土壤样品的采集与处理（课堂PPT）

土壤样品的采集与处理,姓名：李静专业：化学,1,主要内容,一、土壤的组成二、土壤污染三、土壤样品的采集与处理,土壤污染概念,土壤污染类型,土壤质量标准,样品采集,样品处理,2,一、土壤的组成,土壤的组成,土壤矿物质,土壤有机质：土壤中含碳有机化合物的总称（占固相总重量的10）。分为非腐殖物质和腐殖质两大类。,原生矿物质（各种岩石受到程度不同的物理风化而未经化学风化的碎屑物）四类：硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物,岩石化学风化(氧化、水解和酸性水解),次生矿物质（由原生矿物经化学风化后形成的新矿物）三类：简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类,土壤溶液土壤水分及其所含溶质和悬浮物质的总称。,土壤中的空气主要成分是N2、O2和CO2。CO2含量比大气中高得多，O2的含量比大气中低，水蒸气比大气中高得多，还有少量还原性气体。,3,二、土壤的污染,1、土壤环境背景值和土壤污染概念土壤环境背景值：土壤的环境要素在未受到明显污染时，其化学元素的正常含量，以及环境中能量分布的正常值。土壤污染：由于人类活动使土壤性状发生了不利于人类的改变。,4,2、土壤污染类型,土壤放射性物质的污染：,主要来自核爆炸的大气散落物，工业、科研和医疗机构产生的液体或固体放射性废弃物。,有机物污染：,酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等,无机物污染：,汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属,土壤生物污染：,是指个或几个有害生物种群，从外界侵入土壤，大量繁殖，破坏原来的动态平衡，对人类健康与土壤生态系统造成不良影响。,5,3、土壤质量标准,土壤环境质量标准分为三级:一级标准：指为保护区域自然生态,维护自然背景的土壤环境质量限制值。二级标准：是指为保障农业生产,维护人体健康的土壤限制值。三级标准：是指为帮助农林生产和植物正常生长的土壤临界值。,6,三、土壤样品的采集与处理,1、土壤样品的采集土壤是一个不均一体，影响它的因素是错综复杂的。有自然因素包括地形（高度、坡度）、母质等；人为因素有耕作、施肥等，因而给土壤样品的采集带来了很大困难。实验室工作者只能对送来样品的分析结果负责，如果送来的样品不符合要求，那么任何精密仪器和熟练的分析技术都将毫无意义。因此，分析结果能否说明问题，关键在于采样。,7,采样点的选择,由于土壤在水平和垂直方向的分布具有一定的不均匀性，故应多点(5-30个）采集。选择有代表性的采样点，其分布应尽量照顾到土壤的全面情况，不可太集中，并将采样点均匀混合。,？,为什么田间采样时应避开路边、地角和堆积过肥料的地方,8,采样方法的选择,蛇形采样法：适用于面积较大,土壤不够均匀、地势不平坦的地方，一般布1030个分点。棋盘式采样法：适宜中等面积，地势平坦，地形开阔，一般采样点在10个以上。这一方法也适用于固体废物污染的土壤，因为固体废物分布不均匀，采样点应在20个以上。梅花形采样法：适用于面积较小，地势平坦、土壤组成均匀的地方，一般布5个分点。对角线采样法：适用于污染农田土壤采样，在对角线各等分中央点采样，可布59个分点。,9,采样深度,如果只是一般了解土壤污染情况，采样深度只需取15cm左右耕层以下的15-30厘米土样。如果了解土壤污染程度，应按土壤剖面层次分层取样。,10,采样时间,随土壤的测定目的而定：为了解土壤污染状况，可随时采集土壤测定；要了解在土壤上生长发育的植物污染状况，则往往根据植物的生长和收获季节，同时采取土壤样和植物样。