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文檔簡(jiǎn)介
第五章土壤污染監(jiān)測(cè)
(SoilPollutionMonitoring)
目的與要求
了解土壤的組成、背景值等基本概念,掌握土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法;樣品的采集和測(cè)定的原則及基本方法等。重點(diǎn)
土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法;難點(diǎn)土壤污染樣品的制備和保存方法。土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法。第一節(jié)土壤基本知識(shí)土壤是指陸地地表具有肥力并能生長(zhǎng)植物的疏松表層。一、土壤組成地球表層的巖石經(jīng)過風(fēng)化作用,逐漸破壞成疏松的、大小不等的礦物顆粒(稱為母質(zhì))。
而土壤是在母質(zhì)、氣候、生物、地形、時(shí)間等多種成土因素綜合作用下形成和演變而成的。
土壤組成很復(fù)雜,總體來說是由礦物質(zhì)、動(dòng)植物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、水分和空氣等固、液、氣三相組成的。(一)土壤礦物質(zhì)1.土壤礦物質(zhì)的礦物組成1)原生礦物質(zhì):它是各種巖石經(jīng)受不同的物理風(fēng)化,仍遺留在土壤中的一類礦物,其原來的化學(xué)組成沒有改變。2)次生礦物質(zhì):它大多是由原生礦物質(zhì)經(jīng)風(fēng)化后形成的新礦物。2.土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成土壤礦物質(zhì)元素的相對(duì)含量與地球表面巖石圈元素的平均含量及其化學(xué)組成相似。3.土壤機(jī)械組成土壤粒徑的大小影響著土壤對(duì)污染物的吸附和解吸能力。土壤機(jī)械組成的分類是以土壤中各粒級(jí)含量的相對(duì)百分比作為標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際制采用三級(jí)分類法,即根據(jù)沙粒(0.02—2mm)、粉沙粒(0.002—0.02mm)和粘粒(<0.002mm)在土壤中的相對(duì)含量,將土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大類和十二級(jí),(二)土壤有機(jī)質(zhì)(三)土壤水和空氣二、土壤性質(zhì)吸附性與土壤中膠體物質(zhì)密切相關(guān)酸堿性受生物、氣候、地質(zhì)、水文條件綜合影響極酸性pH<4.5極堿性pH>9.5強(qiáng)酸性pH>4.5~5.5強(qiáng)堿性pH>8.5~9.5酸性pH>5.5~6.0堿性pH>7.5~8.5酸性pH>6.0~6.5弱堿性pH>7.0~7.5中性土pH6.5~7.0氧化-還原性土壤游離氧和高價(jià)金屬離子是氧化劑;土壤有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)物是還原劑三、土壤背景值定義:指在未受或少受人類活動(dòng)影響下,尚未受或少受污染和破壞的土壤中元素的含量。土壤元素背景值的表達(dá)方式目前還不統(tǒng)一,有幾種方法,但我國(guó)用得較多的一種是用土壤樣品平均值加減兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。即:
B=x±2S調(diào)查和研究土壤背景值是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)過程,監(jiān)測(cè)任務(wù)艱苦細(xì)致,工作量龐大中國(guó)七五期間組織了中國(guó)土壤環(huán)境背景值研究,作為國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目《中國(guó)土壤元素背景值》記錄了全國(guó)除臺(tái)灣以外的30個(gè)省、市、自治區(qū)的41個(gè)土壤類型、60多種元素的分布,采樣遍布全國(guó)2600多個(gè)縣市,深入海島、高山、荒原、森林,取得的原始數(shù)據(jù)以千萬計(jì),信息十分豐富四、土壤污染
當(dāng)進(jìn)入土壤的污染物質(zhì)量和速度超過土壤能承受的容量和凈化速度時(shí),就破壞了土壤環(huán)境的自然動(dòng)態(tài)平衡,使污染物的積累逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì),引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)、性狀改變,功能失調(diào),質(zhì)量下降,導(dǎo)致土壤環(huán)境污染。不合理地使用農(nóng)藥、化肥,污水灌溉,使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的污泥,城市垃圾及工業(yè)廢渣等,固體廢物隨意堆放或填埋,以及大氣沉降物等。污染源天然污染源礦物風(fēng)化后自然擴(kuò)散,火山爆發(fā)后降落的火山灰等。人為污染源化學(xué)污染物定義污染物種類病原微生物放射性污染物生物類污染物主要是’*鍶、”’銫等重金屬、硫化物、氟化物、農(nóng)藥等水土流失:在山丘區(qū)和風(fēng)沙區(qū),由于水力或風(fēng)力的作用,沖刷土壤,使水分和土壤流失的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因:土地利用不當(dāng)、坡面陡峻、土質(zhì)疏松、地面植被不良、耕作不合理及濫伐森林等。土壤污染后果:土壤的組成、結(jié)構(gòu)、形狀改變,功能失調(diào),質(zhì)量和生產(chǎn)力下降土壤污染的危害:對(duì)空氣和水體造成二次污染,還會(huì)進(jìn)入食物鏈,危害人體健康目前我國(guó)受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm2,調(diào)查結(jié)果表明,75%的縣已受到不同程度的重金屬污染的潛在威脅,而且污染趨勢(shì)仍在加重。土壤污染危害——經(jīng)濟(jì)損失對(duì)于各種土壤污染造成的經(jīng)濟(jì)損失,目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例,全國(guó)每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食超過1000萬t,另外被重金屬污染的糧食每年也多達(dá)1200萬t,合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200億元。對(duì)于農(nóng)藥和有機(jī)物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類型的土壤污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失,目前尚難以估計(jì)。但是,這些類型的污染問題在國(guó)內(nèi)確實(shí)存在,甚至也很嚴(yán)重。土壤污染危害——農(nóng)作物品質(zhì)下降我國(guó)大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染,有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標(biāo)和接近臨界值。