1、经济区农业生态地球化学评价经济区农业生态地球化学评价野外及室内工作介绍野外及室内工作介绍一、重金属污染程度评价一、重金属污染程度评价二、农作物适宜性评价二、农作物适宜性评价三、土壤质量评价三、土壤质量评价四、农田生态效应的地球化学预警四、农田生态效应的地球化学预警五、城市降尘的地球化学特征研究五、城市降尘的地球化学特征研究水稻土、紫色土和黄壤水稻土、紫色土和黄壤重金属污染程度评价重金属污染程度评价土壤理化性质土壤理化性质地理地貌特征地理地貌特征1 1个样个样/KmKm2 2，共采得，共采得10821082件样品件样品HgHg、CdCd、PbPb、AsAs、pHpH、TOCTOC、CECCEC地
2、球化学法进行土地球化学法进行土壤污染程度评价壤污染程度评价水稻和对应的根系土水稻和对应的根系土3030件件CdCd、HgHg、PbPb、AsAs全量及形态，全量及形态，pHpH、TOCTOC、CECCEC、质地质地CdCd、HgHg、PbPb、AsAs、DDTDDT、六六六六六六根根系系土土水水稻稻生态效应法进行土生态效应法进行土壤污染程度评价壤污染程度评价全区土壤污染全区土壤污染程度评价程度评价Y=f(x1,x2,-xn)基础调查数据基础调查数据花生、玉米、豇豆、花生、花生、玉米、豇豆、花生、大豆、辣椒、韭菜、茄子、大豆、辣椒、韭菜、茄子、红苕、萝卜等红苕、萝卜等1010种种3030件。件。
3、农作物适宜性评价农作物适宜性评价相应根系土相应根系土3030件样品件样品CdCd、HgHg、PbPb、AsAs全量及形态，全量及形态，pHpH、TOCTOC、CECCEC、质地质地CdCd、HgHg、PbPb、AsAs计算富集系数计算富集系数K针对不同针对不同重金属找出敏感农作物重金属找出敏感农作物进行适宜性评估进行适宜性评估土壤质量评价土壤质量评价N、P、K、B、Zn、Cu、Mo、Mn、Fe不同土不同土壤类型壤类型pHpH、EhEh、土质类土质类型、土地使用型、土地使用不同的不同的行政行政区区丘丘陵陵区区10条水平和条水平和垂向剖面垂向剖面148件样品件样品N N、P P、K K、NaNa、
4、B B、ZnZn、CuCu、MoMo、MnMn、CaCa、MgMg、AlAl全量；全量；pHpH、容重、容重、CECCEC、TOCTOC和粘粒测定。和粘粒测定。面积：采样密面积：采样密度为度为1个个/Km2，共共212件样品件样品N、P、K、Na、B、Zn、Cu、Mo、Mn、pH、TOC、CEC。N、P、K、Na、B、Zn、Cu、Mo、Mn、pH、TOC、CEC。：平平原原区区密度为密度为1 1个个/KmKm2 2，共采，共采870870件件评评 价价 方方 法法单指标划分单指标划分综合指标划分综合指标划分重金属重金属有益元素有益元素灰关联法或模糊数学法灰关联法或模糊数学法研究区土壤质量综合评
5、价图研究区土壤质量综合评价图农田生态效应的地球化学预警农田生态效应的地球化学预警室内模似实验室内模似实验水稻土、黄水稻土、黄壤、紫色土壤、紫色土pH=4、5、6、7、8Hg、As、Pb、Cd不同形态含量不同形态含量动容量研究动容量研究降尘、化肥、污灌降尘、化肥、污灌水、底泥共水、底泥共120件件公路剖面公路剖面10条条水稻根、茎水稻根、茎、叶、根系、叶、根系土共土共120件件单位面积重金属年单位面积重金属年输入净增量计算输入净增量计算农田生态系统重金农田生态系统重金属污染趋势预警属污染趋势预警重金属行为变化重金属行为变化的预警研究的预警研究输输入入通通量量输输出出通通量量城市降尘地球化学特征研
6、究城市降尘地球化学特征研究冶金尘、燃煤尘、建冶金尘、燃煤尘、建筑尘、尾气尘各筑尘、尾气尘各5件件Al、As、Ca、Cd、Co、Cr、Hg、K、Mg、Mn、Ni、Na、Pb、S、Ti、Zn、X衍射、粒级分析等。衍射、粒级分析等。面积性降尘和土壤面积性降尘和土壤采集，各采集，各80件。件。不同污染源降尘地不同污染源降尘地球化学特征研究球化学特征研究降尘重金属空间分布特降尘重金属空间分布特征及对土壤影响研究征及对土壤影响研究城市空气治理建议城市空气治理建议农业生态系统重金属农业生态系统重金属污染程度评价和农作物适宜性评估污染程度评价和农作物适宜性评估 研究思路研究思路立足于基础调查立足于基础调查的全