,11,采样量,由于测定所需土壤样品是多点混合而合成的，取土量往往较大，而实际进行测定时并不需要太多。具体需要土壤数量，视测定项目多少而定。一般要求一公斤，因此对多点采集的土壤，可反复按四分法弃取，最后留下所需的土样。,12,采集土壤样品的工具,小土铲：土铲在任何情况下都可使用，但比较费工，多点混合采样，往往嫌它费工而不用。普通土钻：使用方便，但只适用于湿润的土壤，不适用于干土或砂土。另外普通土钻的缺点是容易使土壤混杂。管形土钻：将土钻钻入土中，在一定土层深度处，取出一均匀土柱。取土速度快，又少混杂，特别适于大面积多点混合样品的采集。但它不太适用于砂性的土壤或干硬的黏重土壤。,13,（7）土壤采样注意事项,：在采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部位取样。：若要分析土壤中金属含量，则应避免使用金属器具取样。：采样点位间注意及时清理采样工具,避免交叉污染。将所采土样装入布袋或聚乙烯塑料袋，内外均应附标签，标明采样编号、名称、采样深度、采样地点、日期、采集人。同时使用400万以上像素的数码照相机记录采样点位周围状况。,14,（8）样品运输与保存,样品运输过程中严防破损、混淆或玷污，及时送回实验室。测定挥发性、半挥发性、持久性有机污染物和农药类项目的土壤样品应低温暗处冷藏(温度低于4),并尽快送回实验室进行分析测试。,15,2、土壤样品前处理,土壤样品的风干过程,土壤样品磨碎并过筛,土壤样品的提取,16,（1）土壤样品的风干过程,可将土壤样品平摊在土壤风干盘上，置于通风、阴凉、干燥的地方，使其自然干燥。切忌阳光直接暴晒和酸、碱、蒸气以及尘埃等污染。,17,（2）土壤样品磨碎并过筛,18,（3）土壤样品的提取,索氏提取法、水浴提取法、层析法、微波辅助萃取法、超临界流体萃取法、加速溶剂萃取法、超声波萃取法、基质分散固相萃取、吹扫-捕集法、亚临界水萃取法、流化床提取法等,19,层析法,将有机溶剂吸附在惰性支持体上作为固定相,水溶液作为流动相,以此来进行元素的相互分离。为提取元素活动态信息,可将一定粒度的土壤样品作为固定相，层析液作为流动相,在短时间内,将土壤样品的活动态元素解析下来,进行化学测试。,20,超临界流体萃取,超临界流体是一种性质介于液体和气体之间的单一相态,它具有与液体相近的密度,但黏度明显低于液体而高于气体,因其具有良好的溶解能力和渗透性能,被广泛地应用于土壤中相关有机物的萃取。,21,加速溶剂萃取,它是通过提高提取溶剂的温度和压力,以提高萃取效率和速度的一种新型高效提取方法。优点：萃取速度快、溶剂用量少、操作简单、功能强大、萃取提取效率高、又能在线联机检测，使用方便灵活、操作安全可靠。,22,超声波萃取,超声波在传播过程中可引起介质质点的伸缩,在介质内部形成一种微观的膨胀和压缩。膨胀过程中会生成气泡或撕裂成很小的空穴,这些空穴瞬间闭合,产生极高的瞬间压力。这样连续不断产生的高压不断地冲击物质颗粒表面,产生包括加热、扩散、击碎、搅拌、高加速度等多级效应,使样品颗粒表面及缝隙中的目标污染物迅速溶出。该方法操作简便,回收率和精密度良好。但由于土壤中的有机颗粒与有机污染物的耦合作用较强,超声波萃取的萃取效率有限。,23,基质分散固相萃取,步骤是先将样品与某种填料(如弗罗里硅土活性炭、硅胶等)充分研磨成半固体态粉末,使样品与具有很大比表面积的填料充分接触,均匀分散于固定相颗粒的表面,再装入色谱柱中,选择适当的淋洗剂洗脱。该方法可以将净化与提取在一步中同时完成，并可以联机使用，节省了很多时间,而且对样品前处理非常有效。,24,吹扫-捕集法,用流动的气体将样品中的挥发性成分吹扫出来