溧水基地土壤监测实习报告.doc

土壤环境现场监测专项实习总结报告2011年7月6日，土壤环境现场监测实习在江苏省农科院溧水基地如期开展。此次专项实习，通过前期资料的收集、监测预案的编写、实地参观及监测方案的修订等形式，明确了土壤环境现场监测的目的，熟悉了土壤环境现场监测的方法，并加深了土壤环境动态监测的理解。一、实习内容1.1前期准备本次实习首先对实习地江苏省农科院溧水基地的资料（包括气候、地理位置、土壤类型土地利用类型、灌溉方式等）进行收集，并通过查阅相关资料，确定土壤环境现场监测目的，并撰写完成土壤环境监测预案。此次土壤环境监测目的为通过合理布点采样方法的选定，分析测定该地土壤中某些元素及化合物的含量，并综合周边环境对该地土壤的影响，确定其相对于背景值水平的变化。以此调查土壤环境质量现状，判断土壤质量是否达标，并提出土壤资源保护与利用的合理化建议。针对此目的与土壤环境监测的相关技术规范，初步确定监测方案以备实地调查时参考。1.2 实地调查实地调查时，通过对溧水基地区域规划整体了解的基础上，分别对溧水基地进行土地利用类型调查和土壤污染源调查。并以此调查结果为依据，结合动态监测的理念，对监测预案中布点、采样、监测指标和检测方法等进行针对性修改，得出切实可行、能反映实际情况的监测方案。此外，在溧水基地通过对其相关展板的参观，对整个基地的功能区划及未来发展有了更为具体的认识。对监测地进行土地利用类型调查，根据其土地使用和管理方式的不同，得出监测地土地利用类型主要可分为大田类、果林类和设施农业类。其中大田类进一步分为：东冲粮经作物试验区、西冲粮经作物试验区、中冲油料作物试验区和棉花区；果林类分为：西丘果园休旅采摘区、东丘园艺试验展示区、东丘百果园、东丘梨园区、东丘桃园区、中丘防虫网蔬菜区；设施农业分为：中丘设施蔬菜园艺试验展示区、东丘休旅园艺区、设施油菜区、东丘设施葡萄区、设施蔬菜区 、设施花卉区、设施草莓区。土壤污染源调查得出监测地污染源集中在交通污染源、工业废气污染如大气干湿沉降可引起土壤酸化，和农药和化肥使用造成的污染三方面。并由于该地土壤为白浆土土质，有污染物溶出污染耕层土壤的风险。1.3 后期总结根据土地利用方式的不同，分别对监测地土壤环境监测的布点方法、布点频率及采样方法进行选择。并根据监测地周边污染源的类型及其产生影响的范围对土壤环境质量监测方案进行进一步修订，得出最终监测方案（见附件1）。二、实习思考此次实习，将课堂中学习到的土壤环境监测理论知识，经过自己的理解和思考，运用到实际土壤现场环境监测中。如动态监测是土壤环境现场监测的重要方面，从最初对动态监测内涵的不理解，到最后将其较好的应用到溧水基地土壤环境动态监测中，是对实习前所带问题仔细思考的结果。以下为对实习前准备过程和实地调查中遇到问题的回答。2.1 动态监测土壤环境动态监测的内涵是指，在一定的时间和空间尺度范围内，进行定期定点监测。具体来讲，是为实时掌握土壤环境质量状况，持续定期地通过科学合理的空间取样，分析和评价影响土壤环境质量的主要指标或属性，并结合其他相关数据，对土壤环境质量的变化做出综合评估。这将有利于对土地最佳管理措施的选择，提高土壤资源的利用效率，增加农作物产量。本次实习中动态监测具体应用主要体现在，适当采样频率的选择和“3S”技术的应用。对同一监测项目，尤其是污染源特征污染物进行长期动态监测（如在进行污水、污泥土地利用、固体废弃物的土地处理过程中），既充分利用及体现了土地的净化能力，又可以反应土壤污染变化。2.2 DUS测试在此次土地利用方式调查中，发现溧水基地有一区域为DUS测试区。此前未曾听过DUS测试，经过查找资料知道，DUS测试即植物新品种测试，是对申请保护的植物新品种进行特异性(Distinctness)、一致性(Uniformity)和稳定性(Stability)的栽培鉴定试验或室内分析测试的过程，根据特异性、一致性和稳定性的试验结果，判定测试品种是否属于新品种，为植物新品种保护提供可靠的判定依据。2.3 保护和治理措施针对溧水基地周围污染源的类型，提出沿公路建立绿化带等减少交通干道带来的污染和尽量减少农药化肥的施用，改施有机肥料和生物农药的土地保护和治理措施建议。