第五章-土壤质量监测.ppt

第五章第五章 土壤质量监测土壤质量监测 了解土壤的组成、背景值等基本概念，掌握土了解土壤的组成、背景值等基本概念，掌握土壤样品的采集和测定的原则及基本方法等壤样品的采集和测定的原则及基本方法等一、一、土壤组成土壤组成 土壤是地球表层的岩石经过生物圈、大气圈和水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。因母岩、气候、生物、地圈的综合影响演变而成的。因母岩、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用的不同，形成了各形、时间等多种成土因素综合作用的不同，形成了各种类型的土壤。种类型的土壤。土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质、动植物残土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三相体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三相组成的。组成的。第一节第一节 土壤基本知识土壤基本知识指指陆陆地地表表面面具具有有一一定定肥肥力力，能能够够生生长长植植物物的的疏疏松松表表层层。土壤在地理环境中的作用土壤在地理环境中的作用气候生物水文地貌土壤土壤在地理环境中的作用土壤在地理环境中的作用土壤的肥力特性及其重要性土壤的肥力特性及其重要性w1 1、土壤的本质属性、土壤的本质属性肥力肥力 指土壤能同时并不断地供应和调节植物在生长指土壤能同时并不断地供应和调节植物在生长 过程中所需要的水分、养分、空气、热量的能力过程中所需要的水分、养分、空气热量的能力w2 2、土壤的物质组成、土壤的物质组成 矿物质、有机质、水分、空气矿物质、有机质、水分、空气w 3 3、土壤与农业生产的关系、土壤与农业生产的关系 (1)(1)土壤是农业生产最基本的自然资源土壤是农业生产最基本的自然资源 (2)(2)土壤是一种永续性的可更新资源土壤是一种永续性的可更新资源理想土壤成分的体积分数理想土壤成分的体积分数（一）土壤矿物质（一）土壤矿物质土壤矿物质土壤矿物质定义定义组组成成土土壤壤的的基基本本物物质质，约约占占土土壤壤固固体体部部分分总总重重量量的的90%90%以上，有土壤骨骼之称以上，有土壤骨骼之称作用作用土土壤壤矿矿物物质质的的组组成成和和性性质质直直接接影影响响土土壤壤的的物物理理性性质质、化化学学性性质质。土土壤壤矿矿物物质质是是植植物物营营养养元元素素的的重重要要供供给给源，按其成因可分为原生矿物质和次生矿物质源，按其成因可分为原生矿物质和次生矿物质土壤矿物质的矿物组成土壤矿物质的矿物组成 1 1、原生矿物质：它是各种岩石经受不同的物理风化，仍遗、原生矿物质：它是各种岩石经受不同的物理风化，仍遗留在土壤中的一类矿物，其原来的化学组成没有改变留在土壤中的一类矿物，其原来的化学组成没有改变 2 2、次生矿物质：它大多是由原生矿物质经化学风化后形成、次生矿物质：它大多是由原生矿物质经化学风化后形成的新矿物的新矿物土壤矿物质的化学组成土壤矿物质的化学组成 土壤矿物质元素的相对含量与地球表面岩石圈元素的平均含量及其化学组成相似 土壤粒径的大小影响着土壤对污染物的吸附和解吸能力。土壤粒径的大小影响着土壤对污染物的吸附和解吸能力。土壤机械组成的分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比土壤机械组成的分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准。作为标准。国际制国际制采用三级分类法，即根据沙粒（采用三级分类法，即根据沙粒（0.020.022mm2mm）、粉沙粒）、粉沙粒(0.002(0.0020.02mm)0.02mm)和粘粒和粘粒(0.002mm)(0.002mm)在土壤中在土壤中的相对含量，将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类的相对含量，将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类和十二级。和十二级。