一种土壤重金属生态健康风险评价方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤重金属生态健康风险评价方法，包括以下步骤：(1)构建土壤重金属生态健康风险评价的目标层：根据土壤重金属生态健康风险评价，收集研究区的相关数据；(2)构建目标层的土壤重金属生态健康风险评价的指标；(3)根据目标层的土壤重金属生态健康风险评价的指标来构建土壤重金属生态健康风险评价的标准层；(4)根据土壤重金属生态健康风险评价的标准层，计算土壤重金属生态健康风险指数I，得出土壤重金属生态健康风险等级。本发明专利技术解决了现有土壤重金属风险评价的方法多以含量作为评价指标，未考虑土壤性质的问题。本发明专利技术可给出土壤重金属生态健康风险情况定量评价结果；为土壤重金属生态健康风险情况提供评判标准。判标准。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤重金属生态健康风险评价方法


[0001]本专利技术属于生态环境部门中的土壤领域，具体涉及一种土壤重金属生态健康风险评价方法。

技术介绍

[0002]随着生态文明建设的不断深化，土壤环境特别是土壤重金属污染问题越来越引起人们的关注。重金属进入土壤环境后因为不能被环境中的微生物分解而易于在土壤中积累，并在农作物中残留，通过食物链在生物体内积累，并对整个生态系统构成极大危害。因此有必要寻求综合环境情况、重金属特征等因素，确定土壤重金属的实际生态环境风险，以综合风险情况分析修复的迫切程度。
[0003]目前关于土壤重金属污染评价方法迄今为止尚没有成熟的方法和统一的标准，现多以单因子评价、内梅罗综合指数评价、地积累指数评价等为主，实际工作中仍存在许多疑问和不足，主要不足之处如下：现有土壤重金属风险评价的方法多以含量作为评价指标，未考虑土壤性质，重金属的迁移距离、迁移速度、环境对重金属的稀释能力、土壤重金属背景值等差异，缺乏从评价区域的自然条件、人工管控措施等角度联合对土壤重金属生态健康进行更全面的风险评价。

