土壤污染监测 课件-《环境监测技术》同步教学

土壤污染监测技术项目六Soilpollutionmonitoringtechnology任务二土壤污染监测一土壤样品采集（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology1.明确土壤监测目的1)土壤本底与背景值监测2)土壤污染状况监测

3)土壤常规监测和环境质量评价监测2.资料收集与现场调查（收集监测区自然环境、经济社会状况及土壤资料，是做好土壤监测的基础性工作）任务二土壤污染监测（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology3.监测项目农用地土壤监测项目为GB15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中所要求控制的污染物。分农用地土壤污染风险筛选值基本项目、农用地土壤污染风险筛选值其他项目、农用地土壤污染风险管制值。任务二土壤污染监测Soilpollutionmonitoringtechnology农用地土壤污染风险筛选值（基本项目）任务二土壤污染监测Soilpollutionmonitoringtechnology农用地土壤污染风险管制值农用地土壤污染风险筛选值（其他项目）任务二土壤污染监测（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology4.确定监测区、监测单位和监测点1)监测区域，是指每次监测所包括的宏观范围，或者指所监测的总体范围。2)监测单位，是指在确定的监测区域内确定的实际监测采样的面积，每个监测区域可选择若干块监测采样面积，每块监测采样面积称一个监测单位或采样单位。3)监测点位，也称采样点位，是指具体采集土壤监测样品的具体地点，采样点位应设置在监测单位内。任务二土壤污染监测（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology5.点位布设方法a-对角线法b-梅花形法c-棋盘式法d-蛇曲形法e-放射状布点法f-网格布点法1)土壤背景值监测点位的布设任务二土壤污染监测（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology2)土壤污染监测点位的布设土壤污染监测布点方法和原则与土壤背景值监测布点不同。背景值监测布点主要考虑土壤的类型、特征和地形地貌等。而污染监测布点却主要考虑土壤污染状况、污染方式、污染范围及污染源的类型等。5.点位布设方法任务二土壤污染监测（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology2)土壤污染监测点位的布设（1）点状污染源土壤监测点位的布设：点状污染源一般可分为一般点源和高架点源。如果是单个高架点源对土壤的污染，监测点位的布设应根据气象条件、地形、生产规模、污染物排放量、排放高度等情况，以污染源为中心，按不同距离画同心圆布设监测点位。以同心圆圆心为起点，向16个方位或下风向4个方位画放射线，同心圆周与方位射线的交点则为具体的监测点位。5.点位布设方法任务二土壤污染监测（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology2)土壤污染监测点位的布设（2）面状污染源土壤监测点位的布设：在面源污染的区域内，应按等面积布设土壤监测点位，即在每一相等的土地面积上均匀布设1个或几个监测点位。如果监测区域土地面积较小，并进行详细调查。则应在每2.5～25hm2内设置一个监测点。如面积较大，可按每1000～2000hm2内设置一个监测点，如能明显区别出污染程度，则可分为轻、中、重、严重等四个污染等级，划成几个区段，每个区段都设置土壤监测点位。5.点位布设方法任务二土壤污染监测（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology2)土壤污染监测点位的布设（3）流线型污染源土壤监测点位的布设：若调查污水灌溉对土壤的污染，则应在灌溉区域内，根据水流的径路，分别在主灌区和支灌区附近布设监测点位，或者在灌渠的近端与远端布设监测点位。如果灌溉水田、稻田、水流径路比较规范，则应在进水口、水流中段和出水口分别设置监测点位。5.点位布设方法任务二土壤污染监测（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology2)土壤污染监测点位的布设（4）农药、化肥污染土壤监测点位的布设：农药、化肥对土壤的污染通常是广泛和相对均匀的。因此，在监测区域内可采用网络法进行监测点位的布设。

