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任務(wù)內(nèi)容1相關(guān)知識2樣品監(jiān)測3任務(wù)考核4一:提出任務(wù)內(nèi)容二:任務(wù)分析任務(wù)3:土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥測定1、任務(wù)內(nèi)容濱海校區(qū)綠化帶土壤監(jiān)測任務(wù)3:土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥測定任務(wù)分析
完成校區(qū)綠化帶土壤監(jiān)測,需要具備的基本知識和基本技能★土壤基本知識★土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案★土壤樣品的采集與加工管理★土壤樣品的預(yù)處理★土壤污染物的測定★固體廢物檢測★數(shù)據(jù)處理、誤差計(jì)算★氣相色譜儀的使用任務(wù)3:土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥測定任務(wù)內(nèi)容1相關(guān)知識2樣品監(jiān)測3任務(wù)考核4任務(wù)3:土壤中有機(jī)磷農(nóng)藥測定知識點(diǎn)一:土壤基本知識知識點(diǎn)二:土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案知識點(diǎn)三:土壤樣品的采集與加工管理知識點(diǎn)四:土壤樣品的預(yù)處理知識點(diǎn)五:土壤污染物的測定知識點(diǎn)一:土壤基本知識知識點(diǎn)二:土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案知識點(diǎn)三:土壤樣品的采集與加工管理知識點(diǎn)四:土壤樣品的預(yù)處理知識點(diǎn)五:土壤污染物的測定2、相關(guān)知識土壤/土壤圈
土壤是指陸地表面呈連續(xù)分布,具有肥力并能生長作物的疏松表層,是人類賴以生產(chǎn)、生活和生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。在環(huán)境中土壤圈(Pedosphere)處于大氣圈、生物圈和巖石圈之間的過渡地帶,厚度約2m,是聯(lián)系有機(jī)界和無機(jī)界的中心環(huán)節(jié)。土壤圈與各圈層的關(guān)系土壤組成土壤土壤固相
(占總體積的50%)礦物質(zhì)(質(zhì)量占固相總質(zhì)量的95%~98%)有機(jī)質(zhì)和生物(質(zhì)量占固相總質(zhì)量的2%~5%)空隙土壤溶液空氣土壤溶液和空氣占土壤總體積的50%,且二者之間經(jīng)常處于彼此消長的狀態(tài)。最宜于植物生長時(shí)的粉砂壤表土的體積成分土壤固體孔隙土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)由巖石經(jīng)風(fēng)化而來的,一般占土壤固體部分質(zhì)量的95%~98%。礦物質(zhì)直接影響土壤性質(zhì),又是植物礦質(zhì)養(yǎng)分的主要來源,故同土壤肥力有密切關(guān)系。土壤礦物質(zhì)的組成原生礦物質(zhì)
巖石經(jīng)過物理風(fēng)化作用被破碎形成的碎屑,其原來的化學(xué)組成沒有改變。次生礦物質(zhì)
原生礦物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)風(fēng)化后形成的新礦物,其化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)均有所改變。土壤組成化學(xué)組成氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂八大元素含量約占96%以上,與巖石中各元素的含量相似。機(jī)械組成指不同大小顆粒(沙礫、粉粒、黏粒)的相對含量。不同粒徑的礦物質(zhì)顆粒的成分和物理化學(xué)性質(zhì)有很大差異,如對污染物的吸附、解吸和遷移、轉(zhuǎn)化能力,有效含水量及保水、保溫能力等。