我国分类方法我国分类方法土壤机械组成土壤机械组成我国土壤质地分类我国土壤质地分类质地组质地组质地名称质地名称颗粒组成（颗粒组成（%）砂粒砂粒（0.05-1mm）粗粉粒粗粉粒（0.01-0.05)粘粒粘粒（7060-7050-60-204030粉壤土粉壤土粘壤土粘壤土202050-粘土粘土粉粘土粉粘土壤粘土壤粘土粘土粘土-30-3535-4040（二）土壤有机质（二）土壤有机质 土壤有机质土壤有机质含量含量土土壤壤有有机机质质绝绝大大部部分分集集中中于于土土壤壤表表层层(0(01515或或0 020cm),20cm),我国土壤有机质含量在我国土壤有机质含量在1 15%5%之间之间来源来源植植物物的的根根茬茬、茎茎秆秆、落落叶叶、土土壤壤中中的的动动物物残残骸骸以及施入土壤的有机肥料等以及施入土壤的有机肥料等作用作用土土壤壤有有机机质质主主要要以以腐腐殖殖质质为为主主,它它作作为为土土壤壤有有机机胶胶体体来来说说，具具有有吸吸收收性性能能、土土壤壤缓缓冲冲性性能能以以及及与与土土壤壤重重金金属属的的络络合合性性能能等等,这这些些性性能能对对土土壤的结构、性质、质量都有重大影响壤的结构、性质、质量都有重大影响（三）土壤微生物（三）土壤微生物w土壤中生活着微生物：细菌、真菌、放线菌、藻土壤中生活着微生物：细菌、真菌、放线菌、藻类等类等w土壤中生活着动物：原生动物、蚯蚓、线虫类等土壤中生活着动物：原生动物、蚯蚓、线虫类等w降解有机污染物，促使无机污染物的形态转化。降解有机污染物，促使无机污染物的形态转化。（四）土壤溶液和空气（四）土壤溶液和空气 土壤溶液和空气土壤溶液和空气溶液土壤中各种形态水分,对土壤中物质的转化过程和土壤的形成过程起着决定性作用。土壤水是含有复杂溶质的稀溶液，因此常将土壤水及其所含溶质称为土壤溶液。土壤溶液是植物生长所需要的水分和养分的主要供给源空气土壤空气是存在于土壤孔隙中的气体的总称。是土壤的重要组成之一。二、土壤的基本性质二、土壤的基本性质w（一）吸附性（一）吸附性w（二）酸碱性（二）酸碱性w（三）氧化还原性（三）氧化还原性（一）吸附性（一）吸附性w土壤吸附性能与土壤中存在的胶体物质密切相关土壤吸附性能与土壤中存在的胶体物质密切相关w无机胶体无机胶体 （黏土矿物，（黏土矿物，铁，铁，铝，铝，硅等水合氧化物）硅等水合氧化物）w有机胶体有机胶体 （主要腐殖酸及少量的生物活动产生的有机物）（主要腐殖酸及少量的生物活动产生的有机物）w有机无机复合胶体有机无机复合胶体w由于土壤胶体具有巨大的比表面积，胶粒表面带有电荷，由于土壤胶体具有巨大的比表面积，胶粒表面带有电荷，分散在水中时界面上产生双电层等性能，使其对有机污染物分散在水中时界面上产生双电层等性能，使其对有机污染物 和无机污染物有极强的吸附能力或离子交换吸附能力和无机污染物有极强的吸附能力或离子交换吸附能力（二）酸碱性（二）酸碱性w 土壤的酸碱度可以划分为九级土壤的酸碱度可以划分为九级 p269 w土壤酸度土壤酸度活性酸度活性酸度:又称有效酸度，是指土壤溶又称有效酸度，是指土壤溶 液中游离氢离子浓度反映的液中游离氢离子浓度反映的 酸度，通常用酸度，通常用pHpH值值表示表示 潜性酸度潜性酸度:土壤胶体吸附的可交换氢离子土壤胶体吸附的可交换氢离子 和铝离子经离子交换作用后所和铝离子经离子交换作用后所 产生的酸度产生的酸度 土壤碱性主要来自土壤中钙、镁、钠、钾的重碳酸盐、碳酸盐及土壤胶体土壤碱性主要来自土壤中钙、镁、钠、钾的重碳酸盐、碳酸盐及土壤胶体上交换性钠离子的水解作用上交换性钠离子的水解作用 （三）氧化还原性（三）氧化还原性w 氧化剂氧化剂 ：游离氧，游离氧，高价金属离子，高价金属离子，硝酸根等硝酸根等w还原剂：还原剂：土壤有机质，土壤有机质，厌氧条件下形成的分解产物，厌氧条件下形成的分解产物，低低价金属离子价金属离子w 由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物质，使其具有氧化性和还原性质，使其具有氧化性和还原性 土壤的形成土壤的形成 1 1、土壤形成的过程、土壤形成的过程2 2、成土主导因素、成土主导因素:生物生物3 3、人类活动的影响、人类活动的影响:形成高产稳产的耕作土壤形成高产稳产的耕作土壤 裸裸露露岩岩石石成成土土母母质质原原始始土土壤壤成成熟熟土土壤壤耕耕作作土土壤壤风化作用风化作用微生物微生物低等植物低等植物草本植物草本植物木本植物木本植物耕作培育耕作培育生土生土 熟土熟土 肥土肥土(1)(1)改造方式：灌溉、施肥、翻耕等改造方式：灌溉、施肥、翻耕等(2)(2)合理耕作经营：土壤不断改良，保持和提高土壤肥力合理耕作经营：土壤不断改良，保持和提高土壤肥力 (3)(3)不合理耕作经营：土壤沙化、盐碱化和水土流失等不合理耕作经营：土壤沙化、盐碱化和水土流失等 生物对土壤形成的作用生物对土壤形成的作用1 