土壤环境监测核心技术综合规范.docx

土壤环境监测技术规范
土壤环境监测技术规范包含土壤环境监测布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容。
一、 准备工作
关键准备工具，器材，用具等。
二、 布点采样
样品由随机采集部分个体所组成，个体之间存在差异。为了达成采集监测样品含有好代表性，必需避免一切主观原因，使组成总体个体有一样机会被选入样品，即组成样品个体应该是随机地取自总体。其次，在一组需要相互之间进行比较样品应该有一样个体组成，不然样本大个体所组成样品，其代表性会大于样本少个体组成样品。所以“随机”和“等量”是决定样品含有相同代表性关键条件。
1. 布点方法
1) 简单随机
将监测单元分成网格，每个网格编上号码，决定采样点样品数后，随机抽取要求样品数样品，其样本号码对应网格号，即为采样点。随机数取得能够利用掷骰子、抽签、查随机数表方法。相关随机数骰子使用方法可见GB10111《利用随机数骰子进行随机抽样措施》。简单随机布点是一个完全不带主观限制条件布点方法。
2) 分块随机
依据搜集资料，假如监测区域内土壤有显著多个类型，则可将区域分成几块，每块内污染物较均匀，块间差异较显著。将每块作为一个监测单元，在每个监测单元内再随机布点。在正确分块前提下，分块布点代表性比简单随机布点好，假如分块不正确，分块布点效果可能会适得其反。
3) 系统随机
将监测区域分成面积相等几部分（网格划分），每网格内布设一采样点，这种布点称为系统随机布点。假如区域内土壤污染物含量改变较大，系统随机布点比简单随机布点所采样品代表性要好。
2. 基础样品数量
1) 由均方差和绝对偏差计算样品数
用下列公式可计算所需样品数：
N=t2s2/D2
式中：N 为样品数；
t 为选定置信水平（土壤环境监测通常选定为95%）一定自由度下t 值（附录A）；
s2 为均方差，可从先前其它研究或从极差R（s2=（R/4）2）估量；
D 为可接收绝对偏差。
2) 由变异系数和相对偏差计算样品数
N=t2s2/D2 可变为：N=t2CV2/m2
式中：N 为样品数；
t 为选定置信水平（土壤环境监测通常选定为95%）一定自由度下t 值（附录A）；
CV 为变异系数（%），可从先前其它研究资料中估量；
m 为可接收相对偏差（%），土壤环境监测通常限定为20%～30% 。
没有历史资料地域、土壤变异程度不太大地域，通常CV 可用10%～30%粗略估量，有效磷和有效钾变异系数CV 可取50%。
3. 布点数量
土壤监测布点数量要满足样本容量基础要求，即上述由均方差和绝对偏差、变异系数和相对偏差计算样品数是样品数下限数值，实际工作中土壤布点数量还要依据调查目标、调查精度和调查区域环境情况等原因确定。
通常要求每个监测单元最少设 3 个点。
区域土壤环境调查按调查精度不一样可从2.5km、5km、10km、20km、40km 中选择网距网格布点，区域内网格结点数即为土壤采样点数量。
农田采集混合样样点数量见“6.2.2.2 混合样采集”。
建设项目采样点数量见“6.3 建设项目土壤环境评价监测采样”。
城市土壤采样点数量见“6.4 城市土壤采样”。
土壤污染事故采样点数量见“6.5 污染事故监测土壤采样”。
4. 样品采集
样品采集通常按三个阶段进行：
前期采样：依据背景资料和现场考察结果，采集一定数量样品分析测定，用于初步验证污染物空间分异性和判定土壤污染程度，为制订监测方案（选择布点方法和确定监测项目及样品数量）提供依据，前期采样可和现场调查同时进行。
正式采样：根据监测方案，实施现场采样。
补充采样：正式采样测试后，发觉布设样点没有满足总体设计需要，则要进行增设采样点补充采样。
面积较小土壤污染调查和突发性土壤污染事故调查可直接采样。
三、 样品制备
样品制备对于制备用具和制备场所全部有要求。制备步骤分为风干、粗磨、细磨、分装等。
四、 分析方法
分析方法除要求或推荐标准方法外，还可依据各地实际情况来进行分析。
分析统计通常要设计成统计本格式，页码、内容齐全，用碳素墨水笔填写详实，字迹要清楚，需要更正时，应在错误数据（文字）上划一横线，在其上方写上正确内容，并在所划横线上加盖修改者名章或签字以示负责。
