1.土壤污染监测布点及质量控制

>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
六六六 ≤ 滴滴锑 ≤
0.05 0.05
0.50 0.50
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
1.土壤质量现状监测
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，并预测其发展变化趋势。
2.土壤污染事故监测
调查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。
图1
汉中“5·23”剧毒物品对土 壤的渗漏污染现场照片
3.污染物土地处理的动态监测
项 目
指
pＨ<6.5
标 0.5
30 150 0.3
pＨ=6.5～7.5 pＨ＞7.5
总 汞≤
总 砷≤ 铅≤ 镉≤
0.3
40 100 0.3
1.0
25 150 0.6
六价铬≤
六六六≤
150
０.5
200
0.5
250
0.5
其他土壤环境标准
《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166 -2004) 食用农产品产地环境质量评价标准,ＨＪ／Ｔ３３２-２００６; 温室蔬菜产地环境质量评价标准,ＨＪ／Ｔ３３３-２００６;

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一、准备工作-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)
土壤环境质量标准GB 15618－1995
根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：
细菌
真菌
放线菌
蚯蚓
线虫
三、土壤的物理化学性质
（一）吸附性 土壤的吸附性能与土壤中存在的胶体物质 密切相关。 有机胶体
土壤胶体种类
无机胶体
有机-无机复合胶体
Ca2+
土粒
土粒
腐 殖 质
土粒
单个土粒 团聚体
微团粒
土 壤 团 粒 体
2. 土壤胶体结构
一般土壤胶体的结构图
胶核 胶体微粒
双电层 补偿离子 层（外）
第一节 土壤基本知识
一 概念
什么是土壤？
土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏 松表层。 厚度一般在2m左右
土壤的结构
二、土壤的组成（Composition） 矿物质 土壤固相 有机质
土 壤
土壤溶液 土壤空气 三相四物质
（一）土壤矿物质（ Soil Mineral ）
1. 原生矿物（ Original Mineral ）
主讲内容
1.土壤质量监测
2.噪声监测 3.污染场地监测
张 莘
副研究员
中国科学院生态环境研究中心
xinzhang@
第一部分
土壤监测现场采样布点方法及质 量控制
1.1 土壤基本知识 1.2土壤环境质量监测
保护土壤—最后的阵地
土壤是农业发展，基本生态系统功能和粮食安全的基础，也 是维持地球上生命的关键。
级别 一级 二级 三级
土壤pH
镉 ≤ 汞 ≤ 砷 水田≤ 旱田≤ 项 铜 农田≤ 果园≤ 铅 ≤ 目 铬 水田≤ 旱地≤
自然背景
0.20 0.15 15 15 35 35 90 90
<6.5
0.30 0.30 30 40 50 150 250 250 150
6.5～7.5
0.30 0.50 25 30 100 200 300 300 200
• 土壤背景值是一个相对的概念。 • 土壤背景值是研究污染物在土壤中迁移变化 和进行土壤质量评价与预测的重要依据。
第二节 土壤环境质量监测步骤
土壤监测一般步骤
• 准备 • • • • • • •
监测目的 资料的收集 监测项目 监测因子的选择
布点 采样 制样 预处理 分析测试 评价 质量保证
一、准备工作-监测目的
在进行污水、污泥土地利用、固体废弃物的土地处理 过程中，对残留的污染物进行定点长期动态监测，既能充 分利用土地的净化能力，又可防止土壤污染。
