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1、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)包括土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)采樣、樣品制備、分析方法、 結(jié)果表征、資料統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量評(píng)價(jià)等技術(shù)容。、準(zhǔn)備工作主要準(zhǔn)備工具,器材,用具等。、布點(diǎn)采樣樣品由隨機(jī)采集的一些個(gè)體所組成,個(gè)體之間存在差異。為了達(dá)到采集的監(jiān) 測(cè)樣品具有好的代表性,必須避免一切主觀因素,使組成總體的個(gè)體有同樣的機(jī) 會(huì)被選入樣品,即組成樣品的個(gè)體應(yīng)當(dāng)是隨機(jī)地取自總體。另一方面,在一組需 要相互之間進(jìn)行比較的樣品應(yīng)當(dāng)有同樣的個(gè)體組成,否則樣本大的個(gè)體所組成的 樣品,其代表性會(huì)大于樣本少的個(gè)體組成的樣品。所以“隨機(jī)”和“等量”是決 定樣品具有同等代表性的重要條件。1 .布點(diǎn)方法1)簡(jiǎn)單隨機(jī)將監(jiān)測(cè)單元分成
2、網(wǎng)格,每個(gè)網(wǎng)格編上,決定采樣點(diǎn)樣品數(shù)后,隨機(jī)抽取 規(guī)定的樣品數(shù)的樣品,其樣本對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格號(hào),即為采樣點(diǎn)。隨機(jī)數(shù)的獲得可 以利用擲骰子、抽簽、查隨機(jī)數(shù)表的方法。關(guān)于隨機(jī)數(shù)骰子的使用方法可見 GB10111利用隨機(jī)數(shù)骰子進(jìn)行隨機(jī)抽樣的辦法。簡(jiǎn)單隨機(jī)布點(diǎn)是一種完 全不帶主觀限制條件的布點(diǎn)方法。2)分塊隨機(jī)根據(jù)收集的資料,如果監(jiān)測(cè)區(qū)域的土壤有明顯的幾種類型,則可將區(qū)域 分成幾塊,每塊污染物較均勻,塊間的差異較明顯。將每塊作為一個(gè)監(jiān)測(cè)單 元,在每個(gè)監(jiān)測(cè)單元再隨機(jī)布點(diǎn)。在正確分塊的前提下,分塊布點(diǎn)的代表性 比簡(jiǎn)單隨機(jī)布點(diǎn)好,如果分塊不正確,分塊布點(diǎn)的效果可能會(huì)適得其反。3)系統(tǒng)隨機(jī)將監(jiān)測(cè)區(qū)域分成面積相等的幾
3、部分(網(wǎng)格劃分),每網(wǎng)格布設(shè)一采樣點(diǎn),這種布點(diǎn)稱為系統(tǒng)隨機(jī)布點(diǎn)。如果區(qū)域土壤污染物含量變化較大,系統(tǒng)隨機(jī) 布點(diǎn)比簡(jiǎn)單隨機(jī)布點(diǎn)所采樣品的代表性要好。2 .基礎(chǔ)樣品數(shù)量1)由均方差和絕對(duì)偏差計(jì)算樣品數(shù)用下列公式可計(jì)算所需的樣品數(shù):N=t2s2/D2式中:N為樣品數(shù);t為選定置信水平(土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)一般選定為95%) 一定自由度 下的t值(附錄A);s2為均方差,可從先前的其它研究或者從極差R(s2=(R/4)2) 估計(jì);D為可接受的絕對(duì)偏差。2)由變異系數(shù)和相對(duì)偏差計(jì)算樣品數(shù)N=t2s2/D2 可變?yōu)椋篘=t2CV2/m2式中:N為樣品數(shù);t為選定置信水平(土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)一般選定為95%) 一定自由
4、度下的t值(附錄A);CV為變異系數(shù)(%),可從先前的其它研究資料中估計(jì);m為可接受的相對(duì)偏差(%) , 土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)一般限定為20% 30% o沒有歷史資料的地區(qū)、土壤變異程度不太大的地區(qū),一般CV可用10% 30%粗略估計(jì),有效磷和有效鉀變異系數(shù)CV可取50機(jī)3 .布點(diǎn)數(shù)量土壤監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)數(shù)量要滿足樣本容量的基本要求,即上述由均方差和 絕對(duì)偏差、變異系數(shù)和相對(duì)偏差計(jì)算樣品數(shù)是樣品數(shù)的下限數(shù)值,實(shí)際工 作中土壤布點(diǎn)數(shù)量還要根據(jù)調(diào)查目的、調(diào)查精度和調(diào)查區(qū)域環(huán)境狀況等因 素確定。一般要求每個(gè)監(jiān)測(cè)單元最少設(shè)3個(gè)點(diǎn)。區(qū)域土壤環(huán)境調(diào)查按調(diào)查的精度不同可從2. 5km、5km、10km、20kni、 40