1、有机质积累过程、有机质积累过程成土母质成土母质微生物作用微生物作用岩石岩石积累有机质积累有机质腐殖质腐殖质土粒团聚土粒团聚形成土壤形成土壤风化风化 生物生长生物生长 凝结作用凝结作用根系穿横根系穿横2 2、养分元素的富集过程、养分元素的富集过程矿物质矿物质淋失淋失分解、释放分解、释放养分元素的富集养分元素的富集 残体释放残体释放土壤表层土壤表层形成有一定肥力的土壤层形成有一定肥力的土壤层 气候影响气候影响 根系吸收根系吸收 三、三、土壤背景值土壤背景值 土壤背景值（土壤本底值）是指在未受人类社会行为干扰土壤背景值（土壤本底值）是指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）的含量和破坏时，土壤成分的组成和各组分（元素）的含量 土壤元素背景值的表达方式目前还不统一，有几种方法，土壤元素背景值的表达方式目前还不统一，有几种方法，但我国用得较多的一种是用土壤样品平均值加减两个标准偏但我国用得较多的一种是用土壤样品平均值加减两个标准偏差表示。差表示。我国土壤背景值表达方法我国土壤背景值表达方法 w 对元素测定值呈正态分布或近似正态分布的元素，用算术平均值对元素测定值呈正态分布或近似正态分布的元素，用算术平均值()()表表示数据分布集中的趋势，用算术均值标准偏差表示数据的分散度，用示数据分布集中的趋势，用算术均值标准偏差表示数据的分散度，用 表表示示95%95%置信度数据的范围值置信度数据的范围值 w对元素测定值呈对数正态或近似对数正态分布的元素，用几何平均值对元素测定值呈对数正态或近似对数正态分布的元素，用几何平均值(M)(M)表示数据分布的集中趋势，用几何标准偏差表示数据分布的集中趋势，用几何标准偏差(D)(D)表示数据分散度，用表示数据分散度，用 表表示示95%95%置信度数据的范围值置信度数据的范围值 四、四、土壤污染土壤污染 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，就破坏了土壤环境的自然动态平衡，使污染和净化速度时，就破坏了土壤环境的自然动态平衡，使污染物的积累逐渐占据优势，引起土壤的组成、结构、性状改变，物的积累逐渐占据优势，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。功能失调，质量下降，导致土壤环境污染。不合理地使用农药、化肥，污水灌溉，使用不不合理地使用农药、化肥，污水灌溉，使用不符合标准的污泥，城市垃圾及工业废渣等，固符合标准的污泥，城市垃圾及工业废渣等，固体废物随意堆放或填埋，以及大气沉降物等。体废物随意堆放或填埋，以及大气沉降物等。污污染染源源天然污源染天然污源染矿物风化后自然扩散，火山爆发后降落的火山矿物风化后自然扩散，火山爆发后降落的火山灰等。灰等。人为污染源人为污染源化学污染物化学污染物定定义义污污染染物物种种类类病原微生物病原微生物放射性污染物放射性污染物生物类污染物生物类污染物主要是主要是*锶、锶、”铯等铯等重金属、硫化物、氟化物、农药等重金属、硫化物、氟化物、农药等土壤污染的特点土壤污染的特点隐蔽性和潜伏性隐蔽性和潜伏性不可逆性和长期性不可逆性和长期性土壤污染的判定比较复杂土壤污染的判定比较复杂 到目前为止，国内外尚未定出到目前为止，国内外尚未定出 类似于水、大气的判定标准类似于水、大气的判定标准 五、五、土壤质量标准土壤质量标准w土壤环境质量标准土壤环境质量标准(GBl5618(GBl56181995)1995)w无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标(GB(GBT18407T184072001)2001)w无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标(NY5020(NY50202001)2001)第二节第二节 土壤环境质量监测方案土壤环境质量监测方案w本节要求本节要求w理解理解“HJ/T 166-2004HJ/T 166-2004土壤环境监测技术规范土壤环境监测技术规范”w参照参照“HJ/T 166-2004HJ/T 166-2004土壤环境监测技术规范土壤环境监测技术规范”讲讲解解w根据土壤监测目的，土壤环境监测有根据土壤监测目的，土壤环境监测有4 4 种主要类型：种主要类型：区域土壤环境背景监测、农田土壤环境质量监测、区域土壤环境背景监测、农田土壤环境质量监测、建设项目土壤环境评价监测和土壤污染事故监测建设项目土壤环境评价监测和土壤污染事故监测 一、一、监测目的监测目的w1 1、土壤质量现状监测、土壤质量现状监测w2 