考虑其农业用地中大部分为科研用地，可坚持用地与养地相结合，提高土地质量并合理布局。加强试验与产业管理，促进节约集约用地土地质量的提高，这将不仅有利于更好地保护耕地，而且有利于提高农业科研数据的准确性。三、实习体会此次溧水基地土壤环境现场监测的调查学习，从最初预案的制定，到实地进行参观调查，再到根据实地情况监测方案的改进，达到了巩固理论知识，提高解决实际问题能力的效果。与此同时，通过实习期间的所见所闻和思考，我们也对土壤监测有了更深入的了解。 在实际监测方案编写中，也体会到我国土壤污染源监测及其动态监测，尚处于起步阶段，具体的技术规范体系尚未成形。因此，需要更多的科技工作者参与到今后的工作中，更希望政府能重视并加大支持力度，将土壤污染源监测体系进一步完善。另外，今后的污染源监测可结合已有的土地环境质量监测资料，建立环境质量动态监测系统。运用土地信息技术、遥感技术以及计算机处理技术等对土壤环境质量变化进行动态监测，建立起一个在全国范围内全面、准确、高效的土壤环境质量综合管理系统。最后，感谢老师的严格要求和精心指导，并感谢同组的成员，与你们一起团结协作，才有我们的共同进步。 附件一：土壤环境现场监测方案一、溧水基地概况1.1 地理位置及气候类型江苏省农科院溧水植物科学基地位于南京市溧水县白马镇，从院本部到基地全程高速公路，行程70公里。基地与溧水县城、白马集镇、宁杭高速公路白马收费站分别相距19公里、2公里和0.5公里。基地南侧紧靠宁杭高速公路绿化带，北侧毗邻白马湖水库，占地总面积1218亩，为丘陵地貌，土质为白浆土。基地所在区域为北亚热带气候区，在长江中下游地区具有一定的代表性。1.2 土壤类型及土地利用类型基地总面积1218亩，为丘陵地貌，土质为白浆土。建成1000亩高标准试验地，其中水田约450亩，旱地约550亩。此外，还建成配电房及配套电气设备、蓄水塘及泵站、泄洪沟及桥梁、大棚等。其共挖运土方80万方，修筑机耕路11.2千米、灌渠4250米、排沟9000米、护坡3万平方米、涵闸400多座，并建成了大门及主干道、配电房、蓄水塘、泵站、泄洪沟桥、设施大棚、喷灌设施、围栏、绿化带、草坪等一系列附属工程。1.3 土地管理方式试验地全部格田成方，整理推平，水田、旱地齐全，露地、大棚兼备，沟、渠、路、网的标准配套，灌、排系统相互独立，水田自流灌溉，旱地采用喷灌和滴灌。周边无污染源，作为基地试验地主要灌溉水源的白马湖水库水质，达二类饮用水标准。基地具有科技创新、产业带动、培训示范、观光休闲等综合功能。2005年开始进行基地建设的前期准备工作， 2006年11月正式开始一期工程的建设，2008年底所有建设任务基本完成，总投资1.13亿元。二、土壤利用类型调查对监测地进行土地利用类型调查，根据其土地使用和管理方式的不同，得出监测地土地利用类型主要可分为大田类、果林类和设施农业类。其中大田类进一步细分为：东冲粮经作物试验区、西冲粮经作物试验区、中冲油料作物试验区和棉花区；果林类分为：西丘果园休旅采摘区、东丘园艺试验展示区、东丘百果园、东丘梨园区、东丘桃园区、中丘防虫网蔬菜区；设施农业类分为：中丘设施蔬菜园艺试验展示区、东丘休旅园艺区、设施油菜区、东丘设施葡萄区、设施蔬菜区 、设施花卉区、设施草莓区(见图1)。图1 溧水基地土地利用类型分区图三、土壤污染源调查3.1 土壤污染源类型土壤污染源可分为人为污染源和自然污染源。其中自然污染源主要指在某些矿床或元素和化合物的富集中心周围，由于矿物的自然分解与风化，往往形成自然扩散带，使附近土壤中某些元素的含量超出一般土壤的含量。人为污染源包括土壤污染物主要是工业和城市的废水和固体废物、农药和化肥、牲畜排泄物、生物残体及大气沉降物等。如：污水灌溉或污泥作为肥料使用，常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染；工业及城市固体废弃物任意堆放，引起其中有害物的淋溶、释放，也可导致土壤及地下水的污染；工业废气：如大气中的二氧化硫、氮氧化物及颗粒物通过干沉降或湿沉降到达地面，可引起土壤酸化；现代农业大量使用农药和化肥，也可造成土壤污染。