5、km中選擇網(wǎng)距網(wǎng)格布點(diǎn),區(qū)域的網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)數(shù)即為土壤采樣點(diǎn)數(shù)量。農(nóng)田采集混合樣的樣點(diǎn)數(shù)量見“6.2.2.2混合樣采集”。建設(shè)項(xiàng)目采樣點(diǎn)數(shù)量見“6.3建設(shè)項(xiàng)目土壤環(huán)境評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)采樣”。城市土壤采樣點(diǎn)數(shù)量見“6.4城市土壤采樣”。土壤污染事故采樣點(diǎn)數(shù)量見“6.5污染事故監(jiān)測(cè)土壤采樣”。4 .樣品采集樣品采集一般按三個(gè)階段進(jìn)行:前期采樣:根據(jù)背景資料與現(xiàn)場(chǎng)考察結(jié)果,采集一定數(shù)量的樣品分析 測(cè)定,用于初步驗(yàn)證污染物空間分異性和判斷土壤污染程度,為制定監(jiān)測(cè) 方案(選擇布點(diǎn)方式和確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及樣品數(shù)量)提供依據(jù),前期采樣可 與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查同時(shí)進(jìn)行。正式采樣:按照監(jiān)測(cè)方案,實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)采樣。補(bǔ)充采樣:正式采樣測(cè)試后,發(fā)現(xiàn)
6、布設(shè)的樣點(diǎn)沒有滿足總體設(shè)計(jì)需要, 則要進(jìn)行增設(shè)采樣點(diǎn)補(bǔ)充采樣。面積較小的土壤污染調(diào)查和突發(fā)性土壤污染事故調(diào)查可直接采樣。三、樣品制備樣品制備對(duì)于制備用具以及制備場(chǎng)所均有要求。制備步驟分為風(fēng)干、粗磨、 細(xì)磨、分裝等。四、分析方法分析方法除規(guī)定或推薦的標(biāo)準(zhǔn)方法外,還可根據(jù)各地實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行分析。 分析記錄一般要設(shè)計(jì)成記錄本格式,頁(yè)碼、容齊全,用碳素墨水筆填寫詳實(shí), 字跡要清楚,需要更正時(shí),應(yīng)在錯(cuò)誤數(shù)據(jù)(文字)上劃一橫線,在其上方寫上正 確容,并在所劃?rùn)M線上加蓋修改者名章或者簽字以示負(fù)責(zé)。分析記錄也可以設(shè)計(jì)成活頁(yè),隨分析報(bào)告流轉(zhuǎn)和保存,便于復(fù)核審查。分析記錄也可以是電子版本式的輸出物(打印件)或存有
7、其信息的磁盤、光 盤等。記錄測(cè)量數(shù)據(jù),要采用法定計(jì)量單位,只保留一位可疑數(shù)字,有效數(shù)字的位 數(shù)應(yīng)根據(jù)計(jì)量器具的精度及分析儀器的示值確定,不得隨意增添或刪除。五、結(jié)果表征平行樣的測(cè)定結(jié)果用平均數(shù)表示,一組測(cè)定數(shù)據(jù)用Dixon法、Grubbs法檢 驗(yàn)剔除離群值后以平均值報(bào)出;低于分析方法檢出限的測(cè)定結(jié)果以“未檢出”報(bào) 出,參加統(tǒng)計(jì)時(shí)按二分之一最低檢出限計(jì)算。土壤樣品測(cè)定一般保留三位有效數(shù)字,含量較低的鎘和汞保留兩位有效數(shù)字, 并注明檢出限數(shù)值。分析結(jié)果的精密度數(shù)據(jù),一般只取一位有效數(shù)字,當(dāng)測(cè)定數(shù) 據(jù)很多時(shí),可取兩位有效數(shù)字。表示分析結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù)不可超過方法檢 出限的最低位數(shù)。關(guān)于監(jiān)測(cè)報(bào)告:
8、報(bào)告名稱,實(shí)驗(yàn)室名稱,報(bào)告編號(hào),報(bào)告每頁(yè)和總頁(yè)數(shù)標(biāo)識(shí), 采樣地點(diǎn)名稱,采樣時(shí)間、分析時(shí)間,檢測(cè)方法,監(jiān)測(cè)依據(jù),評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),監(jiān)測(cè)數(shù) 據(jù),單項(xiàng)評(píng)價(jià),總體結(jié)論,監(jiān)測(cè)儀器編號(hào),檢出限(未檢出時(shí)需列出),采樣點(diǎn) 示意圖,采樣(委托)者,分析者,報(bào)告編制、復(fù)核、審核和簽發(fā)者及時(shí)間等容。