土壤生物體和固體廢物的污染監(jiān)測含義和方式

1、土壤生物體和固體廢物的污染監(jiān)測含義和方式 4.1.1 土壤污染 1. 土壤污染的含義污染物進入土壤，并在其中不斷積累，引起土壤組成、結構和功能的改變，從而影響植物的生長與發(fā)育，以致在植物體內積累，使作物產量、質量下降，最終影響人體健康；或者說環(huán)境污染物過量地輸入土壤，使土壤的正常功能受到影響，土壤中所生長的植物和微生物受到危害，并使植物體中的污染物含量超過食品衛(wèi)生標準 2. 污染物與污染源（1）污染物 重金屬如鎘、汞、鉛、砷等 非金屬：包括氰化物、氟化物以及過量的營養(yǎng)元素等，有機污染物如酚、農藥等以及病原微生物等 （2）污染源 水，主要指灌溉水、降水。酸性降水、污水灌溉都可能造成土壤污染 氣，

2、指大氣中的一些污染物質隨顆粒物沉降或隨降水進入土壤，如鉛、氟等 農業(yè)污染源，包括農藥、化肥等。農藥、化肥本身以及其中含有的有毒成分，進入土壤后分解、轉化而成的一些物質都可能對土壤造成污染 固體廢棄物等，生活垃圾、工業(yè)固體廢物等堆積在土壤上，其中的病原微生物、有機和無機污染物會因雨水沖淋浸泡等進入土壤 4.1.2 土壤樣品的采集與制備1. 調查2. 樣品的采集（1）布點方法 當污染源為大氣點污染源時，可參照大氣污染監(jiān)測中有關布點內容 當污染源為面源污染（非點源污染）時，一般采用網格布點法 土壤采樣布點法 a. 對角線布點法圖4-1(a) ：該法適用于面積小、地勢平坦的受污水灌溉的田塊。布點方法是

3、由田塊進水口向對角線引一斜線，將此對角線三等分，每等分中央點作為采樣點 b. 梅花形布點法圖4-1(b) ：該法適用于面積較小、地勢平坦、土壤較均勻的田塊，中心點設在兩對角線相交處，一般設510個采樣點 c. 棋盤式布點法圖4-1(c)：適宜于中等面積、地勢平坦、地形開闊、但土壤較不均勻的田塊，一般設10個以上采樣點。此法也適用于受固體廢物污染的土壤，因為固體廢物分布不均勻，應設20個以上采樣點 d. 蛇形布點法圖4-1(d)：這種布點方法適用于面積較大、地勢不很平坦、土壤不夠均勻的田塊。布設采樣點數(shù)目較多 （2）采樣深度 了解土壤的污染狀況， 采集表層土020 cm即可 了解土壤污染深度，或

4、者想研究污染物在土壤中的垂直分布與淋失遷移情況，則需分層采樣 如0-20 cm, 20-40 cm, 40-60 cm分層取樣 分層采樣可以采用土鉆，也可挖剖面采樣 采樣時應由下層向上層逐層采集 （3）采樣時間 若污染源為大氣，則污染情況易受空氣濕度、降水等影響，其危害有顯著的季節(jié)性，所以應考慮季節(jié)采樣 如果污染源為施肥、農藥，則應于施肥與灑藥前后選擇適當?shù)臅r間采樣 如果污染源為灌溉，則應在灌溉前后采樣 （4）采樣量 一般12 kg （5）采樣工具 土鉆，適合于多點混合樣的采集。 小土鏟挖坑取樣。 取樣筒（金屬或塑料制作） （6）注意事項 采樣點不能設在田邊、溝邊、路邊或堆肥邊。 測定金屬不能

5、用金屬器皿，一般用塑料、木竹器皿。 如果挖剖面分層采樣，從下而上采集。 采樣記錄，標簽用鉛筆注明樣品名稱、采樣人、時間、地點、深度、環(huán)境特征等，袋內外各一張。3. 土壤樣品的制備與貯存（1）風干 在風干室將土樣放置于風干盤中，攤成23 cm的薄層，適時地壓碎、翻動，揀出碎石、砂礫、植物殘體 （2）樣品粗磨 在磨樣室將風干的樣品倒在有機玻璃板上，用木錘敲打，用木滾、木棒、有機玻璃棒再次壓碎，揀出雜質，混勻，并用四分法取壓碎樣，過孔徑0.25mm(20目)尼龍篩 （3）細磨樣品 用于細磨的樣品再用四分法分成兩份，一份研磨到全部過孔徑（60目）篩，用于農藥或土壤有機質、土壤全氮量等項目分析；另一份研