例如，六六六、DDT等有机氯杀虫剂能在土壤中长期残留，并在生物体内富集；氮、磷等化学肥料，凡未被植物吸收利用和未被耕层土壤吸附固定的养分，都在耕层以下积累，或转入地下水，成为潜在的环境污染物。；禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物，其性质近似人粪尿，利用这些废物作肥料，如果不进行适当处理，其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水体污染。3.2 土壤污染源监测方法据资料显示基地生态条件优越，周边无污染源，作为基地试验地主要灌溉水源的白马湖水库水质，达二类饮用水标准。基地所在区域为北亚热带气候区，在长江中下游地区具有一定的代表性。土壤污染源监测应首先了解土壤的土壤元素背景值及灌溉方式、灌溉水来源、农药化肥的施用、周边是否有工业、畜牧业污染。背景值调查一般按照土壤类型和成土母质划分监测采样。针对其可能出现的污染源进行排查，对污染源附近土壤进行采样监测，坚持哪里有污染就在哪里监测，并根据技术力量和财力条件，优先监测那些污染严重，影响农业生产活动的地方。在进行土壤污染源监测时，往往污染面积较大，污染源分散分布，需要划分为若干个监测单元，同时在不受污染源影响的地方，选择对照监测单元。如污灌污染源监测时采样可采样对角线采样方法。同一单元的差别应尽可能缩小，土壤污染源监测，可按照土壤接纳污染物的途径（如大气污染、农灌污染、综合污染等），参考土壤类型，农作物种类，耕作制度等因素，划分监测单元。并根据具体污染指数评价各污染源贡献大小，找出主要污染源及影响因子。3.3 溧水基地主要污染源分析历史基地土壤污染源调查得出监测地污染源集中在交通污染源、工业废气污染如大气干湿沉降可引起土壤酸化，和农药和化肥使用造成的污染三方面。并由于该地土壤为白浆土土质，有污染物溶出污染耕层土壤的风险。四、土壤环境现场监测方法4.1土壤样品的采集4.1.1 土壤采样点的布设按照上述土壤利用类型及管理方式的不同将其分为三类分别确定样点布设方法。大田类：因地势平坦开阔，均匀度高，可采用梅花样点布设法。果林类：一般在果园中设16个点，其中包括4个株间点、4个树冠边缘或边缘向内40cm点（对行间，可以边缘或边缘向内各2个）、4个行内点（树行间）、4个斜行株间点。并且这些点不能分布在1-2个行内，确保点分布均匀，有代表性。设施农业类：一般采用“S”法或“X”法，随机确定10-15个采样点，并将取样点在取样单元内分布均匀，确定取样点时，要避开棚头、棚边以及肥料过于集中的地方。 并在实际土壤环境质量监测时，根据污染源对样点布设加以调整。即交通污染型土壤监测点：溧水基地西南侧毗邻宁杭高速，为可能的土壤污染源。布点时应由远及近增加样点数量；大气污染型土壤监测点：以大气污染源为中心， 采用放射状布点法。 布点密度由中心起由密渐稀， 在同一密度圈内均匀布点。此外， 在大气污染源主导风下风方向（根据玫瑰风向图判定此处主导风向为东北风）适当增加监测距离和布点数量；农药化学物质污染型土壤监测点：在施用种类、 施用量、 施用时间等基本一致的情况下采用均匀布点法。4.1.2 采样方法及采样频率同样按照各地块功能区划，选择相应的采样方法及频率。大田类：采样方法为大田监测点不设小区，种植一般农作物每个分点处采0-20 cm耕作层土壤，了解污染物在土壤中垂直分布时，按土壤发生层次采土壤剖面样。各分点混匀后取1 kg，多余部分用四分法弃去。其采样频率为一般土壤样品在农作物收获后与农作物同步采集。必测污染项目一年一次，其他项目3-5年一次。果林类：采样方法为一般根据面积大小采集16个以上点0-60 cm耕作层的土样。并且不在当年的施肥坑、穴施肥、施肥沟正中取样，至少要远离施肥区40-50 cm远。不在果园四面、路边等处采样。其采样频率为必测污染项目一年一次，其他项目3-5年一次。设施农业类：采样方法为以一个大棚为一个采样单元，不能多个大棚混合取土。每个采样点的采样量要均匀一致，土样上层和下层的比例要相同，一般作物为0-20 cm。