我國土粒分級標(biāo)準(zhǔn)顆粒名稱粒徑/mm石塊>10石礫粗礫10~3細(xì)礫3~1沙礫粗沙礫1~0.25細(xì)沙礫0.25~0.05粉粒粗粉粒0.05~0.01細(xì)粉粒0.01~0.005黏粒粗黏粒0.005~0.001細(xì)黏粒<0.001國際制土壤質(zhì)地分類質(zhì)地分類各級土粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%質(zhì)地名稱黏粒(<0.002mm)粉沙礫(0.002~0.02mm)沙礫(0.02~2mm)類別砂土類砂土及壤質(zhì)砂土0~150~1585~100壤土類砂質(zhì)壤土壤土粉砂質(zhì)壤土0~150~150~150~4535~4545~10055~8540~550~55黏壤土類砂質(zhì)黏壤土黏壤土粉砂質(zhì)黏壤土15~2515~2515~250~3020~4545~8555~8530~550~40黏土類砂質(zhì)黏土壤質(zhì)黏土粉砂質(zhì)黏土黏土重黏土25~4525~4525~4545~6565~1000~200~4545~750~350~3555~7510~550~300~550~35土壤有機(jī)質(zhì)
由進(jìn)入土壤的植物、動(dòng)物、微生物殘?bào)w及施入土壤的有機(jī)肥料經(jīng)分解轉(zhuǎn)化逐漸形成,通??煞譃榉歉澄镔|(zhì)和腐殖物質(zhì)兩類;是土壤形成的重要基礎(chǔ),與土壤礦物質(zhì)共同構(gòu)成土壤的固相部分。土壤有機(jī)質(zhì)中含有大量營養(yǎng)元素,分解后可提供植物生長發(fā)育的需要,是植物養(yǎng)分的重要來源。有機(jī)質(zhì)腐解后形成的腐殖質(zhì),能把土粒粘結(jié)成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)保水、保肥能力強(qiáng),類似儲(chǔ)存水肥的小倉庫,隨時(shí)供給植物吸收利用。有機(jī)質(zhì)是微生物的食物,土壤有機(jī)質(zhì)豐富而其他條件又適宜時(shí),就能促進(jìn)微生物的旺盛活動(dòng)。腐殖質(zhì)和非腐殖質(zhì)非腐殖物質(zhì)包括糖類化合物(如淀粉、纖維素等)、含氮有機(jī)合物及有機(jī)磷和有機(jī)硫化合物。腐殖物質(zhì)是植物殘?bào)w中穩(wěn)定性較大的木質(zhì)素及其類似物在微生物作用下,部分被氧化形成的一類特殊的高分子聚合物,具有芳環(huán)結(jié)構(gòu),苯環(huán)周圍連有多種官能團(tuán),如羧基、羥基、甲氧基及氨基等,使之具有表面吸附、離子交換、絡(luò)合、緩沖、氧化還原作用及生理活性等性能。土壤生物
土壤中生活的微生物(細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類等)及動(dòng)物(原生動(dòng)物、蚯蚓、線蟲類等)對進(jìn)入土壤的有機(jī)污染物的降解及無機(jī)污染物(如重金屬)的形態(tài)轉(zhuǎn)化起著主導(dǎo)作用,是土壤凈化功能的主要貢獻(xiàn)者。細(xì)菌放線菌蚯蚓線蟲土壤微生物和動(dòng)物土壤溶液
土壤水分及其所含溶質(zhì)的總稱,溶有土壤中可溶成分的稀溶液,來源主要有:大氣降水、降雪、地表徑流、灌溉、地下水。淺層地下水農(nóng)田灌溉河流霧雨雪土壤溶液的來源土壤空氣
土壤空氣存在于未被水分占據(jù)的土壤孔隙中,來源于大氣、生物化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體(如甲烷、硫化氫、氫氣、氮氧化物、二氧化碳等)。
積水的土壤通氣不良,導(dǎo)致對植物的危害。例如,茶樹最忌積水,積水的土壤不應(yīng)用于種茶樹。土壤的基本性質(zhì):吸附性
土壤的吸附性與土壤中存在的膠體物質(zhì)密切相關(guān)。土壤膠體:
無機(jī)膠體
有機(jī)膠體
有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膠體
對有機(jī)污染物(如有機(jī)磷和有機(jī)氯農(nóng)藥)和無機(jī)污染物(如Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金屬離子)有較強(qiáng)的吸附能力或離子交換吸附能力。土壤的基本性質(zhì):酸堿性pH<4.54.5-5.55.5-6.06.0-6.56.5-7.07.0-7.57.5-8.58.5-9.5>9.5等級極強(qiáng)酸性土強(qiáng)酸性土酸性土弱酸性土中性土弱堿性土堿性土強(qiáng)堿性土極強(qiáng)堿性土
