土壤污染監(jiān)測-課件

第五章土壤污染監(jiān)測

(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)測方案的制訂方法；樣品的采集和測定的原則及基本方法等。重點

土壤污染監(jiān)測方案的制訂方法；難點土壤污染樣品的制備和保存方法。土壤污染監(jiān)測方案的制訂方法。第一節(jié)土壤基本知識土壤是指陸地地表具有肥力并能生長植物的疏松表層。一、土壤組成地球表層的巖石經過風化作用，逐漸破壞成疏松的、大小不等的礦物顆粒（稱為母質）。

而土壤是在母質、氣候、生物、地形、時間等多種成土因素綜合作用下形成和演變而成的。

土壤組成很復雜，總體來說是由礦物質、動植物殘體腐解產生的有機質、水分和空氣等固、液、氣三相組成的。（一）土壤礦物質1.土壤礦物質的礦物組成1）原生礦物質：它是各種巖石經受不同的物理風化，仍遺留在土壤中的一類礦物，其原來的化學組成沒有改變。2）次生礦物質：它大多是由原生礦物質經風化后形成的新礦物。2.土壤礦物質的化學組成土壤礦物質元素的相對含量與地球表面巖石圈元素的平均含量及其化學組成相似。3.土壤機械組成土壤粒徑的大小影響著土壤對污染物的吸附和解吸能力。土壤機械組成的分類是以土壤中各粒級含量的相對百分比作為標準。國際制采用三級分類法，即根據沙粒（0.02—2mm）、粉沙粒(0.002—0.02mm)和粘粒(<0.002mm)在土壤中的相對含量，將土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大類和十二級,（二）土壤有機質（三）土壤水和空氣二、土壤性質吸附性與土壤中膠體物質密切相關酸堿性受生物、氣候、地質、水文條件綜合影響極酸性pH＜4.5極堿性pH＞9.5強酸性pH＞4.5~5.5強堿性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金屬離子是氧化劑；土壤有機質分解產物是還原劑三、土壤背景值定義：指在未受或少受人類活動影響下，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方式目前還不統(tǒng)一，有幾種方法，但我國用得較多的一種是用土壤樣品平均值加減兩個標準偏差表示。即：

B=x±2S調查和研究土壤背景值是一項巨大的系統(tǒng)過程，監(jiān)測任務艱苦細致，工作量龐大中國七五期間組織了中國土壤環(huán)境背景值研究，作為國家重點科技攻關項目《中國土壤元素背景值》記錄了全國除臺灣以外的30個省、市、自治區(qū)的41個土壤類型、60多種元素的分布，采樣遍布全國2600多個縣市，深入海島、高山、荒原、森林，取得的原始數據以千萬計，信息十分豐富四、土壤污染

當進入土壤的污染物質量和速度超過土壤能承受的容量和凈化速度時，就破壞了土壤環(huán)境的自然動態(tài)平衡，使污染物的積累逐漸占據優(yōu)勢，引起土壤的組成、結構、性狀改變，功能失調，質量下降，導致土壤環(huán)境污染。不合理地使用農藥、化肥，污水灌溉，使用不符合標準的污泥，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化后自然擴散，火山爆發(fā)后降落的火山灰等。人為污染源化學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、農藥等水土流失：在山丘區(qū)和風沙區(qū)，由于水力或風力的作用，沖刷土壤，使水分和土壤流失的現象。產生原因：土地利用不當、坡面陡峻、土質疏松、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、結構、形狀改變，功能失調，質量和生產力下降土壤污染的危害：對空氣和水體造成二次污染，還會進入食物鏈，危害人體健康目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm2，調查結果表明，75％的縣已受到不同程度的重金屬污染的潛在威脅，而且污染趨勢仍在加重。土壤污染危害——經濟損失對于各種土壤污染造成的經濟損失，目前尚缺乏系統(tǒng)的調查資料。僅以土壤重金屬污染為例，全國每年就因重金屬污染而減產糧食超過1000萬t，另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬t，合計經濟損失至少200億元。對于農藥和有機物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類型的土壤污染所導致的經濟損失，目前尚難以估計。但是，這些類型的污染問題在國內確實存在，甚至也很嚴重。土壤污染危害——農作物品質下降我國大多數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和接近臨界值。據報道，1992年全國有不少地區(qū)已經發(fā)展到生產“鎘米”的程度，每年生產的“鎘米”多達數億千克。僅沈陽某污灌區(qū)被污染的耕地已多達2500hm2，致使糧食遭受嚴重的鎘污染，稻米的含鎘濃度高達0.4～1.0mg/kg。江西省某縣多達44％的耕地遭到污染，并形成670hm2的“鎘米”區(qū)。據南京環(huán)保所報道，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；蘿卜的污染相對較輕。北京、上海等大中城市蔬菜污染超標也十分普遍。土壤污染危害——人體健康影響土壤污染會使污染物在植（作）物體中積累，并通過食物鏈富集到人體和動物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。五、土壤質量標準土壤環(huán)境質量標準(GBl5618—1995)無公害農產品蔬菜產地土壤環(huán)境質量指標(GB／T18407—2001)無公害農產品茶葉產地土壤環(huán)境質量指標(NY5020—2001)土壤監(jiān)測方案是在調查研究的基礎上，通過綜合分析，確定監(jiān)測目的、計劃監(jiān)測采樣與布點、選擇監(jiān)測方法、建立質量保證程序和措施、提出監(jiān)測數據處理要求，最終全面安排實施計劃

