第7讲土壤环境质量评价方法研究进 展
内梅罗污染指数评价法
n 内梅罗污染指数（PN）= ｛［（PI均）2+ （PI最大］2/2｝1/2
n 污染等级分级
•Ⅰ PN≤0.7 Ⅱ 0.7＜PN≤1.0 Ⅲ 1.0＜PN≤2.0 Ⅳ 2.0＜PN≤3.0 Ⅳ PN＞3.0
清洁（安全） 尚清洁（警戒限） 轻度污染 中度污染 重污染
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背景值及标准偏差评价法
用区域土壤环境背景值（x）95%置信度的范围 （x±2s）来评价：
•若土壤某元素监测值xI＜x－2s，则该元素缺乏或属于 低背景土壤
•若土壤某元素监测值在x±2s，则该元素含量正常 •若土壤某元素监测值xI＞x＋2s，则土壤已受该元素污 染，或属于高背景土壤
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土壤质量指标（续）
土壤质量评 价中常用的 指标介绍
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国外经验
n 内容体系
•保护土壤资源自身的“土壤自然质量指导值/标 准”
•保护土壤生态和人体健康的“土壤环境和健康质量指导值 /标准”
n 方法论上
•Ⅰ类标准的制定上尽可能考虑不同土壤的母质和性质， 基于区域内土壤的背景值
•Ⅱ、Ⅲ类标准的制定考虑人和生态受体对土壤污染物的取 食摄入、皮肤接触和呼吸摄入等引起的直接暴露风险
•土壤环境质量标准
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土壤环境质量标准
• 土壤环境质量标准 ---GB 15618-1995
• 展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行） ---
HJ 350—2007
• 温室蔬菜产地环境质量评价标准 ---HJ 333-
2006
• 食用农产品产地环境质量评价标准 ---HJ 332-
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•综合污染指数
法 •综合污染指数（CPI）包含了土壤元素背景值、土壤元素标准尺
度因素和价态效应综合影响。其表达式： • CPI=X·(1+REP)+Y·DDMB/(Z·DDSB) • X、Y分别为测量值超过标准值和背景值的数目，RPE-相对污 染当量，DDMB-元素测定浓度偏离背景值的程度，DDSB-土壤 标准偏离背景值的程度，Z为用作标准元素的数目
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标准制定的方法
•一级标准
•二级和三级 标准
•土壤背景值即地球 化学法
•生态环境效应法
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评价因子
n 重金属及无机毒物 n 有机毒物 n 酸碱度 n 总氮 n 总磷
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评价方法
n 污染指数、超标率（倍数）评价法 n 内梅罗污染指数评价法 n 背景值及标准偏差评价法 n 综合污染指数法
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污染指数、超标率（倍数） 评价法
土壤肥力质量是土壤提供植物养分和生产生物物质 能力的，是保证粮食生产的根本。
土壤环境质量是土壤容纳、吸收和降解各种环境污 染物的能力。
土壤健康质量是土壤影响或促进人类和动植物健康 的能力，是土壤环境质量在人类和动植物体上的反 应。
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土壤质量指标
n 描述性指标 n 分析性指标
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灰色关联法——是对于两个系统之间的因素，其 随时间或不同对象而变化的关联性大小的量度， 称为关联度。在系统发展过程中，若两个因素 变化的趋势具有一致性，即同步变化程度较高， 即可谓二者关联程度较高；反之，则较低。因 此，灰色关联分析方法，是根据因素之间发展 趋势的相似或相异程度，亦即“灰色关联度”， 作为衡量因素间关联程度的一种方法。因此， 灰色关联度分析对于一个系统发展变化态势提 供了量化的度量，非常适合动态历程分析。
污染权重的确定方法
•以专家咨询值为 判定依据的赋权方
法
•以因子标准值为判定依 据的赋权方法
•权重确定方法
•以因子实测值 为判定依据的
赋权方法
•以因子实测值与标准 值为双重判定依据的赋
权方法 第7讲土壤环境质量评价方法研究进 展
以专家咨询值为判定依据 的赋权方法
