土壤環境容量信息系統是在計算機軟、硬體支持下，將土壤中各元素環境容量及與容量相關的各元素的屬性，按空間分布，以一定格式輸入、存儲，並實現查詢、運算、更新和綜合分析的技術系統。它可分為全國性和區域性的。從我國當前實際出發，以土壤環境容量為基礎環境科學管理，主要是在市(縣)級。因此土壤環境信息應以適用於市(縣)的範圍為重點。
基本介紹
- 中文名：土壤環境容量信息系統
- 外文名：Soil environmental capacity information system
- 學科：生態工程
- 領域：環境科學
- 支持：計算機軟、硬體支持
- 分類：全國性和區域性
簡介,土壤與表層環境系統之間能量的遷移和轉化,土壤環境系統中的物質遷移與轉化過程,土壤環境容量建模,土壤環境容量的套用,
簡介
土壤環境容量是區域性污染物總量控制與管理的重要依據，而土壤環境容量的制定及其套用於總量控制與管理等方面；需要涉及土壤環境內部及其與外界之間的物質、能量與信息的交換與循環。土壤環境容量本身就是多種因素的函式，如：土壤類型的剖面構型、機械組成、元素成分、有機質和礦物質的組分與含量、酸鹼度、可溶鹽等污染物的賦存形態及其物理、化學性質、區域自然條件，如氣候、植被與地形等，土壤與大氣、水、生物和岩石等。
土壤環境容量則可以從環境容量的定義延伸為：系指土壤環境單元所容許承納的污染物質的最大數量或負荷量。由定義可知，土壤環境容量實際上是土壤污染起始值和最大負荷量的差值。若以土壤環境標準作為土壤環境容量的最大允許極限值，則該土壤的環境容量的計算值，便是土壤環境標準值（或本底值），即上述土壤環境的基本容量；但在尚未制定土壤標準的情況下，環境學工作者往往通過土壤環境污染的生態效應試驗研究，以擬定土壤環境所允許容納污染物的最大限值—土壤的環境基本含量，這個量值(即土壤環境基準減去背景值)，有的稱之為土壤環境的靜容量，相當於土壤環境的基本容量。
土壤環境的靜容量雖然反映了污染物生態效應所容許的最大容納量，但尚未考慮和顧及到土壤環境的自淨作用與緩衝性能，也即外源污染物進入土壤後的累積過程中，還要受土壤環境地球化學背景與遷移轉化過程的影響和制約，如污染物的輸入與輸出、吸附與解吸、固定與溶解、累積與降解等等，這些過程都處於動態變化中，其結果都能影響污染物在土壤環境中的最大容納量。因而環境學界認為，土壤環境容量應是靜容量加上這部分土壤的淨化量，才是土壤的全部環境容量或土壤的動容量。
土壤與表層環境系統之間能量的遷移和轉化
土壤環境系統不是孤立的，而是地球表層環境系統中一個全方位開放的子系統，因而土壤環境系統與其他環境系統之間不斷進行著物質與能量的遷移與交換，污染物既可以通過大氣、水和生物遷移途徑輸入土壤環境，使之在土壤環境中逐漸累積，導致土壤污染；相反地通過同樣途徑，污染物也可從土壤環境向大氣、水和生物環境輸出，從而使土壤環境“淨化 ”。
土壤環境系統中的物質遷移與轉化過程
土壤環境系統是一個由多層次、多相物質組成，並具有複雜性質的疏鬆多孔的環境結構體系。因而土壤環境各亞系統，即各土層及固、液 、氣相物質相互作用、相互影響與制約，而且進行著一系列的物理、化學和生物遷移與轉化過程。一旦污染物輸入土壤環境系統後，隨之即受土壤環境系統的這種環境條件、性質的影響與制約，並與土壤多相物質相互作用，進行著複雜的遷移與轉化過程。這是土壤環境系統的重要淨化與緩衝性能及其機理機制，也是土壤具有一定環境容量的重要原因。最受重視且研究較多的是吸附與解吸、沉澱與溶解作用。
土壤環境容量建模
隨著科學的發展，計算機建模已得到越來越多的重視，不僅可以節省人力物力，還可以節省寶貴的時間。土壤環境容量本身就是多種因素的函式，如：
1.土壤類型的剖面構型、機械組成、元素成分、有機質和礦物質的組分與含量、酸鹼度、可溶鹽、Eh等；
2.污染物的賦存形態及其物理、化學性質；
3.區域自然條件，如氣候、植被與地形等；
4.土壤與大氣、水、生物和岩石等環境要素的物質遷移通量與界面反應；
5.社會經濟技術因素，如灌溉、施肥及改土措施等。
通過對土壤環境容量進行建模，可將上述大量具有空間和動態特徵的信息，以一定格式貯存在計算機中，通過快速模擬各種環境過程，進行環境預測，為總量控制產生決策信息。
該模型主要由以下幾部分構成：
(1)數據輸入與自動維護功能；
(2) 數據管理與查詢功能；
(3)數據統計、計算、綜合分析功能，這是土壤環境容量建模設計的核心。
又可細分為：①統計程式；②評價模型；③環境容量模型；④預測模型；⑤總量控制計算程式。
利用資料庫中的有關信息，可以主要污染源為中心劃分不同的控制區域，套用圖形與計算想結合的功能，可進行各控制區域所屬格線中容量的自動加和與顯示，再將不同控制年限下的各控制區域中土壤環境容量與污染源排放量作比較，以確定污染源排放量的最佳化分配方案。
土壤環境容量的套用
土壤環境容量主要用於以下幾個方面：制定土壤環境標準、制定農田灌溉用水和水量標準、制定污泥施用量標準、區域土壤污染物預測和土壤環境質量評價、污染物總量控制的套用等。