7、量数据，以的全量数据，以国标或深层数据国标或深层数据统计值作基准，统计值作基准，应用多种方法对应用多种方法对土壤的重金属污土壤的重金属污染程度进行初步染程度进行初步判别。判别。充分考虑重金属在充分考虑重金属在土壤中的形态分布土壤中的形态分布和控制因素，从农和控制因素，从农作物可食部分重金作物可食部分重金属的含量为出发点，属的含量为出发点，应用食品卫生标准应用食品卫生标准进行污染程度的进进行污染程度的进一步划分。一步划分。地球化学地球化学法法生态环境生态环境效应法效应法一、地球化学法一、地球化学法基准值选取原则：基准值选取原则：1）As、Cu、Cr、Cd、Hg、Pb、Ni、Zn采用国家标准。采用
8、国家标准。2 2）其他元素采用地球化学统计法进行计算）其他元素采用地球化学统计法进行计算基准值平均值基准值平均值2 2倍标准差（倍标准差（X X2 2S S）计算方法：计算方法：对深层样品，首先进行频率分布类型检验对深层样品，首先进行频率分布类型检验.对近似正态分布的元素，剔除对近似正态分布的元素，剔除 （X X2 2S S）以外的异常值，连续剔除至无异常值为止。以外的异常值，连续剔除至无异常值为止。用算术均值表示元素含量集中的趋势，用标用算术均值表示元素含量集中的趋势，用标准差表示其分散的程度。准差表示其分散的程度。n1iixn1X1n)xx(sn1i2i平均值平均值标准差标准差正态分布的元
9、素正态分布的元素四川成都地区深层样品四川成都地区深层样品FeFe元素分布形态图元素分布形态图样品数样品数709 709 平均值平均值5.564 5.564 标准差标准差1.0221.022对近似对数正态分布的元素、剔除对近似对数正态分布的元素、剔除GM/D3-GMGM/D3-GMD3D3之外的异常值，连续剔除之外的异常值，连续剔除至无异常值为止。用几何均值至无异常值为止。用几何均值(GM)GM)表表示元素含量集中的趋势，并代表该元示元素含量集中的趋势，并代表该元素的土壤环境背景值，用几何标准差素的土壤环境背景值，用几何标准差（D D）表示其分散的程度。表示其分散的程度。n1iiXlgn1GMl
10、g1n)GMlgX(lgDn1i2i几何平几何平均值均值几何标几何标准差准差对对数数状状态态分分布布污染程度判别：污染程度判别：单因子指数评价单因子指数评价 Pi1 已污染，已污染，Pi1未污染未污染iiiSCP 污染污染指数指数实测实测值值标准值标准值Pe=WiPiWi=Pi/PT 综合指数评价综合指数评价 Pe:评价指标的综合指数评价指标的综合指数 Wi:某项评价指数的权系数某项评价指数的权系数Pi:某项评价指标的分指数某项评价指标的分指数 PT:评价指标的分指数和评价指标的分指数和综合综合 指数指数3.0环境质环境质量分区量分区清洁区清洁区基本清基本清洁区洁区初始污初始污染区染区轻度污轻
11、度污染区染区中度污中度污染区染区重度污重度污染区染区土壤污染综合指数分级表土壤污染综合指数分级表二、生态环境效应法二、生态环境效应法重金属对农田生态系统的影响不仅取决于其总重金属对农田生态系统的影响不仅取决于其总量，更大程度上与重金属在土壤中的形态有关量，更大程度上与重金属在土壤中的形态有关，而重金属的形态变化则受控于土壤的理化性，而重金属的形态变化则受控于土壤的理化性质。质。我国土壤类型众多，土壤性质空间变异大，人我国土壤类型众多，土壤性质空间变异大，人为影响严重，因此，用土壤中重金属总量进行为影响严重，因此，用土壤中重金属总量进行污染程度评价存在很大的不确定性。污染程度评价存在很大的不确定
12、性。对农田生态系统的重金属污染程度的进一步评对农田生态系统的重金属污染程度的进一步评价需从重金属对生态效应的实际危害程度出发价需从重金属对生态效应的实际危害程度出发AsHgPbCd全国全国平均平均含量含量糙米糙米1008.026041玉米玉米364.11802.3食品食品卫生卫生标准标准蔬菜蔬菜5001040050糙米糙米 700 20400 200玉米玉米50全国粮食和食品卫生标准规定粮全国粮食和食品卫生标准规定粮食中重金属含量值食中重金属含量值干样重干样重10-6在在CdCd污染的农田里易种植玉米、红薯、大污染的农田里易种植玉米、红薯、大豆和花生。豆和花生。在在PbPb污染的农田里易种植大豆、萝卜和韭污染的农田里易种植大豆、萝卜和韭菜等菜等在在HgHg污染的农田里易种植大豆和花生。污染的农田里易种植大豆和花生。在在CdCd、AsAs、PbPb和和HgHg复合污染的农田里，不复合污染的农田里，不易种植辣椒、水稻、萝卜、茄子、豇豆和易种植辣椒、水稻、萝卜、茄子、豇豆和韭菜。韭菜。易种植玉米、红薯和花生。易种植玉米、红薯和花生。
