(一)土壤元素系列背景值的确定
土壤背景值又称土壤本底值,它代表一定环境单元中的一个统计量的特征值。背景值这一概念最早是地质学家在应用地球化学探矿过程中引出的。背景值指在各区域正常地质地理条件和地球化学条件下元素在各类自然体(岩石、风化产物、土壤、沉积物、天然水、近地大气等)中的正常含量。在环境科学中,土壤背景值是指在未受或少受人类活动影响下,尚未受或少受污染和破坏的土壤中元素的含量。当今,由于人类活动的长期积累和现代工农业的高速发展,使自然环境的化学成分和含量水平发生了明显的变化,要想寻找一个绝对未受污染的土壤环境是十分困难的,因此土壤环境背景值实际上是一个相对概念。
土壤地球化学背景值反映的是成土母质在表生环境条件下,经过人类活动与自然改造所形成的表层土壤中元素的含量与分布状态,它与土壤基准值有着密切继承关系,总体上受土壤基准值的控制。但由于经长期风化、淋溶作用和人类生产生活等活动的改造,表层土壤地球化学特征已发生一定的演变,导致土壤地球化学背景值与土壤地球化学基准值两者之间存在一定的差异。统计、研究土壤元素背景值,这对于正确认识区域地球化学特征和农业地质环境,科学进行土壤改良和合理调整农业生产结构具有一定的指导意义。
在多目标区域地球化学调查工作中,以表层土壤地球化学调查(土壤第Ⅱ环境调查)土壤元素含量的平均值(
1)代表土壤第Ⅱ环境的表层土壤地球化学元素的样本数(N)、面积(S)、算术平均值(x)、标准离差(σ)、变异系数(CV);
2)逐步剔除平均值加减2倍标准离差后的算术平均值(
土壤元素系列背景值调查技术要求与基准值方法相一致,其调查对象为表层土壤。
(二)土壤元素系列背景值调查技术方法
昌乐县土壤元素系列背景值调查是昌乐县多目标区域地球化学调查工作内容的一部分,在野外调查工作过程中严格按照中国地质调查局《多目标区域地球化学调查规范(1∶25万)》执行,调查对象分为农业区土壤和城市区土壤两种。
1)样点布设原则上采用1×1km2网格均匀布设样点,野外实地采样点根据调查对象不同进行选择,避开已知的典型污染源,确保样本的区域代表性和满足基准值统计的样本数量要求。
在农业区调查工作中,采样点选择在农田、菜地、林(果)地、草地及山地丘陵土层较厚处等地带,注意避开明显点状污染地段、垃圾堆及新近堆积土、田埂等;主干公路、铁路等附近的采样点一律在离开主干公路、铁路100m以外处采集;采样时间一律避开施肥期。
在城镇区调查工作中,采样前通过调查和访问,根据调查土壤的来源及土地使用情况选择采样点;老城区采样位置一般选择在公园、林地以及其他空旷地带等堆积历史较长的土壤;在新城区(或开发区)一般选择在尚未开发利用的农用地中采样;采样点一律避开外来新土。
2)表层土壤样采集深度一律控制在0～20cm之间,样品采用多点剥层法采集,剥层深度为0～20cm。
3)野外采样与室内样品加工的质量监控与检查、样品测试与样品测试质量监控、数据统计方法等技术要求与基准值方法相似,但其统计对象为表层土壤(第Ⅱ环境)的分析数据。
(三)土壤元素系列背景值的地球化学特征
表层土壤地球化学背景值见表2-9-9。与1990年国家环境保护局、中国环境监测总站测定的中国土壤元素背景值和山东省土壤(A层,46项指标)元素背景值对比表明,昌乐县土壤地球化学背景值具有以下规律(表2-9-10):
表2-9-9 昌乐县表层土壤元素含量特征表(剔除特异值)
续表
注:总样本数为315件。
表2-9-10 昌乐县表层土壤元素背景值对比表
注:表中*表示无数据。