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一种农田土壤重金属影响评价的新方法:土壤和农产品综合质量指数法

2016-07-28 08:50来源:农业环境科学学报作者:王玉军 刘存关键词:重金属污染土壤环境质量土壤污染收藏点赞

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导 读

现有的土壤重金属污染评价方法尚未将土壤和农产品元素含量紧密联系起来,其科学性和可靠性往往受到质疑。

本文将农田土壤和农产品中重金属的含量有机地联系在一起,在污染评价中同时考虑了土壤环境质量标准、土壤元素背景值、农产品污染物限量标准和元素价态效应等,提出了适用于土壤重金属复合和单独影响的评价方法。

农田土壤重金属影响评价中,一方面要强调土壤-农产品同时采样的重要性;另一方面需强调复合污染影响的客观存在,无论是在典型的污染区,还是普通的农田,重金属复合影响的存在是一个不争的事实。

然而在土壤环境质量评价中至今尚未将土壤和农产品品质很好地联系起来,也没有很好地关注复合污染问题,即使在国家有关部门发布的“全国土壤污染状况调查公报”中(2014年4月)亦完全简化了本应考虑的一些因素。

2016年3月国家环境保护部发布了《农用地土壤环境质量标准(三次征求意见稿)》和与之配套的《土壤环境质量评价技术规范(二次征求意见稿)》中建议的评价方法为:

(1)单因子指数法:对某一点位,若仅存在一项污染物,采用单因子污染指数法。计算公式为:

Pi =Ci /Si (1)

式中:Pi为土壤中污染物i的单因子污染指数;Ci为表层土壤中污染物i的含量,单位与Si保持一致,Si为土壤污染物i的评价标准。

(2)最大单因子指数法:对某一点位,若存在多项污染物,分别采用单因子污染指数法计算后,取单因子污染指数中最大值,即:

P=MAX(Pi) (2)

式中:P为土壤中多项污染物的污染指数;Pi为土壤中污染物i的单因子污染指数。

由公式(1)和(2)可见,虽然在农用地土壤环境质量标准重金属赋值方面考虑了多种因素,但与之配套的评价方法却没有受到足够的重视,仍旧过于简化,特别是公式(2)所代表的意涵和合理性需要认真推敲。

事实上,关于土壤环境质量现状评价方法一直是环境科学工作者所关注的热点问题之一,因为一个正确的评价方法才能比较客观地反映质量状况或者污染程度。

重金属复合污染指标的确定是一个十分困难的工作。关于评价方法,曾有许多学者发表过有关论述,其中包括指数评价法、模糊判别法等,而指数评价法在目前评价中最为多见,它包括多种表达式,但由于一些方法和参数并非针对土壤而制定,特别是大多专注于土壤部分而缺乏与生物效应相关联。

近年来,笔者在土壤环境质量的研究中,一直关注评价方法的构建与完善,本文在离子冲量的基础上,提出了新的污染影响评价法,将土壤评价方法与生物效应密切联系起来,推进了农田土壤-植物系统重金属复合影响评价的量化进程,并期待各方面的批评与验证。

1 方法构建的依据和历程

1.1 植物离子冲量评价法的提出与延伸

早期的研究表明,离子冲量可作为重金属复合污染的综合指标,它是一个与植物金属浓度有关的参数,可表示为:

式中:Ci为植物体中金属i的浓度(干物重,mmol˙g-1),n为金属的氧化数。在正常情况下离子冲量近似一个恒定值,而在污染情况下,离子冲量随土壤中毒害金属含量的增加而增加,这就有可能使用这一指标来检验植物的污染后果。

在植物离子冲量的基础上,我们拓展了植物离子冲量与土壤重金属离子冲量之间的关系。

原标题:一种农田土壤重金属影响评价的新方法:土壤和农产品综合质量指数法
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