2、土壤污染事故监测、土壤污染事故监测w3 3、污染物土地处理的动态监测、污染物土地处理的动态监测w4 4、土壤背景值调查、土壤背景值调查 二、二、资料的收集资料的收集w自然环境方面的资料自然环境方面的资料w社会环境方面的资料社会环境方面的资料w通过充分调查，选择监测区域，确定代表性地段、代表性面积，通过充分调查，选择监测区域，确定代表性地段、代表性面积，然后布置一定量的采样地点，进行采样然后布置一定量的采样地点，进行采样w收集包括监测区域的交通图、土壤图、地质图、大比例尺地形收集包括监测区域的交通图、土壤图、地质图、大比例尺地形图等资料，供制作采样工作图和标注采样点位用图等资料，供制作采样工作图和标注采样点位用w收集包括监测区域土类、成土母质等土壤信息资料收集包括监测区域土类、成土母质等土壤信息资料w收集工程建设或生产过程对土壤造成影响的环境研究资料收集工程建设或生产过程对土壤造成影响的环境研究资料w收集造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、稳定性以及如何收集造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、稳定性以及如何消除等资料消除等资料w收集土壤历史资料和相应的法律（法规）收集土壤历史资料和相应的法律（法规）w收集监测区域工农业生产及排污、污灌、化肥农药施用情况资收集监测区域工农业生产及排污、污灌、化肥农药施用情况资料料w收集监测区域气候资料（温度、降水量和蒸发量）、水文资料收集监测区域气候资料（温度、降水量和蒸发量）、水文资料w收集监测区域遥感与土壤利用及其演变过程方面的资料等。收集监测区域遥感与土壤利用及其演变过程方面的资料等。三、监测项目三、监测项目w土壤优先监测物土壤优先监测物w我国土壤常规监测项目我国土壤常规监测项目土壤污染物的测定土壤污染物的测定监测项目监测项目 ：我国土壤常规监测项目我国土壤常规监测项目:金属化合物有镉、铬、铜、汞、铅、锌；金属化合物有镉、铬、铜、汞、铅、锌；非金属无机化合物有砷、氰化物、氟化物、非金属无机化合物有砷、氰化物、氟化物、硫化物等；硫化物等；有机化合物有苯并有机化合物有苯并(a)(a)芘、三氯乙醛、油类、芘、三氯乙醛、油类、挥发挥发酚、酚、DDTDDT、六六六等。、六六六等。土土壤壤优优先先监监测测物物第第一一类类汞汞、铅铅、镉镉，DDTDDT及及其其代代谢谢产产物物与与分分解产物，多氯联苯解产物，多氯联苯(PCB)(PCB)第第二二类类石石油油产产品品，DDTDDT以以外外的的长长效效性性有有机机氯氯、四四氯氯化化碳碳醋醋酸酸衍衍生生物物、氯氯化化脂脂肪肪族族，砷砷、锌锌、硒硒、铬铬、镍镍、锰锰、钒钒，有有机机磷磷化化合合物物及及其其它它活活性性物物质质(抗抗菌菌素素、激激素素、致致畸畸性性物物质质、催催畸畸性性物物质质和和诱诱变物质变物质)等等土壤优先监测物土壤优先监测物土土壤壤优优先先监监测测物物第第一一类类汞汞、铅铅、镉镉，DDTDDT及及其其代代谢谢产产物物与与分分解产物，多氯联苯解产物，多氯联苯(PCB)(PCB)第第二二类类石石油油产产品品，DDTDDT以以外外的的长长效效性性有有机机氯氯、四四氯氯化化碳碳醋醋酸酸衍衍生生物物、氯氯化化脂脂肪肪族族，砷砷、锌锌、硒硒、铬铬、镍镍、锰锰、钒钒，有有机机磷磷化化合合物物及及其其它它活活性性物物质质(抗抗菌菌素素、激激素素、致致畸畸性性物物质质、催催畸畸性性物物质质和和诱诱变物质变物质)等等我我国国土土壤壤常常规规监监测测项项目目金属化合物金属化合物镉（镉（CdCd）、铬（）、铬（CdCd）、铜（）、铜（CuCu）、）、汞（汞（HgHg）、铅（）、铅（PbPb）、锌（）、锌（ZnZn）非金属无机非金属无机化合物化合物砷（砷（AsAs）、氰化物、氟化物、硫化）、氰化物、氟化物、硫化物等物等我国土壤常规监测项目我国土壤常规监测项目有机化合物有机化合物无机化合物无机化合物苯并（苯并（a a）芘、三氯乙醛、油类）芘、三氯乙醛、油类挥发酚、挥发酚、DDTDDT、六六六等、六六六等四、采样点的布设四、采样点的布设（一）布设原则（一）布设原则不同土壤类型都要布点不同土壤类型都要布点污染较重的地区布点要密些。污染较重的地区布点要密些。