技术实现思路

[0004]为解决现有方法存在的技术问题，本专利技术提供了一种以自然环境特征为基础，基于压力
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状态
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响应模型，从土壤重金属对生态环境的压力、迁移途径和生态系统响应的角度进行建立的土壤重金属生态健康风险评价方法。
[0005]本专利技术为了实现上述目的所采用的技术方案是：
[0006]一种土壤重金属生态健康风险评价方法，包括以下步骤，
[0007](1)构建土壤重金属生态健康风险评价的目标层：根据土壤重金属生态健康风险评价，收集研究区的相关数据；
[0008](2)根据收集到研究区的相关数据，构建目标层的土壤重金属生态健康风险评价的指标；
[0009](3)根据目标层的土壤重金属生态健康风险评价的指标来构建土壤重金属生态健康风险评价的标准层；
[0010](4)根据土壤重金属生态健康风险评价的标准层，计算土壤重金属生态健康风险指数I，得出土壤重金属生态健康风险等级。
[0011]进一步地，所述构建土壤重金属生态健康风险评价的指标包括土壤重金属积累情况P1、土壤重金属存在形态P2、土壤重金属毒性削减效应P3、敏感目标及受体分布P4、土质情况S1、降水情况S2、地下水埋藏情况S3、风险管控情况S4、土壤微生物响应R1、土壤动物响应R2、植物富集效应R3、重金属致癌风险R4、浅层地下水响应R5。
[0012]更进一步地，所述构建土壤重金属生态健康风险评价的指标计算步骤如下：
[0013](1)土壤重金属积累情况P1
[0014]是指土壤中重金属全量与环境背景值的比值，用下式计算：
[0015]P1＝C/B
[0016]式中，
[0017]C为土壤重金属的全量值；
[0018]B为评价区土壤重金属的背景值。
[0019](2)土壤重金属存在形态P2
[0020]是指重金属元素以交换态等活性毒性较强形态存在的含量E所反映的风险情况，用下式计算：
[0021]P2＝(E
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SV)/(CV
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SV)
[0022]式中，
[0023]E为土壤重金属以毒性较强形态存在的含量；
[0024]CV为土壤重金属的风险管制值；
[0025]SV为土壤重金属的风险筛选值。
[0026](3)土壤重金属毒性削减效应P3
[0027]是指土壤中重金属28d的还原百分率，其根据常规的实验室检测、经验法确定。
[0028](4)敏感目标及受体分布P4
[0029]是指评价区一定范围内敏感目标及受体抵抗土壤重金属压力的能力，具体通过如下方式确定：评价区一定范围内是否有地表水，浅层地下水，居民区、学校等人类聚集区，农田、果园等农用地，饮用水井敏感目标及受体，每增加一类敏感目标及受体，该指标所表征的生态风险增加0.2，具体数值可根据实际情况进一步调整优化；
[0030](5)土质情况S1
[0031]是指土壤性质对重金属风险的影响，具体通过如下方式确定：
[0032]不同pH、氧化还原电位、土壤有机质、土壤质地下该指标所表征的生态健康风险按照等权重加权计算，得到该指标所表征的生态健康风险归一化值。
[0033][0034][0035](6)降水情况S2
[0036]以年降水量W反映了重金属随降雨淋溶迁移的可能性，具体计算公式如下：
[0037]其中：
[0038]1.0、0.6、0.3表示降水情况S2指标所表征的生态健康风险归一化值,可根据实际情况进一步调整优化；
[0039](7)地下水埋藏情况S3
[0040]以地下水埋深H反映了重金属随地下水迁移的可能性，具体计算公式如下：
[0041]其中：
[0042]1.0、0.5、0.2表示地下水埋藏情况S3指标所表征的生态健康风险归一化值,可根据实际情况进一步调整优化；
[0043](8)风险管控情况S4
[0044]是指评价区一定范围内所采取的管控措施对土壤重金属迁移阻隔能力，具体通过如下方式确定：
[0045]评价区一定范围内地表是否有大棚、构筑物等防水措施，地面是否有硬化或防渗等措施，是否有合理的耕作制度，主要作物类型对土壤重金属是否敏感，每增加一项风险管控措施，该指标所表征的生态健康风险降低0.2，具体数值可根据实际情况进一步调整优化。
[0046](9)土壤微生物响应R1
[0047]将土壤重金属对某细菌的急性毒性作为该指标所表征的生态健康风险归一化值。
[0048](10)土壤动物响应R2
[0049]将土壤重金属对土壤脱氢酶1天生态剂量作为该指标所表征的生态健康风险归一化值。
[0050](11)植物富集效应R3
[0051]参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》中，其他农用地，pH>7.5，选择风险筛选值和风险管制值。当土壤重金属含量≤筛选值时，该指标所表征的生态健康风险归一化值为0；当筛选值<土壤重金属含量≤管制值时，该指标所表征的生态健康风险归一化值为(土壤重金属含量
‑
筛选值)/(管制值
‑
筛选值)；当土壤重金属含量>管制值时，该指标所表征的生态健康风险归一化值为1.00。
