土壤污染监测

第五章土壤质量监测我国土壤分布图全国第二次土壤普查代表20世纪80年代全国土壤现状调查及污染防治项目（2005-2008）：由国家环保总局和国土资源部共同承担，总经费约10亿元，三年半左右完成。土壤环境质量调查：必测项目22个，选测项目16个；土壤环境主剖面背景点对比调查：必测项目包括61个元素全量、13种元素的有效态、4类有机污染物和部分土壤理化性质指标。国家环保总局局长周生贤指出，土壤污染的总体形势相当严峻：（1）土壤污染程度加剧。目前全国受污染的耕地约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占耕地总面积的十分之一以上。（2）土壤污染危害巨大。据估算，全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨。造成的直接经济损失超过200亿元。（3）全国土壤污染的面积、分布和程度不清，土壤污染防治基础薄弱。土壤环境问题土壤生态环境破坏盐渍化水土流失、沙化、荒漠化、贫瘠化第五章土壤质量监测5.1土壤基本知识5.2土壤环境质量监测方案5.3土壤样品的采集与加工管理5.4土壤样品的预处理5.5土壤污染物的测定基本要求:（1）了解土壤基本知识及土壤污染的特点；（2）熟悉土壤样品的采集、制备和测定。5.1.1土壤组成土壤是地球表层的岩石经过生物圈、大气圈和水圈的综合影响演变而成的。土壤是由固、液、气三相物质构成的复杂体系。5.1土壤基本知识根须土粒上的吸附水土粒土壤空隙被水饱和的土壤排入地下水中固、液、气相结构图（自S.F.Manahan，1984）（一）土壤矿物质土壤矿物质定义组成土壤的基本物质，约占土壤固体部分总重量的90%以上，有土壤骨骼之称。作用植物营养元素的重要供给源，可分为原生矿物质和次生矿物质。瞧！颗粒大小多么不匀土壤矿物质颗粒的分类：按照土壤中各粒级含量的相对比例进行分类。国际制：见表5.1。我国分类方法：见表5.2。表5.1国际制土壤质地分类表5.2我国土粒分级标准颗粒名称粒径/mm石块10石砾粗砾10～3细砾3～1沙砾粗沙砾1～0.25细沙砾0.25～0.05粉粒粗粉粒0.05～0.01细粉粒0.01～0.005黏粒粗黏粒0.005～0.001细黏粒0.001（二）土壤有机质土壤有机质含量大部分集中于土壤表层(0—20cm)来源动、植物残骸以及施入土壤的有机肥料等作用以腐殖质为主,它作为土壤有机胶体具有吸收性能、土壤缓冲性能以及与土壤重金属的络合性能等,对土壤的结构、性质、质量有重大影响。我国土壤有机质分布图全国第二次土壤普查代表20世纪80年代土壤中生活的微生物及动物对有机污染物的降解及无机污染物(如重金属)的形态转化起着主导作用，是土壤净化功能的主要贡献者。（三）土壤生物细菌放线菌蚯蚓线虫土壤微生物和动物图（四）土壤溶液和空气土壤溶液和空气溶液a.对土壤中物质的转化过程和土壤的形成过程有决定性作用。b.植物生长所需要的水分和养分的主要供给源。空气a.是存在于土壤孔隙中的气体的总称。b.是土壤的重要组成之一。土壤水分土壤水冻结时形成的冰存在于土壤空气中的水汽毛管水、重力水、地下水吸湿水、膜状水土壤溶液的来源来源主要有：大气降水、降雪、地表径流、灌溉、地下水。二、土壤的基本性质2.酸碱性3.氧化还原性1.吸附性吸附能力强——对有机污染物和无机污染物（如重金属离子）均具有很强的吸附能力。影响污染物在土壤中的迁移转化。变化范围宽——可分为九级。我国土壤东南酸，西北碱，多在pH4.5~8.5。活性酸度，潜性酸度（可交换H+，Al3+）。既具有氧化性、有具有还原性，组成复杂。全国第二次土壤普查代表20世纪80年代5.1.3土壤背景值定义：在未受人类社会行为干扰和破坏时，土壤成分的组成和各组分（元素）的含量。表5.3全国土壤(A层①)背景值单位：μg/kg①A层指土壤表层或耕层。元素算术几何95%置信度范围值元素算术几何95%置信度范围值均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差As11.27.869.21.912.5～33.5K1.860.4631.791.3420.94～2.97Cd0.0970.0790.0742.1180.017～0.333Ag0.1320.0980.1051.9730.027～0.409Co12.76.4011.21.674.0～31.2Be1.950.7311.821.4660.85～3.91Cr61.031.0753.91.6719.3～150.2Mg0.780.4330.632.0800.02～1.64Cu22.611.4120.01.667.3～55.1Ca1.541.6330.714.4090.01～4.8F478197.74401.50191～1012Ba469134.74501.30251～809Hg0.0650.0800.0402.6020.006～0.272B47.832.5538.71.989.9～151.3Mn583362.84821.90130～1786Al6.621.6266.411.3073.37～9.87Ni26.914.3623.41.747.7～71.0Ge1.700.301.701.191.20～2.40Pb26.012.3723.61.5410.0～56.1Sn2.601.542.301.710.80～6.70Se0.2900.2550.2152.1460.047～0.933Sb1.210.6761.061.6760.38～2.98V82.432.6876.41.4834.8～168.2Bi0.370.2110.321.6740.12～0.88Zn74.232.7867.71.5428.4～161.1Mo2.02.541.202.860.10～9.6Li32.515.4829.11.6211.1～76.4I3.764.4432.382.4850.39～14.71Na1.020.6260.683.1860.01～2.27Fe2.940.9842.731.6021.05～4.84我国土壤元素背景值的表达方法：95%置信度的范围值。