第四章 土壤监测方法

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距离来考虑
化肥、农药引起:特点是分布比较 均匀广泛
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
(二)采样点数量
一般要求每个单元设3个采样点 计算公式:N=(s*t/d)2
(三)采样点布点方法
方法
适用范围
布点法
对角线布点 法
图(a)
梅花形布点 法
图(b)
棋盘式布点 法
第三节 土壤样品的采集与加工管理
一、土壤样品的采集 (一)土壤样品的类型、采样深度及采样量 (二)采样时间和品绿 (三)采样注意事项
二、土壤样品的加工与管理 (一)样品加工处理 (二)样品管理
(一)土壤样品的类型、采样深度及采样量
采样深度视监测目的而定 一般了解土壤污染状况
了解土壤污染对植物或 农作物的影响
素、激素、致畸性物质、催畸性物质
和诱变物质)等
土壤优先监测物
金属化合物


Βιβλιοθήκη Baidu土 壤 常
非金属无机 化合物





有机化合物
无机化合物
镉(Cd)、铬(Cd)、铜(Cu) 、汞(Hg)、铅(Pb)、锌(Zn

砷(As)、氰化物、氟化物、硫化 物等
苯并(a)芘、三氯乙醛、油类 挥发酚、DDT、六六六等
我国土壤常规监测项目
作用
土壤矿物质的组成和性质直接影响土壤的物理性质 、化学性质。土壤矿物质是植物营养元素的重要供 给源,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
1、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
2、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
四、采样点的布设
(一)布设原则
不同土壤类型都要布点
污染较重的地区布点要密些 。常根据土壤污染发生原因
来考虑布点多少
要在非污染区的同类土壤中 布设一个或几个对照采样点
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
度等因素来确定
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
(二)样品管理
土壤保存原则: 1、一般土壤样品需保存半年至一年,以备必要时查核之用。 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。 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 容器之一,该类贮器性能良好、价格便宜且不易破损。 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。 在常温、阴凉、干燥、避阳光、密封(石腊涂封)条件下保存30个月是可 行的。
体废物随意堆放或填埋,以及大气沉降物等。

化学污染物

物 生物类污染物
种 类
放射性污染物
重金属、硫化物、氟化物、农药等 病原微生物 主要是’*锶、”’铯等
五、 土壤质量标准
土壤环境质量标准(GBl5618—1995) 无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标(GB/
T18407—2001) 无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标
料 收集监测区域气候资料(温度、降水量和蒸发量)、水文资料 收集监测区域遥感与土壤利用及其演变过程方面的资料等。
三、监测项目 土壤优先监测物 我国土壤常规监测项目
汞、铅、镉,DDT及其代谢产物与
第第
土土 壤壤
一类一类
分解产物,多氯联苯(PCB)
优先监测物优先监测物
第二类第二类
石 油 产 品 , DDT 以 外 的 长 效 性 有 机 氯、四氯化碳醋酸衍生物、氯化脂肪 族,砷、锌、硒、铬、镍、锰、钒, 有机磷化合物及其它活性物质(抗菌
(NY5020—2001)
第二节 土壤环境质量监测方案
一、 监测目的
1、土壤质量现状监测 2、土壤污染事故监测 3、污染物土地处理的动态监测 4、土壤背景值调查
二、 资料的收集
自然环境方面的资料 社会环境方面的资料
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
进行物理分析时,取风干样品100~200g,放在木板上用圆木棍
辗碎,经反复处理使土样全部通过2mm孔径的筛子,作为土壤颗粒 分析及物理性质测定
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
分析有机质、全氮项目,应取一部分已过2mm筛的土,用玛瑙或 有机玻璃研钵继续研细,使其全部通过60号筛(0.25mm)。用原子吸 收光度法测Cd、Cu、Ni等重金属时,土样必须全部通过100号筛(尼 龙筛)
(三)土壤微生物
土壤中生活着微生物:细菌、真菌、放线菌、藻类等 土壤中生活着动物:原生动物、蚯蚓、线虫类等 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
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
中心点设在两对角线相交处,一般设 5-10个采样点
一般采样点在10个以上。也适用于受 固体废物污染的土壤,设20个以上的 采样点
布设采样点数目较多。为全面客观评 价土壤污染情况,在布点的同时要做 到与土壤生长作物监测同步进行布点、 采样、监测,以利于对比和分析
(a)对角线布点法
(b)梅花形布点发
(c)棋盘式布点法
四、 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
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, 功能失调,质量下降,导致土壤环境污染。