6、磨到全部過孔徑（100目）篩，用于土壤元素全量分析 （4）樣品分裝 研磨混勻后的樣品，分別裝于樣品袋或樣品瓶，填寫土壤標簽一式兩份，瓶內或袋內一份，瓶外或袋外貼一份 （6）樣品保存 新鮮樣品的保存 對于易分解或易揮發(fā)等不穩(wěn)定組分的樣品要采取低溫保存的運輸方法，并盡快送到實驗室分析測試。測試項目需要新鮮樣品的土樣，采集后用可密封的聚乙烯或玻璃容器在4以下避光保存，樣品要充滿容器 預留樣品 預留樣品在樣品庫造冊保存 分析取用后的剩余樣品 分析取用后的剩余樣品，待測定全部完成數(shù)據(jù)報出后，也移交樣品庫保存 保存時間 分析取用后的剩余樣品一般保留半年, 預留樣品一般保留2年。特殊、珍稀、仲裁、有爭議樣品

7、一般要永久保存 樣品庫要求 保持干燥、通風、無陽光直射、無污染；要定期清理樣品，防止霉變、鼠害及標簽脫落。樣品入庫、領用和清理均需記錄。 新鮮樣品的保存條件和保存時間 4.1.3 土壤樣品的預處理 1. 樣品的消解（1）土壤樣品的熔融消解法（2）土壤樣品的的酸消解法 常用酸及其性質 2. 樣品的提?。?）水浸提法（水溶態(tài)的提取）（2）土壤中有效態(tài)污染物的提取提取效率影響因素： 粒徑 提取劑的成分 提取劑的pH 提取劑體積與樣品重量比 提取時間 提取溫度 （3）土壤中有機污染物的提取 土壤中的有機污染物要用有機溶劑來提取，如丙酮、氯仿、石油醚、乙醇、乙醚等 4.1.4 土壤含水量測定及分析結果的

8、表示 測定土壤含水量時，一般稱取5.00-10.00 g至稱量瓶或鋁盒內，在1052條件下烘至恒重 4.1.5 土壤污染物的測定 1. 土壤污染物的分析方法第一方法：標準方法，即仲裁方法，按土壤環(huán)境質量標準中選配的分析方法；第二方法：由權威部門規(guī)定或推薦的方法；第三方法：根據(jù)各地實情，自選等效方法 2. 土壤污染物的測定范例（1）土壤中重金屬的測定(Cd, Zn, Cu, Pb, Mn，Ni等) 總量測定a. 預處理一般采用酸消化法進行前處理，可選用HCl-HNO3-HF、王水- HClO4等復合酸消解方法，消化完全后過濾，定容待測。 b. 測定 重金屬的測定可以選用原子吸收分光光度法（AAS

9、）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）或ICP-MS、雙硫蹤分光光度法以及其它可見分光光度法等方法測定 有效態(tài)測定a. 提取處理堿性、石灰性土壤用DTPA（二乙三胺五乙酸）浸提液提取。浸提液的成分為0.005 mol/L DTPA-0.01 mol/L CaCl2-0.1mol/L TEA(三乙醇胺)。酸性土壤用0.1M HCL提取。b. 測定，同總量測定 （2）土壤中有機磷農藥的測定 土樣的提取及凈化 氣相色譜測定4.2 生物體污染監(jiān)測 4.2.1 生物體污染1. 生物體污染的概念 污染物質通過不同途徑在生物體內積累其數(shù)量超過正常含量并足以影響人體健康或影響動、植物生活時就稱為生物