1.現狀監(jiān)測判斷土壤是否被污染以及污染程度、狀況，預測發(fā)展變化趨勢；對建設項目積累背景值，為監(jiān)督變化和影響建立基準第二節(jié)土壤環(huán)境質量監(jiān)測方案一、監(jiān)測目的土壤分類Ⅰ類土壤：國家規(guī)定的自然保護區(qū)、集中式生活飲用水水源地、茶園、牧場和其他保護地區(qū)土壤，質量基本保持自然背景水平。執(zhí)行一級標準Ⅱ類土壤：一般農田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等土壤，質量基本不對植物和環(huán)境造成危害和污染。執(zhí)行二級標準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，質量基本不對植物和環(huán)境造成危害和污染。執(zhí)行三級標準2.土壤污染事故監(jiān)測：由于廢氣、廢水、廢渣、污泥對土壤造成了污染，或者使土壤結構與性質發(fā)生了明顯地變化，或者對作物造成了傷害，需要調查分析主要污染物，確定污染的來源、范圍和程度，為行政主管部門采取對策提供科學依據。3.污染物土地處理的動態(tài)監(jiān)測在進行污水、污泥土地利用、固體廢棄物的土地處理過程中，把許多無機和有機污染物質帶入土壤，其中有的污染物質殘留在土壤中，并不斷地積累，它們的含量是否達到了危害的臨界值，需要進行定點長期動態(tài)監(jiān)測，以既能充分利用土地的凈化能力，又防止土壤污染，保護土壤生態(tài)環(huán)境4.土壤背景值調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，了解元素的豐缺和供應狀況，為保護土壤生態(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二、資料的收集土壤污染與所處的自然環(huán)境有關——土壤類型、土壤環(huán)境背景值；地表水和地下水、地質條件、水土流失等土壤污染與社會環(huán)境有關，特別是工業(yè)生產與廢棄物排放密切相關；與污染源分布、工農業(yè)空間布局有關農業(yè)土地利用類型，施用農藥、化肥的累積情況和農業(yè)機械的使用（油料、電池）等三、監(jiān)測項目背景值調查研究是為了了解土壤中各種元素的含量水平，要求測定項目多。污染事故監(jiān)測僅測定可能造成土壤污染的項目。土壤質量監(jiān)測測定那些影響自然生態(tài)和植物正常生長及危害人體健康的項目。我國土壤常規(guī)監(jiān)測項目金屬化合物鎘（Cd）、鉻（Cd）、銅（Cu）、汞（Hg）、鉛（Pb）、鋅（Zn）非金屬無機化合物砷（As）、氰化物、氟化物、硫化物等我國土壤常規(guī)監(jiān)測項目有機化合物無機化合物苯并（a）芘、三氯乙醛、油類、揮發(fā)酚、DDT、六六六等《農田土壤環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》規(guī)定必測項目：《土壤環(huán)境質量》規(guī)定的11項選擇必測項目：在土壤中積累較多、對農業(yè)危害較大、影響范圍廣、毒性較重的污染物選擇項目：新納入的在土壤中積累較少的污染物；因污染導致改變的土壤形狀指標和農業(yè)生態(tài)環(huán)境指標后兩類包括鐵、錳、總鉀、有機質、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)境質量標準（GB15618-1995）包括11項：pH值、鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳、六六六、滴滴涕無公害農產品蔬菜產地土壤環(huán)境質量標準（GB/T18407-2001）包括總汞、總砷、鉛、鎘、鉻（六價）和六六六、滴滴涕無公害農產品茶葉產地土壤環(huán)境質量標準（NY5020-2001）包括pH值、汞、砷、鉛、鎘、鉻、銅土壤環(huán)境質量標準(摘錄mg/kg)級別一級二級三級pH值自然背景＜6.56.5~7.5＞7.5＞6.5鎘≤汞≤砷水田≤旱地≤銅農田≤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、采樣點的布設1.采樣點布設原則土壤特性：土壤是一個開放的緩沖動力學體系，與外界環(huán)境不斷進行能量和物質交換；但總體相對穩(wěn)定，分布不均勻基本原則⑴合理劃分采樣單元，大單元分成相對均勻的小單元，設立對照單元⑵考慮污染源類型，就近監(jiān)測、重點監(jiān)測⑶避開田邊、溝邊、路邊、肥堆邊和水土流失嚴重、表層土嚴重破壞地點布設原則不同土壤類型都要布點污染較重的地區(qū)布點要密些。常根據土壤污染發(fā)生原因來考慮布點多少大氣污染物引起：布點以污染源為中心，據當地風向、風速及污染強度等因素來確定城市污水或被污染的河水灌溉農田引起：采樣點應根據水流的路徑和距離來考慮化肥、農藥引起：特點是分布比較均勻廣泛要在非污染區(qū)的同類土壤中布設一個或幾個對照采樣點總之，采樣點的布設既應盡量照顧到土壤的全面情況，又要視污染情況和監(jiān)測目的而定2.采樣點數量采樣點數取決于監(jiān)測目的、范圍大小、環(huán)境狀況、監(jiān)測單元數量、經費和時間等?！爸袊寥辣尘爸嫡{查研究”提出的監(jiān)測點數估算公式式中：n：每個采樣單元最少采樣點數s：樣本相對標準偏差，即變異系數t：置信因子,置信水平95%時,t=1.96d：允許偏差,抽樣精度≥80%時,d=0.23采樣點布設方法