5.点位布设方法任务二土壤污染监测（一）土壤监测点位布设Soilpollutionmonitoringtechnology2)土壤污染监测点位的布设（5）土壤污染对照监测点位的布设：进行土壤污染监测一定要设置对照区或对照点，对照点应设置在土壤类型、成田土质、土壤理化特征、农业开发利用情况等因素与污染区土壤完全相同或基本相似的地区，对照点应远离污染源，并在污染源的上风向或河流的上游。5.点位布设方法任务二土壤污染监测（二）土壤样品采集Soilpollutionmonitoringtechnology1．采样深度采样深度视监测目的而定。如果只是一般了解土壤污染状况，只需取0～15cm或0～20cm表层(或耕层)土壤。如果是为了解土壤污染对植物或农作物的影响，采样深度通常在耕层地表以下15～30cm处。对于根深的作物，也可取50cm深度处的土壤样品。任务二土壤污染监测（二）土壤样品采集Soilpollutionmonitoringtechnology土壤的采样时间应根据调查的目的和污染特点确定。如果调查测定土壤的物理、化学性质，不一定考虑季节的变化，只是对于农耕地要避开种植期。如果调查土壤生物，则随季节变化很大，所以有必要分季节采样检验。如果调查气型污染，至少应每年取样一次。调查水型污染，可在灌溉前和灌慨后分别取样测定。如果为了观察农药污染，可在用药前及植物生长的不同阶段或者作物收获期与植物样品同时采样测定。2．采样时间和频率任务二土壤污染监测（二）土壤样品采集Soilpollutionmonitoringtechnology3．采样工具与采样方法1)采样工具常用的采样工具有三种类型：采样筒、管形土钻和普通土钻。2)采样方法（1）采样筒取样：采样筒直接压入土层内，然后用铲子将其铲出，清除采样筒口多余的土壤，采样筒内的土壤即为所取样品。（2）土钻取样：土钻取样是用土钻钻至所需深度后，将其提出，用挖土勺挖出土样。（3）挖坑取样：挖坑取样适用于采集分层的土样。先用铁铲挖一截面1.5m×1m，深1.0m的坑，平整一面坑壁，并用干净的取样小刀或小铲刮去坑壁表面l～5cm的土，然后在所需层次内采样0．5～1kg，装入容器内。任务二土壤污染监测（二）土壤样品采集Soilpollutionmonitoringtechnology4.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。5.采样注意事项1）采样点不能设在田边、沟边、路边或肥堆边；2）将现场采样点的具体情况，如土壤剖面形态特征等做详细记录；3）现场填写两张标签，写上地点、土壤深度、日期、采样人姓名等，一张放入样品袋内，一张扎在样品口袋上。并于采样结束时在现场逐项逐个检查。任务二土壤污染监测二土壤样品制备与保存（一）土壤样品的制备Soilpollutionmonitoringtechnology1.样品风干土壤样品一般采取自然阴干的方法。2.样品的研磨与过筛风干后的土样用有机玻璃棒或木棒碾碎后，过2mm尼龙筛去除2mm以上的砂砾和植物残体。按规定通过2mm孔径的土壤用作物理分析，通过lmm或0.5mm孔径的土壤用作化学分析。任务二土壤污染监测（二）土壤样品的保存Soilpollutionmonitoringtechnology新鲜样品的保存条件和时间任务二土壤污染监测三土壤样品预处理1.土壤样品分解方法Soilpollutionmonitoringtechnology土壤样品分解方法有：酸分解法、碱熔分解法、高压密闭分解法、微波炉加热分解法及干灰化分解法等。分解法的作用是破坏土壤的矿物晶格和有机质，使待测元素进入试样溶液中。任务二土壤污染监测三土壤样品预处理1.土壤样品分解方法Soilpollutionmonitoringtechnology1)酸分解法

酸分解法也称消解法，是测定土壤中重金属常选用的方法。分解土壤样品常用的混合酸消解体系有：盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸、硝酸-氢氟酸-高氯酸、硝酸-硫酸-高氯酸、硝酸-硫酸-磷酸等。为了加速土壤中欲测组分的溶解，还可以加入其他氧化剂或还原剂，如高锰酸钾、五氧化二钒、亚硝酸钠等。任务二土壤污染监测1.土壤样品分解方法Soilpollutionmonitoringtechnology2)碱熔分解法碱熔分解法是将土壤样品与碱混合，在高温下熔融，使样品分解的方法。所用器皿有铝坩埚、磁坩埚、镍坩埚和铂金坩埚等。常用的熔剂有碳酸钠、氢氧化钠、过氧化钠、偏硼酸锂等。其操作要点是：称取适量土样于坩埚中，加入适量熔剂(用碳酸钠熔融时应先在坩埚底垫上少量碳酸钠或氢氧化钠)，充分混匀，移入马福炉中高温熔融。熔融温度和时间视所用熔剂而定，如用碳酸钠于900～920℃熔融0.5h，用过氧化钠于650～700℃熔融20～30min等。熔融好的土样冷却至60～80℃后，移入烧杯中，于电热板上加水和l+1盐酸加热浸提和中和、酸化熔融物，待大量盐类溶解后，滤去不溶物，滤液定容，供分析测定。任务二土壤污染监测1.土壤样品分解方法Soilpollutionmonitoringtechnology3)高压密闭分解法该方法是将用水润湿，加入混合酸并摇匀的土样放入能严密密封的聚四氟乙烯坩埚内，置于耐压的不锈钢套筒中，放在烘箱内加热(一般不超过180℃)分解的方法，具有用酸量少、易挥发元素损失少、可同时进行批量试样分解等特点。其缺点是：看不到分解反应过程，只能在冷却开封后才能判断试样分解是否完全；分解试样量一般不能超过1.0g，使测定含量极低的元素时称样量受到限制；分解含有机质较多的土壤时，特别是在使用高氯酸的场合下，有发生爆炸的危险，可先在80～90℃将有机物充分分解。任务二土壤污染监测1.土壤样品分解方法Soilpollutionmonitoringtechnology4)微波炉加热分解法该方法是将土壤样品和混合酸放入聚四氟乙烯容器中，置于微波炉内加热使试样分解的方法。由于微波炉加热不是利用热传导方式使土壤从外部受热分解，而是以土样与酸的混合液作为发热体，从内部加热使土样分解，热量几乎不向外部传导损失，所以热效率非常高，并且利用微波炉能激烈搅拌和充分混匀土样，使其加速分解。如果用密闭法分解一般土壤样品，经几分钟便可达到良好的分解效果。任务二土壤污染监测1.土壤样品分解方法Soilpollutionmonitoringtechnology5)干灰化分解法干灰化消解法又称燃烧法或高温分解法。根据待测组分的性质，选用铂、石英、银、镍或瓷坩埚盛放样品，将其置于高温电炉中加热，控制温度450～550℃，使其灰化完全，将残渣溶解供分析用。对于易挥发的元素，如汞、砷等，为避免高温灰化损失，可用氧瓶燃烧法进行灰化。此法是将样品包在无灰滤纸中，滤纸包钩在磨口塞的铂丝上，瓶中预先充入氧气和吸收液，将滤纸引燃后，迅速盖紧瓶塞，让其燃烧灰化，摇动瓶子让燃烧产物溶解于吸收液中，溶液供分析用。任务二土壤污染监测Soilpollutionmonitoringtechnology2.土壤样品提取方法测定土壤中的有机污染物、受热后不稳定的组分，以及进行组分形态分析时，需要采用提取方法。提取溶剂常用有机溶剂、水和酸。