天然污源染
矿物风化后自然扩散,火山爆发后降落的火山

灰等。


人为污染源
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
1、土壤的本质属性——肥力 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 2、土壤的物质组成
矿物质、有机质、水分、空气 3、土壤与农业生产的关系
(1) 土壤是农业生产最基本的自然资源 (2) 土壤是一种永续性的可更新资源
(一)土壤矿物质
土壤矿物质
定义
组成土壤的基本物质,约占土壤固体部分总重量的 90%以上,有土壤骨骼之称
土壤机械组成
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 作为标准。国际制采用三级分类法,即根据沙粒(0.02— 2mm)、粉沙粒(0.002—0.02mm)和粘粒(<0.002mm) 在土壤中的相对含量,将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘 土四大类和十二级。我国分类方法
②、采样 a、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; b、对不同地形处样品有不同规定; c、采样点按有关规定实行
(一)土壤样品加工处理
1、土样的风干
野外采集样品 运到实验室
在塑料薄膜上或 瓷盘内风干
达半干状态
铺成薄层,阴 凉处风干
压碎,除石块 、残根等杂物
2、磨碎与过筛
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 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。
①、布点原则 a、代表当地的主要土壤类型; b、确定采样单元:远离污染源; c、不在水土流失严重或表土被破坏处采样; d、尽量减少人为活动影响(远离公路铁路>300m)
潜性酸度: 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 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 上交换性钠离子的水解作用
(三)氧化-还原性
氧化剂 : 游离氧, 高价金属离子, 硝酸根等
还原剂: 土壤有机质, 厌氧条件下形成的分解产物, 低价 金属离子
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
三、 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 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, 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。
(二)土壤有机质
土壤有机质 含量
土壤有机质绝大部分集中于土壤表层(0—15或 0—20cm),我国土壤有机质含量在1—5%之间
来源 作用
植物的根茬、茎秆、落叶、土壤中的动物残骸 以及施入土壤的有机肥料等
土壤有机质主要以腐殖质为主,它作为土壤有机 胶体来说,具有吸收性能、土壤缓冲性能以及 与土壤重金属的络合性能等,这些性能对土壤的 结构、性质、质量都有重大影响
(d)蛇形布点法
土壤采样点布设图
五、监测方法
常用方法
重量法
容量法
分光光度法、原子吸收分 光光度法、原子萤光分光 光度法、等离子体发射光
谱法 气相色谱法
测土壤水分 浸出物中含量较高的成分测定,如
Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42- 重金属如Cu、Cd、Cr、Pb、Hg、
Zn等
有机氯、有机磷及有机汞等农药
第五节 土壤污染物的测定
土壤中污染项目的测定,属痕量分析和超痕量分析 土壤分析结果以mg/kg(烘干土)表示。
土壤污染物的测定实例
一、土壤水分
测定土壤含水量,以便计算土壤中各种成分按烘干土为基准时 的测定结果。
测定方法:用百分之一精度的天平称取土样20—30g,置于铝 盒中,在105℃下烘(4—5h)至恒重。按下式计算水分重量占烘干 土重的百分数:
有机-无机复合胶体
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 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
土壤的酸碱度可以划分为九级
活性酸度: 又称有效酸度,是指土壤溶
液中游离氢离子浓度反映的
土壤酸度
酸度,通常用pH值表示
土壤质量监测
土壤质量监测
一、 土壤组成
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。
➢ 土壤矿物质:原生矿物质;次生矿物质 ➢ 土壤有机质 ➢ 土壤生物 ➢ 土壤溶液 ➢ 土壤空气
土壤的肥力特性及其重要性
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
收集包括监测区域土类、成土母质等土壤信息资料 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 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 收集土壤历史资料和相应的法律(法规) 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
土壤剖面土层示意图
采样量及采样方法
采样量 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1-2Kg。 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 采样方法 ①采样筒取样;②土钻取样;③挖坑取样。
(二)采样时间和频率
二、pH值
玻璃电极法
馏测水定2要5m点l:,轻称摇取后10搅g土拌样1分于钟烧,杯放中置,2加0分入钟无,CO用2p蒸H 计测量上部混浊液的pH值。
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
(一)吸附性 (二)酸碱性 (三)氧化-还原性
(一)吸附性
土壤吸附性能与土壤中存在的胶体物质密切相关
无机胶体 (黏土矿物, 铁, 铝, 硅等水合氧化物)
有机胶体 (主要腐殖酸及少量的生物活动产生的有机物)
图(c)
蛇形布点法 图(d)
适用于面积小,地势 平坦的污水灌溉或受 废水污染的地形端正 的田块
适用于面积较小,地 势平坦,土壤较均匀 的田块
适用于中等面积,地 势平坦,地形完整开 阔但土壤较不均匀的 田块
适用于面积较大,地 形不平坦,土壤不均 匀的田块
由田块的进水口向对角引一直线,将 对 角 线 划 分 为 若 干 等 分 ( 一 般 3-5 等 分),在每等分的中点处采样
只 需 取 0—15cm 或 0—20cm 表层(或耕层)土壤
采样深度通常在耕层地表以下020cm 处 , 对 于 根 深 的 作 物 , 也 可取60cm深度处的土壤样品
了解污染物质在土壤中 的垂直分布
沿土壤剖面层次分层取样
A层(表层、淋溶层) B层(亚层、淀积层) C层(风化母岩层、母质层 ) 底岩层
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