對角線布點法適用于面積較小，地勢平坦的污灌或污染河水灌溉田塊,自進水口劃對角線,均分3~5段,在區(qū)段中心取樣

梅花形布點法適用于面積較小、地勢平坦,土壤物質和污染程度較均勻田塊。中心點在對角線交點，一般設5~10個點

棋盤式布點法適用于中等面積，地勢平坦，地形完整開闊，但土壤較不均勻田塊，10點以上。受污染土壤20點以上

蛇形布點法適用于面積較大，地勢不很平坦，土壤不夠均勻的田塊布點數量較多其他土壤采樣點布設方法放射性布點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，近密遠疏，主導風向的下風向適當加密網格布點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)測的均勻布點，主要用于受農用化學品污染的土壤監(jiān)測，以及土壤背景值調查常用方法重量法測土壤水分容量法浸出物中含量較高的成分測定，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等氣相色譜法有機氯、有機磷及有機汞等農藥五、監(jiān)測方法六、農田土壤環(huán)境質量評價1.評價參數單項污染指數=綜合污染指數=單項污染積累指數=污染物超標倍數=污染樣本超標率（%）=污染面積超標率（%）=污染物分擔率（%）=2.評價方法一般以單項污染指數評價為主在縱向、橫向比較時，利用綜合評價指數土壤污染分級——以p綜為依據級別綜合污染指數等級污染水平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重污染污染相當嚴重第三節(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，對種植一般農作物的耕地，只需采集0～20cm耕作層土壤，對于種植果林類農作物的耕地，采集0～60cm耕作層土壤。將在一個采樣單元內各采樣分點采集的土樣混合均勻制成混合樣，組成混合樣的分點數通常為5～20個?；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。根據土壤剖面顏色、結構、質地、松緊度、溫度、植物根系分布等劃分土層，并進行仔細觀察，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，每個采樣點的取樣深度和取樣量應一致。將同層次土壤混合均勻，各取1kg土樣，分別裝入樣品袋。土壤剖面點位不得選在土類和母質交錯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）.采樣時間為了解土壤污染狀況，可隨時采集樣品進行測定。如需同時掌握在土壤上生長的作物受污染狀況，可依季節(jié)變化或作物收獲期采集。一年中在同一地點采樣兩次