中國土壤的pH大多在4.5~8.5范圍內(nèi),并呈東南酸西北堿的規(guī)律。土壤的酸堿性直接或間接地影響污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化。土壤的基本性質(zhì):氧化還原性
由于土壤中存在多種氧化性和還原性無機(jī)物和有機(jī)物,使其具有氧化性和還原性。土壤中的游離氧和高價(jià)金屬離子、硝酸根等是主要氧化劑;土壤有機(jī)質(zhì)和低價(jià)金屬離子是主要的還原劑。
土壤的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng),以氧化還原電位(Eh)來衡量。通常當(dāng)Eh>300mV時(shí),氧化體系起主導(dǎo)作用,土壤處于氧化狀態(tài);當(dāng)Eh<300mV時(shí),還原體系起主導(dǎo)作用,土壤處于還原狀態(tài)。土壤背景值
判斷土壤是否受到污染或污染程度的標(biāo)準(zhǔn)。
土壤背景值又稱土壤本底值,它代表一定環(huán)境單元中的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量的特征值。背景值(地質(zhì)學(xué)):
指在各區(qū)域正常地質(zhì)地理?xiàng)l件和地球化學(xué)條件下元素在各類自然體中的正常含量。
環(huán)境科學(xué)上:指在未受或少受人類影響的情況下,尚未受或少受污染和破壞的土壤中元素的含量。中國土壤A層(表層或耕層)
背景值(μg/kg)元素算術(shù)幾何95%置信度范圍值元素算術(shù)幾何95%置信度范圍值均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)s11.27.869.21.912.5~33.5K1.860.4631.791.3420.94~2.97Cd0.0970.0790.0742.1180.017~0.333Ag0.1320.0980.1051.9730.027~0.409Co12.76.4011.21.674.0~31.2Be1.950.7311.821.4660.85~3.91Cr61.031.0753.91.6719.3~150.2Mg0.780.4330.632.0800.02~1.64Cu22.611.4120.01.667.3~55.1Ca1.541.6330.714.4090.01~4.8F478197.74401.50191~1012Ba469134.74501.30251~809Hg0.0650.0800.0402.6020.006~0.272B47.832.5538.71.989.9~151.3Mn583362.84821.90130~1786Al6.621.6266.411.3073.37~9.87Ni26.914.3623.41.747.7~71.0Ge1.700.301.701.191.20~2.40Pb26.012.3723.61.5410.0~56.1Sn2.601.542.301.710.80~6.70Se0.2900.2550.2152.1460.047~0.933Sb1.210.6761.061.6760.38~2.98V82.432.6876.41.4834.8~168.2Bi0.370.2110.321.6740.12~0.88Zn74.232.7867.71.5428.4~161.1Mo2.02.541.202.860.10~9.6Li32.515.4829.11.6211.1~76.4I3.764.4432.382.4850.39~14.71Na1.020.6260.683.1860.01~2.27Fe2.940.9842.731.6021.05~4.84中國土壤背景值與其它國家比較(mg/kg)元素中國日本美國英國As11.29.027.211.3Cd0.0970.413/0.62Cr61.041.354.084.0Hg0.0650.280.0810.098Pb26.020.419.029.2Se0.29/0.390.40土壤背景值的表達(dá)方法算術(shù)平均值:算術(shù)平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差:幾何平均值±幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差:我國土壤元素背景值的表達(dá)方法(95%置信度)如元素測定值符合正態(tài)分布,用算術(shù)平均值:
如元素測定值呈對數(shù)正態(tài)分布,用幾何平均值:
土壤污染天然污染源礦物風(fēng)化后自然擴(kuò)散、火山灰人為污染源農(nóng)藥化肥污水灌溉污泥(垃圾、工業(yè)廢渣)施肥污染物種類化學(xué)污染物重金屬硫化物氟化物農(nóng)藥生物類污染物病源微生物放射性污染物90Sr137Cs土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了土壤中污染物的最高允許濃度或范圍,是判斷土壤質(zhì)量的依據(jù)。我國頒布的標(biāo)準(zhǔn)有:土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618—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)
我國的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)以及衛(wèi)生部門己相繼制定了一些有關(guān)土壤質(zhì)量的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,如:土壤中銅的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB11728–89)土壤中砷的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB8093–87)土壤水分測定法(GB7172–87)土壤有機(jī)質(zhì)的測定法(GB9834–88)森林土壤含水量的測定(GB7833–87)森林土壤pH值的測定(GB7859–87)森林土壤陽離子交換量的測定(GB7863–87)森林土壤鹽基飽和度的測定(GB7867–87)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值(GB15618—1995)
單位:mg/kg級別一級二級三級土壤pH自然背景<6.56.5~7.5>7.5>6.5項(xiàng)目鎘≤0.200.300.300.601.0汞≤0.150.300.501.01.5砷水田≤1530252030旱田≤1540302540銅農(nóng)田≤3550100100400果園≤35150200200400鉛≤90250300350500鉻水田≤90250300350400旱地≤150200250300六六六≤0.050.501.0滴滴銻≤0.050.501.0無公害農(nóng)產(chǎn)品蔬菜地土壤環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)
(GB/T18407.1—2001)單位:mg/kg項(xiàng)目指標(biāo)pH<6.5pH=6.5~7.5pH<6.5總汞≤0.30.51.0總砷≤403025鉛≤100150150鎘≤0.30.30.6六價(jià)鉻≤150200250六六六≤0.50.50.5知識點(diǎn)二:土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案知識點(diǎn)一:土壤基本知識知識點(diǎn)三:土壤樣品的采集與加工管理知識點(diǎn)四:土壤樣品的預(yù)處理知識點(diǎn)五:土壤污染物的測定2、相關(guān)知識監(jiān)測目的土壤質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測監(jiān)測土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求測定的項(xiàng)目,判斷土壤是否被污染及污染水平,并預(yù)測其發(fā)展變化趨勢。土壤污染事故監(jiān)測調(diào)查分析引起土壤污染的主要污染物,確定污染的來源、范圍和程度,為行政主管部門采取對策提供科學(xué)依據(jù)。污染物土地處理的動(dòng)態(tài)監(jiān)測在進(jìn)行污水、污泥土地利用、固體廢棄物的土地處理過程中,對殘留的污染物進(jìn)行定點(diǎn)長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測,既能充分利用土地的凈化能力,又可防止土壤污染。土壤背景值調(diào)查通過分析測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。用于農(nóng)業(yè)灌溉的閘門內(nèi)充滿了污水漢中“5·23”劇毒物品對土壤的滲漏污染現(xiàn)場照片2002年5月23日下午4時(shí)30分,河北誠信有限責(zé)任公司一輛載有15.6噸劇毒氰化鈉槽車,行駛到漢中留壩縣江口鎮(zhèn)紅巖河邊時(shí),因超載翻車,導(dǎo)致罐口滲漏,隨時(shí)都可能發(fā)生罐體破裂,造成氰化鈉嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)丨h(huán)境的后果。