蔬菜大棚垄栽蔬菜取土应注意大沟、小沟和株与株之间各占一定的比例；而畦栽蔬菜取样方法同常规。采样频率为一是在前茬作物收获后，后茬作物种植施肥前；二是作物生长期间，应在追肥前采集化验，追肥后不宜立即取土。4.2土壤样品的制备与保存4.2.1土壤鲜土的保存为了样品的保存和工作方便，从野外采回的土样都先进行风干，但是在风干过程中，有些成分如低价铁、铵态氮、硝态氮等会起很大的变化，这些成分的分析一般均用新鲜样品。也有一些成分如土壤pH、速效养分，特别是速效钾也有较大的变化。因此土壤速效磷钾的测定用新鲜样品还是风干中，就成了一个争论的问题。有人认为新鲜样品比较符合田间实际情况。也有人不同意这种看法，认为新鲜样品是暂时的田间情况，它随着土壤中水分状况的改变而变化，不是一个可靠的常数，而风干样品测出的结果是一个平衡常数，比较稳定可靠，而且新鲜样品称样误差较大，工作又不方便。因此在实验室测定土壤速效磷钾是地，仍以风干土为宜。4.2.2土样的风干除测定游离挥发酚、铵态氮、硝态氮、低价铁等不稳定项目需要新鲜土样外，多数项目需用风干土样。因为风干土样较易混合均匀，重复性、准确性都比较好。从野外采集的土壤样品运到实验室后，为避免受微生物的作用引起发霉变质，应立即将全部样品倒在塑料薄膜上或瓷盘内进行风干。当达半干状态时把土块压碎，除去石块、残根等杂物后铺成薄层，经常翻动，在阴凉处使其慢慢风干，切忌阳光直接曝晒。样品风干处应防止酸、碱等气体及灰尘的污染。4.2.3磨碎与过筛进行物理分析时，取风干样品100200g，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，将土样混均储于广口瓶内，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)。研磨过筛后的样品混匀、装瓶、贴标签、编号、储存。4.2.4土样保存将风干土样、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(石膜涂封)条件下保存。一般土壤样品需保存半年至一年。4.3 监测项目的选择环境是个整体，污染物进入哪一部分都会影响整个环境。因此，土壤监测必须与大气、水体和生物监测相结合才能全面客观地反映实际。确定土壤中优先监测物的依据是国际学术联合会环境问题科学委员会(SCOPE)提出的“世界环境监测系统”草案，该草案规定，空气、水源、土壤以及生物界中的物质都应与人群健康联系起来。土壤中优先监测物有以下两类：第一类：汞、铅、镉、DDT及其代谢产物与分解产物，多氯联苯；第二类：石油产品，DDT以外的长效性有机氯、四氯化碳酸醋酸衍生物、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。我国土壤常规监测项目中，金属化合物有镉、铬、铜、汞、铅、锌；非金属无机化合物有砷、氰化物、氟化物、硫化物等；有机化合物有苯并(a)芘、三氯乙醛、油类、挥发酚、DDT、六六六等。具体监测项目及分析方法依据农田土壤环境质量监测技术规范（NY/T 395-2000）和土壤环境监测技术规范（HJ/T 166 -2004）。本次溧水基地土壤环境现场监测项目与监测频率见表1。表1 土壤环境监测项目与监测频次监测项目监测频次常规项目基本项目pH、阳离子交换量每3年一次农田在夏收或秋收后采样重点项目镉、铬、汞、砷、铅、铜、锌、镍六六六、滴滴涕特定项目（污染事故）特征项目及时采样，根据污染物变化趋势决定监测频次选测项目影响产量项目全盐量、硼、氟、氮、磷、钾等每3年监测一次农田在夏收或秋收后采样污水灌溉项目氰化物、六价铬、挥发酚、烷基汞、苯并a芘、有机质、硫化物、石油类等POPs与高毒农药苯、挥发性卤代烃、有机磷农药、PCB、PAH等其他项目结合态铝（酸雨区）、硒、钒、氧化稀土总量、钼、铁、锰、镁、钙、钠、铝、硅、放射性比活度等4.4土壤样品测定4.4.1对土壤监测结果的要求土壤中污染项目的测定，属痕量分析和超痕量分析，尤其是土壤环境的特殊性，所以更须注意监测结果的准确性。土壤与大气、水体不同，大气和水皆为流体，污染