4.土壤背景值调查
通过分析测定土壤中某些元素的含量，确定这些元素 的背景值水平和变化。
图2
用于农业灌溉的闸门内充满了污水
一、准备工作-资料的收集
自然环境方面的资料：土壤类型、植被、区域土壤元素背 景值、土地利用、水土流失、自然灾害、水系、地下水、地质、 地形地貌、气象等。 社会环境方面的资料：工农业生产布局、工业污染源种类 及分布、污染物种类及排放途径和排放量、农药和化肥使用状 况、污水灌溉及污泥施用状况、人口分布、地方病等。
（1）采样前要进行现场勘察和有关资料的收集，根据 土壤类型、肥力等级和地形等因素将研究范围划分为若干个 采样单元，每个采样单元的土壤要尽可能均匀一致。
（2）要保证有足够多的采样点，使之能充分代表采样 单元的土壤特性。采样点的多少，取决于研究范围的大小， 研究对象的复杂程度和试验研究所要求的精密度等因素。采 样点设置过少，所采样品的偶然性增加，缺乏足够的代表性； 采样点设置过多，则增大了采样的工作量，浪费了人力、物 力和财力。
一、准备工作-监测项目
1.背景值要求测定土壤中各种元素的含量； 土壤背景值又称土壤本底值。是指在未受人类社会行 为干扰（污染）和破坏时，土壤成分的组成和各组份 （元素）的含量。 2. 污染事故监测仅测定可能造成土壤污染的项目； 3.土壤质量监测测定影响自然生态和植物正常生长及危 害人体健康的项目。
碱化度：交换性Na+占交换量的百分数
碱 土 种 类
弱碱化土（5～10%） 中碱化土（10～15%） 强碱化土（15～20%） 碱土（>20%）
土壤的酸碱度可以划分为九级 酸碱度分级
极强酸性
pH
＜4.5
酸碱度分级
弱碱性
pH
7.0～7.5
强酸性
酸性 弱酸性 中性
4.5～5.5
5.5～6.0 6.0～6.5 6.5～7.0
（四）土壤溶液（Water Solution） 土壤水溶解土壤中各种可溶性物质。 组成： 自然降水中所带的可溶物； 土壤中存在的其他可溶性物质； 污染物质。
（五）土壤生物
土壤中生活的微生物及动物，对进入土壤的有机污 染物的降解及无机污染物(如重金属)的形态转化起着 主导作用，是土壤净化功能的主要贡献者。
壤土类
砂质粘壤土 类 粘壤土类 粘壤土 别 粉砂质粘壤土
砂质粘土 壤质粘土 粉砂质粘土 粘土 重粘土
15~25 15~25 15~25
25~45 25~45 25~45 45~65 65~100
0~30 20~45 45~85
0~20 0~45 45~75 0~35 0~35
55~85 30~55 0~40
一、准备工作- 监测因子的选择
GB 15618《土壤环境质量标准》中所要求控 常规项目 制的污染物：镉（Cd）、汞（Hg）、砷(AS)、 铜（Cu）、铅（Pb）、铬（Cr）、锌（Zn）、
镍(Ni)、六六六、滴滴涕
土 壤 监 测 因 子
GB 15618《土壤环境质量标准》中未要求的，
特定项目
但根据当地环境污染状况，确认在土壤中积 累较多、对环境危害较大、影响范围广、毒 性较强的污染物，或者污染事故对土壤环境 造成严重不良影响的物质
①活性酸度(soil active acidity)
土壤活性酸是自由扩散于土壤溶液中的 氢离子浓度直接反应出来的酸度。
②潜性酸 (soil potential acidity) 是由土壤胶粒吸附着H+及Al3+水解引起。
2. 土壤碱度 主要是钙、镁、钠、钾的碳酸盐和碳酸氢盐， 及胶体表面吸附的交换性钠水解反应形成。
二、采样点的布设
(二) 布设原则
• 1.污染监测时，考虑土壤污染源
自然条件（气候、地形、地质） 土壤性状（类型、层次特征、污染历史等） 农业状况（土地利用、农作物种类、化肥、农药等） 污染源（大气烟囱、污水、废水、垃圾5～8.5
8.5～9.5 ＞9.5
中国土壤的pH大多在4.5～9范围内
（三）氧化-还原性
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。
三 土壤背景值
• 土壤背景值又称土壤本底值。它是指未受人 类社会行为干扰（污染）和破坏时，土壤成 分的组成和各组分（元素）的含量。


