全 文 ：览 7 卷 第 i !卜马
1 0 9 4 年 2 月
林 业 科 学 研 究
F O R E S T R E S E A R CH
V o l
I了e b
,
N o
.
1
1 9 9 4
大岗山林区水体、 空气 、噪声环境背景值研究 *
张 萍 杨光洼 喻生根 袁普森 郑义和 陈 艾
摘要 研究表明大岗山林区水沐的微显元素环竟背景值均不超过世界天然水的环境背景值 ,
水理化性质及微量元素含量均达国内外规定的生活饮用水水质标准 , 5 0 2 、 N O 二 、 总悬浮颗粒物
含量均达到 《中国大气环境质量标准 》一级际准 ; 噪言 一也不超过国际国内标准 , 整个林区环境段
量优良, 生物与环境的生态关票协调并相互适应。
关健词 大岗山林区 、 水 、 空气、 噪击 、 环峨背景值
研究和掌握环境诸要素的环境背景值 , 搞清水体 、 大气、 噪声等各要素中物质的自然含
量水平 , 对区域环境质量评价 , 环境发展变化趋势预测 , 环境污染综合防治以及环境生态的
塑造与经营等各项工作都具有广泛而深远的意义 。 本文通过对大岗山林区的环境背景值调查
研究 , 认识和揭示中亚热带林区水体 、 大气 、 噪声等环境背景值的基本特征和形成的一般规
律 。
1 研究地区的自然 、 社会环境特征
1
.
1 自然城境特征
大岗山地理位置为 1 14 0 3 0 , 一 1 1 4 “4 5 声 E , 2 7 0 3 0 ‘~ 2 7 0 5 0 , N , 属武功山 支脉 , 地 形 起
伏较大 , 相对高差 1 OO0 m , 最高海拔 1 0 92 m , 植被为中亚热带常绿阔叶林 , 土壤主要为红
壤 、 黄壤 。 森林覆盖率为 3 7 . 6 % , 主要有杉木 (o :n , ‘n g ha o f。 Ia n ce o la ta (L a m b . ) H o o k : )、
马尾松(P fn o s m a sso n fa n a L a m b . )、 毛竹(Ph夕llo sta ch夕5 Pu be s ee n s M a z e l e x H d e
L e ha ie )人工林 。 林区内房屋稀落 , 农 田以小块零散分布于山间谷地 。
1
.
2 社会环境特征
大岗山林区行政上属新余市分宜县管辖 , 森林面积有1 . 85 万 h m , . , 盛产杉木 、 毛竹、
松木 等。 研究地区是中国林业科学研究院亚热带现代化林业综合科学实验基地 , 设有山下 、
江下 、 上村 、 年珠 、 长埠五个实验林场和一个树木园 , 采样点设在上村和年珠实验林场 。 林
区内人为活动主要是林木采育和粗加工 。 虽然在林区内有些小规模的有色金属开采业 , 成为
现实潜在 的环境污染威胁 , 但相对来说 , 人为破坏较少 , 可作为人工林区的环境背景 。
1 9 93一0 2一 1 7收挑 。
张萍助理研究 员 , 杨光崖 ( 中国林业 科学 研究院林业研究所 北京 100091 ) , 喻生根 , 衰普森 ( 江西省新佘市 环保
局 ) ; 郑 义和 , 陈艾 ( 中国林业科学研究院亚热带林业试验中心 ) 。
* 本项研究是中国林业科学院重点项 目 “江西大岗山上付 、 年珠林 场森林经营效益的研究 ” 的部 分内容 。 得 到 蒋 有
绪 、 盛炜彤研究员的指导 , 特此致谢 。
1 期 关 萍等 : 大岗山林区水休、 空气 、 卜布盯不境背景值研究
2 研究方法
2
.
1 样品采集方法
2
.
1
.
1 天然水 采样点分布在上村和年珠林场的河 、 溪 、 井上 , 各点水体按背景值要 求 采
样 。 于水下 0 . 3 m 处收集 , 存于塑料瓶中 , 除现场测定项 目外 , 按不同分析要求酸 化保存 ,
G h内送化验室 。
2
.