據(jù)報(bào)道,1992年全國(guó)有不少地區(qū)已經(jīng)發(fā)展到生產(chǎn)“鎘米”的程度,每年生產(chǎn)的“鎘米”多達(dá)數(shù)億千克。僅沈陽某污灌區(qū)被污染的耕地已多達(dá)2500hm2,致使糧食遭受嚴(yán)重的鎘污染,稻米的含鎘濃度高達(dá)0.4~1.0mg/kg。江西省某縣多達(dá)44%的耕地遭到污染,并形成670hm2的“鎘米”區(qū)。據(jù)南京環(huán)保所報(bào)道,南京市的市售蔬菜幾乎都受到一定程度的硝酸鹽污染。其中,大白菜和青菜的硝酸鹽污染最重,其次為菠菜;蘿卜的污染相對(duì)較輕。北京、上海等大中城市蔬菜污染超標(biāo)也十分普遍。土壤污染危害——人體健康影響土壤污染會(huì)使污染物在植(作)物體中積累,并通過食物鏈富集到人體和動(dòng)物體中,危害人畜健康,引發(fā)癌癥和其他疾病等。五、土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GBl5618—1995)無公害農(nóng)產(chǎn)品蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)(GB/T18407—2001)無公害農(nóng)產(chǎn)品茶葉產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)(NY5020—2001)土壤監(jiān)測(cè)方案是在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,通過綜合分析,確定監(jiān)測(cè)目的、計(jì)劃監(jiān)測(cè)采樣與布點(diǎn)、選擇監(jiān)測(cè)方法、建立質(zhì)量保證程序和措施、提出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理要求,最終全面安排實(shí)施計(jì)劃
1.現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)判斷土壤是否被污染以及污染程度、狀況,預(yù)測(cè)發(fā)展變化趨勢(shì);對(duì)建設(shè)項(xiàng)目積累背景值,為監(jiān)督變化和影響建立基準(zhǔn)第二節(jié)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案一、監(jiān)測(cè)目的土壤分類Ⅰ類土壤:國(guó)家規(guī)定的自然保護(hù)區(qū)、集中式生活飲用水水源地、茶園、牧場(chǎng)和其他保護(hù)地區(qū)土壤,質(zhì)量基本保持自然背景水平。執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類土壤:一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)等土壤,質(zhì)量基本不對(duì)植物和環(huán)境造成危害和污染。執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類土壤:林地土壤及污染物容量較大的高背景值土壤,礦山附近土壤,質(zhì)量基本不對(duì)植物和環(huán)境造成危害和污染。執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2.土壤污染事故監(jiān)測(cè):由于廢氣、廢水、廢渣、污泥對(duì)土壤造成了污染,或者使土壤結(jié)構(gòu)與性質(zhì)發(fā)生了明顯地變化,或者對(duì)作物造成了傷害,需要調(diào)查分析主要污染物,確定污染的來源、范圍和程度,為行政主管部門采取對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。3.污染物土地處理的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在進(jìn)行污水、污泥土地利用、固體廢棄物的土地處理過程中,把許多無機(jī)和有機(jī)污染物質(zhì)帶入土壤,其中有的污染物質(zhì)殘留在土壤中,并不斷地積累,它們的含量是否達(dá)到了危害的臨界值,需要進(jìn)行定點(diǎn)長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),以既能充分利用土地的凈化能力,又防止土壤污染,保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境4.土壤背景值調(diào)查通過分析測(cè)定土壤中某些元素的含量,確定這些元素的背景值水平和變化,了解元素的豐缺和供應(yīng)狀況,為保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境、合理施用微量元素及地方病因的探討與防治提供依據(jù)二、資料的收集土壤污染與所處的自然環(huán)境有關(guān)——土壤類型、土壤環(huán)境背景值;地表水和地下水、地質(zhì)條件、水土流失等土壤污染與社會(huì)環(huán)境有關(guān),特別是工業(yè)生產(chǎn)與廢棄物排放密切相關(guān);與污染源分布、工農(nóng)業(yè)空間布局有關(guān)農(nóng)業(yè)土地利用類型,施用農(nóng)藥、化肥的累積情況和農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用(油料、電池)等三、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目背景值調(diào)查研究是為了了解土壤中各種元素的含量水平,要求測(cè)定項(xiàng)目多。污染事故監(jiān)測(cè)僅測(cè)定可能造成土壤污染的項(xiàng)目。土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)測(cè)定那些影響自然生態(tài)和植物正常生長(zhǎng)及危害人體健康的項(xiàng)目。我國(guó)土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目金屬化合物鎘(Cd)、鉻(Cd)、銅(Cu)、汞(Hg)、鉛(Pb)、鋅(Zn)非金屬無機(jī)化合物砷(As)、氰化物、氟化物、硫化物等我國(guó)土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有機(jī)化合物無機(jī)化合物苯并(a)芘、三氯乙醛、油類、揮發(fā)酚、DDT、六六六等《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定必測(cè)項(xiàng)目:《土壤環(huán)境質(zhì)量》規(guī)定的11項(xiàng)選擇必測(cè)項(xiàng)目:在土壤中積累較多、對(duì)農(nóng)業(yè)危害較大、影響范圍廣、毒性較重的污染物選擇項(xiàng)目:新納入的在土壤中積累較少的污染物;因污染導(dǎo)致改變的土壤形狀指標(biāo)和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)后兩類包括鐵、錳、總鉀、有機(jī)質(zhì)、總氮、有效磷、水分、總硒、有效硼、總硼、總鉬、氟化物、礦物油、苯并(a)芘、全鹽量土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)包括11項(xiàng):pH值、鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳、六六六、滴滴涕無公害農(nóng)產(chǎn)品蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18407-2001)包括總汞、總砷、鉛、鎘、鉻(六價(jià))和六六六、滴滴涕無公害農(nóng)產(chǎn)品茶葉產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(NY5020-2001)包括pH值、汞、砷、鉛、鎘、鉻、銅土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(摘錄mg/kg)級(jí)別一級(jí)二級(jí)三級(jí)pH值自然背景<6.56.5~7.5>7.5>6.5鎘≤汞≤砷水田≤旱地≤銅農(nóng)田≤果園≤鉛≤鉻旱地≤六六六≤0.200.1515153535900.050.300.303040501502502500.500.300.5025301002003002000.500.601.020251002003503000.501.01.530404004005003001.0四、采樣點(diǎn)的布設(shè)1.采樣點(diǎn)布設(shè)原則土壤特性:土壤是一個(gè)開放的緩沖動(dòng)力學(xué)體系,與外界環(huán)境不斷進(jìn)行能量和物質(zhì)交換;但總體相對(duì)穩(wěn)定,分布不均勻基本原則⑴合理劃分采樣單元,大單元分成相對(duì)均勻的小單元,設(shè)立對(duì)照單元⑵考慮污染源類型,就近監(jiān)測(cè)、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)⑶避開田邊、溝邊、路邊、肥堆邊和水土流失嚴(yán)重、表層土嚴(yán)重破壞地點(diǎn)布設(shè)原則不同土壤類型都要布點(diǎn)污染較重的地區(qū)布點(diǎn)要密些。常根據(jù)土壤污染發(fā)生原因來考慮布點(diǎn)多少大氣污染物引起:布點(diǎn)以污染源為中心,據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)向、風(fēng)速及污染強(qiáng)度等因素來確定城市污水或被污染的河水灌溉農(nóng)田引起:采樣點(diǎn)應(yīng)根據(jù)水流的路徑和距離來考慮化肥、農(nóng)藥引起:特點(diǎn)是分布比較均勻廣泛要在非污染區(qū)的同類土壤中布設(shè)一個(gè)或幾個(gè)對(duì)照采樣點(diǎn)總之,采樣點(diǎn)的布設(shè)既應(yīng)盡量照顧到土壤的全面情況,又要視污染情況和監(jiān)測(cè)目的而定2.采樣點(diǎn)數(shù)量采樣點(diǎn)數(shù)取決于監(jiān)測(cè)目的、范圍大小、環(huán)境狀況、監(jiān)測(cè)單元數(shù)量、經(jīng)費(fèi)和時(shí)間等?!爸袊?guó)土壤背景值調(diào)查研究”提出的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)估算公式式中:n:每個(gè)采樣單元最少采樣點(diǎn)數(shù)s:樣本相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,即變異系數(shù)t:置信因子,置信水平95%時(shí),t=1.96d:允許偏差,抽樣精度≥80%時(shí),d=0.23采樣點(diǎn)布設(shè)方法
對(duì)角線布點(diǎn)法適用于面積較小,地勢(shì)平坦的污灌或污染河水灌溉田塊,自進(jìn)水口劃對(duì)角線,均分3~5段,在區(qū)段中心取樣
梅花形布點(diǎn)法適用于面積較小、地勢(shì)平坦,土壤物質(zhì)和污染程度較均勻田塊。中心點(diǎn)在對(duì)角線交點(diǎn),一般設(shè)5~10個(gè)點(diǎn)
棋盤式布點(diǎn)法適用于中等面積,地勢(shì)平坦,地形完整開闊,但土壤較不均勻田塊,10點(diǎn)以上。受污染土壤20點(diǎn)以上
蛇形布點(diǎn)法適用于面積較大,地勢(shì)不很平坦,土壤不夠均勻的田塊布點(diǎn)數(shù)量較多其他土壤采樣點(diǎn)布設(shè)方法放射性布點(diǎn)法適用于大氣污染型土壤,以大氣污染源為中心,向周邊分布,近密遠(yuǎn)疏,主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向適當(dāng)加密網(wǎng)格布點(diǎn)法適用于地形平緩的的地塊,類似于大氣采樣和環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)的均勻布點(diǎn),主要用于受農(nóng)用化學(xué)品污染的土壤監(jiān)測(cè),以及土壤背景值調(diào)查常用方法重量法測(cè)土壤水分容量法浸出物中含量較高的成分測(cè)定,如Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-分光光度法、原子吸收分光光度法、原子螢光分光光度法、等離子體發(fā)射光譜法重金屬如Cu、Cd、Cr、Pb、Hg、Zn等氣相色譜法有機(jī)氯、有機(jī)磷及有機(jī)汞等農(nóng)藥五、監(jiān)測(cè)方法六、農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)1.評(píng)價(jià)參數(shù)單項(xiàng)污染指數(shù)=綜合污染指數(shù)=單項(xiàng)污染積累指數(shù)=污染物超標(biāo)倍數(shù)=污染樣本超標(biāo)率(%)=污染面積超標(biāo)率(%)=污染物分擔(dān)率(%)=2.評(píng)價(jià)方法一般以單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)為主在縱向、橫向比較時(shí),利用綜合評(píng)價(jià)指數(shù)土壤污染分級(jí)——以p綜為依據(jù)級(jí)別綜合污染指數(shù)等級(jí)污染水平1p≤0.7安全清潔20.7<p≤1.0警戒限尚清潔31.0<p≤2.0輕污染超過背景值,開始污染42.0<p≤3.0中污染中度污染5p>3.0重污染污染相當(dāng)嚴(yán)重第三節(jié)土壤樣品的采集與加工管理一、土壤樣品的采集(一)土壤樣品的類型、采樣深度及采樣量1.混合樣品如果只是一般了解土壤污染狀況,對(duì)種植一般農(nóng)作物的耕地,只需采集0~20cm耕作層土壤,對(duì)于種植果林類農(nóng)作物的耕地,采集0~60cm耕作層土壤。將在一個(gè)采樣單元內(nèi)各采樣分點(diǎn)采集的土樣混合均勻制成混合樣,組成混合樣的分點(diǎn)數(shù)通常為5~20個(gè)?;旌蠘恿客^大,需要用四分法棄取,最后留下1~2kg,裝入樣品袋。2.剖面樣品:如果要了解土壤污染深度,則應(yīng)按土壤剖面層次分層采樣。土壤剖面指地面向下的垂直土體的切面。在垂直切面上可觀察到與地面大致平行的若干層具有不同顏色、性狀的土層。根據(jù)土壤剖面顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、松緊度、溫度、植物根系分布等劃分土層,并進(jìn)行仔細(xì)觀察,將剖面形態(tài)、特征自上而下逐一記錄。隨后在各層最典型的中部自下而上逐層用小土鏟切取一片片土壤樣,每個(gè)采樣點(diǎn)的取樣深度和取樣量應(yīng)一致。將同層次土壤混合均勻,各取1kg土樣,分別裝入樣品袋。土壤剖面點(diǎn)位不得選在土類和母質(zhì)交錯(cuò)分布的邊緣地帶或土壤剖面受破壞的地方;剖面的觀察面要向陽。采樣的深度(二).采樣時(shí)間為了解土壤污染狀況,可隨時(shí)采集樣品進(jìn)行測(cè)定。如需同時(shí)掌握在土壤上生長(zhǎng)的作物受污染狀況,可依季節(jié)變化或作物收獲期采集。一年中在同一地點(diǎn)采樣兩次