進行對照。（三）.采樣方法①采樣筒取樣；②土鉆取樣；③挖坑取樣。（四）.采樣量由于測定所需的土樣是多點混合而成的，取樣量往往較大，而實際供分析的土樣不需太多，一般只需1-2Kg。因此對所得混合樣可反復按四分法棄取，最后留下所需的土量，裝入塑料袋或布袋內，貼上標簽備用（五）采樣注意事項(1)采樣同時，填寫土壤樣品標簽、采樣記錄、樣品登記表。土壤標簽一式兩份，一份放人樣品袋內，一份扎在袋口，并于采樣結束時在現場逐項逐個檢查。(2)測定重金屬的樣品，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.布點原則2.注意事項1）同一類型土壤應有3～5個以上的重復樣點，以更檢驗本底值的可靠性。2）土壤本底調查采樣時，要特別注意成土母質的作用。因為不同土壤母質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，同一個樣點并不強調采集多點混合樣，而是選取發(fā)育典型、代表性強的土壤采樣。3）采樣深度，一般采集一米以內的表土和心土，對于發(fā)育完好的典型剖面，應按層分別采樣，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）樣品加工處理風干磨細過篩混合分裝制樣目的：除去非土部分，使測定結果能代表土壤本身的組成；有利于樣品長期保存；是分析時稱取的樣品具有較高的代表性1.土樣的風干測定游離揮發(fā)酚、硫化物、氰化物、油類、某些農藥、烷基汞引起揮發(fā)分解的物質，需要不經風干的新鮮土樣。把雜質除掉后，對原樣進行分析。大多土樣需要風干，風干的土樣比較容易混合均勻。重復性準確性都比較好。2.磨碎與過篩一般處理方法：將風干樣在有機玻璃板或木板上用錘、滾、棒壓碎，并除去碎石、砂礫及植物殘體后，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、土壤代換量等項目測定用；另一個份繼續(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，用于農藥、土壤有機質、土壤全氮量等項目的測定；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，及時填寫標簽，一式兩份，瓶內或袋內1份，外貼1份3.篩的目數與孔徑的關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；另一種以每英寸長度上的孔數表示。如每英寸長度上有40孔，為40目篩子（或稱40號篩子）?？讛涤?，孔徑愈小。篩目與孔徑之間的關系可用下列簡式表示：篩孔直徑（mm）＝16/每英寸孔數二、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。必須建立嚴格的管理制度和崗位責任制。保存原則1）一般土壤樣品需保存半年至一年，以備必要時查核之用。2）儲存樣品應盡量避免日光、潮濕、高溫和酸堿氣體等的影響。3）玻璃材質容器是常用的優(yōu)質貯器，聚乙烯塑料容器也屬美國環(huán)保局推薦容器之一。4）將風干土樣、沉積物或標準土樣等貯存于潔凈的玻璃或聚乙烯容器之內。在常溫、陰涼、干燥、避陽光、密封（石臘涂封）條件下保存30個月是可行的。第四節(jié)、土壤樣品的預處理和測定方法需要處理成液體狀態(tài)和將欲測組分轉變?yōu)檫m合測定方法要求的形態(tài)、濃度，以及消除共存組分的干擾。土壤樣品的預處理方法主要有分解法和提取法；前者用于元素的測定，后者用于有機污染物和不穩(wěn)定組分的測定。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質，使待測元素進入試樣溶液中。1.預處理2.土壤樣品提取方法有機污染物的提取有機溶劑，振蕩提取有機溶劑，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)測方法包括樣品預處理和分析測定兩部分方法《農田土壤環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》規(guī)定了土壤監(jiān)測分析方法選用監(jiān)測方法的原則