三级土壤标准

一级标准：为保护区域自然生态，维持自然背 景的土壤环境质量的限制值。

二级标准：为保障农业生产，维护人体健康的 土壤限制值。
三级标准：为保障农林业生产和植物正常生长 的土壤临界值。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类土壤分别执行一、二、三级标准
土壤环境质量标准值 (GB15618—1995) 单位：mg/kg
岩石受物理风化作用被破碎形成的碎屑，其 原来的化学成分和结晶构造没有改变。 2. 次生矿物（ New Mineral ） 原生矿物质经过化学风化后形成的新矿物， 其化学组成和晶体结构均有所改变。
3. 土壤矿物质的机械组成
表1 土粒分级
石砾 砂砾 粉粒 粘粒
颗粒名称 石块 粗砾 细砾 粗砂砾 细砂砾 粗粉粒 细粉粒 粗粘粒 细粘粒
一般包括新纳入在土壤中积累较少的污染物、 选测项目 由于环境污染导致土壤性状发生改变的土壤性 状指标以及生态环境指标等
一、准备工作- 监测因子的选择
第 一 类
汞、铅、镉，DDT及其代谢产物与分 解产物，多氯联苯(PCB)
土 壤 优 先 监 测 物
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 ( 抗菌素 、激素、致畸性物质、催畸性物质和 诱变物质)等
二、采样点的布设 • （一）土壤采样的代表性
• 样品的代表性问题 • 水、气是流体，污染物进入后易混合，在一定范围 内相对均匀； • 土壤是固、液、气三相的混合物，污染物不易混合， 样品具有局限性。 • 土壤监测的采样误差大于分析误差
样品的代表性和采样误差的控制
• •
•
土壤的不均一性是造成采样误差的最主要原因。 土壤是固、气、液三相组成的分散体系，各种外来物进 入土壤后流动、迁移、混合较难，所以采集的样品往往 具有局限性。一般情况下，采样误差要比分析误差高得 多。 为保证样品的代表性，必须采取以下两个技术措施控制 采样误差。
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
不同粒级的颗粒在土壤中所占的相对 比例或重量百分数称为土壤的机械组 成——土壤质地。
表2 国际制土壤质地分类 各级土粒质量分数/％ 质地分类 砂土类 质地名称 砂土及壤质砂土 砂质壤土 壤土 粉砂质壤土 粘粒 (<0.002m m) 0~15 0~15 0~15 0~15 粉砂粒 砂粒 (0.002~0.02m (0.02~2mm) m) 0~15 0~45 35~45 45~100 85~100 55~85 40~55 0~55
决定电位离子层（内）
非活性离子层 扩散层
土壤胶体具有巨大的比表面积，胶粒带有电荷， 使其对有机和无机污染具有极强的吸附能力和离 子交换吸附能力。
（二）土壤的酸碱性(soil acidity and alkalinity)
1. 土壤酸度 H+的来源
土壤有机质分解 含硫矿物 含氯矿物 植物根和微生物呼吸

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一、准备工作- 监测因子的选择
金属化合物 我 国 土 壤 常 规 监 测 项 目 Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn）
非金属无机 化合物
As、氰化物、氟化物、 硫化物等
有机化合物 无机化合物
苯并（a）芘、三氯乙醛、油 类、挥发酚、DDT、六六六等
55~75 10~55 0~30 0~55 0~35
粘土类
（二）土壤有机质（ Soil organic matter ）
腐殖质
胡敏酸和富里酸等
非腐殖质 糖类、脂肪、有机氮、木质素、有机磷等
（三）土 壤 空 气（ Soil Gas ）
土壤孔隙
土壤空气
N2、O2、CO2、H2O等 甲烷、硫化氢、磷化氢、乙烷等二十多种气体

一类土壤：自然保护区、集中式生活饮用水源地、 茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基 本保持自然背景水平。 二类土壤：一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧 场土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危 害和污染。 三类土壤：林地土壤、高背景值土壤和矿产附近 农田土壤(蔬菜地除外)，土壤质量基本上对植物和 环境不造成危害和污染。