土壤质量监测

第五章土壤质量监测第一节土壤基本知识第二节土壤环境质量监测方案第三节土壤样品的采集与加工管理第四节土壤样品的预处理第五节土壤污染物第一节土壤基本知识土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层。介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，厚度一般在2m左右。土壤质量标准土壤环境质量标准(GBl5618—1995)无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标(GB／T18407—2001)无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标(NY5020—2001)第二节土壤环境质量监测方案一、监测目的二、资料的收集三、监测项目四、采样点的布设五、监测方法一、监测目的1、土壤质量现状监测2、土壤污染事故监测3、污染物土地处理的动态监测4、土壤背景值调查二、资料的收集自然环境方面的资料社会环境方面的资料自然环境方面的资料土壤类型、植被、区域土壤元素背景值、土地利用、水土流失、自然灾害、水系、地下水、地质、地形地貌、气象等。社会环境方面的资料工农业生产布局、工业污染源种类及分布、污染物种类及排放途径和排放量、农药和化肥使用状况、污水灌溉及污泥施用状况、人口分布、地方病等。三、监测项目土壤优先监测物我国土壤常规监测项目土壤优先监测物第一类汞、铅、镉，DDT及其代谢产物与分解产物，多氯联苯(PCB)第二类石油产品，DDT以外的长效性有机氯、四氯化碳醋酸衍生物、氯化脂肪族，砷、锌、硒、铬、镍、锰、钒，有机磷化合物及其它活性物质(抗菌素、激素、致畸性物质、催畸性物质和诱变物质)等土壤优先监测物我国土壤常规监测项目金属化合物镉（Cd）、铬（Cd）、铜（Cu）、汞（Hg）、铅（Pb）、锌（Zn）非金属无机化合物砷（As）、氰化物、氟化物、硫化物等有机化合物无机化合物苯并（a）芘、三氯乙醛、油类、挥发酚、DDT、六六六等四、采样点的布设（一）布设原则合理的划分采样单元。按照土壤接纳污染物的途径（如大气污染、农灌污染、综合污染等），参考土壤类型、农作物种类、耕作制度等因素划分单元。要在非污染区的同类土壤中布设一个或几个对照采样点哪里污染哪里布点，优先布设在污染较重的地区和影响农业生产活动的地方。采样点不能不设在农田边、沟边、路边、堆肥周边及水土流失严重或表层土被破坏处。大气污染物引起：布点以污染源为中心，据当地风向、风速及污染强度等因素来确定城市污水或被污染的河水灌溉农田引起：采样点应根据水流的路径和距离来考虑化肥、农药引起：特点是分布比较均匀广泛总之，采样点的布设既应尽量照顾到土壤的全面情况，又要视污染情况和监测目的而定（二）采样点数量采样点布设的数目根据监测目的、区域范围及环境状况等因素确定。一般要求每个采样单元最少设3个采样点。每个采样单元布设的最少采样点数可按下式估算：（中国土壤环境背景值研究）CV：样本的相对标准偏差n：每个单元布设最少采样点数t：置信因子d：允许偏差，当规定抽样精度不低于80%时，d取0.22dtCVn（三）布点方法1.对角线布点法适用于面积较小、地势平坦的污水灌溉或污染河水灌溉的田块。2.梅花形布点法适用于面积较小、地势平坦、土壤物质和污染程度较均匀的地块。3.棋盘式布点法适用于中等面积、地势平坦、地形完整开阔的地块，一般设10个以上分点。该法也适用于受固体废物污染的土壤，应设20个以上分点。对角线布点法梅花形布点法棋盘式布点法4.蛇形布点法适用于面积较大、地势不很平坦、土壤不够均匀的田块。5.放射状布点法适用于大气污染型土壤。6.网格布点法适用于地形平缓的地块。农用化学物质污染型土壤、土壤背景值调查常用这种方法。对于综合污染型土壤，还可以采用两种以上布点方法相结合的方法。蛇形布点法放射状布点法网格布点法第三节土壤样品的采集与加工管理(一)土壤样品的类型、采样深度及采样量1.混合样品一般了解土壤污染状况时采集混合样品：将一个采样单元内各采样分点采集的土样混合均匀制成。对种植一般农作物的耕地，只需采集0～20cm耕作层土壤；对于种植果林类农作物的耕地，采集0～60cm耕作层土壤。