接到急報(bào)后,省市縣各級領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門迅速反應(yīng),果斷決策,由省市縣公安、安監(jiān)、環(huán)保、消防、交警等部門有關(guān)人員組成的搶險(xiǎn)隊(duì)趕赴現(xiàn)場,先后采取了對滲漏的氰化鈉容器接裝、修筑圍堰、拋灑漂白粉中和等防止污染的有效措施,同時(shí)緊急疏散群眾,嚴(yán)密監(jiān)控現(xiàn)場,搶修便道,疏通交通,在生產(chǎn)廠家技術(shù)人員配合下,采取兩次倒罐,吊移肇事車輛,清除受污砂石等方法,消除了事故隱患。經(jīng)過41小時(shí)的奮力搶險(xiǎn),至25日上午10時(shí),除車身下滲漏處砂石局部污染外,紅巖河水質(zhì)及周圍環(huán)境沒受到污染,避免了不堪設(shè)想的后果,成功的制止了一起劇毒物品污染事故。資料的收集自然環(huán)境方面的資料土壤類型植被區(qū)域土壤元素背景值土地利用水土流失自然災(zāi)害水系地下水地質(zhì)地形地貌氣象社會(huì)環(huán)境方面的資料工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局工業(yè)污染源種類及分布污染物種類及排放途徑和排放量農(nóng)藥和化肥使用狀況污水灌溉及污泥施用狀況人口分布地方病監(jiān)測項(xiàng)目根據(jù)監(jiān)測目的確定:背景值要求測定土壤中各種元素的含量;污染事故監(jiān)測僅測定可能造成土壤污染的項(xiàng)目;土壤質(zhì)量監(jiān)測測定影響自然生態(tài)和植物正常生長及危害人體健康的項(xiàng)目。采樣點(diǎn)的布設(shè)原則合理地劃分采樣單元。對于土壤污染監(jiān)測,哪里有污染就在哪里布點(diǎn)。采樣點(diǎn)不能設(shè)在田邊、溝邊、路邊、肥堆邊及水土流失嚴(yán)重或表層土被破壞處。采樣點(diǎn)數(shù)量
根據(jù)監(jiān)測目的、區(qū)域范圍大小及其環(huán)境狀況等因素確定。一般每個(gè)采樣單元最少設(shè)3個(gè)采樣點(diǎn)。
單個(gè)采樣單元內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)可按下式估算:
式中:n——每個(gè)采樣單元布設(shè)的最少采樣點(diǎn)數(shù);
s——樣本相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,即變異系數(shù);
t——置信因子,當(dāng)置信水平為95%時(shí),t值為1.96;
d——允許偏差,當(dāng)規(guī)定抽樣精度不低于80%時(shí),d取0.2。采樣點(diǎn)布設(shè)方法對角線布點(diǎn)法適用于面積較小、地勢平坦的污水灌溉或污染河水灌溉的田塊。梅花形布點(diǎn)法適用于面積較小、地勢平坦、土壤物質(zhì)和污染程度較均勻的地塊。棋盤式布點(diǎn)法適用于中等面積、地勢平坦、地形完整開闊的地塊,一般設(shè)10個(gè)以上分點(diǎn)。該法也適用于受固體廢物污染的土壤,應(yīng)設(shè)20個(gè)以上分點(diǎn)。對角線布點(diǎn)法梅花形布點(diǎn)法棋盤式布點(diǎn)法采樣點(diǎn)布設(shè)方法(續(xù))蛇形布點(diǎn)法適用于面積較大、地勢不很平坦、土壤不夠均勻的田塊。放射狀布點(diǎn)法適用于大氣污染型土壤。
網(wǎng)格布點(diǎn)法適用于地形平緩的地塊。農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)污染型土壤、土壤背景值調(diào)查常用這種方法。