如元素测定值符合（近似）正态分布：用算术平均值如元素测定值呈（近似）对数正态分布：用几何平均值22MDDMsx25.1.4土壤污染当进入土壤的污染物质量和速度超过土壤能承受的容量和净化速度时，破坏了土壤环境的自然动态平衡，引起土壤的组成、结构、性状改变，功能失调，质量下降，导致土壤环境污染。农药、化肥，污灌，固体废物随意堆放或填埋等。污染源天然污染源矿物风化，火山爆发等。人为污染源化学污染物定义污染物种类病原微生物放射性污染物生物类污染物锶、铯等重金属、硫化物、氟化物、农药等(1)从轻度污染趋向严重污染(2)从单一污染趋向复合型污染(3)从局部污染趋向区域污染土壤中的主要污染物:有机污染物和无机污染物。土壤污染的发展趋势是：1隐蔽性和潜伏性2难恢复性和持久性3判定的复杂性土壤污染的特点迄今为止，国内外尚未制定出“土壤中有害物质的最高容许浓度”的统一标准，因为地球表面上的每一特定区域都有它特有的地球化学性质，加之土壤中污染物质的含量与植物的生长发育之间的因果关系十分复杂。土壤污染是污染物在土壤中长期积累的过程。其后果要通过人和动物长期摄食由污染土壤生产的植物产品才能反映出来。土壤被污染后，其净化过程需相当长的时间，尤其是重金属污染是一个不可逆的过程，末端治理技术十分有限。许多农药在土壤中造成的污染具有持久性。5.1.5土壤质量标准土壤环境质量标准(GBl5618—1995)：分三级。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)项目一级二级三级自然背景6.56.5～7.57.56.5镉≤0.200.300.300.601.0汞≤0.150.300.501.01.5砷水田≤1530252030旱地≤1540302540铜农田等≤3550100100400果园≤－150200200400铅≤35250300350500铬水田≤90250300350400旱地≤90150200250300锌≤100200250300500镍≤40405060200六六六≤0.050.501.0滴滴涕≤0.050.501.0表5.4土壤环境质量标准值（GB15618-1995）5.2土壤环境质量监测方案监测目的资料的收集监测项目采样点的布设监测方法质量控制及评价监测目的土壤质量现状监测土壤污染事故监测污染物土地处理的动态监测土壤背景值调查汉中“5·23”剧毒物品对土壤的渗漏污染现场照片资料收集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、底质、地貌、气象等；社会环境方面的资料：工农业生产布局、工业污染种类及分布、污染物种类及其排放途径和排放量、农药化肥适用情况等。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（了解）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、氰化物、氟化物、硫化物等我国土壤常规监测项目有机化合物苯并（a）芘、三氯乙醛、油类、挥发酚、DDT、六六六等采样点的布设（一）布设原则不同土壤类型都要布点污染较重的地区布点要密些。常根据土壤污染发生原因来考虑布点多少大气污染物引起城市污水或被污染的河水灌溉农田引起化肥、农药引起要在非污染区的同类土壤中布设对照点既应考虑土壤的全面情况，又要视污染情况和监测目的而定。（二）采样点数量单个采样单元内最少设3个采样点，其数目可估算：式中：n——每个采样单元布设的最少采样点数；s——样本相对标准偏差，即变异系数；t——置信因子，当置信水平为95%时，t值为1.96；d——允许偏差，当规定抽样精度不低于80%时，d取0.2。2)(dtsn(三)布设方法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。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(a)对角线布点法(d)蛇形布点法(c)棋盘式布点法(b)梅花形布点发土壤采样点布设图常用方法重量法土壤水分容量法浸出物中含量较高的成分测定，如Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42－光谱法重金属如Cu、Cd、Cr、Pb、Hg等气相色谱法有机氯、有机磷及有机汞等农药监测方法表5.5农田土壤质量监测分析方法（必测元素部分）监测项目监测分析方法方法来源必测元素镉石墨炉原子吸收分光光度法GB/T17141－1997KI－MIBK萃取原子吸收分光光度法总汞冷原子荧光法冷原子吸收法GB/T17136－1997总砷二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法GB/T17134－1997硼氢化钾－硝酸银分光光度法GB/T17135－1997氢化物－原子荧光法铜火焰原子吸收分光光度法GB/T17138－1997铅石墨炉原子吸收分光光度法GB/T17141－1997KI－MIBK萃取原子吸收分光光度法GB/T17140－1997总铬火焰原子吸收分光光度法GB/T17137－1997二苯碳酰二肼分光光度法锌火焰原子吸收分光光度法GB/T17138－1997镍火焰原子吸收分光光度法GB/T17