分析统计也能够设计成活页，随分析汇报流转和保留，便于复核审查。
分析统计也能够是电子版本式输出物（打印件）或存有其信息磁盘、光盘等。
统计测量数据，要采使用方法定计量单位，只保留一位可疑数字，有效数字位数应依据计量器具精度及分析仪器示值确定，不得随意增添或删除。
五、 结果表征
平行样测定结果用平均数表示, 一组测定数据用Dixon 法、 Grubbs 法检验剔除离群值后以平均值报出；低于分析方法检出限测定结果以“未检出”报出，参与统计时按二分之一最低检出限计算。
土壤样品测定通常保留三位有效数字，含量较低镉和汞保留两位有效数字,并注明检出限数值。分析结果精密度数据，通常只取一位有效数字，当测定数据很多时，可取两位有效数字。表示分析结果有效数字位数不可超出方法检出限最低位数。
相关监测汇报：汇报名称，试验室名称，汇报编号，汇报每页和总页数标识，采样地点名称，采样时间、分析时间，检测方法，监测依据，评价标准，监测数据，单项评价，总体结论，监测仪器编号，检出限（未检出时需列出），采样点示意图，采样（委托）者，分析者，汇报编制、复核、审核和签发者立即间等内容。
六、 资料统计和质量评价
土壤环境质量评价包含评价因子、评价标准和评价模式。评价因子数量和项目类型取决于监测目标和现实经济和技术条件。评价标准常采取国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门（专业）土壤质量标准。评价模式常见污染指数法或和其相关评价方法。
1. 污染指数、超标率（倍数）评价
土壤环境质量评价通常以单项污染指数为主，指数小污染轻，指数大污染则重。当区域内土壤环境质量作为一个整体和外区域进行比较或和历史资料进行比较时除用单项污染指数外，还常见综合污染指数。土壤因为地域背景差异较大，用土壤污染累积指数更能反应土壤人为污染程度。土壤污染物分担率可评价确定土壤关键污染项目，污染物分担率由大到小排序，污染物主次也同此序。除此之外，土壤污染超标倍数、样本超标率等统计量也能反应土壤环境情况。污染指数和超标率等计算公式以下：
土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准
土壤污染累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值
土壤污染物分担率（%）=（土壤某项污染指数/各项污染指数之和）×100%
土壤污染超标倍数=（土壤某污染物实测值－某污染物质量标准）/某污染物质量标准
土壤污染样本超标率（%）=（土壤样本超标总数/监测样本总数）×100%
2. 背景值及标准偏差评价
用区域土壤环境背景值（x）95%置信度范围（x±2s）来评价：
若土壤某元素监测值 xI＜x－2s，则该元素缺乏或属于低背景土壤。
若土壤某元素监测值在 x±2s，则该元素含量正常。
若土壤某元素监测值 xI＞x＋2s，则土壤已受该元素污染，或属于高背景土壤。
3. 综合污染指数法
综合污染指数（CPI）包含了土壤元素背景值、土壤元素标准（附录B）尺度原因和价态效应综合影响。其表示式：
CPI = X • (1+ RPE) + Y • DDMB /(Z • DDSB)
式中 CPI 为综合污染指数，X、Y 分别为测量值超出标准值和背景值数目，RPE 为相对污染当量，DDMB 为元素测定浓度偏离背景值程度，DDSB 为土壤标准偏离背景值程度，Z 为用作标准元素数目。关键有下列计算过程：
（1） 计算相对污染当量（RPE）

式中 N 是测定元素数目，Ci 是测定元素 i 浓度， Cis 是测定元素i 土壤标准值，n
为测定元素i 氧化数。对于变价元素，应考虑价态和毒性关系，在不一样价态共存并同时用于评价时，应在计算中注意高低毒性价态相互转换，以表现由价态不一样所组成风险差异性。
（2） 计算元素测定浓度偏离背景值程度（DDMB）

式中 CiB 是元素i 背景值，其它符号同上。
（3） 计算土壤标准偏离背景值程度（DDSB）

式中，Z 为用于评价元素个数，其它符号意义同上。
（4）综合污染指数计算（CPI）
（5）评价
（6）污染表征

式中，X 是超出土壤标准元素数目，a、 b、 c 等是超标污染元素名称，N 是测定元素数目，CPI 为综合污染指数。