六、資料統(tǒng)計(jì)與質(zhì)量評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)涉及評(píng)價(jià)因子、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)模式。評(píng)價(jià)因子數(shù)量與項(xiàng) 目類型取決于監(jiān)測(cè)的目的和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)常采用國(guó)家土壤環(huán) 境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域土壤背景值或部門(專業(yè))土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)模式常用污染 指數(shù)法或者與其有關(guān)的評(píng)價(jià)方法。1 .污染指數(shù)、超標(biāo)率(倍數(shù))評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)一般以單項(xiàng)污染
9、指數(shù)為主,指數(shù)小污染輕,指數(shù)大 污染則重。當(dāng)區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量作為一個(gè)整體與外區(qū)域進(jìn)行比較或與歷史 資料進(jìn)行比較時(shí)除用單項(xiàng)污染指數(shù)外,還常用綜合污染指數(shù)。土壤由于地 區(qū)背景差異較大,用土壤污染累積指數(shù)更能反映土壤的人為污染程度。土 壤污染物分擔(dān)率可評(píng)價(jià)確定土壤的主要污染項(xiàng)目,污染物分擔(dān)率由大到小 排序,污染物主次也同此序。除此之外,土壤污染超標(biāo)倍數(shù)、樣本超標(biāo)率 等統(tǒng)計(jì)量也能反映土壤的環(huán)境狀況。污染指數(shù)和超標(biāo)率等計(jì)算公式如下:土壤單項(xiàng)污染指數(shù)二土壤污染物實(shí)測(cè)值/土壤污染物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)土壤污染累積指數(shù):土壤污染物實(shí)測(cè)值/污染物背景值土壤污染物分擔(dān)率(%) = (土壤某項(xiàng)污染指數(shù)/各項(xiàng)污染指數(shù)之和) X1
10、00%土壤污染超標(biāo)倍數(shù)二(土壤某污染物實(shí)測(cè)值一某污染物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))/某污染物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)土壤污染樣本超標(biāo)率(%) = (土壤樣本超標(biāo)總數(shù)/監(jiān)測(cè)樣本總數(shù))X100%2 .背景值及標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)價(jià)用區(qū)域土壤環(huán)境背景值(X)95%置信度的圍(x±2s)來(lái)評(píng)價(jià):若土壤某元素監(jiān)測(cè)值xl<x-2s,則該元素缺乏或?qū)儆诘捅尘巴寥馈?若土壤某元素監(jiān)測(cè)值在x±2s,則該元素含量正常。若土壤某元素監(jiān)測(cè)值xl>x+2s,則土壤已受該元素污染,或?qū)儆?高背景土壤。3 .綜合污染指數(shù)法綜合污染指數(shù)(CPI)包含了土壤元素背景值、土壤元素標(biāo)準(zhǔn)(附 錄B)尺度因素和價(jià)態(tài)效應(yīng)綜合影響。其表達(dá)式:CPI
11、= X * (1+ RPb + Y DDMB /(Z DDSB)式中CPI為綜合污染指數(shù),X、Y分別為測(cè)量值超過標(biāo)準(zhǔn)值和背景值的 數(shù)目,RPE為相對(duì)污染當(dāng)量,DDMB為元素測(cè)定濃度偏離背景值的程度, DDSB為土壤標(biāo)準(zhǔn)偏離背景值的程度,Z為用作標(biāo)準(zhǔn)元素的數(shù)目。主要 有下列計(jì)算過程:(1 )計(jì)算相對(duì)污染當(dāng)量(RPE)式中N是測(cè)定元素的數(shù)目,Ci是測(cè)定元素i的濃度,Cis是測(cè)定 元素i的土壤標(biāo)準(zhǔn)值,n為測(cè)定元素i的氧化數(shù)。對(duì)于變價(jià)元素,應(yīng)考慮價(jià)態(tài)與毒性的關(guān)系, 在不同價(jià)態(tài)共存并同時(shí)用于評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)在計(jì)算中注意高低毒性價(jià)態(tài)的 相互轉(zhuǎn)換,以體現(xiàn)由價(jià)態(tài)不同所構(gòu)成的風(fēng)險(xiǎn)差異性。(2)計(jì)算元素測(cè)定濃度偏離背景值的程度(DDMB) DDMBCJC IN式中C
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