常根据土壤污染发生原因来常根据土壤污染发生原因来考虑布点多少考虑布点多少大气污染物引起：布点以污染源为大气污染物引起：布点以污染源为中心，据当地风向、风速及污染强中心，据当地风向、风速及污染强度等因素来确定度等因素来确定城市污水或被污染的河水灌溉农田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引起：采样点应根据水流的路径和距离来考虑距离来考虑化肥、农药引起：特点是分布比较化肥、农药引起：特点是分布比较均匀广泛均匀广泛要在非污染区的同类土壤中要在非污染区的同类土壤中布设一个或几个对照采样点布设一个或几个对照采样点总之，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的而定w一般要求每个单元设一般要求每个单元设3 3个采样点个采样点w计算公式：计算公式：N=(s*t/d)N=(s*t/d)2 2（二）采样点数量（二）采样点数量（三）采样点布点方法（三）采样点布点方法 方法方法适用范围适用范围布点法布点法对角线布点对角线布点法法图（图（aa）适适用用于于面面积积小小，地地势势平平坦坦的的污污水水灌灌溉溉或或受受废废水水污污染染的的地地形形端端正正的田块的田块由由田田块块的的进进水水口口向向对对角角引引一一直直线线，将将对对角角线线划划分分为为若若干干等等分分（一一般般3-53-5等等分分），在每等分的中点处采样，在每等分的中点处采样梅花形布点梅花形布点法法图（图（b b）适适用用于于面面积积较较小小，地地势势平平坦坦，土土壤壤较较均均匀匀的田块的田块中中心心点点设设在在两两对对角角线线相相交交处处，一一般般设设5-105-10个采样点个采样点棋盘式布点棋盘式布点法法图（图（c c）适适用用于于中中等等面面积积，地地势势平平坦坦，地地形形完完整整开开阔阔但但土土壤壤较较不不均均匀匀的的田块田块一一般般采采样样点点在在1010个个以以上上。也也适适用用于于受受固固体体废废物物污污染染的的土土壤壤，设设2020个个以以上上的的采样点采样点蛇形布点法蛇形布点法图（图（d d）适适用用于于面面积积较较大大，地地形形不不平平坦坦，土土壤壤不不均均匀的田块匀的田块布布设设采采样样点点数数目目较较多多。为为全全面面客客观观评评价价土土壤壤污污染染情情况况，在在布布点点的的同同时时要要做做到到与与土土壤壤生生长长作作物物监监测测同同步步进进行行布布点点、采样、监测，以利于对比和分析采样、监测，以利于对比和分析(a)(a)对角线布点法对角线布点法(d)(d)蛇形布点法蛇形布点法(c)(c)棋盘式布点法棋盘式布点法(b)(b)梅花形布点发梅花形布点发土壤采样点布设图土壤采样点布设图常用方法常用方法重量法重量法测土壤水分测土壤水分容量法容量法浸出物中含量较高的成分测定，如浸出物中含量较高的成分测定，如CaCa2+2+、MgMg2+2+、ClCl-、SOSO4 42 2分光光度法、原子吸收分分光光度法、原子吸收分光光度法、原子萤光分光光光度法、原子萤光分光光度法、等离子体发射光光度法、等离子体发射光谱法谱法重金属如重金属如CuCu、CdCd、CrCr、PbPb、HgHg、ZnZn等等气相色谱法气相色谱法有机氯、有机磷及有机汞等农药有机氯、有机磷及有机汞等农药五、监测方法五、监测方法 六、土壤监测质量控制六、土壤监测质量控制w参阅参阅 第九章第九章“监测过程的质量保证监测过程的质量保证”七、七、农田土壤环境质量评价农田土壤环境质量评价污染物质量标准值污染物质量标准值（平均单项污染指数）（平均单项污染指数）2 2+（最大单项污染指数）（最大单项污染指数）2 2 1/21/2w土壤单项污染指数土壤单项污染指数w土壤综合污染指数土壤综合污染指数土壤污染物实测值土壤污染物实测值第三节第三节 土壤样品的采集与加工管理土壤样品的采集与加工管理w一、土壤样品的采集一、土壤样品的采集w（一）土壤样品的类型、采样深度及采样量（一）土壤样品的类型、采样深度及采样量w（二）采样时间和品绿（二）采样时间和品绿w（三）采样注意事项（三）采样注意事项w二、土壤样品的加工与管理二、土壤样品的加工与管理w（一）样品加工处理（一）样品加工处理w（二）样品管理（二）样品管理一、土壤样品的采集一、土壤样品的采集污染调查污染调查 采集污染土壤样品之前，首先要进行污染调查。调查内容包括：采集污染土壤样品之前，首先要进行污染调查。调查内容包括：自然条件，如成土母质、地形、植被水文、气候等。自然条件，如成土母质、地形、植被水文、气候等。农业生产情况，如土地利用情况，作物生长与产量、耕作、水利、农业生产情况，如土地利用情况，作物生长与产量、耕作、水利、肥料、农药等。肥料、农药等。土壤性状，如土壤类型、层次特征、分布及农业生产特性等。土壤性状，如土壤类型、层次特征、分布及农业生产特性等。