10、體污染。 2. 污染途徑表面附著、生物吸收和生物積累三種形式3. 污染物質在生物體內的分布 在植物體內，污染物從根吸收時，一般污染物含量為根莖葉穗殼種子；從葉面吸收時，一般污染物含量為葉莖根 在動物體內分布規(guī)律： 能溶解于體液的物質在體內均勻分布，如鈉、鉀、氯、氟等； 貯留于肝或其它網狀內皮系統(tǒng)，如鑭、銻、釷等三價和四價陽離子； 對某一種器官具有特殊親合性，如碘對甲狀腺、汞、鈉對腎臟等； 與骨具有親合性的物質，如二階陽離子鉛、鈣、鋇等； 脂溶性物質與脂肪組織乳糜微粒具有親合性，如有機氯蓄積于體脂肪中 4.2.2 生物樣品的采集和制備1. 植物樣品的采集（1）調查（2）采集 工具與用具：包括剪刀

11、、鏟、鋤、布袋或聚乙烯袋、標簽、記錄本、鉛筆等。 采集方法：在采樣小區(qū)內以對角線五點采樣或平行間隔采樣），采集5-10點混合成一個代表樣品 a.對角線五點采樣b.平行間隔采樣）注意以下幾個方面 代表性 典型性 適時性 適量 （3）不同樣品處理 根：應盡量保持根系的完整，不要損傷根毛。將土弄掉，用清潔水沖洗干凈（不能浸泡），吸水紙吸干 蔬菜：一般整株采集,濕紗布包好，放塑料袋或布袋中 水生植物：如浮萍、藻類等一般整株采集，清水沖洗干凈，記錄水質、生長面積 （4）制備 樣品帶回實驗室后，如用新鮮樣品進行測定，應立即處理和分析。當天不能分析完的樣品，可暫時保存在冰箱內。如用干樣品進行測定，則需將樣品

12、干燥、粉碎過篩 新鮮植物樣品的制備一般按以下步驟進行操作： 將樣品用清水、去離子水洗凈，晾干或擦干； 將晾干的新鮮樣品切碎、混合均勻，稱取100 g于電動組織搗碎機中，加與樣品等量的蒸餾水或去離子水或按要求加一定量的提取劑，搗碎12 min，制成勻漿。對含水量大的樣品可不加水，如熟透的西紅柿；對含水量少的可加二倍于樣品的水 對于含纖維多或較硬的樣品，如禾本科植物的根、莖桿、葉子等，可用不銹鋼刀或剪刀切（剪）成小片或小塊，混勻后在研缽內研磨 風干植物樣的制備 洗凈晾干（或烘干） 樣品的粉碎 過篩 2. 動物樣品的采集和制備（1）尿液 （2）血液（3）毛發(fā)和指甲（4）組織和臟器 3. 水產樣品采集

13、和制備 采集水產樣品一定要注意監(jiān)測區(qū)域，樣品個體大小、品種等因素。一般采集產量高、分布范圍廣的產品，所采品種盡可能齊全，以較客觀地反映水產品的被污染水平 在采集動物樣品時一定要注意作好完整記錄，如樣品名稱、種類、數(shù)量、取樣部位、取樣時間、地點、采樣人等，采樣量盡量多些，采集或制備后若不能立即處理應該及時冷藏或冷凍保存 4. 分析結果的表示和樣品含水量的測定 水分測定計算公式如下：4.2.3 生物樣品的預處理灰化處理 （1）濕灰化法（2）干灰化法 高溫電爐法 低溫灰化法 氧瓶燃燒法 氧彈法 2. 提取、濃縮和凈化（1）提取 振蕩提取 組織搗碎提取 索氏提取 直接球磨提取 選擇提取劑時應注意以下幾

14、點： 純度高，需達色譜純； 遵從極性相似相溶原理，極性小的物質用極性小的溶劑提取，極性大的物質用極性大的溶劑提??； 沸點在4580之間為宜，太低易揮發(fā)，太高不易濃縮； 毒性、價格等因素，盡量選取毒性小、價格低廉的溶劑 （2）濃縮 蒸餾與減壓蒸餾 KD濃縮器 旋轉蒸發(fā)器 氣流吹蒸濃縮 （3）凈化 柱層析法 液液分配法 磺化法 低溫冷凍法 吹蒸法（氣提法） 液上空間法4.2.4 生物樣品中污染物測定實例簡介生物樣品中多氯聯(lián)苯（PCB）的測定（1）提取樣品用正己烷提取 （2）凈化 皂化脫脂 多氯聯(lián)苯與有機氯農藥分離（3）濃縮（4）測定2. 生物樣品中重金屬的測定（Cu、Zn、Pb、Cr、Ni等）（1