1
.
2 空 气 在两林场场部附近各设一个采样点 , 日平均采集 4 次 。 使用 C D 一 1型大气采样
器收集氮氧化物和二氧化硫 , 抽气泵 、 滤膜采集总悬浮颗粒物 ( T S P ) 。
2
.
1
.
3 噪声 用普通便携式声级计测定两林场的昼夜等效声级 , 采样点同水样采 集 点。
2
.
2 测定方法
2
.
2
.
1 水 C u 、 Z n 、Pb 、C d : 原子吸收法 ; A s 、氟化物 : 比色法 ; I-地: 冷原子吸收法 ; C r + 、
二苯碳酞二拼比色法 , 悬浮物 : 重量法 ; 硬度 : E D T A容量法 ; p H : 电极法 ; 浊 度 : 比 浊
法 , 电导率: 电导法 ; 溶解氧 ( D O ) : 碘量法 , 化学耗氧量 ( C O D ) : 高 锰 酸 钾 法 (酸
性 ) ; 生化需氧量 ( B O D ) : 容量分析法 , 硝酸根 : 酚二磺酸 比 色 法 ; 硫 酸 根 : 硫 酸 钡
重量法。
2
.
2
.
2 大 气 二氧化硫 : 盐酸副玫瑰苯胺比色法 , 氮氧化物 : 酚二磺酸法 ; 总悬浮颗粒物 ;
重量法 。
2
.
2
.
3 噪声 用声级计测定法。
2
.
3 数据处理方法
2
.
3
.
1 背景位可靠性检验 采用 D ix o n 检验法 〔。’。
2
.
3
.
2 分布类型的判别 〔幻 (1) 当样本容量N ( 50 时 , 可应用夏皮罗一威尔克 法 (S ha p ir 。,
W ilk )检验数据的正态性 , 检验的统计量是 :
研 = {“
一〔X一 X 。〕}’/碧1‘X 。 一 厉 , 2
( 2 ) 当样本容量50 《N《 1 0 0 0时, 使用达戈斯提诺 ( D 尹A g os 七in o) 法。 检验的统计量 是 :
艺〔( 一 K )(X 。 + 1 一 、一 X 。)〕
Y ·亿万 (
, 才+ 1
2
”, 训不r
一 。· 2 8 2 0 9 4 7 ”
)/
“· 。2 ”9 8 5 9 8
正态检验的结果见表 1 。 大岗山水环境背景值概率分布类型 以正态分布为主 。
2
.
3
.
3 环境背景值的表征 在确定概率分布类型后 , 根据分布类型 , 选用适当的数学 期 望
位表示环境背景值的集中趋势 , 用相应的标准差来表示数据的离散程度 。 ¹ 当样品服从正态
分布时 , 用算术平均值X 表示环境背景值 , 用标准差又表示相对离散程度 。 º 对于服从对数
正态分布的元素 , 背景值以几何平均值 ( 。 : ) 、几何标准差 (a) 及变异系数 (几)来 表示 。
3 结果与分析
3
.
1 , 1
水环境背景值
理化特性 该水系 pH 值平均为6 . 67 ( 表 2 ) , 比地理上相近的郡 阳 湖 的 7 . 2~ 7 , 4
切 林 业 科一 学 研 究 7 卷
表 1 正态检验结果
项 目 数 据个数 临界值
(P 二 0
.
9 9 )
实测值 结果 项 目 致据个数 临界值
(P = 0
.
9 9)
实 测值 结 果
噪 声
PH
硬 度
C O D
悬 浮物
硝酸根
0
.
7 9 2 0
.
9 6 0
0
.
94 9
0
.
7 8 0
0
.
9 7 2
0
.
8 1 7
0
.
9 0 1
正态分布
正态分布
正态分布
正态分布
正态分布
正态分布
浊 度
电导率
D 0
硫酸根
氛化物
BO D
0
.
7 64
0
.
7 8 1
0
.
7 13
0
.
8 18 正态分布
0
.
955 正态分布
0
.
84 2 正态分布
0
.
971 正态分 布
0
.
89 1 正态分布
0
.
