第5章土壤污染监测

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0.731 0.433 1.633 134.7 32.55 1.626 0.30 1.54 0.676 0.211 2.54 4.443
0.105
1.82 0.63 0.71 450 38.7 6.41 1.70 2.30 1.06 0.32 1.20 2.38
1.973
1.466 2.080 4.409 1.30 1.98 1.307 1.19 1.71 1.676 1.674 2.86 2.485
砂土 壤质砂土 砂质壤土 壤土 壤土 粉砂质壤土 砂质黏壤土 类 黏壤土 别 黏壤 粉砂质黏壤土 砂质黏土 壤质黏土 黏土 粉砂质黏土 黏土 重黏土
由土壤中动植物、微生物残体、有机肥料经分解 转化形成,是形成土壤的重要基础,与土壤矿物 质共同构成土壤固相部分。分腐殖物质和非腐殖 物质二类。 包括糖类化合物,
质地分类 砂土 质地名称 各级土粒质量分数/% 黏粒 粉沙砾 沙砾 (<0.002mm) (0.002~0.02mm) (0.02~2mm) 0~15 0~15 85~100 0~15 0~15 0~15 15~25 15~25 15~25 25~45 25~45 25~45 45~65 65~100 0~45 35~45 45~100 0~30 20~45 45~85 0~20 0~45 45~75 0~35 0~35 55~85 40~55 0~55 55~85 30~55 0~40 55~75 10~55 0~30 0~55 0~35
包括:工农业生产 布局、污染源种类和 分布、污染物种类、 排放途径、排放量、 农药化肥使用、污灌、 人口分布、流行病、 地方病以及污染源分 布图、行政区划图等。
根据监测目的确定
三、监测项目 背景值调查研究
是为了了解土壤中各元素的 含量水平
污染事故监测
仅测定造成土壤污染的项目
土壤质量监测
测定影响自然生态和植物正常 生长以及危害人体和生物健康的 项目
0.079
6.40 31.07 11.41 197.7 0.080 362.8 14.36 12.37 0.255 32.68 32.78 15.48
0.074
11.2 53.9 20.0 440 0.040 482 23.4 23.6 0.215 76.4 67.7 29.1
2.118
1.67 1.67 1.66 1.50 2.602 1.90 1.74 1.54 2.146 1.48 1.54 1.62
二、土壤的基本性质
吸附性
土 壤 胶 体 类 型
与土壤中存在的胶体物质密切相关
无机胶体:以高岭石、伊利石、 蒙托石等为主的粘土矿物 有机胶体:腐殖质和生物活动 的产物 有机无机胶体:矿物胶体和腐殖 质胶体结合
酸碱性
是土壤在形成过程中受生物、气候、地质、水文 等因素综合作用的结果。 直接或间接影响污染物在土壤中的迁移、转化。 根据H+存在形态分为:
单位:mg/kg
三级 >7.5 0.60 1.0 20 25 100 200 350 350 250 >6.5 1.0 1.5 30 40 400 400 500 400 300 1.0 1.0
无公害农产品蔬菜地土壤环境质量指标 (GB/T18407.1—2001) 单位: mg/kg