1標準方法(國標或部標)2權威部門規(guī)定或推薦方法（如中國環(huán)境監(jiān)測總站編：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)土壤污染物的測定一、土壤水分測定過1mm篩孔土樣，105℃烘干至恒重風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值測定玻璃電極法測定土壤浸出液的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；風干會帶來二氧化碳損失三、可溶性鹽分的測定定義：可溶性鹽分是用一定量的水從一定量的土壤中經過一定時間浸提出的可溶解性鹽類鹽類直接影響作物的萌發(fā)和生長可溶性鹽分測定方法：重量法、比重計法、電導率法、陰陽離子總和計算法等重量法測定可溶性鹽分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。所得殘渣用過氧化氫去除有機物后，稱重四、土壤金屬化合物測定土壤金屬化合物測定與水體金屬化合物測定基本相同，主要差別是預處理和測定條件主要方法火焰原子吸收法：主要測定銅、總鉻、鐵、錳、總鉀石墨爐原子吸收法：主要測定鎘、鉛氫化物-原子熒光法：主要測定總砷、總硒分光光度法：主要測定總砷、總鉻、有效硼總硼、總鉬冷原子吸收法：主要測定總汞五、有機污染物測定土壤中有機污染物的測定廣泛使用氣相色譜法和色譜—質譜連用技術樣品準備：20g土壤樣品置于索氏提取器之中，用石油醚-丙酮(1:1)提取對于六六六和滴滴涕的監(jiān)測：使用帶電子捕獲檢測器（ECD）的氣相色譜儀。對苯并(a)芘的測定：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，事故出在麻痹。11月-2411月-2418:37:5218:37:52November26,2024加強自身建設，增強個人的休養(yǎng)。2024年11月26日6:37下午11月-2411月-24擴展市場，開發(fā)未來，實現現在。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時間是人類發(fā)展的空間。2024/11/2618:37:5218:37:5226November2024科學，你是國力的靈魂；同時又是社會發(fā)展的標志。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，而是一長串機緣。事件和決定，這些機緣、事件和決定在它們實現的當時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

(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)測方案的制訂方法；樣品的采集和測定的原則及基本方法等。重點

土壤污染監(jiān)測方案的制訂方法；難點土壤污染樣品的制備和保存方法。土壤污染監(jiān)測方案的制訂方法。第一節(jié)土壤基本知識土壤是指陸地地表具有肥力并能生長植物的疏松表層。一、土壤組成地球表層的巖石經過風化作用，逐漸破壞成疏松的、大小不等的礦物顆粒（稱為母質）。

而土壤是在母質、氣候、生物、地形、時間等多種成土因素綜合作用下形成和演變而成的。

土壤組成很復雜，總體來說是由礦物質、動植物殘體腐解產生的有機質、水分和空氣等固、液、氣三相組成的。（一）土壤礦物質1.土壤礦物質的礦物組成1）原生礦物質：它是各種巖石經受不同的物理風化，仍遺留在土壤中的一類礦物，其原來的化學組成沒有改變。2）次生礦物質：它大多是由原生礦物質經風化后形成的新礦物。2.土壤礦物質的化學組成土壤礦物質元素的相對含量與地球表面巖石圈元素的平均含量及其化學組成相似。3.土壤機械組成土壤粒徑的大小影響著土壤對污染物的吸附和解吸能力。土壤機械組成的分類是以土壤中各粒級含量的相對百分比作為標準。國際制采用三級分類法，即根據沙粒（0.02—2mm）、粉沙粒(0.002—0.02mm)和粘粒(<0.002mm)在土壤中的相對含量，將土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大類和十二級,（二）土壤有機質（三）土壤水和空氣二、土壤性質吸附性與土壤中膠體物質密切相關酸堿性受生物、氣候、地質、水文條件綜合影響極酸性pH＜4.5極堿性pH＞9.5強酸性pH＞4.5~5.5強堿性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金屬離子是氧化劑；土壤有機質分解產物是還原劑三、土壤背景值定義：指在未受或少受人類活動影響下，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方式目前還不統(tǒng)一，有幾種方法，但我國用得較多的一種是用土壤樣品平均值加減兩個標準偏差表示。即：

B=x±2S調查和研究土壤背景值是一項巨大的系統(tǒng)過程，監(jiān)測任務艱苦細致，工作量龐大中國七五期間組織了中國土壤環(huán)境背景值研究，作為國家重點科技攻關項目《中國土壤元素背景值》記錄了全國除臺灣以外的30個省、市、自治區(qū)的41個土壤類型、60多種元素的分布，采樣遍布全國2600多個縣市，深入海島、高山、荒原、森林，取得的原始數據以千萬計，信息十分豐富四、土壤污染