15、）灰化 濕灰化法： 干灰化法：（2）測定 可采用原子吸收分光光度法（AAS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES） 4.3 固體廢物監(jiān)測 4.3.1 有害固體廢物的定義和鑒別 固體廢物(Solid Waste)是指在生產、生活和其他活動中產生的喪失原有利用價值或者雖未喪失利用價值但被拋棄或放棄的固態(tài)、半固態(tài)和至于容器中的氣態(tài)、液態(tài)物質以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質 危險廢物（Hazardous Waste）是指列入國家危險廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性和感染性等一種或一種以上危險特性，以及不排除具有以上危險

16、特性的固體廢物固體廢物有害特性的定義及鑒別標準 1. 急性毒性 能引起實驗動物（大鼠或小鼠）在48 h內死亡半數(shù)以上者。并按照有關實驗方法，進行半數(shù)致死量（LD50）試驗，評定毒性大小 2. 易燃性 含閃點低于60的液體；經摩擦、吸濕或自發(fā)變化具有著火傾向的固體；著火時燃燒劇烈而持續(xù)，以至在管理期間會引起危險的廢物 3. 腐蝕性 加水浸出液或含水廢物本身的pH2或；或55以下時，對鋼制品的腐蝕深度大于0.64 cm/a 4. 反應性 具有下列特性之一者：（1）不穩(wěn)定，在無爆震時就很容易發(fā)生劇烈變化；（2）和水劇烈反應；（3）能和水形成爆炸性混合物；（4）和水混合會產生毒性氣體、蒸氣或煙霧；（5

17、）在有引發(fā)源或加熱時能爆震或爆炸；（6）根據(jù)其他法規(guī)規(guī)定的爆炸品 5. 放射性 含有放射性同位素量超過最大允許濃度。 6. 浸出毒性 按規(guī)定方法進行浸取，浸出液中有一種或一種以上有害成分的濃度超過標準值，中國危險廢物浸出毒性鑒別標準 4.3.2 樣品的采集與制備1、調查 2. 采樣 （1）采樣工具 （2）份樣數(shù)與份樣量批量大小與最少份樣數(shù) 份樣量和采樣鏟容量 (1) 采樣方法1. 現(xiàn)場采樣：根據(jù)批量的大小及相應的份樣數(shù)確定采樣間隔進行間隔采樣。采樣間隔=批量（t）/規(guī)定的份樣量2.固廢堆采樣：采用分層多點采樣法（厚，間隔2m）廢渣堆中采樣點的分布示意圖 3. 樣品的制備 固體廢物樣品的制備同土

18、壤樣品相似，易變項目用鮮樣測定，其他用干樣品測定 （1）粉碎 經破碎和研磨以減小樣品的粒度：粉碎可用機械或手工完成 （2）篩分使樣品保證95以上處于某一粒度范圍（3）混合 使樣品達到均勻 （4）縮分將樣品縮分，以減少樣品的質量 5. 監(jiān)測結果表示與水分測定 固體廢物測定結果以干樣品計算，當污染物含量小于0.1%時以mg/kg表示；含量大于0.1%時以百分含量表示，并說明是水溶性或總量 4.3.3 有害特性的監(jiān)測方法急性毒性將樣品和水按1：1比例放入磨口三角瓶中，振搖3 min，浸泡24 h，過濾，濾液備用分別取，4.8 mL濾液，對10只?。ù螅┌资笠淮涡怨辔?，記錄48 h內死亡數(shù)本試驗需注意

19、： 白鼠健康活潑，實驗前812小時及觀察期間禁食；用9或12號針頭，去針尖，磨光，彎曲。從口腔插入2.5-4.0 cm即可到達胃部 2. 易燃性一般采用閉口閃點測定儀法 3. 腐蝕性通常以pH反映腐蝕性（1）含水量高、呈流態(tài)狀的廢物-直接測定；（2）粘稠狀廢物-離心、過濾后測定液體的pH；（3）固體狀廢物-取50 g樣品加250 mL水，密閉室溫振蕩30 min，靜置，測上清液 4. 反應性（1）撞擊感度測定（2）摩擦感度測定（3）差熱分析測定（4）火焰感度測定（5）爆炸點測定 5. 遇水反應性（1）溫升實驗（2）有害氣體實驗 6. 浸出毒性 水平震蕩法 翻轉法 固體廢物反應器示意圖 4.3.