89 9 正态分布
,1nUl0011
曰.几, ,l曰.1
表2 大岗山水系背. 区理化性质及. 声统计结果
项 目
p H
硬度 (。 )
浊度 (。 )
电导率 (c s/ m )
D O (m g / L )
CO D (皿 g / L )
BO D (皿g / L )
悬浮物 (In g / L )
氟化物 (口g / L )
硝酸 根 (m g / L )
硫酸根 (m g / L )
噪声 L e q (d BA )
样点数 全 距 C犷(% ) 频数 分布类型
6
.
32 ~ 7
.
08
0
.
4 3 ~ 3
.
1 5
1
.
0 ~ 3
.
8
14 ~ 105
4
.
0 9 ~ 5
.
14
0
.
4 7 ~ 1
.
7 8
0
.
0 9e l
.
7 8
7
.
5~ 4 1
.
5
0
.
0 3~ 0
.
0 8
0
.
0 8~ 2
.
5 3
0~ 14
.
2 4
4 2
.
6~ 4 8
.
5
6 7
3 2
6 9
4
.
6
.
2
4 5
。
3
0
。
2 5
0
。
8 5
0
。
91
2 7 29
0
.
3 8
0
.
4 3
0
.
7 3
1 1
.
0
0
.
0 1
0
.
7 8
4
.
4 9
1
.
7 6
3
.
8
6 4
.
1
5 1
.
6
39
.
8
8
.
4
3 7
。
9
8 1
。
9
6 2
.
1
25
.
0
59
.
3
7 2
.
4
3
.
8 7
正态分布
正态分布
正态分布
正态分布
正态分布
正 态分布
正态 分布
正态分布
正态分布
正态分布
正态分布
正态分布
541897叱3
.⋯,1nLIt刃J”“11月.
101096gn
稍偏酸 , 但仍在一级水 质范围内。 林区水硬度变幅在0 . 43 ~ 3 . 5] “ 之间 , 属很软水 。 林区 天
然水的浊度平均值 为 1 . 7 。 , 丧明水体中悬移质较少 , 水质透明度好 。 整个水体色度 均 为
5
。 , 符合国家标准 ( 生活饮用水色度小于 1 5 “ ) 。林区水体电导率均值为68 c s / m , 其中庵子
里井水最高 , 为 1 0 5 c s / m , 上村十八湾最低 , 为 ]4 。s/ m , 整个水体属清洁水 。 各 水 样 溶
解氧 ( D O ) 含量在 4 . 09 一 5 . 14 m g / L 之间 , 稍低于都阳湖的平均数 , 水体溶解氧充足 , 水
生态环境 良好 。 本水系 BO D 、 CO D 浓度均值均低于都阳湖的均值 , 变化范围分 别 在 0 . 05
~ 1
.
7 8 m g / L
, 0
.
4 7一1. 78 m g / L , 其中海拔65 o m 气象站的 CO D 最高 ( 表 3 ) 。 这是因
为这里 的植被覆盖率较高 , 有相对多枯落物的有机质溶解在水中。研究表明大岗山天然水中
有机物含量低 , 水质 良好 ;天然水 中的悬浮物浓度近于 日本规定的河流悬浮物标准值 (《 25 一
《 10 0 m g / kg ) 的下限 , 表明本水系透 明度较好 ;水中氟化物浓度变幅在0 . 03 一 0 . 08 m g / L 之
间 , 浓度稳定 , 均达到 国家生活饮用水标准 ;水 中硝酸根浓度在0 . 08 ~ 2 . 53 m g / L 之 间 , 均
值为 1 . 31 m g / L , 表明水体氧化能力强 , 硝化过程迅速 ; 水 中硫酸根离子浓度 波 动 在 O 一
1 4
.
