8.3.1 土壤环境背景值
一、土壤环境背景值的概念
土壤背景值是指土壤在自然成土过程中所形成的固有的地球化学组成和含量，即一定区域内自然状态下未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。目前，在全球环境受到污染冲击的情况下，要寻找绝对不受污染的背景值是非常难的。因此，土壤背景值实际上只是一个相对的概念，只能是相对不受污染情况下土壤的基本化学组成和含量。
二、土壤环境背景值的分异特性
（1）地质地层空间分异
土壤元素主要来源于母岩、母质。地层分布和岩石矿物的化学组成直接控制了土壤元素背景含量。地质构造、岩石、矿物不同，其风化物及其上面发育的土壤化学元素有很大差异。
（2）地带性分异
生物的地球化学作用和气候对岩石、母质风化作用有着深刻影响，使土壤环境背景值具有明显的水平和垂直地带性分异特征。
（3）土壤属性分异
土壤环境背景值的高低还与土壤本身的诸多性质有关，因而随土壤属性的变化而分异。
砂质土壤的颗粒粗，结构性和蓄水性差，吸附能力小，矿物释放出来的元素容易淋失，元素背景含量低；而黏质土的黏粒含量高，吸附力强，保存的元素含量高。土壤环境背景值含量与土壤有机质含量呈正相关，原因是土壤有机质保存了多量的元素，使之相对富集。
地下水的埋藏深度及其升降变化影响土壤pH值和Eh的变化，因而也影响土壤背景值的含量。此外，土壤剖面构型对土壤元素迁移亦能产生重大影响，使土壤环境背景值产生分异。
三、土壤背景值的确定
影响土壤背景值的因素很复杂，除包括风化、淋溶、淀积等地球化学作用的影响，生物小循环的影响，母质成因、质地和有机物含量影响外，还包括数万年以来人类活动的综合影响，因而土壤背景值是一个范围值，而不是一个确定值。为了确定土壤背景值，应在远离污染源的地方采集样品，分析测定化学元素的含量。在此基础上，运用数理统计等方法，检验分析结果，然后取分析数据的平均值（或数值范围）作为背景值。我国环境工作者采用的土壤环境背景值分析数据检验方法主要有平均值加标准差法、富集系数法和元素相关法（表8-2）。
表8-2 全国土壤（A层①）背景值 （单位：μg/kg）
注：①A层指土壤表层或耕层。摘自《中国土壤元素背景值》。(https://www.daowen.com)
四、土壤环境背景值的意义
（1）它是研究和确定土壤环境容量，制定土壤污染风险管控标准的基本数据。
（2）它是土壤环境质量评价，特别是土壤风险评估的基本依据。
（3）土壤环境背景值也是研究污染元素和化合物在土壤环境中的化学行为的依据。
（4）土壤环境背景值可作为土地利用及其规划，生产布局与管理，土壤生态、施肥和污水灌溉、食品卫生、环境医学研究的参比数据。
五、土壤环境背景值的应用
1.作为制定土壤风险管控标准的依据
土壤环境质量评价、土壤污染风险评估和确定土壤环境容量等均必须以土壤背景值作为基础参数和标准，进而对土壤质量进行预测和调控及制定土壤污染防治措施等。
在制定环境质量标准时，首先要提出土壤环境质量的基准值。土壤环境质量基准值是指土壤污染物对生物与环境不产生有害影响的最大剂量或浓度，是由污染物同特定对象之间的剂量-反应关系确定的。土壤风险管控标准则以环境质量基准为依据，并考虑社会、经济和技术等因素而制定。
2.对农业生产的指导应用
土壤背景值反映了土壤的化学元素的丰度，在研究化学元素特别是微量元素的生物有效性时，土壤背景值是预测元素丰缺程度，制订施肥规划、方案的基础数据。
土壤现有含量水平在元素背景值内的土壤适合用于生产有机和绿色食品。反之，某些天然高背景值地区的土壤则不适合用于生产有机和绿色食品，但有些特殊元素高背景值地区的土壤可用于生产富含微量元素的食品，如富硒食品。
3.为地方病防治提供依据
由于土壤背景值的分异特性，形成过程及类型的差别，土壤元素含量也明显存在差异，以致某些元素过于集中或分散。这种化学元素异常或特殊的环境对人类健康有重大影响。比如：人类的地方性克山病、大骨节以及动物的白肌病都发生在低硒背景的环境；而在硒背景含量特别高的地区可能使人发生硒中毒；在土壤低碘背景区，会引起食用当地食品的人体内缺碘，为地方性甲状腺肿大致病原因，并影响人的智力；在土壤低锌背景区，粮食食品中锌含量低，以谷物为主食的人群会发生缺锌症。1961年在伊朗发生缺锌症，1963年埃及报道了因缺锌导致的人体矮小病，1982年我国新疆伽师等地也发现缺锌综合征；在氟元素过多的地区，居民经饮水、食物和空气等途径长期摄入过量氟会引起一种慢性全身性疾病，以氟骨症和氟斑牙为主要病症，称为地方性氟病；在土壤高钼背景区，易患痛风症；高铜、铬和铅背景下导致高癌症发病率（如美国马里兰州某些地区）。
4.找矿
土壤元素背景值是母岩、母质化学特征的反映。一些吸附型稀土元素可在岩石风化过程中逐渐富集，导致土壤化学元素背景值异常，可能是成矿元素的重要标志，为区域找矿提供参考。
