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采煤塌陷区土地复垦土壤采样实施方案

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2020年4月19日
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采煤塌陷区土地复垦土壤采样实施方案

一、背景介绍
综观中国经济发展的进程，能够看出，随着科学的进步、生产力水平的提高及其带来的各种问题的不断积累，人类对于人与自然保护的关系和自身社会经济行为的认识水平也提高了。人们发现片面追求经济增长并不能使社会问题、环境问题得到自行解决，相反还会引发一系列的社会和环境问题的恶化。资源的消费与废弃物的排放逐年增高，超出了地球的再生能力和自我净化能力。人类对自然环境的破坏，已经影响到自己的生存。因此，保护环境，持续发展经济成为各国的战略问题。中国是一个人口众多的发展中国家，农民以土地为生，研究、治理、复垦被破坏的土地已势在必行
徐州市积极开展采煤塌陷地复垦工作，取得了一定成效。本着“因地制宜，综合利用”的原则，依据土地利用总体规划，按照“抬田造地、增水造绿”理念，合理确定综合整治后的土地用途“宜农则农、宜林则林、宜渔则渔、宜建则建”。利用“分层剥离、交错回填、土壤重构”等一系列工程技术手段，对采煤塌陷地进行全面.综合整治，以增加有效耕地面积，提高耕地质量；经过农田水利设施配套建设，田间道路、农田防护林网建设，改进农业生产条件和生态环境，降低农业生产成本，提高耕地产出率；经过对现有水面及荒芜地的整治，提高土地利用率，增强土地收益；经过对水域（湿地）的治理，可改进生态环境，美化区域景观。采煤塌陷地复垦完成总面积11.2万亩，其中建成耕地7.7万亩，养殖鱼塘1.5万亩，建设用地0.4万亩，其它土地1.6万亩，完成总投入2.4亿元。采煤塌陷地的复垦利用不但增加了耕地面积，实现了耕地占补平衡，缓解了我市较为紧张的土地供求矛盾，而且改进了塌陷区的生态环境和农业生产条件，促进了农村的经济发展，增加了就业机会和农民收入，提高了塌陷区群众的生活水平，为解决“三农”问题做出了积极贡献，经济效益、生态效益和社会效益较为显著。
针对徐州市采煤塌陷区地复垦情况，复垦的主要方法挖深垫浅和充填两种复垦。挖深垫浅式复垦是将积水沉陷区下沉较大的区域再挖深，形成水塘，用于养鱼、栽藕或蓄水灌溉，再用挖出的泥土垫高开采下沉较小地区，达到自然标高，按设计的农田标高进行土地平整，最后建设整个复垦区的排灌沟渠、道路、防护林等农田体系。充填复垦是先将表层 1 m 厚的土壤剥离，利用矿区内的煤矸石等固体废弃物回填开采沉陷区，将剥离的土壤覆在其上，形成覆土层，供试的充填复垦覆土厚度约 61 cm。
土壤采样根据复垦方法以及对照组，采样的样品来自挖深垫浅和充填两种复垦后土壤样本以及周围正常耕地土壤样品。
本次采样的采区共有3个，分别为10亩、40亩、40亩
二、采样准备
1.1组织准备
由具有野外调查经验且掌握土壤采样技术规程的专业技术人员组成采样组，采样前组织学
习有关技术文件，了解监测技术规范。
1.2资料收集
收集包括复垦区域的交通图、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。
收集包括复垦区域土类、成土母质等土壤信息资料。
收集土壤历史资料和相应的法律（法规）。
收集复垦区域工农业生产及排污、污灌、化肥农药施用情况资料。
收集复垦区域气候资料（温度、降水量和蒸发量）、水文资料。
1.3现场调查
现场踏勘，将调查得到的信息进行整理和利用，丰富采样工作图的内容。
1.4采样器具准备
1.1.1工具类：环刀3-4个、铁锹、铁铲、圆状取土钻、螺旋取土钻、竹片以及适合特殊采样要求的工具等。
1.1.2器材类：照相机、胶卷、卷尺、铝盒、样品袋90个、样品箱等。
1.1.3文具类：样品标签、采样记录表、铅笔、资料夹等。
1.1.4安全防护用品：工作服、工作鞋、安全帽、药品箱等。
1.1.5采样用车辆

2布点与样品数容量
2.1布点原则
（1）全面性原则
调查点位要全面覆盖不同类型的土壤及不同利用方式的土壤，重点区域要全面覆盖调查区域内各种污染类型的场地，能代表调查区域内土壤环境质量状况。
（2）可行性原则
点位布设应兼顾采样现场的实际情况，充分考虑交通、安全等方面可实施采样的环境保障。
（3）经济性原则
保证样品代表性最大化，最大限度节约采样成本、人力资源和实验室资源。
（4）相对一致性原则
同一采样区域（网格）内的土壤差异性应尽可能小，在性质上具有相对一致性。而不同采样区域（网格）内土壤差异性尽可能大。
2.2布点方法
（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。一般采样点不少于5个。
（2） 梅花形布点法
适用于面积较小、地势平坦、土壤污染程度较 均匀的地块。 一般设5-10个采样点。
（3） 棋盘式布点法
适用于中等面积、地势平坦、地形完整开阔，但土壤污染程度较不均匀的地块，一般设10个以上采样点。该法也适用于受固体废物污染的土壤，因为固体废物分布不均匀，应设20个以上采样点。
（4） 蛇形布点法（或“S”形布点法）
适用于面积较大、地势不很平坦、土壤污染程度不够均匀的田块。布设采样点数目较多。
图例如下:

S形法 面积较小时

2.4布点数量
根据地形地貌、污染均衡性和采样区的面积而定。
采样区面积/亩
采样点数目/个
小于 10
5 -10
10 - 40
10 -15
大于 40
15 - 20
对于面积为10亩复垦区土壤采样采用对角线法，布点的个数为5个
对于面积为40亩的两个复垦区采用S型布点方法，布点个数分别为15、15.