對于綜合污染型土壤,還可以采用兩種以上布點(diǎn)方法相結(jié)合的方法。蛇形布點(diǎn)法放射狀布點(diǎn)法網(wǎng)格布點(diǎn)法采樣點(diǎn)布設(shè)方法(續(xù))《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T166-2004)推薦布點(diǎn)方法監(jiān)測方法包括土壤樣品預(yù)處理方法和分析測定方法。分析測定常用原子吸收分光光度法、分光光度法、原子熒光法、氣相色譜法、電化學(xué)分析法及化學(xué)分析法等。選擇分析方法的原則:
第一,標(biāo)準(zhǔn)方法;
第二,權(quán)威部門規(guī)定或推薦的方法;
第三,自選等效方法。監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測分析方法方法來源必測元素鎘石墨爐原子吸收分光光度法GB/T17141-1997KI-MIBK萃取原子吸收分光光度法總汞冷原子熒光法冷原子吸收法GB/T17136-1997總砷二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法GB/T17134-1997硼氫化鉀-硝酸銀分光光度法GB/T17135-1997氫化物-原子熒光法銅火焰原子吸收分光光度法GB/T17138-1997鉛石墨爐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總鉻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鋅火焰原子吸收分光光度法GB/T17138-1997鎳火焰原子吸收分光光度法GB/T17139-1997六六六氣相色譜法GB/T14550-1997滴滴涕氣相色譜法GB/T14550-1997pHpH玻璃電極法農(nóng)田土壤質(zhì)量監(jiān)測分析方法(必測元素部分)土壤監(jiān)測質(zhì)量控制
包括實(shí)驗(yàn)用分析儀器、量器、試劑、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及監(jiān)測人員基本素質(zhì)的質(zhì)量保證,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制,實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制,監(jiān)測結(jié)果的數(shù)據(jù)處理要求等。農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)參數(shù)農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法
以單項(xiàng)污染指數(shù)為主。
當(dāng)區(qū)域內(nèi)土壤質(zhì)量作為一個(gè)整體與外區(qū)域土壤質(zhì)量比較時(shí),或一個(gè)區(qū)域內(nèi)土壤質(zhì)量在不同歷史階段比較時(shí),應(yīng)用綜合污染指數(shù)評價(jià)。土壤污染分級標(biāo)準(zhǔn)土壤級別綜合污染指數(shù)(P綜)污染等級污染水平1P綜≤0.7安全清潔20.7<P綜≤1.0警戒限尚清潔31.0<P綜≤2.0輕污染土壤污染超過背景值,作物開始污染42.0<P綜≤3.0中污染土壤、作物均受到中度污染5P綜>3.0重污染土壤、作物受污染已相當(dāng)嚴(yán)重知識點(diǎn)一:土壤基本知識知識點(diǎn)二:土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案知識點(diǎn)三:土壤樣品的采集與加工管理知識點(diǎn)四:土壤樣品的預(yù)處理知識點(diǎn)五:土壤污染物的測定2、相關(guān)知識原則
土壤樣品的采集和處理是土壤分析工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié),采集有代表性的樣品,是測定結(jié)果能如實(shí)反映土壤環(huán)境狀況的先決條件。實(shí)驗(yàn)室工作者只能對來樣的分析結(jié)果負(fù)責(zé),如果送來的樣品不符合要求,那么任何精密儀器和熟練的分析技術(shù)都將毫無意義。因此,分析結(jié)果能否說明問題,關(guān)鍵在于樣品的采集和處理。土壤樣品的采集:混合樣品
一般了解土壤污染狀況時(shí)采集混合樣品:將一個(gè)采樣單元內(nèi)各采樣分點(diǎn)采集的土樣混合均勻制成。