2 4 m g / L 之间 , 均值为 6 . 2 m g / L 。 相对而言 , 两场部附近的水中硫酸根离子浓度 稍 高
( 表 3 ) , 但其最高浓度仍大大低于国家规定的 “ ( 25 0 m g / L ” 的标 准 。
从表 2 、 3 可看出 , 大岗山人工林区天然水质 良好 , 溶解氧充足 , 水质软 , 是优质的水
资源 , 各项指标均符合国家饮用水标 准〔名’。
1 期 张 萍等 : 大 岗山林区水休 、 空气 、 噪声环境背景值研究
衰3 大幽山林区天然水理化性质
项 目
上 才」少
食堂饮用水 十八湾 货 场 小电站
自然保护 6 5 0 m 气象 钨 矿 区
区泉 水 站水源头 饮用井水
补泉1斑即妇2561804-l6 . 8 4
0
.
4 3
6
.
8 2
3
.
51
.
,且5
内凡
O护
PH
硬 度 (“ )
浊 度 (“ )
色 度 (“ )
电导率 (c s/ m )
溶解氧 (rn g / L 、
CO D (m g / L )
BO D (垃g / L )
悬浮物(m ‘/ L)
氟化物 (. 9 / L )
硝酸根 (tn 叮L )
硫酸 根 (In 叮L )
6
.
4 6
0
.
7 6
3
.
8
5
8 1
6
.
7 6
0
.
88
1
.
2
5
l4
4
.
7 6
1
.
0 5
0
.
6 7
4 1
。
5
6
.
82 6
.
5 4 6
.
2 3
1
.
04 0
.
88 1
.
59
2
.
5 1
.
5 1
.
0
5 5 5
6 2 6 9 105
4
.
3 1 一 4 . 3 1
1
.
10 1
.
3 8 0
.
4 7
0
.
05 一 一
12
.
0 25
.
5 7
.
5
0
.
06 0
.
0 5 0
.
0 5
1
.
36 1
.
3 6 1
.
3 0
11
.
4 1 3
.
26 8
.
15
6
.
4 0
1
.
4 8
1
.
1
14678
50501
O今口山0J.1‘L⋯月了,工11lj八6
†‘J
4
.
4 6
0
.
9 1
0
.
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3 0
.
0
0
。
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0
.
8 8
4
.
89
弓. 14
0
.
82
1
.
3 1
11
.
2
4
.
0 9
1
.
7 8
4
.
3 1
1
.
6 2
9
.
5 15
.
5 13
。
0 11
.
5
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‹1月峪曰Ž0,1八盯”月味八“ntl沪b仍弘17八”叹”,山0340 . 0弓
1
.
3 9
0
2
.
5 1
3
.
1
.
2 有害元素( C d 、 H g 、 Pb 、 A s )和生命元素( Z n 、 C u 、 C r ) 表 4 表明各微量元 素 在
林区天然水中含量均匀且稳定 , 即不同采样点的水样中各元素含量分别在同一范围之内 , 与
国内外大多数已发表的有关河 、 湖水背景值“ ’比较 , 数据基本在同一范围 。 本水系的砷和 6
价铬背景值稍高于都阳湖 ( 0 . 0 01 ~ 0 . 0 3 m g / L 和0 . 0 3 m g / L ) , 但根据 《全国水系水质分
级标准 》仍属于一级水质 。 汞元素在都阳湖区内未检出, 本水系汞元素含量也未超出国家规
定的生活饮用水标准 。 大岗山林 区天然水中各微量元素背景值含量水平 , 均在《国家环境质量
标准 》规定的范围内。
裹4 大幽山林区各采样点天然水中橄皿元紊平均含l (单位 : 林g / L )
6弓o m
气象站
水源头
钨 矿生
然保护
泉 水
年珠
门前
河 水
年珠
后 山
澳 水
世 界天
X 然水背
景值 〔2 〕
G BS7 49
·
8 5
生活伙用水
卫生标准
区水活饮自区里水子庵并
微量
元素
上 村
十八湾 货场 水 电站
< 7
.
0
< 1
.
0
0
.
2 ~ 2 3 0
0
.
0 0 0 1 ~
2
.
8
0
.
1~ 6
0
.
2~ 3 0
0
。
06 ~ 12 0
0
.
2~ 100
0
.
0 1e 3
5 0
H g < 1 < 1 < 1
Cr
去 6
< 4
.
0 < 4
.
0 < 4
.
0 < 4
.
