发展一个重要因素，已引起各级政府的高度重视和农业、环境、地质、社会等学者的广泛关注。
以鲁西北平原区生态地球化学调查取得的区域性土壤元素分析测试资料为依据，参照国家土壤环境质量标准及区域土壤元素背景值，评价土壤环境质量现状及其污染程度，进行变化趋势研究与预测，将为区域农业生产和发展规划、农村产业结构调整、土壤施肥与改良、合理种植布局、发展无公害、绿色食品，以及农业生态环境保护、土地利用规划、污染治理与修复提供科学依据。
一、土壤环境质量单因子评价
土壤环境质量单因子评价以中华人民共和国国家标准（GB15618—1995）《土壤环境质量标准》为评价标准，根据土壤中pH、Cd、Hg、Cu、As、Pb、Cr、Zn、Ni等评价指标的实测资料，确定单因子环境质量分级。
重金属元素单因子环境质量评价结果如表6-1 所示。Hg、As、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni等单因子土壤环境质量评价结果表明：鲁西北平原符合一、二级土壤环境质量标准的土壤样本数占99%以上，其中Ni、Pb元素含量无超Ⅲ类土壤存在。区内土地环境质量总体状况良好，绝大多数土地的环境质量达到Ⅰ类、Ⅱ类标准，完全能满足农业耕作土壤的环境质量要求。
土壤单因子分级区域分布特征如图6-1至图6-8所示。从分布特征来看，鲁西北平原8种重金属元素含量在大部分地区较低，其土壤环境质量类型以Ⅰ类土壤为主，分布极为广泛；Ⅱ类土壤次之，主要分布在鱼台县辖区，巨野县东、东北，东明—鄄城靠黄河一带，郓城县城及西南，梁山县北，台前县东，阳谷—莘县—聊城一带，东阿—平阴一带，禹城周边，商河—济阳之间，济南市区，高青—博兴一带，沾化西北，东营南，垦利东北一带等地段；Ⅲ类土壤及超Ⅲ类以孤点状分布，初步分析主要是由点源污染所引起。
表6-1 鲁西北平原土壤单因子评价环境质量统计表
图6-1 鲁西北平原土壤砷元素环境质量分级图
图6-2 鲁西北平原土壤镉元素环境质量分级图
图6-3 鲁西北平原土壤铬元素环境质量分级图
图6-4 鲁西北平原土壤铜元素环境质量分级图
图6-5 鲁西北平原土壤汞元素环境质量分级图
图6-6 鲁西北平原土壤镍元素环境质量分级图
图6-7 鲁西北平原土壤铅元素环境质量分级图
图6-8 鲁西北平原土壤锌元素环境质量分级图
二、土壤环境质量多因子评价
土壤环境质量多因子评价采用内梅罗指数法进行计算，评价标准仍然依据中华人民共和国国家标准（GB15618—1995）《土壤环境质量标准》，选择土壤中pH、Cd、Hg、Cu、As、Pb、Cr、Zn、Ni等为评价指标。内梅罗污染指数反映了各污染物对土壤的作用，同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响，其计算方法如下：
鲁西北平原典型生态区地质地球化学环境研究
式中pi，aver和pi，max分别是平均单项污染指数和最大单项污染指数。
单项污染指数的计算公式如下：
土壤单项污染指数＝土壤元素实测值/土壤环境质量标准值（一级）
按照内梅罗指数来划定土壤环境质量的等级，评价标准及结果见表6-2，图6-9。
表6-2 内梅罗指数评价标准表
图6-9 鲁西北平原土壤环境质量内梅罗指数分级图
通过计算，鲁西北平原表层土壤各采样点内梅罗指数平均值为0.760，其中属于清洁和尚清洁水平的采样点占总数的93.58%，土壤从整体上属于尚清洁范围。污染区域分布于济宁城区、济南城区、菏泽城区、巨野东部及北部、嘉祥北部、莘县东部、鱼台、德州北部、博兴、庆云、无棣、东营等地，其中重污染地区均以点状分布于城市或城市周边地区。
三、典型生态区主要生态环境问题分析
（一）典型生态区生态与环境问题
通过在典型生态区开展的生态地球化学调查与评价工作结果显示，在鲁西北平原区，确实存在着一定的环境生态问题，具体问题有水环境污染、土壤污染和地方病流行等方面。
1.土壤污染
在本次研究所选择的东营石油开采区、小清河流域等地，土壤污染现象较为明显，且不同地区土壤污染特点有所差别。