项 总 汞≤ 总 砷≤ 目 pH<6.5 0.3 40
由岩石经过物理风化而形成,原来 的化学组成没有改变。
次生矿物:
原生矿物质经过化学风化形成新的 矿物,化学组成和晶体结构发生了改 变。
土壤矿物质中氧、硅、铝、铁、钙、钠、 钾、镁八大元素的含量占96%以上,与岩石 中各元素的含量相似。
土壤矿物质颗粒形状和大小差别较大。 不同粒径的矿物质颗粒的成分和物理化 学性质有很大差异,对污染物的吸附、解吸 和迁移、转化能力,含水量及保水、保温能 力等具有影响。
第五章 土壤质量监测
第一节 土壤基本知识
第二节 土壤环境质量监测方案 第三节 土壤样品的采集与加工管理
第四节 土壤样品的预处理
第五节 土壤污染物的测定
第一节
一、土壤的组成
土壤基本知识
土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植 物的疏松表层。 土壤介于大气圈和岩石圈之间,是环 境中特有的组成部分。
土壤由矿物质、有机物质、土壤生物、 水分和空气等固、液、气三相组成。
规定了土壤中污染物的最高允许浓度 或范围,是判断土壤质量的依据。 我国颁布了一系列标准。
土壤环境质量标准值(GB15618—1995)
级别 土壤pH 镉 ≤ 汞 ≤ 砷 水田≤ 旱田≤ 项 铜 农田≤ 果园≤ 铅 ≤ 目 铬 水田≤ 旱地≤ 六六六 ≤ 滴滴锑 ≤ 0.20 0.15 15 15 35 35 90 90 0.05 0.05 一级 自然背景 <6.5 0.30 0.30 30 40 50 150 250 250 150 二级 6.5~7.5 0.30 0.50 25 30 100 200 300 300 200 0.50 0.50
s t 2 n( ) d
式中:n——每个采样单元布设的最少采样点数; s——样本相对标准偏差,即变异系数; t——臵信因子,当臵信水平为95%时,t值为1.96; d——允许偏差,当规定抽样精度不低于80%时d取0.2。
采样布点方法 对角线布点法 适用于面积较小、地势平坦 的污灌田块。 梅花形布点法 适用于小面积、地势平坦、 土壤物质和污染程度均匀地块。 棋盘式布点法 适用于中等面积、地势平坦、 地形完整开阔地块,一般设 10 个以上点;也适用于受固体废 物污染的土壤,设 20 个以上点。
全国土壤(A层①)背景值
元 素 算术 几何
单位:μg/kg
算术 几何
均值
标准差
7.86
均值
9.2
标准差
1.91
95%置信度 范围值 2.5~33.5
元素 K
均值
1.86
标准差
0.463
均值
1.79
标准差
1.342
95%置信度 范围值 0.94~2.97
As 11.2
Cd 0.097
Co 12.7 Cr 61.0 Cu 22.6 F 478

pH<6.5 1.0 25
pH=6.5~7.5 0.5 30
铅≤
镉≤ 六价铬≤ 六六六≤
100
0.3 150 0.5
150
0.3 200 0.5
150
0.6 250 0.5
第二节 土壤环境质量监测方案
根据监测目的开展调查 收集相关资料 布设采样点 确定监测项目、采样方 法、监测方法 安排实施计划
四、采样点的布设 布点原则
采样点应具有代表 性和典型性
合理地划分采样单元。
土壤污染监测,在污染处布点。
采样点不能设在田边、沟边、路边、肥堆 边及水土流失严重或表层土被破坏处。
采样点数量 根据监测目的、区域范围大小及其环境 状况等因素确定。一般每个采样单元最少设3 个采样点。 单个采样单元内采样点数可按下式估算:
Hg 0.065 Mn 583 Ni 26.9 Pb 26.0 Se 0.290 V 82.4 Zn 74.2 Li 32.5
Ge 1.70 Sn Sb Bi 2.60 1.21 0.37
Mo 2.0 I 3.76
Na 1.02
0.626
0.68
3.186
0.01~2.27
Fe
2.94
0.984
2.73
一、监测目的
土壤质量现状监测 土壤污染事故监测
监测土壤质量标准要求测定的 项目,判断土壤是否被污染及污 染水平,预测其发展变化趋势。 分析引起土壤污染的主要污 染物,确定污染的来源、范围 和程度,为行政主管部门采取 对策提供科学依据。
土地处理动态监测 在污水、污泥、固体废物的土地处
理和利用中进行动态监测,既利用 土地净化能力,又防止土壤污染。
植物残体中木质素等被微生 物氧化形成具有芳环结构的聚 (二)土壤有机质 合物,环上有羧基、羟基、甲 是土壤中含碳化合物的总称。氧基及氨基等官能团,具有吸 附、离子交换、络合、缓冲、 氧化还原及生理活性等性能。
如:淀粉、纤维素、 有机质分解产生营养元素,供植物生长。 含氮有机合物及有 机磷和有机硫化合 有机质腐解形成腐殖质,使土粒形成团粒结构, 物。 具有保水、保肥能力。 有机质能促进土壤微生物旺盛活动。
土壤溶液中游离H+浓度反映的酸度 土壤胶体吸附的可交换性H+和Al3+ 离子交换产生的酸度 来自土壤中K、Na、Ca、Mg碳酸盐、 重碳酸盐及土壤胶体交换性Na+的水解
活性酸度
潜在酸度
土壤碱度
氧化-还原性 土壤中氧化性和还原性无机物质、有机 物质使土壤具有氧化性和还原性,用氧化还 原电位(Eh)来衡量。 Eh>300mV:氧化体系起主导作用,土 壤处于氧化状态。 Eh<300mV:还原体系起主导作用,土 壤处于还原状态。
1.602
1.05~4.84
①A层指土壤表层或耕层。
土壤背景值的表达方法:
算术平均值
x
x 2s
算术平均值±标准偏差
几何平均值±几何标准偏差 M D
我国土壤元素背景值的表达方法:
元素测定值符合正态分布,用算术平均值 x 2s表示95%臵信度下数据的范围值。
元素测定值呈对数正态分布,用几何平均值
M D 2 MD 2
表示95%臵信度下数据的范围值。
四、土壤污染
天然污染源 矿物风化后 自然扩散、火 山爆发等 人为污染源 农药、化肥、污水 灌溉、污泥(垃圾、 工业废渣)施肥等
金属、硫化物、氟化物、农药 病原微生物
90锶、137铯
污 染 物 种 类
化学污染物 生物类污染物
放射性污染物
五、土壤质量标准
土 壤 溶 液 的 来 源
河流 雨 雪 雾
农田灌溉
浅 层 地 下 水
(五) 土壤空气