0 < 4
.
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.
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.
0 < 4
.
0 < 4
.
0 < 4
.
0 < 4
.
0
C u < 50
.
0 < 弓0 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 5 0 . 0 < 50 . 0 < 5 0 . 0
Pb < 1 0
.
0 < 10
.
0 < 10
.
0 < 10
.
0 < 10
.
0 < 10
.
0 < 10
.
0 < 10
.
0 < 10
.
0 < 10
.
0 < 1 0
.
0
Z n < 50
.
0 < 弓0 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 弓0 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 50 . 0 < 弓0 . 0
Cd < 1
.
0 < 1
.
0 < 1
.
0 < 1
.
0 < 1
.
0 < 1
.
0 < 1
.
0 < 1
.
0 < 1
.
0 < 1
.
0 < 1
.
0
50
1 000
5 0
1 00 0
10
3
.
2 空气环境背景值
3
.
2
.
1 二氧化硫 ( 5 0 : ) 表 5 表明5 0 : 的日平均值为 0 . O09 m g / m , , 该值低于世界卫生组
织 (W H O )建议的 “适用于公共卫生防护的污染暴露限值基准 ( 日平均 0 . 1一 0 . 15 m g / m 3 ) ” 。
3
.
2
.
2 氮载化物 ( N O 二 ) N O 二包括N : O 、 N O 、 N O 卜 N : 0 3 、 N : 0 ‘和 N 20 5等 多 种 化 合
物 , 其中主要的是 N O和 N O : 。 所测定的N O 二的日平均值为 0 . o n m g / m 3 。全世界氮氧化 物的
平均本底值已由 R ob in s on 和R ob bi ns L4 ’估算出 , 为 3 p pb 。 我国的 N O x环境标 准 日 平 均 值
4 2 林 业 科 学 研 究 7 卷
为o , 1一 0 . 2 m g / m ’ , 可见大岗山林区空气 中N O 二含量在两者之间 , 近于前者 。
3
.
2
.
3 总悬浮颗拉物 林区总悬浮颗粒物浓度 日平均值为 0 . 02 2 m g / m , , 大大低于联合国环
境规划署 ( U N E P ) 和世界卫生组织规定的标准 ( 0 . 15 一 1 . 0 m g / m , ) , 而接近全球 木 底
水平 ( 1 0 0 9 / m , · 时 ) 〔‘, o
大岗山林区空气中的5 0 : 、 N O 二 、 T S P含量均达到 《中国大气环境质量标准 》一级标 准
的浓度 , 有利于保护自然生态和人群健康 。
表5 大岗山林区空气背最值 (单位 : m g / , , )
项 目 样本数
(个 ) 全距 S
x C 犷 (% ) 中国大气环境质t一级标 准〔幻
50 2 24 0
.
006 ~ 0
.
011 0
.
0 09 0
.
001 9 20
.
6 0
.
05
N O 二 24 0
.
008~ 0
.
0 13 0
.
011 0
.
0 0 1 7 1弓. 3 0 . 05
T SP 24 0
.
0 1~ 0
.
03 0
.
0 2 0
.
0 08 4 1
.
7 0
.
15
3
.
3 噪声环境背景值
大岗山人工林区内环境噪声监测结果表明, 林区内各采样点测定值基本相近 , 昼夜测定
值基本相 同, 平均值不超过 15 0 规定的环境噪声标准r’ 1和我国规定的安静区的标准〔3 ’。 这是
因为林区内无大的噪声污染源 , 以及夜间林 区内有各种虫鸣声 , 因此, 昼夜测定无大差异 。
4 讨 论
( 1) 大岗山林区水理化性质环境背景值频数分布类型均为正态分布 , 天然水中各微量
元素在不同采样点的平均值基本一致 , 这与林区土壤条件 、 母质母岩 、 植被类型基本相同 ,
人为破坏较少有关 ; 只在两林场场部附近采集点水样中硫酸根离子浓度高于其它样点 , 这显
然与场部人为活动较多有关 。
( 2 ) 大岗山林区空气中的 5 0 : 、 N O 二 、 总悬浮颗粒物含量均较低 , 均在中国大气环境
质量标准浓度限值之下 , 属于空气环境质量较高的一级标准 , 对人们身体健康 , 保护自然生
态有利 。
( 3 ) 大岗山林 区噪声不超过 45 L e q ( d B A ) , 并且昼夜无大差异 , 属于安静区的环境
噪声标准 。
( 4 ) 大岗山林区的水质 、 空气质量 、 “桑声标准均在国内外规定的标准限之下 , 林区环
境质量优良。 其环境背景值材料可为区域绿化 、 环境质量评价 , 并为预测该地 区环境未来发
展趋势提供科学依据和建模参数 。
参 考 文 献
1 韩永志 . 测量数据的正态性检验 . 地质 实验 室 , 1 9 8 6 , 2 ( 3 ) : 1 8 7 ~ 1 93 .