進(jìn)行對(duì)照。(三).采樣方法①采樣筒取樣;②土鉆取樣;③挖坑取樣。(四).采樣量由于測(cè)定所需的土樣是多點(diǎn)混合而成的,取樣量往往較大,而實(shí)際供分析的土樣不需太多,一般只需1-2Kg。因此對(duì)所得混合樣可反復(fù)按四分法棄取,最后留下所需的土量,裝入塑料袋或布袋內(nèi),貼上標(biāo)簽備用(五)采樣注意事項(xiàng)(1)采樣同時(shí),填寫土壤樣品標(biāo)簽、采樣記錄、樣品登記表。土壤標(biāo)簽一式兩份,一份放人樣品袋內(nèi),一份扎在袋口,并于采樣結(jié)束時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)逐項(xiàng)逐個(gè)檢查。(2)測(cè)定重金屬的樣品,盡量用竹鏟、竹片直接采集樣品,或用鐵鏟、土鉆挖掘后,用竹片刮去與金屬采樣接觸的部分,再用竹鏟或竹片采集土樣(六)土壤背景值樣品采集1.布點(diǎn)原則2.注意事項(xiàng)1)同一類型土壤應(yīng)有3~5個(gè)以上的重復(fù)樣點(diǎn),以更檢驗(yàn)本底值的可靠性。2)土壤本底調(diào)查采樣時(shí),要特別注意成土母質(zhì)的作用。因?yàn)椴煌寥滥纲|(zhì)常使土壤的元素組成和含量發(fā)生很大的差異。與污染土壤采樣不同之處是,同一個(gè)樣點(diǎn)并不強(qiáng)調(diào)采集多點(diǎn)混合樣,而是選取發(fā)育典型、代表性強(qiáng)的土壤采樣。3)采樣深度,一般采集一米以內(nèi)的表土和心土,對(duì)于發(fā)育完好的典型剖面,應(yīng)按層分別采樣,以研究各種元素在土壤中的分配二、土壤樣品的加工與管理(一)樣品加工處理風(fēng)干磨細(xì)過篩混合分裝制樣目的:除去非土部分,使測(cè)定結(jié)果能代表土壤本身的組成;有利于樣品長(zhǎng)期保存;是分析時(shí)稱取的樣品具有較高的代表性1.土樣的風(fēng)干測(cè)定游離揮發(fā)酚、硫化物、氰化物、油類、某些農(nóng)藥、烷基汞引起揮發(fā)分解的物質(zhì),需要不經(jīng)風(fēng)干的新鮮土樣。把雜質(zhì)除掉后,對(duì)原樣進(jìn)行分析。大多土樣需要風(fēng)干,風(fēng)干的土樣比較容易混合均勻。重復(fù)性準(zhǔn)確性都比較好。2.磨碎與過篩一般處理方法:將風(fēng)干樣在有機(jī)玻璃板或木板上用錘、滾、棒壓碎,并除去碎石、砂礫及植物殘?bào)w后,用四分法分取所需土樣量,使其全部通過20目尼龍篩。過篩后的土樣全部置于聚乙烯薄膜上,充分混勻,用四分法分成兩份,一份交樣品庫存放,可用于土壤pH值、土壤代換量等項(xiàng)目測(cè)定用;另一個(gè)份繼續(xù)用四分法縮分成兩份,一份備用,一份研磨至全部通過60目或100目孔徑尼龍篩,充分混合均勻后備用。通過60目孔徑篩的土壤樣品,用于農(nóng)藥、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全氮量等項(xiàng)目的測(cè)定;通過100目孔徑篩的土壤樣品用于元素分析。樣品裝入樣品瓶或樣品袋后,及時(shí)填寫標(biāo)簽,一式兩份,瓶?jī)?nèi)或袋內(nèi)1份,外貼1份3.篩的目數(shù)與孔徑的關(guān)系在分析工作中所用的篩子有兩種:一種以篩孔直徑大小表示,如孔徑為2mm、1mm、0.5mm等;另一種以每英寸長(zhǎng)度上的孔數(shù)表示。如每英寸長(zhǎng)度上有40孔,為40目篩子(或稱40號(hào)篩子)??讛?shù)愈多,孔徑愈小。篩目與孔徑之間的關(guān)系可用下列簡(jiǎn)式表示:篩孔直徑(mm)=16/每英寸孔數(shù)二、樣品管理土壤樣品管理包括土樣加工處理、分裝、分發(fā)過程中的管理和樣品入庫保存管理。必須建立嚴(yán)格的管理制度和崗位責(zé)任制。保存原則1)一般土壤樣品需保存半年至一年,以備必要時(shí)查核之用。2)儲(chǔ)存樣品應(yīng)盡量避免日光、潮濕、高溫和酸堿氣體等的影響。3)玻璃材質(zhì)容器是常用的優(yōu)質(zhì)貯器,聚乙烯塑料容器也屬美國(guó)環(huán)保局推薦容器之一。4)將風(fēng)干土樣、沉積物或標(biāo)準(zhǔn)土樣等貯存于潔凈的玻璃或聚乙烯容器之內(nèi)。在常溫、陰涼、干燥、避陽光、密封(石臘涂封)條件下保存30個(gè)月是可行的。第四節(jié)、土壤樣品的預(yù)處理和測(cè)定方法需要處理成液體狀態(tài)和將欲測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合測(cè)定方法要求的形態(tài)、濃度,以及消除共存組分的干擾。土壤樣品的預(yù)處理方法主要有分解法和提取法;前者用于元素的測(cè)定,后者用于有機(jī)污染物和不穩(wěn)定組分的測(cè)定。土壤樣品分解方法有:酸分解法、堿熔分解法、高壓釜分解法、微波爐分解法等。分解法的作用是破壞土壤的礦物晶格和有機(jī)質(zhì),使待測(cè)元素進(jìn)入試樣溶液中。1.預(yù)處理2.土壤樣品提取方法有機(jī)污染物的提取有機(jī)溶劑,振蕩提取有機(jī)溶劑,索氏提取器提取常用溶劑:環(huán)己烷、石油醚、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷等無機(jī)污染物的提取用酸或水浸泡提取3凈化和濃縮凈化即分離,常用層析法、蒸餾法濃縮采用濃縮器、蒸發(fā)器等土壤監(jiān)測(cè)方法包括樣品預(yù)處理和分析測(cè)定兩部分方法《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了土壤監(jiān)測(cè)分析方法選用監(jiān)測(cè)方法的原則
1標(biāo)準(zhǔn)方法(國(guó)標(biāo)或部標(biāo))2權(quán)威部門規(guī)定或推薦方法(如中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站編:土壤元素的近代分析方法、中科院南京土壤所編:土壤理化分析)3自選等效方法第五節(jié)土壤污染物的測(cè)定一、土壤水分測(cè)定過1mm篩孔土樣,105℃烘干至恒重風(fēng)干土樣水分稱分析基水分;新鮮土樣水分稱烘干基水分二、pH值測(cè)定玻璃電極法測(cè)定土壤浸出液的pH值10g土樣加25mL無二氧化碳蒸餾水,攪拌1分鐘,靜置30分鐘,測(cè)混濁液的pH值注意避免空氣中氨、二氧化碳等酸堿氣體影響;風(fēng)干會(huì)帶來二氧化碳損失三、可溶性鹽分的測(cè)定定義:可溶性鹽分是用一定量的水從一定量的土壤中經(jīng)過一定時(shí)間浸提出的可溶解性鹽類鹽類直接影響作物的萌發(fā)和生長(zhǎng)可溶性鹽分測(cè)定方法:重量法、比重計(jì)法、電導(dǎo)率法、陰陽離子總和計(jì)算法等重量法測(cè)定可溶性鹽分1000g土樣加入500mL無二氧化碳蒸餾水,振蕩提取,抽濾、濾液水浴蒸干、烘干。所得殘?jiān)眠^氧化氫去除有機(jī)物后,稱重四、土壤金屬化合物測(cè)定土壤金屬化合物測(cè)定與水體金屬化合物測(cè)定基本相同,主要差別是預(yù)處理和測(cè)定條件主要方法火焰原子吸收法:主要測(cè)定銅、總鉻、鐵、錳、總鉀石墨爐原子吸收法:主要測(cè)定鎘、鉛氫化物-原子熒光法:主要測(cè)定總砷、總硒分光光度法:主要測(cè)定總砷、總鉻、有效硼總硼、總鉬冷原子吸收法:主要測(cè)定總汞五、有機(jī)污染物測(cè)定土壤中有機(jī)污染物的測(cè)定廣泛使用氣相色譜法和色譜—質(zhì)譜連用技術(shù)樣品準(zhǔn)備:20g土壤樣品置于索氏提取器之中,用石油醚-丙酮(1:1)提取對(duì)于六六六和滴滴涕的監(jiān)測(cè):使用帶電子捕獲檢測(cè)器(ECD)的氣相色譜儀。