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土壤環境監測技術之采樣制樣
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  • 2020-08-23
1. 技術規范適用范圍
全國區域土壤背景、農田土壤環境、建設項目土壤環境評價、土壤污染事故等類型的監測
 
2. 術語和定義
2.1. 土壤: 連續覆被于地球陸地表面具有肥力的疏松物質,是隨著氣候、生物、母質、地形和時間因素變化而變化的歷史自然體
2.2. 土壤環境 : 地球環境由巖石圈、水圈、土壤圈、生物圈和大氣圈構成,土壤位于該系統的中心,既是各圈層相互作用的產物,又是各圈層物質循環與能量交換的樞紐。受自然和人為作用,內在或外顯的土壤狀況稱之為土壤環境
2.3. 土壤背景: 區域內很少受人類活動影響和不受或未明顯受現代工業污染與破壞的情況下,土壤原來固有的化學組成和元素含量水平

3. 布點方法
3.1. 簡單隨機
3.1.1. 將監測單元分成網格,每個網格編上號碼,決定采樣點樣品數后,隨機抽取規定的樣品數的樣品,其樣本號碼對應的網格號,即為采樣點。
3.1.2. 隨機數的獲得可以利用擲骰子、抽簽、查隨機數表的方法。
3.2. 分塊隨機
3.2.1. 根據收集的資料,如果監測區域內的土壤有明顯的幾種類型,則可將區域分成幾塊,每塊內污染物較均勻,塊間的差異較明顯。
3.3. 系統隨機
3.3.1. 將監測區域分成面積相等的幾部分(網格劃分),每網格內布設一采樣點,這種布點稱為系統隨機布點。如果區域內土壤污染物含量變化較大,系統隨機布點比簡單隨機布點所采樣品的代表性要好。
 
4. 樣品采集
4.1. 三個階段
4.1.1. 前期采樣
根據背景資料與現場考察結果,采集一定數量的樣品分析測定,用于初步驗證污染物空間分異性和判斷土壤污染程度,為制定監測方案(選擇布點方式和確定監測項目及樣品數量)提供依據,前期采樣可與現場調查同時進行。
4.1.2. 正式采樣
按照監測方案,實施現場采樣
4.1.3. 補充采樣
正式采樣測試后,發現布設的樣點沒有滿足總體設計需要,則要進行增設采樣點補充采樣。

4.2. 區域環境背景土壤采樣
4.2.1. 采樣
采樣點可采表層樣或土壤剖面。一般監測采集表層土,采樣深度 0~20cm,
特殊要求的監測(土壤背景、環評、污染事故等)必要時選擇部分采樣點采集剖面樣品。
4.2.2. 野外選點
采樣點的自然景觀應符合土壤環境背景值研究的要求
選在被采土壤類型特征明顯的地方,地形相對平坦、穩定、植被良好的地點;
采樣點離鐵路、公路至少 300m 以上

4.3. 農田土壤采樣
4.3.1. 監測單元
(1)大氣污染型土壤監測單元;
(2)灌溉水污染監測單元;
(3)固體廢物堆污染型土壤監測單元;
(4)農用固體廢物污染型土壤監測單元;
(5)農用化學物質污染型土壤監測單元;
(6)綜合污染型土壤監測單元(污染物主要來自上述兩種以上途徑)。

4.3.2. 布點
1.大氣污染型土壤監測單元和固體廢物堆污染型土壤監測單元:
以污染源為中心放射狀布點,在主導風向和地表水的徑流方向適當增加采樣點
2.灌溉水污染監測單元、農用固體廢物污染型土壤監測單元、農用化學物質污染型土壤監測單元:采用均勻布點
3.灌溉水污染監測單元:采用按水流方向帶狀布點,采樣點自納污口起由密漸疏
4.綜合污染型土壤監測單元:布點采用綜合放射狀、均勻、帶狀布點法

4.3.3. 樣品采集
(1)對角線法:適用于污灌農田土壤,對角線分 5 等份,以等分點為采樣分點;
(2)梅花點法:適用于面積較小,地勢平坦,土壤組成和受污染程度相對比較均勻的地塊,設分點 5 個左右;
(3)棋盤式法:適宜中等面積、地勢平坦、土壤不夠均勻的地塊,設分點 10 個左右;受污泥、垃圾等固體廢物污染的土壤,分點應在 20 個以上;
(4)蛇形法:適宜于面積較大、土壤不夠均勻且地勢不平坦的地塊,設分點 15 個左右,多用于農業污染型土壤。

4.4. 建設項目土壤環境評價監測采樣
4.4.1. 每 100 公頃占地不少于 5 個且總數不少于 5 個采樣點,其中小型建設項目設 1 個柱狀樣采樣點,大中型建設項目不少于 3 個柱狀樣采樣點,特大性建設項目或對土壤環境影響敏感的建設項目不少于 5 個柱狀樣采樣點
4.4.2. 非機械干擾土
表層土樣采集深度 0~20cm;每個柱狀樣取樣深度都為 100cm,分取三個土樣:表層樣(0~20cm),中層樣(20~60cm),深層樣(60~100cm)。
4.4.3. 機械干擾土

4.5. 城市土壤采樣
4.5.1. 上層(0~30 cm)可能是回填土或受人為影響大的部分,
4.5.2. 下層(30~60 cm)為人為影響相對較小部分

4.6.  污染事故監測土壤采樣
4.6.1. 固體污染物拋灑污染型
等打掃后采集表層 5 cm 土樣,采樣點數不少于 3 個
4.6.2. 液體傾翻污染型
污染物向低洼處流動的同時向深度方向滲透并向兩側橫向方向擴散,每個點分層采樣,事故發生點樣品點較密,采樣深度較深,離事故發生點相對遠處樣品點較疏,采樣深度較淺。采樣點不少于 5 個
 