石油开采区，土壤污染物以有机污染物为主。例如所有采样井附近的土壤中，均表现出饱和烃、芳烃、非烃和沥青质的含量最大值存在于井口处，井口中心附近有机物含量明显高于外围区域。从剖面变化规律看，总体上饱和烃、芳烃、非烃和沥青质的含量随取样深度的增加而减少。此外，土壤中个别取样点所含部分污染物的浓度值已超过土壤环境质量一级标准所规定的标准值，但均还未超过土壤环境质量二级标准所规定的标准值。
研究同时反映出土壤中的微量元素与有机污染物存在相互影响，土壤中Cr、Pb、Zn元素受油田开发过程中落油污染的影响较大，而As、Cu 和Ni 元素受落油污染的影响较小。
城市周边环境中土壤污染以重金属污染物为主。小清河流域沿岸在历城区、博兴县及部分乡镇驻地周围土壤质量较差，污染物以As、Cd、Cr、Ni等重金属离子为主。
土壤污染使土壤退化加剧，土壤肥力降低或严重丧失，生物多样性减少。
2.水环境污染
已有浅层地下水化验分析结果表明，评价区内的浅层地下水按卫生部颁布的《生活饮用水水质卫生规范》中的标准，已有多项指标超标，如济宁某地的浅层地下水氟化物含量高达8mg/L，是饮用水水质限值的8倍。当地居民长期饮用这种多项指标超限的地下水，对身体造成极大的危害，严重威胁人民的身体健康。浅层地下水水质总的分布特征是：鲁西黄河冲积扇区以适宜饮用的Ⅰ级水为主，鲁北黄泛平原区以较适宜饮用的Ⅱ级水为主，逐渐过渡到滨海平原不宜饮用的Ⅲ级水和不能饮用的Ⅳ级水。鲁北中东部乐陵—东营冲积和冲海积地层交接地带及滨海地带水质大多为不宜饮用的Ⅲ级水与不能饮用的Ⅳ级水，主要超标物为石油、挥发酚、COD、Cd、Pb和固型物等。
河流多已遭受污染，主要超标项目为COD、BOD、NH3-N、NO3-N、酚、氨氮和石油类，污染程度属重度—极严重污染。
3.地方病
地方病调查显示鲁西北平原区地方性氟中毒仍未得到有效控制，病区的饮水氟含量水平和群体的尿氟水平普遍较高，高氟的危害仍然十分严重，防治形势严峻。
郓城、嘉祥、东昌府和博兴4县（区）中66个乡、镇有32个被认定为高碘地区，高碘乡、镇人口数或称受高碘危害人口达141.7万人，其中28个乡、镇又被确定为地方性高碘甲状腺肿病区。
郓城、嘉祥、东昌府以及博兴4县（区）中存在水As超标样，且检查出可疑地As病患者。
（二）环境问题成因分析
通过典型生态区的生态地球化学研究发现区内的环境问题受人为干扰影响，但同时与地质背景也有一定关系。
土壤污染主要集中在城市及工业集中区，区内河流存在较为明显的重金属及有机物富集，主要污染源来自城市燃煤、工业冶金、建筑及机动车尾气。一方面大量的污染物质通过污水排放进入河流，在通过渗透进入河流周围土壤。此外大气降尘、人工施肥等因素也使得大量的重金属元素在土壤表层富集。
但同时河流侧渗作用的研究也表明，黄河、小清河、徒骇河沿岸重金属元素异常，由重金属与常量组分存在显著相关性判断重金属异常主要与土壤质地有关，河流侧渗不是主要异常成因，这也意味着地质背景从一定程度上控制着区域的环境问题。最为明显的实例就是区内地方病分布与地质背景之间的联系，地甲病、地氟病的分布区域均存在较高的碘、氟高背景值，而且相关性研究也表明，地氟病与地质环境中的地下水及土壤环境关系密切，地甲病与当地饮用高碘的浅层地下水有关。
因此在鲁西北平原区的生态环境研究中需要关注地质背景与环境生态问题的联系，以系统的观点研究元素在各个圈层中的迁移及转化规律。
土壤环境质量现状评价中可以采用的方法是( )
答：【答案】：C根据《环境影响评价技术导则—土壤环境（试行）》（HJ 964—2018），土壤环境质量现状评价应采用标准指数法，并进行统计分析，给出样本数量、最大值、最小值、均值、标准差、检出率和超标率、最大超标倍数等。
城市土壤环境质量评价方法
答：因此,对小范围评价适宜采用不规则多边形网格单元划分法,这种方法往往规定评价单元以0.5km×0.5km为上限。 三、评价指标的选取 (一)评价指标选取原则 土壤环境质量评价按照其评价目的和服务对象不同,指标体系各有特色,正确选择评价指标是科学地揭示土壤环境质量好坏的前提。为了全面科学合理地反映研究区土壤环境质量现状,在...