對(duì)苯并(a)芘的測(cè)定:采用紫外分光法、熒光分光法、高效液相色譜法等樣品的處理:氯仿-水浴浸提,氧化鋁層析分離每一次的加油,每一次的努力都是為了下一次更好的自己。11月-2411月-24Tuesday,November26,2024天生我材必有用,千金散盡還復(fù)來。18:37:5218:37:5218:3711/26/20246:37:52PM安全象只弓,不拉它就松,要想保安全,常把弓弦繃。11月-2418:37:5218:37Nov-2426-Nov-24得道多助失道寡助,掌控人心方位上。18:37:5218:37:5218:37Tuesday,November26,2024安全在于心細(xì),事故出在麻痹。11月-2411月-2418:37:5218:37:52November26,2024加強(qiáng)自身建設(shè),增強(qiáng)個(gè)人的休養(yǎng)。2024年11月26日6:37下午11月-2411月-24擴(kuò)展市場(chǎng),開發(fā)未來,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在。26十一月20246:37:52下午18:37:5211月-24做專業(yè)的企業(yè),做專業(yè)的事情,讓自己專業(yè)起來。十一月246:37下午11月-2418:37November26,2024時(shí)間是人類發(fā)展的空間。2024/11/2618:37:5218:37:5226November2024科學(xué),你是國(guó)力的靈魂;同時(shí)又是社會(huì)發(fā)展的標(biāo)志。6:37:52下午6:37下午18:37:5211月-24每天都是美好的一天,新的一天開啟。11月-2411月-2418:3718:37:5218:37:52Nov-24人生不是自發(fā)的自我發(fā)展,而是一長(zhǎng)串機(jī)緣。事件和決定,這些機(jī)緣、事件和決定在它們實(shí)現(xiàn)的當(dāng)時(shí)是取決于我們的意志的。2024/11/2618:37:52Tuesday,November26,2024感情上的親密,發(fā)展友誼;錢財(cái)上的親密,破壞友誼。11月-242024/11/2618:37:5211月-24謝謝大家!第五章土壤污染監(jiān)測(cè)
(SoilPollutionMonitoring)
目的與要求
了解土壤的組成、背景值等基本概念,掌握土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法;樣品的采集和測(cè)定的原則及基本方法等。重點(diǎn)
土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法;難點(diǎn)土壤污染樣品的制備和保存方法。土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法。第一節(jié)土壤基本知識(shí)土壤是指陸地地表具有肥力并能生長(zhǎng)植物的疏松表層。一、土壤組成地球表層的巖石經(jīng)過風(fēng)化作用,逐漸破壞成疏松的、大小不等的礦物顆粒(稱為母質(zhì))。
而土壤是在母質(zhì)、氣候、生物、地形、時(shí)間等多種成土因素綜合作用下形成和演變而成的。
土壤組成很復(fù)雜,總體來說是由礦物質(zhì)、動(dòng)植物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、水分和空氣等固、液、氣三相組成的。(一)土壤礦物質(zhì)1.土壤礦物質(zhì)的礦物組成1)原生礦物質(zhì):它是各種巖石經(jīng)受不同的物理風(fēng)化,仍遺留在土壤中的一類礦物,其原來的化學(xué)組成沒有改變。2)次生礦物質(zhì):它大多是由原生礦物質(zhì)經(jīng)風(fēng)化后形成的新礦物。2.土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成土壤礦物質(zhì)元素的相對(duì)含量與地球表面巖石圈元素的平均含量及其化學(xué)組成相似。3.土壤機(jī)械組成土壤粒徑的大小影響著土壤對(duì)污染物的吸附和解吸能力。土壤機(jī)械組成的分類是以土壤中各粒級(jí)含量的相對(duì)百分比作為標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際制采用三級(jí)分類法,即根據(jù)沙粒(0.02—2mm)、粉沙粒(0.002—0.02mm)和粘粒(<0.002mm)在土壤中的相對(duì)含量,將土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大類和十二級(jí),(二)土壤有機(jī)質(zhì)(三)土壤水和空氣二、土壤性質(zhì)吸附性與土壤中膠體物質(zhì)密切相關(guān)酸堿性受生物、氣候、地質(zhì)、水文條件綜合影響極酸性pH<4.5極堿性pH>9.5強(qiáng)酸性pH>4.5~5.5強(qiáng)堿性pH>8.5~9.5酸性pH>5.5~6.0堿性pH>7.5~8.5酸性pH>6.0~6.5弱堿性pH>7.0~7.5中性土pH6.5~7.0氧化-還原性土壤游離氧和高價(jià)金屬離子是氧化劑;土壤有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)物是還原劑三、土壤背景值定義:指在未受或少受人類活動(dòng)影響下,尚未受或少受污染和破壞的土壤中元素的含量。土壤元素背景值的表達(dá)方式目前還不統(tǒng)一,有幾種方法,但我國(guó)用得較多的一種是用土壤樣品平均值加減兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。即:
B=x±2S調(diào)查和研究土壤背景值是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)過程,監(jiān)測(cè)任務(wù)艱苦細(xì)致,工作量龐大中國(guó)七五期間組織了中國(guó)土壤環(huán)境背景值研究,作為國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目《中國(guó)土壤元素背景值》記錄了全國(guó)除臺(tái)灣以外的30個(gè)省、市、自治區(qū)的41個(gè)土壤類型、60多種元素的分布,采樣遍布全國(guó)2600多個(gè)縣市,深入海島、高山、荒原、森林,取得的原始數(shù)據(jù)以千萬計(jì),信息十分豐富四、土壤污染