當進入土壤的污染物質量和速度超過土壤能承受的容量和凈化速度時，就破壞了土壤環(huán)境的自然動態(tài)平衡，使污染物的積累逐漸占據優(yōu)勢，引起土壤的組成、結構、性狀改變，功能失調，質量下降，導致土壤環(huán)境污染。不合理地使用農藥、化肥，污水灌溉，使用不符合標準的污泥，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化后自然擴散，火山爆發(fā)后降落的火山灰等。人為污染源化學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、農藥等水土流失：在山丘區(qū)和風沙區(qū)，由于水力或風力的作用，沖刷土壤，使水分和土壤流失的現象。產生原因：土地利用不當、坡面陡峻、土質疏松、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、結構、形狀改變，功能失調，質量和生產力下降土壤污染的危害：對空氣和水體造成二次污染，還會進入食物鏈，危害人體健康目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm2，調查結果表明，75％的縣已受到不同程度的重金屬污染的潛在威脅，而且污染趨勢仍在加重。土壤污染危害——經濟損失對于各種土壤污染造成的經濟損失，目前尚缺乏系統(tǒng)的調查資料。僅以土壤重金屬污染為例，全國每年就因重金屬污染而減產糧食超過1000萬t，另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬t，合計經濟損失至少200億元。對于農藥和有機物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類型的土壤污染所導致的經濟損失，目前尚難以估計。但是，這些類型的污染問題在國內確實存在，甚至也很嚴重。土壤污染危害——農作物品質下降我國大多數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和接近臨界值。據報道，1992年全國有不少地區(qū)已經發(fā)展到生產“鎘米”的程度，每年生產的“鎘米”多達數億千克。僅沈陽某污灌區(qū)被污染的耕地已多達2500hm2，致使糧食遭受嚴重的鎘污染，稻米的含鎘濃度高達0.4～1.0mg/kg。江西省某縣多達44％的耕地遭到污染，并形成670hm2的“鎘米”區(qū)。據南京環(huán)保所報道，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；蘿卜的污染相對較輕。北京、上海等大中城市蔬菜污染超標也十分普遍。土壤污染危害——人體健康影響土壤污染會使污染物在植（作）物體中積累，并通過食物鏈富集到人體和動物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。五、土壤質量標準土壤環(huán)境質量標準(GBl5618—1995)無公害農產品蔬菜產地土壤環(huán)境質量指標(GB／T18407—2001)無公害農產品茶葉產地土壤環(huán)境質量指標(NY5020—2001)土壤監(jiān)測方案是在調查研究的基礎上，通過綜合分析，確定監(jiān)測目的、計劃監(jiān)測采樣與布點、選擇監(jiān)測方法、建立質量保證程序和措施、提出監(jiān)測數據處理要求，最終全面安排實施計劃