鄱阳湖地区土壤环境质量评价
答：以 《土壤环境质量标准 GB15618—1995》为评价标准。( 二) 评价方法 采用综合评价方法，即内梅罗综合污染指数评价法，计算土壤中各主要污染物的综合污染指数，以确定土壤环境综合污染程度。内梅罗综合污染指数计算式为 鄱阳湖地区农业地质环境与农业资源可持续利用研究 式中:P为土壤污染综合指数;Pi为土壤中i...
土壤环境污染的评价一般采取哪些方法
答：采样分析后，一般是采用单因子指数法：P=样品监测值 / 土壤环境质量标准值。若P大于1，则为超标，土壤受到污染，无环境容量；若P小于1，则为达标，土壤污染程度在可接受范围内。
土壤质量评价方法主要有哪些?内梅罗污染指数(PN)与综合污染指数法有什...
答：多变量指标克立格法（MVIT）Smith(1993)利用多变量指标克立格法来评价土壤质量。这种方法可以将无数量限制的单个土壤质量指标综合成一个总体的土壤质量指数，这一过程称为多变量指标转换（multiplevariableindicatortransform），是根据特定的标准将测定值转换为土壤质量指数。各个指标的标准代表土壤质量的最优的...
土地环境质量综合评价
答：第一步,按评估技术要求对土壤中有益元素、有害元素和pH、有机质等影响土地质量的内部指标进行筛选,构成土地综合环境质量的内部因素。以每4km2作为评估单元,运用层次分析法对参评指标进行权重赋值,隶属度函数模型对指标进行隶属度函数值计算,采用加法模型计算综合得分(即综合指数),根据综合指数值制作土地环境质量综合评价...
土壤环境质量评价标准的确定方法
答：土壤环境质量的评价所选择评价因子一般是重金属类毒物包括汞、镉、铅、铜、铬、镍、砷等。有机毒物有氰、酚、DDT、六六六、BaP、多氯联苯等。也可以根据评价目的选择评价因子。土壤环境质量评价方法上有采用生物法，即根据土壤中的生物反应评价土壤污染，比如用植物叶片、长势和产品来判断土壤污染状况。也...
土壤环境质量评价模型的建立
答：土壤环境质量评价可采用“一票否决”法和指数法。 土壤环境质量的综合评价借鉴现有的环境污染评价方法,以单元素评价结果为基础,进行多指标的综合评价,从而对土壤总体污染程度取得认识。由于各种元素地壳丰度存在明显差异,并且各个地区元素的背景值各不相同,可以通过采用污染指数法来对比研究不同地区多个元素指标的污染程度。
土壤质量评价指标
答：根据分析性指标的性质,土壤质量的评价指标分为土壤物理指标、土壤化学指标、土壤生物学指标三个方面。 1、土壤物理指标:土壤物理状况对植物生长和环境质量有直接或间接的影响。土壤物理指标包括土壤质地及粒径分布、土层厚度与根系深度、土壤容重和紧实度、孔隙度及孔隙分布、土壤结构、土壤含水量、田间持水量、土壤持水...
土壤环境监测的分析方法
答：分析方法第一方法：标准方法(即仲裁方法)，按土壤环境质量标准中选配的分析方法。第二方法：由权威部门规定或推荐的方法。第三方法：根据各地实情，自选等效方法，但应作标准样品验证或比对实验，其检出限、准确度、精密度不低于相应的通用方法要求水平或待测物准确定量的要求。分析报告报告名称，实验室名称...