污染历史与现状，如水、气、农药、肥料等途径的影响，以及矿床污染历史与现状，如水、气、农药、肥料等途径的影响，以及矿床的影响等的影响等 （一）土壤样品的类型、采样深度及采样量（一）土壤样品的类型、采样深度及采样量一般了解土壤污染状况一般了解土壤污染状况采样深度视监测目的而定采样深度视监测目的而定只只需需取取0 015cm15cm或或0 020cm20cm表表层层(或耕层或耕层)土壤土壤了了解解土土壤壤污污染染对对植植物物或或农作物的影响农作物的影响采采样样深深度度通通常常在在耕耕层层地地表表以以下下0-0-20cm20cm处处，对对于于根根深深的的作作物物，也也可可取取60cm60cm深度处的土壤样品深度处的土壤样品了了解解污污染染物物质质在在土土壤壤中中的垂直分布的垂直分布沿土壤剖面层次分层取样沿土壤剖面层次分层取样C C层（风化母岩层、母质层）层（风化母岩层、母质层）A A层（表层、淋溶层）层（表层、淋溶层）B B层（亚层、淀积层）层（亚层、淀积层）底岩层底岩层土壤剖面土层示意图土壤剖面土层示意图观观察察面面1.0m1.5m土壤剖面挖掘示意图土壤剖面挖掘示意图0.8m堆土堆土土壤剖面土壤剖面A A、B B、C C层示意图层示意图AABBBCC0255070100120采样量及采样方法采样量及采样方法w采样量采样量w 由于测定所需的土样是多点混合而成的，取样量往由于测定所需的土样是多点混合而成的，取样量往往较大，而实际供分析的土样不需太多，一般只需往较大而实际供分析的土样不需太多，一般只需1-1-2Kg2Kg。因此对所得混合样可反复按四分法弃取，最后留。因此对所得混合样可反复按四分法弃取，最后留下所需的土量，装入塑料袋或布袋内，贴上标签备用下所需的土量，装入塑料袋或布袋内，贴上标签备用w采样方法采样方法w 采样筒取样；采样筒取样；土钻取样；土钻取样；挖坑取样。挖坑取样。w为了解土壤污染状况，可随时采集样品进行测定。如为了解土壤污染状况，可随时采集样品进行测定。如需同时掌握在土壤上生长的作物受污染状况，可依季需同时掌握在土壤上生长的作物受污染状况，可依季节变化或作物收获期采集。一年中在同一地点采样两节变化或作物收获期采集。一年中在同一地点采样两次进行对照。次进行对照。（二）采样时间和频率（二）采样时间和频率 （三）采样注意事项（三）采样注意事项（1 1）采样点不能设在田边、沟边、路边）采样点不能设在田边、沟边、路边（2 2）将现场采样点的具体情况，如土壤剖面形态）将现场采样点的具体情况，如土壤剖面形态特征等做详细记录；特征等做详细记录；（3 3）现场填写两张标签，写上地点、土壤深度、）现场填写两张标签，写上地点、土壤深度、日期、采样人姓名等，一张放入样品袋内，一日期、采样人姓名等，一张放入样品袋内，一张扎在样品口袋上。张扎在样品口袋上。项目项目类别类别监测项目监测项目监测频次监测频次 常规常规基本项目基本项目 pH pH、阳离子交换量、阳离子交换量 每每3 3 年一次，年一次，项目项目重点项目重点项目 镉、铬、汞、砷、铅、铜、锌、镍镉、铬、汞、砷、铅、铜、锌、镍 六六六六、滴滴涕六六、滴滴涕 农田在夏收或秋收农田在夏收或秋收后采样后采样 特定项目特定项目(污染事故污染事故)特征项目特征项目 及时采样，根据污及时采样，根据污染物变化趋势决定染物变化趋势决定监测频次监测频次 选选影响产量项影响产量项目目 全盐量、硼、氟、氮、磷、钾等全盐量、硼、氟、氮、磷、钾等 每每3 3 年年 测测污水灌溉项污水灌溉项目目 氰化物、六价铬、挥发酚、烷基汞、氰化物、六价铬、挥发酚、烷基汞、苯并苯并a a 芘、有机质、硫化物、石油芘、有机质、硫化物、石油类等类等 监测一次，监测一次，项项POPsPOPs 与高与高毒类农药毒类农药 苯、挥发性卤代烃、有机磷农药、苯、挥发性卤代烃、有机磷农药、PCB PCB、PAH PAH 等等 农田在夏收或农田在夏收或 目目其他项目其他项目 结合态铝（酸雨区）、硒、钒、氧化结合态铝（酸雨区）、硒、钒、氧化稀土总量、钼、铁、锰、镁、钙、钠、稀土总量、钼、铁、锰、镁、钙、钠、铝、硅、放射性比活度等铝、硅、放射性比活度等 秋收后采样秋收后采样 选取发育典型、代表性强的土壤采样选取发育典型、代表性强的土壤采样 采样深度一般采集采样深度一般采集1m1m以内的表土和心土，对于发育以内的表土和心土，对于发育完好的典型剖面，应按发生层分别采样，以研究各种元完好的典型剖面，应按发生层分别采样，以研究各种元素在土体内的分配。素在土体内的分配。