1.現狀監(jiān)測判斷土壤是否被污染以及污染程度、狀況，預測發(fā)展變化趨勢；對建設項目積累背景值，為監(jiān)督變化和影響建立基準第二節(jié)土壤環(huán)境質量監(jiān)測方案一、監(jiān)測目的土壤分類Ⅰ類土壤：國家規(guī)定的自然保護區(qū)、集中式生活飲用水水源地、茶園、牧場和其他保護地區(qū)土壤，質量基本保持自然背景水平。執(zhí)行一級標準Ⅱ類土壤：一般農田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等土壤，質量基本不對植物和環(huán)境造成危害和污染。執(zhí)行二級標準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，質量基本不對植物和環(huán)境造成危害和污染。執(zhí)行三級標準2.土壤污染事故監(jiān)測：由于廢氣、廢水、廢渣、污泥對土壤造成了污染，或者使土壤結構與性質發(fā)生了明顯地變化，或者對作物造成了傷害，需要調查分析主要污染物，確定污染的來源、范圍和程度，為行政主管部門采取對策提供科學依據。3.污染物土地處理的動態(tài)監(jiān)測在進行污水、污泥土地利用、固體廢棄物的土地處理過程中，把許多無機和有機污染物質帶入土壤，其中有的污染物質殘留在土壤中，并不斷地積累，它們的含量是否達到了危害的臨界值，需要進行定點長期動態(tài)監(jiān)測，以既能充分利用土地的凈化能力，又防止土壤污染，保護土壤生態(tài)環(huán)境4.土壤背景值調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，了解元素的豐缺和供應狀況，為保護土壤生態(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二、資料的收集土壤污染與所處的自然環(huán)境有關——土壤類型、土壤環(huán)境背景值；地表水和地下水、地質條件、水土流失等土壤污染與社會環(huán)境有關，特別是工業(yè)生產與廢棄物排放密切相關；與污染源分布、工農業(yè)空間布局有關農業(yè)土地利用類型，施用農藥、化肥的累積情況和農業(yè)機械的使用（油料、電池）等三、監(jiān)測項目背景值調查研究是為了了解土壤中各種元素的含量水平，要求測定項目多。污染事故監(jiān)測僅測定可能造成土壤污染的項目。土壤質量監(jiān)測測定那些影響自然生態(tài)和植物正常生長及危害人體健康的項目。我國土壤常規(guī)監(jiān)測項目金屬化合物鎘（Cd）、鉻（Cd）、銅（Cu）、汞（Hg）、鉛（Pb）、鋅（Zn）非金屬無機化合物砷（As）、氰化物、氟化物、硫化物等我國土壤常規(guī)監(jiān)測項目有機化合物無機化合物苯并（a）芘、三氯乙醛、油類、揮發(fā)酚、DDT、六六六等《農田土壤環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》規(guī)定必測項目：《土壤環(huán)境質量》規(guī)定的11項選擇必測項目：在土壤中積累較多、對農業(yè)危害較大、影響范圍廣、毒性較重的污染物選擇項目：新納入的在土壤中積累較少的污染物；因污染導致改變的土壤形狀指標和農業(yè)生態(tài)環(huán)境指標后兩類包括鐵、錳、總鉀、有機質、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)境質量標準（GB15618-1995）包括11項：pH值、鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳、六六六、滴滴涕無公害農產品蔬菜產地土壤環(huán)境質量標準（GB/T18407-2001）包括總汞、總砷、鉛、鎘、鉻（六價）和六六六、滴滴涕無公害農產品茶葉產地土壤環(huán)境質量標準（NY5020-2001）包括pH值、汞、砷、鉛、鎘、鉻、銅土壤環(huán)境質量標準(摘錄mg/kg)級別一級二級三級pH值自然背景＜6.56.5~7.5＞7.5＞6.5鎘≤汞≤砷水田≤旱地≤銅農田≤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、采樣點的布設1.采樣點布設原則土壤特性：土壤是一個開放的緩沖動力學體系，與外界環(huán)境不斷進行能量和物質交換；但總體相對穩(wěn)定，分布不均勻基本原則⑴合理劃分采樣單元，大單元分成相對均勻的小單元，設立對照單元⑵考慮污染源類型，就近監(jiān)測、重點監(jiān)測⑶避開田邊、溝邊、路邊、肥堆邊和水土流失嚴重、表層土嚴重破壞地點布設原則不同土壤類型都要布點污染較重的地區(qū)布點要密些。常根據土壤污染發(fā)生原因來考慮布點多少大氣污染物引起：布點以污染源為中心，據當地風向、風速及污染強度等因素來確定城市污水或被污染的河水灌溉農田引起：采樣點應根據水流的路徑和距離來考慮化肥、農藥引起：特點是分布比較均勻廣泛要在非污染區(qū)的同類土壤中布設一個或幾個對照采樣點總之，采樣點的布設既應盡量照顧到土壤的全面情況，又要視污染情況和監(jiān)測目的而定2.采樣點數量采樣點數取決于監(jiān)測目的、范圍大小、環(huán)境狀況、監(jiān)測單元數量、經費和時間等。“中國土壤背景值調查研究”提出的監(jiān)測點數估算公式式中：n：每個采樣單元最少采樣點數s：樣本相對標準偏差，即變異系數t：置信因子,置信水平95%時,t=1.96d：允許偏差,抽樣精度≥80%時,d=0.23采樣點布設方法

