背景值在勘查地球化学领域的应用非常广泛,这一概念最早是地质学家在地球化学勘查过程中引出的。从已有大量相关研究资料来看,研究者们对背景值一词的定义似乎并没有形成一致的意见,尽管对这一名词含义的理解基本一致,即都在强调背景值应该代表无污染或未受污染介质中元素的含量状况及其存在形式。例如,牟树森等(2000)指出,土壤背景值就是指土壤在无污染或未污染时的元素含量,特别是有害元素的含量;薛纪渝等(2000)也认为,环境背景值是指环境中诸因素,如大气、水体、土壤以及植物、动物和人体组织等在正常情况下,化学元素的含量及其赋弊并存形态。
土壤地球化学背景值是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,即未受或少受人类活动影响的土壤中元素的含量。实际上,土壤地球化学背景值主要是用来代表无矿地区或没有受到矿化影响地区自然物质中元素的含量,它不是一个确定的含量值,而是一个含量范围(地质矿产部地质辞典办公室,1981)。在这里引入背景值一词的最直接目的是区分没有出现元素富集岩石中元素的含量与局部显示正异常岩石中元素的含量。毫无疑问,岩石中出现的正异稿芹常(与背景值相比元素含量增高)是由地质作用形成的,而非人力所为。
土壤环境中重金属元素背景值是指一定区域内自然状态下未受人为污染影响的土壤中重金属元素的正常含量(薛纪渝等,2000);国家环境保护局编制的《中华人民共和国土壤环境背景值图集》将土壤环境背景值定义为:在土壤发育形成过程中,未受或很少受到人为活动的影响,特别是未受或很少受到污染、破坏的情况下,土壤本身固有的化学组成和含量,它基本反映土壤环境原有的物质组成、性质和结构特征(国家环境保护局,1994)。
国外研究者将水系沉积物中微量元素的背景浓度定义为由局部土壤和基岩的风化剥蚀以及未受大气沉降等人类活动影响的自然作用决定的元素浓度(Karen,1999),认为地球化学背景值应该代表排除了人为影响的自然浓度(Denis,2001;Filip et al.,2005)。
在上述思想指导下,开展背景值研究工作时,首先应该确定该区域内各种代表性介质中元素的自然含量。但是,由于地球表面几乎所有的地方都已经受到了人类活动的影响,特别是微量元素通过长距离的空气扩散,使得估算土壤和水系沉积物中这些元素确切的地球化学背景值变得非常困难。
与岩石相比,土壤中元素的来源要复杂得多,因为除来源于自然地质作用和成壤作用以外,人为因素的影响是一个无法回避的问题,这就是在确定土壤元素背景值时,研究者们都在致力于排除人为因素影响的根本原因。对土壤中化学元素含量而言,可以说人为因素的影响无处不在,不可能客观地从根本上排除,因此要量化一个真实的背景值几乎是不可能的,只能尽量获得一个比较合租敬迹理的而且接近真实背景值的近似值。在这种情况下,出现了基准值这一概念。
基准值不排除人为影响的存在,只是在实际操作过程中将人为因素的影响降低到最小限度,同时强调其时空变化。Karen(1999)将基准值解释为在研究或监测计划的某一特定时间(例如计划开始执行时)某介质中元素的含量,强调地球化学基准值代表的是特定时间、特定地区某自然介质中元素的含量,并不总是确切的值(Filip et al.,2005),其控制因素主要是地质背景、沉积物来源和类型以及地貌气候条件等。上述定义中假设元素基准值受人类活动的影响比较小,而不是没有影响,在使用这一名词时则要将它理解为背景含量与其他含量的叠加(Karen,1999)。还有研究者更进一步明确指出,基准值可以描述为元素在下层土壤中的自然含量范围(自然背景含量),或在表层土壤中自然加上人为扩散的含量范围(Tarvainen et al.,2002)。
综上所述,对比人们对背景值和基准值两个概念含义的理解不难发现,背景值强调的是排除人为因素的影响;基准值并不排除人类活动的影响,只是强调降低人为因素的影响程度,旨在描述目前表生的环境状况,是一种用以衡量日后环境变化的基准资料。如根据某元素的土壤地球化学基准值和该元素的环境卫生标准,可以确定土壤容量,地球化学基准值在环境监测方面具有更加突出的意义。无论是背景值,还是基准值,最终目的都是试图最大限度地重现自然介质中元素含量的本来面目,并且采用的应用基础理论和具体试验研究方法也基本一致。