對種植一般農(nóng)作物的耕地,只需采集0~20cm耕作層土壤;對于種植果林類農(nóng)作物的耕地,采集0~60cm耕作層土壤。土壤樣品的采集:剖面樣品了解土壤污染深度時(shí)采集剖面樣品:按土壤剖面層次分層采樣。A層(耕作層)B層(亞層、淀積層)C層(風(fēng)化母巖層、母質(zhì)層)底巖層土壤剖面土層示意圖土壤剖面挖掘示意圖剖面規(guī)格一般為長1.5m、寬0.8m、深1.0m,每個(gè)剖面采集A、B、C三層土樣。過渡層(AB、BC)一般不采樣。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí),挖至地下水出露時(shí)止?,F(xiàn)場記錄實(shí)際采樣深度,如0~20、50~65、80~100cm。在各層次典型中心部位自下而上采樣,切忌混淆層次、混合采樣。土壤剖面A、B、C層示意圖剖面樣品采集
在山地土壤土層薄的地區(qū),B層發(fā)育不完整時(shí),只采A、C層樣。
干旱地區(qū)剖面發(fā)育不完整的土壤,采集表層(0~20cm)、中土層(50cm)和底土層(100cm)附近的樣品。采樣時(shí)間、頻率和采樣量采樣時(shí)間和頻率一般土壤在農(nóng)作物收獲期采樣測定,必測項(xiàng)目一年測定一次,其他項(xiàng)目3~5年測定一次。采樣量及注意事項(xiàng)填寫土壤樣品標(biāo)簽、采樣記錄、樣品登記表。1份放入樣品袋內(nèi),1份扎在袋口。測定重金屬的樣品,盡量用竹鏟、竹片直接采集樣品。樣品加工
制成滿足分析要求的土壤樣品;
測定不穩(wěn)定的項(xiàng)目用新鮮土樣(如游離揮發(fā)酚、NH3-N、NO3--N、Fe2+);
測定多數(shù)穩(wěn)定項(xiàng)目用風(fēng)干土樣。
程序是:風(fēng)干-磨細(xì)-過篩-混合-分裝樣品加工盤式研磨篩分器
土壤樣品四分法示意圖樣品管理
建立嚴(yán)格的管理制度和崗位責(zé)任制,按照規(guī)定的方法和程序工作,認(rèn)真按要求做好各項(xiàng)記錄。
風(fēng)干土樣存于陰涼、干燥、的樣品庫內(nèi);新鮮土壤樣品,放在玻璃瓶中,置于低于4℃的冰箱內(nèi)存放,保存半個(gè)月。知識點(diǎn)一:土壤基本知識知識點(diǎn)二:土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案知識點(diǎn)三:土壤樣品的采集與加工管理知識點(diǎn)四:土壤樣品的預(yù)處理
知識點(diǎn)五:土壤污染物的測定2、相關(guān)知識土壤樣品的分解-分析無機(jī)元素酸分解法又稱消解法,是測定土壤中重金屬常選用的方法。常用混合酸消解體系,必要時(shí)加入氧化劑或還原劑加速消解反應(yīng)。堿熔分解法將土壤樣品與堿混合,在高溫下熔融,使樣品分解。高壓釜密閉分解法將用水潤濕、加入混合酸并搖勻的土樣放入密封的聚四氟乙烯坩堝內(nèi),置于耐壓的不銹鋼套筒中,放在烘箱內(nèi)加熱(一般不超過180℃)分解。微波爐加熱分解法將土壤樣品和混合酸放入聚四氟乙烯容器中,置于微波爐內(nèi)加熱使試樣分解的方法。破壞土壤的礦物晶格和有機(jī)質(zhì),使待測元素進(jìn)入試樣溶液中。土壤樣品的提取有機(jī)污染物的提取測定土壤中的有機(jī)污染物,一般用新鮮土樣。稱取適量土樣放入錐形瓶中,放在振蕩器上,用振蕩提取法提取。對于農(nóng)藥、苯并(a)芘等含量低的污染物,常用索氏提取器提取法。無機(jī)污染物的提取土壤中易溶無機(jī)物組分、有效態(tài)組分可用酸或水浸取。測定土壤中的有機(jī)污染物、受熱后不穩(wěn)定的組分以及進(jìn)行組分形態(tài)分析時(shí),需要采用提取方法。
提取溶劑常用有機(jī)溶劑、水和酸。凈化(分離)和濃縮
消除干擾、濃縮待測成分常用凈化方法有層析法、蒸餾法等;
濃縮方法有K-D濃縮器法、蒸發(fā)法等。樣品的代表性和采樣誤差的控制
土壤的不均一性是造成采樣誤差的最主要原因。