三、样品采集
3.1 一般土壤取样
土壤采样的具体方法步骤：
1．布点：按照土壤类型和作物种植品种分布，按土壤肥力高、中、低分别采样。一般150-300亩（不同地区可根据情况确定）采取一个耕层混合样，每个示范村的主要农作土种至少采集3-4个混合农化土样。采样点以锯齿型或蛇型分布，要做到尽量均匀和随机。应用土壤底图确定采样地块和采样点，并在图上标出，确定调查采样路线和方案。
2．采样部位和深度：根据耕层厚度，确定采样深度，一般取样深度0-20厘米。
3．采样季节和时间: 骨干农化土样采集地点及时间，尽量与第二次土壤普查时的土壤骨干农化样所代表的土壤区域一致，以便比较土壤养分前后的变化。土样采集时间也以第二次土壤普查时的土壤骨干农化样采集时间一致。如无法查知第二次土壤普查采集时间的，则统一在秋收后冬播施肥前采集。
4．采样方法、数量：农化土样采用多点混合土样采集方法，每个混合农化土样由20个样点组成。样点分布范围不少于3亩（各地可根据情况确定）。每个点的取土深度及重量应均匀一致，土样上层和下层的比例也要相同。采样器应垂直于地面，入土至规定的深度。采样使用不锈钢、木、竹或塑料器具。样品处理、储存等过程不要接触金属器具和橡胶制品，以防污染。
每个混合样品一般取1kg左右，如果采集样品太多，可用“四分法”弃去多余土壤。
5．样品编号和档案纪录：做好采样记录：土样编号、采样地点及经纬度、土壤名称、采样深度、前茬作物及产量、采样日期、采样人等。
3.2塌陷复垦土壤取样

复垦土壤采自挖深垫浅和充填两种复垦地。
挖深垫浅式复垦是将积水沉陷区下沉较大的区域再挖深，形成水塘，用于养鱼 、栽藕或蓄水灌溉 ，再用挖出的泥土垫高开采下沉较小地区，达到自然标高， 按设计的农田标高进行土地平整，最后建设整个复垦区的排灌沟渠、道路 、防护林等农田体系。
充填复垦是先将表层 1 m 厚的土壤剥离，利用矿区内的煤矸石等固体废弃物回填开采沉陷区，将剥离的土壤覆在其上，形成覆土层，供试的充填复垦覆土厚度约 61 cm。
充填复垦地取样方法：
布点：在充填复垦地按一般要求布设采样点
采样部位和深度：一般挖至充填物层（61cm以下为充填物质）
采样方法：根据土壤形态特征以及堆积和混合物质的特性综合考虑划分土壤层分层采集土壤样品1kg 左右，同时在剖面点周围采集土壤表层混合样品。土壤混合样品按“蛇形布点法”随机采集表层子样20个，然后混合充分，按“四分法”舍弃多余样品，最后保留1kg分析样品。
样品编号和档案纪录：做好采样记录：土样编号、采样地点及经纬度、土壤名称、采样深度、前茬作物及产量、采样日期、采样人等。
为便于实验研究对比和分析，土壤采样可从塌陷区复垦土壤，未复垦土壤及周围一般农田土壤取样作对比研究。
3.3、样品前处理
1、储存：采样后储存在4℃冰箱。
2、前处理：风干——磨细——过筛——混合
测定前土壤样品需风干，根据不同测定项目，进行磨样和过筛：测土壤重金属需过0.15mm的筛，测土壤有机质时土样需要过0.25mm的筛，N、P、K（化学分析）需过2mm的筛或在实验室，先挑出样品中的大石块和植物残体，在室温下自然风干。然后将其磨碎，全部经过 2 mm 尼龙筛，混匀。再从 2 mm 样品中随机多点取样 5 g 左右，用玛瑙研钵研细 ，全部经过 0.149 mm 尼龙筛，混匀备用。

3、保存
一般样品用具磨口塞的广口瓶保存半年至一年。

4、样品测定方法
样品测定需根据相应的国标方法进行测定：
测定项目
测定方法
土壤有机质
燃烧法
土壤全氮
半微量开氏法
土壤全磷
硫酸-高氯酸消煮-钼锑抗比色法
土壤有效钾
NaOH熔融─火焰光度法
土壤铅、镉的测定
石墨炉原子吸收分光光度法（GB/T 17141-1997）
土壤总铬测定
火焰原子吸收分光光度法（HJ 491- ）
土壤总汞的测定
原子荧光法（GB/T 22105.1- ）
土壤容重的测定
环刀法
土壤ph测定
电极法
土壤总砷的测定
原子荧光法（GB/T 22105.2- ）

具体有：
采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全分解 的方法消解土壤样品。土壤铜、锌 、镍和总铬用 AAS 法（火焰原子分光光度法）测定，土壤铅和镉用 F-AAS 法（石墨炉火焰原子分光光度法） 测定 。仪器为日本岛津AA—6601F 型原子吸收光谱仪。在测定过程中，所有样品均由空白样、二次平行样和加标回收率进行质量控制。二次平行样的相对偏差均小于 5% ，样品加标回收率在 95.4%～104.1% 之间。
技术标准