Delphi法——德尔菲法(Delphi Method)系以一系 列问卷向各类专家征询意见，依据所有专家对原 问卷的答复再拟定下一份问卷，再次向各类专家 征询意见，直到大多数专家的意见看法趋于一致 才获至结论，此法通常较适合作长期预测。
2006
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级别 土壤 pH值 项目
镉
汞
砷
≤ ≤ 水田 ≤
•土壤环境质量标准值
mg/kg
一级
二级
自然背景
<6.5
6.5～7.5
>7.5
0.20
0.30
0.60
1.0
0.15
0.30
0.50
1.0
15
30
25
20
三级 >6.5
1.5 30
旱地 ≤
15
铜 农田等 ≤
35
土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质 量标准
土壤污染累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值
土壤污染物分担率（%）=（土壤某项污染指数/各项 污染指数之和）×100%
土壤污染超标倍数=（土壤某污染物实测值－某污染物 质量标准）/某污染物质量标准
土壤污染样本超标率（%）=（土壤样本超标总数/监 测样本总数）×100%
•
赋
•主观赋权法
主观判断而得到权数， 然后再对指标进行综 合评价。
•模糊评价法 •专家调查法
权 方 法
•客观赋权法
•根据指标之间的相关 关系或各项指标的变 异系数来确定权数进
因子分析法 主成分分析法 熵值法聚类分
行综合评价
析法
变异系数法灰 色关联分析法、 TOPSIS法
神经网络分析 法
判别分析法
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•i=1
n 简单赋权法
以某因子的标准值为Si,则相应的权重为：
Wi=(1/Si)/•n(1/Si) •i=1
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以因子实测值为判定依据的赋权
方法
熵赋权法——在信息论中，熵是对不确定性的一种度量。信
息量越大，不确定性就越小，熵也就越小；信息量越小，不 确定性越大，熵也越大。根据熵的特性，可以通过计算熵值 来判断一个事件的随机性及无序程度，也可以用熵值来判断 某个指标的离散程度，指标的离散程度越大，该指标对综合 评价的影响越大。
标准分级
n Ⅰ类为国家规定的自然保护区、集中式生活饮 用水源地和其他保护地区土壤标准 ,旨在保护 土壤环境质量基本保持自然背景水平
n Ⅱ类为一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场 等土壤 ,土壤环境质量基本不对植物和环境造 成危害和污染
n Ⅲ类为林地土壤及污染物容量较大的高背景值 土壤和矿区附近的农田土壤 （蔬菜地除外)
•注：①重金属（铬主要是三价）和砷均按元素量计，适用于阳离子交换量>5cmol（+）/kg的土壤，
• 若≤5cmol（+）/kg，其标准值为表内数值的半数。
• •
②六六六为四种异构体总量，滴滴涕为四种衍生物总量。 ③水旱轮作地的土壤环境质量标准，砷采用水田值，铬采用旱地值。
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n USDA-NRCS设计的 Maryland土壤质量评价手册将土壤动 物、有机质颜色、根系和残留物、表土紧实性、土壤耕性、 侵蚀状况、持水性、渗透性、作物长势、pH 状况和保肥性 分为差、中、好 3 个等级，对每个项目各个等级的特征有详 细描述，在对这些项目等级评定的基础上得到土壤质量的定 性状况
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以因子标准值为判定 依据的赋权方法
n 阈值赋权法
此法是根据环境质量标准中因子在各级别间的平均相对 差值的大小来赋权的。标准差值越大，说明指标危害 性较小，故权值也应较小。
fi= [1/(m-1•m)-1][(Si,j+1-Sij)]
•j=1
Wi=(1/Si)•/n (1/Si)
n 其它
•环境介质：考虑了某些土壤污染物因侵蚀、地表径流或淋溶进入 地表水体或地下水体;挥发性有机污染物进入地下水或室内空气、 土壤污染物的迁移等带来的潜在风险，并进行量化表征
•土地利用方式：考虑农业、居住区第7、讲土工壤业环境和质商量评业价、方法饮研用究进水水源地等 展
标准存在的问题与建议
一级标准的制定过分强调 统一 二级标准难以操作 标准中铅的临界含量定值 偏高 标准中有机污染物种类过 少 重金属形态选用单一
•X Y
CPI
0 0
0
评价
背景状态
•0 ≥1
•≥1 ≥1
•
0＜CPI＜1
未污染状态，表示偏离背景值相对程度
≥1
污染状态，数值越大表示污染程度相对
越严重
第7讲土壤环境质量评价方法研究进 展
•污染权重的确 定
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污染权重的确定方法
•层次分析法
•由专家根据经验进行
•功效系数法