對角線布點法適用于面積較小，地勢平坦的污灌或污染河水灌溉田塊,自進水口劃對角線,均分3~5段,在區(qū)段中心取樣

梅花形布點法適用于面積較小、地勢平坦,土壤物質和污染程度較均勻田塊。中心點在對角線交點，一般設5~10個點

棋盤式布點法適用于中等面積，地勢平坦，地形完整開闊，但土壤較不均勻田塊，10點以上。受污染土壤20點以上

蛇形布點法適用于面積較大，地勢不很平坦，土壤不夠均勻的田塊布點數量較多其他土壤采樣點布設方法放射性布點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，近密遠疏，主導風向的下風向適當加密網格布點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)測的均勻布點，主要用于受農用化學品污染的土壤監(jiān)測，以及土壤背景值調查常用方法重量法測土壤水分容量法浸出物中含量較高的成分測定，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等氣相色譜法有機氯、有機磷及有機汞等農藥五、監(jiān)測方法六、農田土壤環(huán)境質量評價1.評價參數單項污染指數=綜合污染指數=單項污染積累指數=污染物超標倍數=污染樣本超標率（%）=污染面積超標率（%）=污染物分擔率（%）=2.評價方法一般以單項污染指數評價為主在縱向、橫向比較時，利用綜合評價指數土壤污染分級——以p綜為依據級別綜合污染指數等級污染水平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重污染污染相當嚴重第三節(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，對種植一般農作物的耕地，只需采集0～20cm耕作層土壤，對于種植果林類農作物的耕地，采集0～60cm耕作層土壤。將在一個采樣單元內各采樣分點采集的土樣混合均勻制成混合樣，組成混合樣的分點數通常為5～20個?；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。根據土壤剖面顏色、結構、質地、松緊度、溫度、植物根系分布等劃分土層，并進行仔細觀察，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，每個采樣點的取樣深度和取樣量應一致。將同層次土壤混合均勻，各取1kg土樣，分別裝入樣品袋。土壤剖面點位不得選在土類和母質交錯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）.采樣時間為了解土壤污染狀況，可隨時采集樣品進行測定。如需同時掌握在土壤上生長的作物受污染狀況，可依季節(jié)變化或作物收獲期采集。一年中在同一地點采樣兩次

進行對照。（三）.采樣方法①采樣筒取樣；②土鉆取樣；③挖坑取樣。（四）.采樣量由于測定所需的土樣是多點混合而成的，取樣量往往較大，而實際供分析的土樣不需太多，一般只需1-2Kg。因此對所得混合樣可反復按四分法棄取，最后留下所需的土量，裝入塑料袋或布袋內，貼上標簽備用（五）采樣注意事項(1)采樣同時，填寫土壤樣品標簽、采樣記錄、樣品登記表。土壤標簽一式兩份，一份放人樣品袋內，一份扎在袋口，并于采樣結束時在現場逐項逐個檢查。(2)測定重金屬的樣品，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.布點原則2.注意事項1）同一類型土壤應有3～5個以上的重復樣點，以更檢驗本底值的可靠性。2）土壤本底調查采樣時，要特別注意成土母質的作用。因為不同土壤母質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，同一個樣點并不強調采集多點混合樣，而是選取發(fā)育典型、代表性強的土壤采樣。3）采樣深度，一般采集一米以內的表土和心土，對于發(fā)育完好的典型剖面，應按層分別采樣，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）樣品加工處理風干磨細過篩混合分裝制樣目的：除去非土部分，使測定結果能代表土壤本身的組成；有利于樣品長期保存；是分析時稱取的樣品具有較高的代表性1.土樣的風干測定游離揮發(fā)酚、硫化物、氰化物、油類、某些農藥、烷基汞引起揮發(fā)分解的物質，需要不經風干的新鮮土樣。把雜質除掉后，對原樣進行分析。大多土樣需要風干，風干的土樣比較容易混合均勻。重復性準確性都比較好。2.磨碎與過篩一般處理方法：將風干樣在有機玻璃板或木板上用錘、滾、棒壓碎，并除去碎石、砂礫及植物殘體后，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、土壤代換量等項目測定用；另一個份繼續(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，用于農藥、土壤有機質、土壤全氮量等項目的測定；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，及時填寫標簽，一式兩份，瓶內或袋內1份，外貼1份3.篩的目數與孔徑的關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；另一種以每英寸長度上的孔數表示。如每英寸長度上有40孔，為40目篩子（或稱40號篩子）?？讛涤?，孔徑愈小。篩目與孔徑之間的關系可用下列簡式表示：篩孔直徑（mm）＝16/每英寸孔數二、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。必須建立嚴格的管理制度和崗位責任制。保存原則1）一般土壤樣品需保存半年至一年，以備必要時查核之用。2）儲存樣品應盡量避免日光、潮濕、高溫和酸堿氣體等的影響。3）玻璃材質容器是常用的優(yōu)質貯器，聚乙烯塑料容器也屬美國環(huán)保局推薦容器之一。4）將風干土樣、沉積物或標準土樣等貯存于潔凈的玻璃或聚乙烯容器之內。在常溫、陰涼、干燥、避陽光、密封（石臘涂封）條件下保存30個月是可行的。第四節(jié)、土壤樣品的預處理和測定方法需要處理成液體狀態(tài)和將欲測組分轉變?yōu)檫m合測定方法要求的形態(tài)、濃度，以及消除共存組分的干擾。土壤樣品的預處理方法主要有分解法和提取法；前者用