一、土壤样品的采集2.剖面样品了解土壤污染深度时采集剖面样品：按土壤剖面层次分层采样。A层(耕作层)B层(亚层、淀积层)C层(风化母岩层、母质层)底岩层土壤剖面土层示意图土壤剖面挖掘示意图剖面规格一般为长1.5m、宽0.8m、深1.0m，每个剖面采集A、B、C三层土样。过渡层（AB、BC）一般不采样。当地下水位较高时，挖至地下水出露时止。现场记录实际采样深度，如0～20、50～65、80～100cm。在各层次典型中心部位自下而上采样，切忌混淆层次、混合采样。图5.7土壤剖面A、B、C层示意图在山地土壤土层薄的地区，B层发育不完整时，只采A、C层样。干旱地区剖面发育不完整的土壤，采集表层（0～20cm）、中土层（50cm）和底土层（100cm）附近的样品。（二）采样时间和频率一般土壤在农作物收获期采样测定，必测项目一年测定一次，其他项目3～5年测定一次。（三）采样量及注意事项（1）填写土壤样品标签、采样记录、样品登记表。1份放入样品袋内，1份扎在袋口。（2）测定重金属的样品，尽量用竹铲、竹片直接采集样品。二、样品加工与管理(一)样品加工处理制成满足分析要求的土壤样品；测定不稳定的项目用新鲜土样（如游离挥发酚、NH3-N、NO3－-N、Fe2+）;测定多数稳定项目用风干土样。程序是：风干磨细过筛混合分装图5.9盘式研磨筛分器图5.8土壤样品四分法示意图(二)样品管理建立严格的管理制度和岗位责任制，按照规定的方法和程序工作，认真按要求做好各项记录。风干土样存于阴凉、干燥、的样品库内；新鲜土壤样品，放在玻璃瓶中，置于低于4℃的冰箱内存放，保存半个月。第四节土壤样品的预处理(一)酸分解法称消解法，是测定土壤中重金属常选用的方法。常用混合酸消解体系，必要时加入氧化剂或还原剂加速消解反应。(二)碱熔分解法将土壤样品与碱混合，在高温下熔融，使样品分解。根据测定项目不同，选择不同的预处理方法。一、土壤样品分解破坏土壤的矿物晶格和有机质，使待测元素进入试样溶液中。(三)高压釜密闭分解法将用水润湿、加入混合酸并摇匀的土样放入密封的聚四氟乙烯坩埚内，置于耐压的不锈钢套筒中，放在烘箱内加热（一般不超过180℃）分解。(四)微波炉加热分解法将土壤样品和混合酸放入聚四氟乙烯容器中，置于微波炉内加热使试样分解的方法。二、土壤样品提取方法测定土壤中的有机污染物、受热后不稳定的组分以及进行组分形态分析时，需要采用提取方法。提取溶剂常用有机溶剂、水和酸。(一)有机污染物的提取测定土壤中的有机污染物，一般用新鲜土样。称取适量土样放入锥形瓶中，放在振荡器上，用振荡提取法提取。对于农药、苯并（a）芘等含量低的污染物，常用索氏提取器提取法。(二)无机污染物的提取土壤中易溶无机物组分、有效态组分可用酸或水浸取。第五节土壤污染物的测定测定方法：与水、空气相同或相似重量法容量法分光光度法原子吸收法色谱法结果表达：烘干土为基准——mg/kg(烘干土样)采样前应调研当地的：自然条件、农业情况、土壤性状、污染历史及现状要重视采样前的调研工作一、含水量样品在105℃烘干、称重、计算。100%烘干土样烘干土样风干土样）含水率（测定要点：称取通过1mm孔径筛的土样10g于烧杯中，加无二氧化碳蒸馏水25mL，轻轻摇动后用电磁搅拌器搅拌1min，使水和土充分混合均匀，放置30min，用pH计测量上部浑浊液的pH值。土粒的粗细及水、土比例均对pH值有影响。一般酸性土壤的水土比保持5∶1～1∶1；碱性土壤水土比以1∶1或2.5∶1为宜，水土比增加，测得pH值偏高。二、pH值：玻璃电极法三、可溶性盐分用一定量的水从一定量土壤中经一定时间浸提出来的水溶性盐分；测定方法有重量法、比重计法、电导法、阴阳离子总和计算法等。15%过氧化氢可溶性盐分总量水浴蒸干恒重残渣烘至恒重105℃烘箱已恒重蒸发皿蒸干50~100mL滤液抽滤振荡无CO2水500mL注意：水土比例大小和振荡提取时间影响土壤可溶性盐分的提取。此外，抽滤时尽可能快速，以减少空气中二氧化碳的影响。重量法测定要点：土样1000g配标液土样预处理(消解)标液及样品测定结果计算分光光度法原子吸收法原子荧光法土壤中金属化合物的测定方法与《水和废水监测》中金属化合物的测定方法基本相同，仅在预处理方法和测量条件方面有差异。测定程序一般为：四、金属化合物