當(dāng)進(jìn)入土壤的污染物質(zhì)量和速度超過土壤能承受的容量和凈化速度時(shí),就破壞了土壤環(huán)境的自然動(dòng)態(tài)平衡,使污染物的積累逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì),引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)、性狀改變,功能失調(diào),質(zhì)量下降,導(dǎo)致土壤環(huán)境污染。不合理地使用農(nóng)藥、化肥,污水灌溉,使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的污泥,城市垃圾及工業(yè)廢渣等,固體廢物隨意堆放或填埋,以及大氣沉降物等。污染源天然污染源礦物風(fēng)化后自然擴(kuò)散,火山爆發(fā)后降落的火山灰等。人為污染源化學(xué)污染物定義污染物種類病原微生物放射性污染物生物類污染物主要是’*鍶、”’銫等重金屬、硫化物、氟化物、農(nóng)藥等水土流失:在山丘區(qū)和風(fēng)沙區(qū),由于水力或風(fēng)力的作用,沖刷土壤,使水分和土壤流失的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因:土地利用不當(dāng)、坡面陡峻、土質(zhì)疏松、地面植被不良、耕作不合理及濫伐森林等。土壤污染后果:土壤的組成、結(jié)構(gòu)、形狀改變,功能失調(diào),質(zhì)量和生產(chǎn)力下降土壤污染的危害:對(duì)空氣和水體造成二次污染,還會(huì)進(jìn)入食物鏈,危害人體健康目前我國(guó)受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm2,調(diào)查結(jié)果表明,75%的縣已受到不同程度的重金屬污染的潛在威脅,而且污染趨勢(shì)仍在加重。土壤污染危害——經(jīng)濟(jì)損失對(duì)于各種土壤污染造成的經(jīng)濟(jì)損失,目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例,全國(guó)每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食超過1000萬t,另外被重金屬污染的糧食每年也多達(dá)1200萬t,合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200億元。對(duì)于農(nóng)藥和有機(jī)物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類型的土壤污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失,目前尚難以估計(jì)。但是,這些類型的污染問題在國(guó)內(nèi)確實(shí)存在,甚至也很嚴(yán)重。土壤污染危害——農(nóng)作物品質(zhì)下降我國(guó)大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染,有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標(biāo)和接近臨界值。據(jù)報(bào)道,1992年全國(guó)有不少地區(qū)已經(jīng)發(fā)展到生產(chǎn)“鎘米”的程度,每年生產(chǎn)的“鎘米”多達(dá)數(shù)億千克。僅沈陽某污灌區(qū)被污染的耕地已多達(dá)2500hm2,致使糧食遭受嚴(yán)重的鎘污染,稻米的含鎘濃度高達(dá)0.4~1.0mg/kg。江西省某縣多達(dá)44%的耕地遭到污染,并形成670hm2的“鎘米”區(qū)。據(jù)南京環(huán)保所報(bào)道,南京市的市售蔬菜幾乎都受到一定程度的硝酸鹽污染。其中,大白菜和青菜的硝酸鹽污染最重,其次為菠菜;蘿卜的污染相對(duì)較輕。北京、上海等大中城市蔬菜污染超標(biāo)也十分普遍。土壤污染危害——人體健康影響土壤污染會(huì)使污染物在植(作)物體中積累,并通過食物鏈富集到人體和動(dòng)物體中,危害人畜健康,引發(fā)癌癥和其他疾病等。五、土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GBl5618—1995)無公害農(nóng)產(chǎn)品蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)(GB/T18407—2001)無公害農(nóng)產(chǎn)品茶葉產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)(NY5020—2001)土壤監(jiān)測(cè)方案是在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,通過綜合分析,確定監(jiān)測(cè)目的、計(jì)劃監(jiān)測(cè)采樣與布點(diǎn)、選擇監(jiān)測(cè)方法、建立質(zhì)量保證程序和措施、提出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理要求,最終全面安排實(shí)施計(jì)劃
1.現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)判斷土壤是否被污染以及污染程度、狀況,預(yù)測(cè)發(fā)展變化趨勢(shì);對(duì)建設(shè)項(xiàng)目積累背景值,為監(jiān)督變化和影響建立基準(zhǔn)第二節(jié)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案一、監(jiān)測(cè)目的土壤分類Ⅰ類土壤:國(guó)家規(guī)定的自然保護(hù)區(qū)、集中式生活飲用水水源地、茶園、牧場(chǎng)和其他保護(hù)地區(qū)土壤,質(zhì)量基本保持自然背景水平。執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類土壤:一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)等土壤,質(zhì)量基本不對(duì)植物和環(huán)境造成危害和污染。執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類土壤:林地土壤及污染物容量較大的高背景值土壤,礦山附近土壤,質(zhì)量基本不對(duì)植物和環(huán)境造成危害和污染。執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2.土壤污染事故監(jiān)測(cè):由于廢氣、廢水、廢渣、污泥對(duì)土壤造成了污染,或者使土壤結(jié)構(gòu)與性質(zhì)發(fā)生了明顯地變化,或者對(duì)作物造成了傷害,需要調(diào)查分析主要污染物,確定污染的來源、范圍和程度,為行政主管部門采取對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。3.污染物土地處理的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在進(jìn)行污水、污泥土地利用、固體廢棄物的土地處理過程中,把許多無機(jī)和有機(jī)污染物質(zhì)帶入土壤,其中有的污染物質(zhì)殘留在土壤中,并不斷地積累,它們的含量是否達(dá)到了危害的臨界值,需要進(jìn)行定點(diǎn)長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),以既能充分利用土地的凈化能力,又防止土壤污染,保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境4.