[0052](12)重金属致癌风险R4
[0053]分析土壤中污染物对人群的主要暴露途径，评估污染物对人体健康的致癌风险或危害水平。对于风险控制值按照再利用类型为一类用地、二类用地两种情况分别计算，根据特征污染物含量与基于可接受风险水平算得到的控制值进行比较，构建关系函数，计算权重。
[0054]土壤风险控制值(risk control values for soil and groun本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤重金属生态健康风险评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)构建土壤重金属生态健康风险评价的目标层：根据土壤重金属生态健康风险评价，收集研究区的相关数据；(2)根据收集到研究区的相关数据，构建目标层的土壤重金属生态健康风险评价的指标；(3)根据目标层的土壤重金属生态健康风险评价的指标来构建土壤重金属生态健康风险评价的标准层；(4)根据土壤重金属生态健康风险评价的标准层，计算土壤重金属生态健康风险指数I，得出土壤重金属生态健康风险等级。2.根据权利要求1所述的土壤重金属生态健康风险评价方法，其特征在于，所述构建土壤重金属生态健康风险评价的指标包括土壤重金属积累情况P1、土壤重金属存在形态P2、土壤重金属毒性削减效应P3、敏感目标及受体分布P4、土质情况S1、降水情况S2、地下水埋藏情况S3、风险管控情况S4、土壤微生物响应R1、土壤动物响应R2、植物富集效应R3、重金属致癌风险R4、浅层地下水响应R5。3.根据权利要求2所述的土壤重金属生态健康风险评价方法，其特征在于，所述土壤重金属积累情况P1是指土壤中重金属全量与环境背景值的比值，用下式计算：P1＝C/B，式中，C为土壤重金属的全量值，B为评价区土壤重金属的背景值；土壤重金属存在形态P2是指重金属元素以交换态等活性毒性较强形态存在的含量E所反映的风险情况，用下式计算：P2＝(E
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SV)/(CV
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SV)，式中，E为土壤重金属以毒性较强形态存在的含量，CV为土壤重金属的风险管制值，SV为土壤重金属的风险筛选值；所述土壤重金属毒性削减效应P3是指土壤中重金属28d的还原百分率，其根据常规的实验室检测、经验法确定；敏感目标及受体分布P4是指评价区一定范围内敏感目标及受体抵抗土壤重金属压力的能力，具体通过如下方式确定：评价区一定范围内是否有地表水，浅层地下水，居民区、学校等人类聚集区，农田、果园等农用地，饮用水井敏感目标及受体，每增加一类敏感目标及受体，该指标所表征的生态风险增加0.2，具体数值可根据实际情况进一步调整优化；土质情况S1是指土壤性质对重金属风险的影响，具体通过如下方式确定：不同pH、氧化还原电位、土壤有机质、土壤质地下该指标所表征的生态健康风险按照等权重加权计算，得到该指标所表征的生态健康风险归一化值；降水情况S2以年降水量W反映了重金属随降雨淋溶迁移的可能性，具体计算公式如下：其中：1.0、0.6、0.3表示降水情况S2指标所表征的生态健康风险归一化值，可根据实际情况进一步调整优化；地下水埋藏情况S3以地下水埋深H反映了重金属随地下水迁移的可能性，具体计算公式如下：其中：
1.0、0.5、0.2表示地下水埋藏情况S3指标所表征的生态健康风险归一化值，可根据实际情况进一步调整优化；风险管控情况S4是指评价区一定范围内所采取的管控措施对土壤重金属迁移阻隔能力，具体通过如下方式确定：评价区一定范围内地表是否有大棚、构筑物等防水措施，地面是否有硬化或防渗等措施，是否有合理的耕作制度，主要作物类型对土壤重金属是否敏感，每增加一项风险管控措施，该指标所表征的生态健康风险降低0.2，具体数值可根据实际情况进一步调整优化；土壤微生物响应R1是将土壤重金属对某细菌的急性毒性作为该指标所表征的生态健康风险归一化值；土壤动物响应R2是将土壤重金属对土壤脱氢酶1天生态剂量作为该指标所表征的生态健康风险归一化值；植物富集效应R3参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》中，其他农用地，pH>7.5，选择风险筛选值和风险管制值，当土壤重金属含量≤筛选值时，该指标所表征的生态健康风险归一化值为0，当筛选值＜土壤重金属含量≤管制值时，该指标所表征的生态健康风险归一化值为(土壤重金属含量
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筛选值)/(管制值
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筛选值)，当土壤重金属含量>管制值时，该指标所表征的生态健康风险归一化值为1.00；重金属致癌风险R4是分析土壤中污染物对人群的主要暴露途...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，耿侃，王继宇，李岩桃，郭劲君，张元娟，
申请(专利权)人：山西大地民基生态环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：