土壤是固、氣、液三相組成的分散體系,各種外來物進(jìn)入土壤后流動(dòng)、遷移、混合較難,所以采集的樣品往往具有局限性。一般情況下,采樣誤差要比分析誤差高得多。為保證樣品的代表性,必須采取以下兩個(gè)技術(shù)措施控制采樣誤差:(1)采樣前要進(jìn)行現(xiàn)場勘察和有關(guān)資料的收集,根據(jù)土壤類型、肥力等級和地形等因素將研究范圍劃分為若干個(gè)采樣單元,每個(gè)采樣單元的土壤要盡可能均勻一致。(2)要保證有足夠多的采樣點(diǎn),使之能充分代表采樣單元的土壤特性。采樣點(diǎn)的多少,取決于研究范圍的大小,研究對象的復(fù)雜程度和試驗(yàn)研究所要求的精密度等因素。采樣點(diǎn)設(shè)置過少,所采樣品的偶然性增加,缺乏足夠的代表性;采樣點(diǎn)設(shè)置過多,則增大了采樣的工作量,浪費(fèi)了人力、物力和財(cái)力。知識點(diǎn)一:土壤基本知識知識點(diǎn)二:土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案知識點(diǎn)三:土壤樣品的采集與加工管理知識點(diǎn)四:土壤樣品的預(yù)處理知識點(diǎn)五:土壤污染物的測定2、相關(guān)知識土壤污染物監(jiān)測內(nèi)容和特點(diǎn)監(jiān)測項(xiàng)目:金屬、非金屬、有機(jī)物土壤監(jiān)測的特點(diǎn)——樣品的代表性問題如果土壤均勻性差不易采集到具有代表性的樣品采樣誤差>分析誤差造成導(dǎo)致采樣前應(yīng)調(diào)研當(dāng)?shù)氐模鹤匀粭l件、農(nóng)業(yè)情況、土壤性狀、污染歷史及現(xiàn)狀。測定方法和結(jié)果表達(dá)測定方法重量法容量法分光光度法原子吸收法色譜法結(jié)果表達(dá)烘干土為基準(zhǔn)——mg/kg(烘干土樣)含水率樣品在105℃烘干、稱重、計(jì)算。pH值:玻璃電極法
測定要點(diǎn):稱取通過1mm孔徑篩的土樣10g于燒杯中,加無二氧化碳蒸餾水25mL,輕輕搖動(dòng)后用電磁攪拌器攪拌1min,使水和土充分混合均勻,放置30min,用pH計(jì)測量上部渾濁液的pH值。
土粒的粗細(xì)及水、土比例均對pH值有影響。一般酸性土壤的水土比保持5∶1~1∶1;堿性土壤水土比以1∶1或2.5∶1為宜,水土比增加,測得pH值偏高。可溶性鹽分
用一定量的水從一定量土壤中經(jīng)一定時(shí)間浸提出來的水溶性鹽分;測定方法有重量法、比重計(jì)法、電導(dǎo)法、陰陽離子總和計(jì)算法等。重量法測定可溶性鹽分15%過氧化氫可溶性鹽分總量水浴蒸干恒重殘?jiān)嬷梁阒?05℃烘箱已恒重蒸發(fā)皿蒸干50~100mL濾液抽濾振蕩無CO2水500mL土樣1000g水土比例大小和振蕩提取時(shí)間影響土壤可溶性鹽分的提取。此外,抽濾時(shí)盡可能快速,以減少空氣中二氧化碳的影響。金屬化合物配標(biāo)液土樣預(yù)處理(消解)標(biāo)液及樣品測定結(jié)果計(jì)算分光光度法原子吸收法原子熒光法ICP-MSICP-AES……部分金屬元素原子吸收測定條件方法火焰原子吸收法石墨爐原子吸收法元素銅鋅鉻鎳鉛鎘測定波長/nm324.8213.8357.9232.0283.3228.8通帶寬度/nm1.31.30.70.21.31.3燈電流/mA7.57.512.57.57.5火焰性質(zhì)氧化性氧化性還原性中性其他可測定波長/nm327.4,225.8307.6359.0,360.5,425.4干燥/(℃·s-1)80~100/2080~100/20灰化/(℃·s-1)700/20500/20原子化/(℃·s-1)2000/51500/20消除/(℃·s-1)2700/33600/3氬氣流量/(mL·min-1)200200原子化階段是否停氣是否進(jìn)樣量/μL1010有機(jī)化合物測定:六六六/DDT土樣中有機(jī)物萃取→氣相色譜法測定(ECD檢測器)
用丙酮-石油醚提取土壤樣品中的六六六和滴滴涕,經(jīng)硫酸凈化處理后,用帶電子捕獲檢測器的氣相色譜儀測定。根據(jù)色譜峰保留時(shí)間進(jìn)行兩種物質(zhì)異構(gòu)體的定性分析;根據(jù)峰高(或峰面積)進(jìn)行各組分的定量分析。六六六/DDT測定的儀器條件主要儀器帶電子捕獲檢測器的氣相色譜儀;全玻璃進(jìn)樣器;長1.8~2.0m,內(nèi)徑2~3mm螺旋狀硬質(zhì)玻璃填充柱。色譜條件固定液:1.5%OV-17(甲基硅酮)+1.95%QF-1(氟代烷基硅氧烷聚合物);80~100目ChromosorbWAW-DMCS擔(dān)體;氣化室溫度:220℃;柱溫:195℃;載氣(N2)流速:40~70mL/min。六六六/DDT測定的流程樣品預(yù)處理準(zhǔn)確稱取20g土樣,先用石油醚-丙酮(1:1)于索氏提取器中
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