土壤背景值調(diào)查通過分析測(cè)定土壤中某些元素的含量,確定這些元素的背景值水平和變化,了解元素的豐缺和供應(yīng)狀況,為保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境、合理施用微量元素及地方病因的探討與防治提供依據(jù)二、資料的收集土壤污染與所處的自然環(huán)境有關(guān)——土壤類型、土壤環(huán)境背景值;地表水和地下水、地質(zhì)條件、水土流失等土壤污染與社會(huì)環(huán)境有關(guān),特別是工業(yè)生產(chǎn)與廢棄物排放密切相關(guān);與污染源分布、工農(nóng)業(yè)空間布局有關(guān)農(nóng)業(yè)土地利用類型,施用農(nóng)藥、化肥的累積情況和農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用(油料、電池)等三、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目背景值調(diào)查研究是為了了解土壤中各種元素的含量水平,要求測(cè)定項(xiàng)目多。污染事故監(jiān)測(cè)僅測(cè)定可能造成土壤污染的項(xiàng)目。土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)測(cè)定那些影響自然生態(tài)和植物正常生長(zhǎng)及危害人體健康的項(xiàng)目。我國(guó)土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目金屬化合物鎘(Cd)、鉻(Cd)、銅(Cu)、汞(Hg)、鉛(Pb)、鋅(Zn)非金屬無機(jī)化合物砷(As)、氰化物、氟化物、硫化物等我國(guó)土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有機(jī)化合物無機(jī)化合物苯并(a)芘、三氯乙醛、油類、揮發(fā)酚、DDT、六六六等《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定必測(cè)項(xiàng)目:《土壤環(huán)境質(zhì)量》規(guī)定的11項(xiàng)選擇必測(cè)項(xiàng)目:在土壤中積累較多、對(duì)農(nóng)業(yè)危害較大、影響范圍廣、毒性較重的污染物選擇項(xiàng)目:新納入的在土壤中積累較少的污染物;因污染導(dǎo)致改變的土壤形狀指標(biāo)和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)后兩類包括鐵、錳、總鉀、有機(jī)質(zhì)、總氮、有效磷、水分、總硒、有效硼、總硼、總鉬、氟化物、礦物油、苯并(a)芘、全鹽量土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)包括11項(xiàng):pH值、鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳、六六六、滴滴涕無公害農(nóng)產(chǎn)品蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18407-2001)包括總汞、總砷、鉛、鎘、鉻(六價(jià))和六六六、滴滴涕無公害農(nóng)產(chǎn)品茶葉產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(NY5020-2001)包括pH值、汞、砷、鉛、鎘、鉻、銅土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(摘錄mg/kg)級(jí)別一級(jí)二級(jí)三級(jí)pH值自然背景<6.56.5~7.5>7.5>6.5鎘≤汞≤砷水田≤旱地≤銅農(nóng)田≤果園≤鉛≤鉻旱地≤六六六≤0.200.1515153535900.050.300.303040501502502500.500.300.5025301002003002000.500.601.020251002003503000.501.01.530404004005003001.0四、采樣點(diǎn)的布設(shè)1.采樣點(diǎn)布設(shè)原則土壤特性:土壤是一個(gè)開放的緩沖動(dòng)力學(xué)體系,與外界環(huán)境不斷進(jìn)行能量和物質(zhì)交換;但總體相對(duì)穩(wěn)定,分布不均勻基本原則⑴合理劃分采樣單元,大單元分成相對(duì)均勻的小單元,設(shè)立對(duì)照單元⑵考慮污染源類型,就近監(jiān)測(cè)、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)⑶避開田邊、溝邊、路邊、肥堆邊和水土流失嚴(yán)重、表層土嚴(yán)重破壞地點(diǎn)布設(shè)原則不同土壤類型都要布點(diǎn)污染較重的地區(qū)布點(diǎn)要密些。常根據(jù)土壤污染發(fā)生原因來考慮布點(diǎn)多少大氣污染物引起:布點(diǎn)以污染源為中心,據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)向、風(fēng)速及污染強(qiáng)度等因素來確定城市污水或被污染的河水灌溉農(nóng)田引起:采樣點(diǎn)應(yīng)根據(jù)水流的路徑和距離來考慮化肥、農(nóng)藥引起:特點(diǎn)是分布比較均勻廣泛要在非污染區(qū)的同類土壤中布設(shè)一個(gè)或幾個(gè)對(duì)照采樣點(diǎn)總之,采樣點(diǎn)的布設(shè)既應(yīng)盡量照顧到土壤的全面情況,又要視污染情況和監(jiān)測(cè)目的而定2.采樣點(diǎn)數(shù)量采樣點(diǎn)數(shù)取決于監(jiān)測(cè)目的、范圍大小、環(huán)境狀況、監(jiān)測(cè)單元數(shù)量、經(jīng)費(fèi)和時(shí)間等?!爸袊?guó)土壤背景值調(diào)查研究”提出的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)估算公式式中:n:每個(gè)采樣單元最少采樣點(diǎn)數(shù)s:樣本相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,即變異系數(shù)t:置信因子,置信水平95%時(shí),t=1.96d:允許偏差,抽樣精度≥80%時(shí),d=0.23采樣點(diǎn)布設(shè)方法
對(duì)角線布點(diǎn)法適用于面積較小,地勢(shì)平坦的污灌或污染河水灌溉田塊,自進(jìn)水口劃對(duì)角線,均分3~5段,在區(qū)段中心取樣
梅花形布點(diǎn)法適用于面積較小、地勢(shì)平坦,土壤物質(zhì)和污染程度較均勻田塊。中心點(diǎn)在對(duì)角線交點(diǎn),一般設(shè)5~10個(gè)點(diǎn)
棋盤式布點(diǎn)法適用于中等面積,地勢(shì)平坦,地形完整開闊,但土壤較不均勻田塊,10點(diǎn)以上。受污染土壤20點(diǎn)以上