2 李健 , 郑春江编著 . 环境 背景位数据手册 . 北京 : 中国环境科学出版社 , 1 9 89.
3 《手册》编写组 . 环境保护工作手册 . 成都 : 四川科学 技术 出版社 , 19 86.
4 朱根逸 . 环境质置标准总论 . 北京 : 中国标准出版社 , 19 86.
5 鲍恩 H JM (峰仙舟译》. 元素的环境化学 . 北京 : 科学出版社 , 19 8 7.
6 全浩主编 . 标准物质及其 应用找术 . 北京 : 中国标准出版社 , 1990 . 53~ 134.
1 期 张 萍等, 大岗山林区水体、 空气 、 噪声环境背景值研究 4 3
Study o n the E n v iro n m e n ta l B a e kg ro u n d V a lu e o f W a te r
,
A1r a n d No ise in the F o re st Are a o f D a g a n g s ha n Mo u n ta in
Z ha n g P in g Y a n g G u a n g y in g Y “ S he n g 夕仑n
Y u a n P “s he n Z he n g Y ‘he C he n 月i
Abs t ra c t T h e e n v ir o n m e n ta l b a e k g r o u n d v a lu e s o f n a tu r a l w a te r
, a sr a n d
n o is e in th e fo r e st a r e a o f D a g a n g s h a n M o u n ta in w e r e in v e stig a te d th r o u g h
t h e e o n d u e tio n o f p lo t s a m p lin g
, s a m p le a n a lys is a n d d a ta tr e a t m e n t
.
T h e
r e se a r e h s h o w th a t th e r e 15 h ig h q u a lit y w a te r in t h e fo r e st a r e a w h ie li is a
fin e n a tu r a l r e s o u r e e s
.
A ir q u a lity 15 a ll r ig h t
.
N o ise d o e s n o t e x e e e d th e
e r ite r ia o f a m b ie n t n o is e m a d e b y d o m e stie a n d in te r n a tio n a l s ta n d a r d
.
T li e
e n v ir o n m e n ta l q u a lity o f t he fo r e s t a r e a 15 g o o d
.
T h e r ela tio n s h ip b e tw e e n
th e liv in g o r g a n is m s a n d th e e n v ir o n m e n t 15 e o o rd in a te d a n d fit e a e h o t h e r
.
T h e r e s e a r e h h a s Pr o v id e d t h e b a s ie r e fe r e n e e m a t e r ia l fo r th e r e g io n a l a ffo
r e st a tio n
.
Ke y w o rd s fo r e s t a r e a o f D a g a n g sha n M o u n ta in
,
w a t e r
, a ir
, n o is e
,
e n v ir o n m en ta l ba e k g r o u n d v a lu e
Zha n g Pin g
,
As sis 扭 n t Pr o fes s o f , Ya n g G u a o g yin g (T li e In s tito te o f F o re s tf y , CAF Be ijin g 10009 1) ,
Y u S li en g g e n
,
Y u a n P u sen (T he E n v ir o n m e n ta l Pr o toe U o n B u 公ea u o f X i刀了u Citv , Jia n ‘石 Pr o v in ee ) ,
Z五e n g Yi五e , C he n 苗 (T he E邵er 远e . tal Ce n te r o主Su b tr o p笼c a l F o r es t , CA F ) .