土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔 隙中,来源于大气、生物化学反应和化 学反应产生的气体。
CH4、H2S、H2、 NOx、CO2等
土壤空气的组成与土壤性质、季节、土壤 水分、土壤深度等条件有关。

积水的土壤通气性差,不利于植物生长。
0.017~0.333
4.0~31.2 19.3~150.2 7.3~55.1 191~1012 0.006~0.272 130~1786 7.7~71.0 10.0~56.1 0.047~0.933 34.8~168.2 28.4~161.1 11.1~76.4
Ag 0.132
Be 1.95
0.098
(三)土壤生物
土壤中细菌、真菌、放线菌、藻类以及 原生动物、蚯蚓、线虫类等对土壤中有机、 无机污染物具有降解、形态转化等作用,使 土壤具有自净功能。
蚯蚓
放线菌 细菌 线虫
(四) 土壤溶液
是土壤水分及其所含溶质的总称,存在于 土壤空隙中。既是植物和土壤生物的营养源, 又是土壤中物理、化学、生物反应的介质。
矿物质(占固相总质 土壤固相
(占容积的50%) 量的95%-98%)
土壤 孔隙
土壤溶液
土壤空气
有机质和生物(占固
相总质量的2%-5%)
土壤溶液和空气占土壤总体积的50%,二者之间经 Baidu Nhomakorabea处于彼此消长的状态
(一) 土壤矿物质
土壤矿物质是由岩石经风化而来,占土 壤固体质量的90%以上。矿物质直接影响土 壤性质,是植物矿质养分的主要来源,同土 壤肥力有密切关系。 原生矿物:
土壤背景值调查
测定土壤中元素含量,确定元素 的背景值水平和变化。
用于农业灌溉的闸门 内充满了污水 汉中“5· 23”剧毒物品 土壤渗漏污染现场
二、收集资料
自然环境资料 社会环境资料
包括:土壤类型、 植被、背景值、土地 利用、水土流失、自 然灾害、水系、地质 地貌、气象、以及土 壤类型图、、地质图、 植被图等相关的图件 等。
三、土壤背景值
判断土壤是否受到污染或污 染程度的标准。 代表一定环境单元中一个统 计量的特征值。
地质学背景值:指在各区域正常地质地理条件 和地球化学条件下元素在各类自然体中的正常 含量。 环境科学背景值:指在未受或少受人类影响的 情况下,尚未受或少受污染和破坏的土壤中元 素的含量。
不同土壤的本底值相差很大
0.027~0.409
0.85~3.91 0.02~1.64 0.01~4.8 251~809 9.9~151.3 3.37~9.87 1.20~2.40 0.80~6.70 0.38~2.98 0.12~0.88 0.10~9.6 0.39~14.71
Mg 0.78 Ca 1.54 Ba 469 B Al 47.8 6.62
表5.1 我国土粒分级标准
颗粒名称 石块 粗砾 石砾 细砾 粗沙砾 沙砾 细沙砾 粗粉粒 粉粒 细粉粒 粗黏粒 黏粒 细黏粒 粒径/mm >10 10~3 3~ 1 1~0.25 0.25~0.05 0.05~0.01 0.01~0.005 0.005~0.001 <0.001
表5.2 国际制土壤质地分类
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