蛇形布點(diǎn)法適用于面積較大,地勢(shì)不很平坦,土壤不夠均勻的田塊布點(diǎn)數(shù)量較多其他土壤采樣點(diǎn)布設(shè)方法放射性布點(diǎn)法適用于大氣污染型土壤,以大氣污染源為中心,向周邊分布,近密遠(yuǎn)疏,主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向適當(dāng)加密網(wǎng)格布點(diǎn)法適用于地形平緩的的地塊,類似于大氣采樣和環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)的均勻布點(diǎn),主要用于受農(nóng)用化學(xué)品污染的土壤監(jiān)測(cè),以及土壤背景值調(diào)查常用方法重量法測(cè)土壤水分容量法浸出物中含量較高的成分測(cè)定,如Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-分光光度法、原子吸收分光光度法、原子螢光分光光度法、等離子體發(fā)射光譜法重金屬如Cu、Cd、Cr、Pb、Hg、Zn等氣相色譜法有機(jī)氯、有機(jī)磷及有機(jī)汞等農(nóng)藥五、監(jiān)測(cè)方法六、農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)1.評(píng)價(jià)參數(shù)單項(xiàng)污染指數(shù)=綜合污染指數(shù)=單項(xiàng)污染積累指數(shù)=污染物超標(biāo)倍數(shù)=污染樣本超標(biāo)率(%)=污染面積超標(biāo)率(%)=污染物分擔(dān)率(%)=2.評(píng)價(jià)方法一般以單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)為主在縱向、橫向比較時(shí),利用綜合評(píng)價(jià)指數(shù)土壤污染分級(jí)——以p綜為依據(jù)級(jí)別綜合污染指數(shù)等級(jí)污染水平1p≤0.7安全清潔20.7<p≤1.0警戒限尚清潔31.0<p≤2.0輕污染超過背景值,開始污染42.0<p≤3.0中污染中度污染5p>3.0重污染污染相當(dāng)嚴(yán)重第三節(jié)土壤樣品的采集與加工管理一、土壤樣品的采集(一)土壤樣品的類型、采樣深度及采樣量1.混合樣品如果只是一般了解土壤污染狀況,對(duì)種植一般農(nóng)作物的耕地,只需采集0~20cm耕作層土壤,對(duì)于種植果林類農(nóng)作物的耕地,采集0~60cm耕作層土壤。將在一個(gè)采樣單元內(nèi)各采樣分點(diǎn)采集的土樣混合均勻制成混合樣,組成混合樣的分點(diǎn)數(shù)通常為5~20個(gè)?;旌蠘恿客^大,需要用四分法棄取,最后留下1~2kg,裝入樣品袋。2.剖面樣品:如果要了解土壤污染深度,則應(yīng)按土壤剖面層次分層采樣。土壤剖面指地面向下的垂直土體的切面。在垂直切面上可觀察到與地面大致平行的若干層具有不同顏色、性狀的土層。根據(jù)土壤剖面顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、松緊度、溫度、植物根系分布等劃分土層,并進(jìn)行仔細(xì)觀察,將剖面形態(tài)、特征自上而下逐一記錄。隨后在各層最典型的中部自下而上逐層用小土鏟切取一片片土壤樣,每個(gè)采樣點(diǎn)的取樣深度和取樣量應(yīng)一致。將同層次土壤混合均勻,各取1kg土樣,分別裝入樣品袋。土壤剖面點(diǎn)位不得選在土類和母質(zhì)交錯(cuò)分布的邊緣地帶或土壤剖面受破壞的地方;剖面的觀察面要向陽。采樣的深度(二).采樣時(shí)間為了解土壤污染狀況,可隨時(shí)采集樣品進(jìn)行測(cè)定。如需同時(shí)掌握在土壤上生長(zhǎng)的作物受污染狀況,可依季節(jié)變化或作物收獲期采集。一年中在同一地點(diǎn)采樣兩次
進(jìn)行對(duì)照。(三).采樣方法①采樣筒取樣;②土鉆取樣;③挖坑取樣。(四).采樣量由于測(cè)定所需的土樣是多點(diǎn)混合而成的,取樣量往往較大,而實(shí)際供分析的土樣不需太多,一般只需1-2Kg。因此對(duì)所得混合樣可反復(fù)按四分法棄取,最后留下所需的土量,裝入塑料袋或布袋內(nèi),貼上標(biāo)簽備用(五)采樣注意事項(xiàng)(1)采樣同時(shí),填寫土壤樣品標(biāo)簽、采樣記錄、樣品登記表。土壤標(biāo)簽一式兩份,一份放人樣品袋內(nèi),一份扎在袋口,并于采樣結(jié)束時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)逐項(xiàng)逐個(gè)檢查。(2)測(cè)定重金屬的樣品,盡量用竹鏟、竹片直接采集樣品,或用鐵鏟、土鉆挖掘后,用竹片刮去與金屬采樣接觸的部分,再用竹鏟或竹片采集土樣(六)土壤背景值樣品采集1.布點(diǎn)原則2.注意事項(xiàng)1)同一類型土壤應(yīng)有3~5個(gè)以上的重復(fù)樣點(diǎn),以更檢驗(yàn)本底值的可靠性。2)土壤本底調(diào)查采樣時(shí),要特別注意成土母質(zhì)的作用。因?yàn)椴煌寥滥纲|(zhì)常使土壤的元素組成和含量發(fā)生很大的差異。與污染土壤采樣不同之處是,同一個(gè)樣點(diǎn)并不強(qiáng)調(diào)采集多點(diǎn)混合樣,而是選取發(fā)育典型、代表性強(qiáng)的土壤采樣。3)采樣深度,一般采集一米以內(nèi)的表土和心土,對(duì)于發(fā)育完好的典型剖面,應(yīng)按層分別采樣,以研究各種元素在土壤中的分配二、土壤樣品的加工與管理(一)樣品加工處理風(fēng)干磨細(xì)過篩混合分裝制樣目的:除去非土部分,使測(cè)定結(jié)果能代表土壤本身的組成;有利于樣品長(zhǎng)期保存;是分析時(shí)稱取的樣品具有較高的代表性1.土樣的風(fēng)干測(cè)定游離揮發(fā)酚、硫化物、氰化物、油類、某些農(nóng)藥、烷基汞引起揮發(fā)分解的物質(zhì),需要不經(jīng)風(fēng)干的新鮮土樣。把雜質(zhì)除掉后,對(duì)原樣進(jìn)行分析。大多土樣需要風(fēng)干,風(fēng)干的土樣比較容易混合均勻。重復(fù)性準(zhǔn)確性都比較好。2.磨碎與過篩一般處理方法:將風(fēng)干樣在有機(jī)玻璃板或木板上用錘、滾、棒壓碎,并除去碎石、砂礫及植物殘?bào)w后,用四分法分取所需土樣量,使其全部通過20目尼龍篩。過篩后的土樣全部置于聚乙烯薄膜上,充分混勻,用四分法分成兩份,一份交樣品庫存放,可用于土壤pH值、土壤代換量等項(xiàng)目測(cè)定用;另一個(gè)份繼續(xù)用四分法縮分成兩份,一份備用,一份研磨至全部通過60目或100目孔徑尼龍篩,充分混合均勻后備用。通過60目孔徑篩的土壤樣品,用于農(nóng)藥、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全氮量等項(xiàng)目的測(cè)定;通過100目孔徑篩的土壤樣品用于元素分析。樣品裝入樣品瓶或樣品袋后,及時(shí)填寫標(biāo)簽,一式兩份,瓶?jī)?nèi)或袋內(nèi)1份,外貼1份3.篩的目數(shù)與孔徑的關(guān)系在分析工作中所用的篩子有兩種:一種以篩孔直徑大小表示,如孔徑為2mm、1mm、0.5mm等;另一種以每英寸長(zhǎng)度上的孔數(shù)表示。如每英寸長(zhǎng)度上有40孔,為40目篩子(或稱40號(hào)篩子)??讛?shù)愈多,孔徑愈小。篩目與孔徑之間的關(guān)系可用下列簡(jiǎn)式表示:篩孔直徑(mm)=16/每英寸孔數(shù)二、樣品管理土壤樣品管理包括土樣加工處理、分裝、分發(fā)過程中的管理和樣品入庫保存管理。必須建立嚴(yán)格的管理制度和崗位責(zé)任制。保存原則1)一般土壤樣品需保存半年至一年,以備必要時(shí)查核之用。2)儲(chǔ)存樣品應(yīng)盡量避免日光、潮濕、高溫和酸堿氣體等的影響。3)玻璃材質(zhì)容器是常用的優(yōu)質(zhì)貯器,聚乙烯塑料容器也屬美國(guó)環(huán)保局推薦容器之一。4)將風(fēng)干土樣、沉積物或標(biāo)準(zhǔn)土樣等貯存于潔凈的玻璃或聚乙烯容器之內(nèi)。在常溫、陰涼、干燥、避陽光、密封(石臘涂封)條件下保存30個(gè)月是可行的。第四節(jié)、土壤樣品的預(yù)處理和測(cè)定方法需要處理成液體狀態(tài)和將欲測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合測(cè)定方法要求的形態(tài)、濃度,以及消除共存組分的干擾。土壤樣品的預(yù)處理方法主要有分解法和提取法;前者用
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