土壤背景值样品采集土壤背景值样品采集w、布点原则、布点原则 wa a、代表当地的主要土壤类型；、代表当地的主要土壤类型；wb b、确定采样单元：远离污染源；、确定采样单元：远离污染源；wc c、不在水土流失严重或表土被破坏处采样；、不在水土流失严重或表土被破坏处采样；wd d、尽量减少人为活动影响、尽量减少人为活动影响(远离公路铁路远离公路铁路300m)300m)w、采样、采样 wa a、按不同剖面采样：在各层次中心自下而上采样，切忌混、按不同剖面采样：在各层次中心自下而上采样，切忌混淆层次，混合采样；淆层次，混合采样；wb b、对不同地形处样品有不同规定；、对不同地形处样品有不同规定；wc c、采样点按有关规定实行、采样点按有关规定实行（一）土壤样品加工处理（一）土壤样品加工处理 1 1、土样的风干、土样的风干 野野外外采采集集样样品品运到实验室运到实验室在在塑塑料料薄薄膜膜上上或或瓷盘内风干瓷盘内风干达半干状态达半干状态压压碎碎，除除石石块块、残根等杂物残根等杂物铺铺成成薄薄层层，阴阴凉处风干凉处风干2 2、磨碎与过筛、磨碎与过筛 l 进行物理分析时，取风干样品进行物理分析时，取风干样品100100200g200g，放在木板上用圆木棍，放在木板上用圆木棍辗碎，经反复处理使土样全部通过辗碎，经反复处理使土样全部通过2mm2mm孔径的筛子，作为土壤颗粒分孔径的筛子，作为土壤颗粒分析及物理性质测定析及物理性质测定l 作化学分析时，一般常根据所测组分及称样量决定样品细度作化学分析时，一般常根据所测组分及称样量决定样品细度l 分析有机质、全氮项目，应取一部分已过分析有机质、全氮项目，应取一部分已过2mm2mm筛的土，用玛瑙或筛的土，用玛瑙或有机玻璃研钵继续研细，使其全部通过有机玻璃研钵继续研细，使其全部通过6060号筛号筛(0.25mm)(0.25mm)。用原子吸收。用原子吸收光度法测光度法测CdCd、CuCu、NiNi等重金属时，土样必须全部通过等重金属时，土样必须全部通过100100号筛号筛(尼龙筛尼龙筛)（二）样品管理（二）样品管理土壤保存原则：土壤保存原则：1 1、一般土壤样品需保存半年至一年，以备必要时查核之用。、一般土壤样品需保存半年至一年，以备必要时查核之用。2 2、储存样品应尽量避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。、储存样品应尽量避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。3 3、玻璃材质容器是常用的优质贮器，聚乙烯塑料容器也属美国环保局推荐、玻璃材质容器是常用的优质贮器，聚乙烯塑料容器也属美国环保局推荐容器之一，该类贮器性能良好、价格便宜且不易破损。容器之一，该类贮器性能良好、价格便宜且不易破损。4 4、将风干土样、沉积物或标准土样等贮存于洁净的玻璃或聚乙烯容器之内。、将风干土样、沉积物或标准土样等贮存于洁净的玻璃或聚乙烯容器之内。在常温、阴凉、干燥、避阳光、密封（石腊涂封）条件下保存在常温、阴凉、干燥、避阳光、密封（石腊涂封）条件下保存3030个月是可个月是可行的。行的。第四节第四节 土壤样品的预处理土壤样品的预处理一、土壤样品分解方法一、土壤样品分解方法（一）酸分解法（一）酸分解法 准确称取准确称取0.5 g0.5 g（准确到（准确到0.1 mg0.1 mg，以下都与此相同，以下都与此相同)风干风干土样于聚四氟乙烯坩埚中，用几滴水润湿后，加入土样于聚四氟乙烯坩埚中，用几滴水润湿后，加入10mLHCl10mLHCl（1.19g/mL1.19g/mL），于电热板上低温加热，蒸发至约），于电热板上低温加热，蒸发至约剩剩5mL5mL时加入时加入15mLHNO15mLHNO3 3（1.42g/mL1.42g/mL），继续加热蒸至近粘），继续加热蒸至近粘稠状，加入稠状，加入10mLHF10mLHF（1.15g/mL1.15g/mL）并继续加热，为了达到）并继续加热，为了达到良好的除硅效果应经常摇动坩埚。良好的除硅效果应经常摇动坩埚。w 最后加入最后加入5mL5mL高氯酸高氯酸-HClO-HClO4 4(1.67g/ml)(1.67g/ml)，并，并加热至白烟冒尽。对于含有机质较多的土样应在加加热至白烟冒尽。对于含有机质较多的土样应在加入入HClOHClO4 4 之后加盖消解，土壤分解物应呈白色或淡之后加盖消解，土壤分解物应呈白色或淡黄色（含铁较高的土壤），倾斜坩埚时呈不流动的黄色（含铁较高的土壤），倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状。用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖，温热溶解粘稠状。