20、4 固體廢物中有害物質的測定方法1. 簡單的分析篩選包括水溶性實驗、閃點實驗、揮發(fā)性實驗等；2. 對含水樣品測pH ；3. 若樣品為堿性，用火焰光度法測定K、Na等，對周圍氣體檢測NH3；4. 若樣品為酸性，測定Cl-、SO42- 、CH3COO- 、PO43-等陰離子；5. 對有機物樣品可作些功能團的定性實驗，如羥基、酮基等；6. 最后進行金屬分析 4.3.5 城鎮(zhèn)生活垃圾監(jiān)測 生活垃圾包括廚房類(亦稱廚余垃圾)、廢品類和建筑及灰土類等，主要來源于廚房、家庭或單位廢棄、庭院街道清掃、建筑施工 1. 生活垃圾特性分析（1）垃圾的粒度分級 采用篩分法，將一系列不同的篩目的篩子按規(guī)格序列由小到大排

21、列，依次連續(xù)搖動15 min，再轉到下一號篩子，然后計算每一粒度微粒所占的百分比 （2）淀粉的測定 垃圾在堆肥處理過程中，需借助淀粉量分析來鑒定堆肥的腐熟程度。其原理是利用垃圾在堆肥過程中形成的淀粉碘化絡合物的顏色變化與堆肥降解度的關系。當堆肥降解尚未結束時，淀粉碘化絡合物呈藍色；降解結束即呈黃色。堆肥顏色的變化過程是深藍淺藍灰綠黃 （3）生物降解度的測定 垃圾中含有大量天然的和人工合成的有機物質，有的容易生物降解，有的難以生物降解。目前，通常采用COD試驗方法，其原理類似于水體中COD的測定 生物降解物質的計算： BDM=（V2- V1）（4）熱值的測定 熱值是廢物焚燒處理的重要指標，分高熱

22、值和低熱值。垃圾中可燃物燃燒產生的熱值為高熱值 垃圾中含有的不可燃物質（如水和不可燃惰性物質），在燃燒過程中消耗熱量，當燃燒升溫時，不可燃惰性物質吸收熱量而升溫；水吸收熱量后氣化，以蒸汽形式揮發(fā)。高熱值減去不可燃惰性物質吸收的熱量和水氣化所吸收的熱量，稱為低熱值 兩者換算公式為 2. 滲瀝水分析 成分的不穩(wěn)定性：主要取決于垃圾的組成； 濃度的可變性：主要取決于填埋時間； 組成的特殊性： 滲瀝水的分析項目包括：色度、總固體、總溶解性固體與總懸浮性固體、硫酸鹽、氨態(tài)氮、凱氏氮、氯化物、總磷、pH值、BOD、COD、鉀、鈉、細菌總數(shù)、總大腸菌數(shù)等 3. 有害氣體分析（1）焚燒廢氣 焚燒爐大氣污染物監(jiān)測方法（2）填埋氣體填埋氣體主要包括甲烷、二氧化碳、氫氣、惡臭、VOCs 4. 滲瀝試驗 固體廢物先經粉碎后，通過孔徑篩，然后裝入玻璃柱內，在上面玻璃瓶中加入雨水或蒸餾水以一定的速度通過管柱下端的玻璃棉流入錐形瓶內，每隔一定時間測定滲析液中有害物質的含量，然后畫出時間-滲瀝水中有害物濃度曲線 固體廢物滲瀝模型試驗裝置 生活垃圾滲瀝柱示意圖 4.3.6 固體的直接分析技術中子活化分析技術 用反應堆作為活化源，以一定能量和流強的中子轟擊試樣，發(fā)生核反應，然后測定生成的放射性核素在衰變時放出的緩慢輻射或者測定核反應中放出的瞬間輻射。通過測定射線能量和半衰期進