 
5. 樣品制備
5.1. 制樣工作室要求
5.1.1. 分設風干室和磨樣室。
5.1.2. 風干室朝南(嚴防陽光直射土樣),通風良好,整潔,無塵,無易揮發性化學物質。

5.2. 制樣工具及容器
5.2.1. 土壤樣品(>500g)

5.3. 制樣程序
5.3.1. 風干
在風干室將土樣放置于風干盤中,攤成 2~3 cm 的薄層,適時地壓碎、翻動,揀出碎石、砂礫、植物殘體
5.3.2. 樣品粗磨
5.3.3. 細磨樣品
5.3.4. 樣品分裝
研磨混勻后的樣品,分別裝于樣品袋或樣品瓶,填寫土壤標簽一式兩份,瓶內或袋內一份,瓶外或袋外貼一份
5.3.5. 注意事項
制樣過程中采樣時的土壤標簽與土壤始終放在一起,嚴禁混錯,樣品名稱和編碼始終不變
制樣工具每處理一份樣后擦抹(洗)干凈,嚴防交叉污染;
分析揮發性、半揮發性有機物或可萃取有機物無需上述制樣,用新鮮樣按特定的方法進行樣品前處理。
 
 
6. 樣品保存
6.1. 按樣品名稱、編號和粒徑分類保存

6.2. 新鮮樣品的保存
6.2.1. 測試項目需要新鮮樣品的土樣,采集后用可密封的聚乙烯或玻璃容器在 4℃以下避光保存,樣品要充滿容器

6.3. 預留樣品
6.3.1. 預留樣品在樣品庫造冊保存

6.4. 分析取用后的剩余樣品
6.4.1. 分析取用后的剩余樣品,待測定全部完成數據報出后,也移交樣品庫保存

6.5. 保存時間
6.5.1. 分析取用后的剩余樣品一般保留半年, 預留樣品一般保留 2 年。
6.5.2. 特殊、珍稀、仲裁、有爭議樣品一般要永久保存。

6.6. 樣品庫要求
6.6.1. 保持干燥、通風、無陽光直射、無污染;要定期清理樣品,防止霉變、鼠害及標簽脫落。
6.6.2. 樣品入庫、領用和清理均需記錄。

6.7. 新鮮樣品的保存條件和保存時間

7. 土壤分析測定
7.1. 土壤顏色
7.1.1. 可采用門塞爾比色卡比色
7.1.2. 也可用土壤顏色三角表進行描述

7.2. 分析方法
7.2.1. 第一方法: 標準方法(即仲裁方法),按土壤環境質量標準中選配的分析方法
7.2.2. 第二方法: 由權威部門規定或推薦的方法。
7.2.3.  第三方法: 根據各地實情,自選等效方法,但應作標準樣品驗證或比對實驗,其檢出限、準確度、精密度不低于相應的通用方法要求水平或待測物準確定量的要求。

7.3. 土壤監測項目
7.3.1. 常規項目:每 3 年一次;農田在夏收或秋收后采樣
基本項目:pH、陽離子交換量
重點項目:鎘、鉻、汞、砷、鉛、銅、鋅、鎳、六六六、滴滴涕
7.3.2. 特定項目(污染事故)
特征項目:及時采樣,根據污染物變化趨勢決定監測頻次
7.3.3. 選測項目
每 3 年一次,農田在夏收或秋收后采樣

8. 土壤監測誤差
8.1. 采樣誤差(SE)
8.2. 制樣誤差(PE)
8.3. 分析誤差(AE)

8.4.  總誤差(TE)
8.4.1. TE=SE+PE+AE

9. 土壤環境質量評價
9.1. 土壤環境質量評價涉及評價因子、評價標準和評價模式。
9.2. 評價因子數量與項目類型取決于監測的目的和現實的經濟和技術條件。
9.3. 評價標準常采用國家土壤環境質量標準、區域土壤背景值或部門(專業)土壤質量標準。
9.4. 評價模式常用污染指數法或者與其有關的評價方法。

9.5. 污染指數、超標率(倍數)評價
9.5.1. 土壤單項污染指數=土壤污染物實測值/土壤污染物質量標準
9.5.2. 土壤污染累積指數=土壤污染物實測值/污染物背景值
9.5.3. 土壤污染物分擔率(%) =(土壤某項污染指數/各項污染指數之和)×100%
9.5.4. 土壤污染超標倍數=(土壤某污染物實測值-某污染物質量標準) /某污染物質量標準
9.5.5. 土壤污染樣本超標率(%) =(土壤樣本超標總數/監測樣本總數)×100%

10. 質量保證和質量控制
10.1. 采樣、制樣質量控制

10.2. 實驗室質量控制
10.2.1. 精密度控制
每批樣品每個項目分析時均須做 20%平行樣品;當 5 個樣品以下時,平行樣不少于 1 個
測定方式:由分析者自行編入的明碼平行樣,或由質控員在采樣現場或實驗室編入的密碼平行樣
合格要求:平行雙樣測定結果的誤差在允許誤差范圍之內者為合格
10.2.2. 準確度控制
使用標準物質或質控樣品
加標回收率的測定
加標率:在一批試樣中,隨機抽取 10%~20%試樣進行加標回收測定
加標量:加標量視被測組分含量而定,含量高的加入被測組分含量的 0.5~1.0 倍,含量低的加 2~3 倍,但加標后被測組分的總量不得超出方法的測定上限。
合格要求:加標回收率應在加標回收率允許范圍之內。
10.2.3. 質量控制圖
10.2.4. 土壤標準樣品

 
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