用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖，温热溶解残渣，冷却后，定容至残渣，冷却后，定容至100mL100mL或或50mL50mL，最终体积依，最终体积依待测成分的含量而定。待测成分的含量而定。（二）碱熔法（二）碱熔法w 常用熔剂：常用熔剂：碳酸钠，氢氧化钠，过氧化钠，偏硼酸锂等碳酸钠，氢氧化钠，过氧化钠，偏硼酸锂等w 操作：称取适量土样于坩锅中，加入适量熔剂，混匀，操作：称取适量土样于坩锅中，加入适量熔剂，混匀，移入马弗炉中高温熔融移入马弗炉中高温熔融冷却冷却移入烧杯中，加水和盐酸移入烧杯中，加水和盐酸过滤过滤定容定容w 特点：特点：分解样品完全，操作简便，快速，且不产生大量分解样品完全，操作简便，快速，且不产生大量酸蒸汽酸蒸汽w 缺点：试剂用量大，易引入盐类污染物，一部分重金属缺点：试剂用量大，易引入盐类污染物，一部分重金属在高温下易挥发损失。在高温下易挥发损失。称取称取0.5 g 0.5 g 风干土样于内套聚四氟乙烯坩埚中，加入少许风干土样于内套聚四氟乙烯坩埚中，加入少许水润湿试样，再加入水润湿试样，再加入HNOHNO3 3(1.42g/mL)(1.42g/mL)、HClOHClO4 4(1.67g/mL)(1.67g/mL)各各5mL5mL，摇匀后将坩埚放入不锈钢套筒，摇匀后将坩埚放入不锈钢套筒中，拧紧。放在中，拧紧。放在180180的烘箱中分解的烘箱中分解2h2h。取出，冷却至室。取出，冷却至室温后，取出坩埚，用水冲洗坩埚盖的内壁，加入温后，取出坩埚，用水冲洗坩埚盖的内壁，加入3mLHF(1.15g/mL)3mLHF(1.15g/mL)，置于电热板上，在，置于电热板上，在100 100 120 120 加热除硅，待坩埚内剩下约加热除硅，待坩埚内剩下约2 2 3 mL3 mL 溶液时，调高温度溶液时，调高温度至至150 150，蒸至冒浓白烟后再缓缓蒸至近干，按上同样操，蒸至冒浓白烟后再缓缓蒸至近干，按上同样操作定容后进行测定。作定容后进行测定。（三）高压密闭分解法（三）高压密闭分解法 微波炉加热分解法是以被分解的土样及酸的混合液微波炉加热分解法是以被分解的土样及酸的混合液作为发热体，从内部进行加热使试样受到分解的方法。作为发热体，从内部进行加热使试样受到分解的方法。目前报道的微波加热分解试样的方法，有常压敞口分解目前报道的微波加热分解试样的方法，有常压敞口分解和仅用厚壁聚四氟乙烯容器的密闭式分解法，也有密闭和仅用厚壁聚四氟乙烯容器的密闭式分解法，也有密闭加压分解法加压分解法w 这种方法以聚四氟乙烯密闭容器作内筒，以能透过这种方法以聚四氟乙烯密闭容器作内筒，以能透过微波的材料如高强度聚合物树脂或聚丙烯树脂作外筒，微波的材料如高强度聚合物树脂或聚丙烯树脂作外筒，在该密封系统内分解试样能达到良好的分解效果。在该密封系统内分解试样能达到良好的分解效果。（四）（四）微波炉加热分解法微波炉加热分解法w 微波加热分解分为开放系统和密闭系统两种。开放系统微波加热分解分为开放系统和密闭系统两种。开放系统可分解多量试样，且可直接和流动系统相组合实现自动化，可分解多量试样，且可直接和流动系统相组合实现自动化，但由于要排出酸蒸气，所以分解时使用酸量较大，易受外但由于要排出酸蒸气，所以分解时使用酸量较大，易受外环境污染，挥发性元素易造成损失，费时间且难以分解多环境污染，挥发性元素易造成损失，费时间且难以分解多数试样。数试样。w 密闭系统的优点较多，酸蒸气不会逸出，仅用少量酸密闭系统的优点较多，酸蒸气不会逸出，仅用少量酸即可，在分解少量试样时十分有效，不受外部环境的污染。即可，在分解少量试样时十分有效，不受外部环境的污染。在分解试样时不用观察及特殊操作，由于压力高，所以分在分解试样时不用观察及特殊操作，由于压力高，所以分解试样很快，不会受外筒金属的污染解试样很快，不会受外筒金属的污染(因为用树脂做外筒因为用树脂做外筒)。可同时分解大批量试样。可同时分解大批量试样。其缺点是需要专门的分解器具，不能分解量大的试样，其缺点是需要专门的分解器具，不能分解量大的试样，如果疏忽会有发生爆炸的危险如果疏忽会有发生爆炸的危险w 在进行土样的微波分解时，无论使用开放系统或密闭在进行土样的微波分解时，无论使用开放系统或密闭系统，一般使用系统，一般使用HNOHNO3 3-HCl-HF-HClO-HCl-HF-HClO2 2、HNOHNO3 3-HF-HClO-HF-HClO4 4、HNOHNO3 3-HCl-HF-H-HCl-HF-H2 2O O2 2、HNOHNO3 3-HF-H-HF-H2 2O O2 2等体系等体系w 当不使用当不使用HF HF 时时(限于测定常量元素且称样量小于限于测定常量元素且称样量小于0