任务二土壤污染监测Soilpollutionmonitoringtechnology2.土壤样品提取方法1)有机污染物的提取测定土壤中的有机污染物，一般用新鲜土样。称取适量土样放入锥形瓶中，放在振荡器上，用振荡提取法提取。对于农药、苯并(a)芘等含量低的污染物，为了提高提取效率，常用索氏提取器提取法。常用的提取剂有环己烷、石油醚、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷等。任务二土壤污染监测Soilpollutionmonitoringtechnology2.土壤样品提取方法2)无机污染物的提取土壤中易溶无机物组分，有效态组分，可用酸或水浸取。例如，用0.1mol/L盐酸振荡提取镉、铜、锌，用蒸馏水提取构成pH值的组分，用无硼水提取有效态硼等。任务二土壤污染监测Soilpollutionmonitoringtechnology

3.净化和浓缩土壤样品中的欲测组分被提取后，往往还存在干扰组分，或达不到分析方法测定要求的浓度，需要进一步净化或浓缩。常用净化方法有层析法、蒸馏法等；浓缩方法有K—D浓缩器法、蒸发法等。土壤样品中的氰化物、硫化物常用蒸馏-碱溶液吸收法分离。任务二土壤污染监测四土壤含水量测定Soilpollutionmonitoringtechnology式中：

m0——烘至恒重的空铝盒重量，g；m1——铝盒及土样烘干前的重量，g；

m2——铝盒及土样烘至恒重时的重量，g。土壤含水量的测定要点是：对于风干样，用感量0.001g的天平称取适量通过1mm孔径筛的土样，置于已恒重的铝盒中；对于新鲜土样，用感量0.01g的天平称取适量土样，放于已恒重的铝盒中；将称量好的风干土样和新鲜土样放入烘箱内，于105±2℃下烘干4～5h至恒重，按公式计算水分质量占烘干土质量的百分数：任务二土壤污染监测五土壤中重金属污染物测定（一）标准溶液制备Soilpollutionmonitoringtechnology主要元素标准溶液配制方法在分析土壤的组成及受污染的状况时，根据分析项目的不同，首先需将样品进行溶解处理工作，即将样品配制成溶液，然后才能进行分析测定。某些主要元素标准溶液配制方法见右表任务二土壤污染监测（二）土样预处理Soilpollutionmonitoringtechnology五土壤中重金属污染物测定例如：盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸预处理土壤样品的操作要点准确称取0.5g(准确到0.1mg)风干土样于聚四氟乙烯坩埚中，用几滴水润湿后，加入10mLHCl（ρ=1.19g/mL），于电热板上低温加热，蒸发至约剩5mL时加入15mLHNO3（ρ=1.42g/mL），继续加热蒸至近粘稠状，加入10mLHF（ρ=1.15g/mL）并继续加热，为了达到良好的除硅效果应经常摇动坩埚。最后加入5mLHClO4（ρ（HClO4）=1.67g/mL），并加热至白烟冒尽。对于含有机质较多的土样应在加入HClO4之后加盖消解，土壤分解物应呈白色或淡黄色(含铁较高的土壤)，倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状。用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖，温热溶解残渣，冷却后，定容至100mL或50mL，最终体积依待测成分的含量而定。这种消解体系能彻底破坏土壤晶格，但在消解过程中，要控制好温度和时间。如果温度过高，消解试样时间短即将试样蒸干涸，会导致测定结果偏低。任务二土壤污染监测（三）土壤中重金属污染物的测定Soilpollutionmonitoringtechnology1.重金属元素的总量测定土壤中重金属元素的分析方法《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618—2018）规定农用地土壤中重金属污染测定项目有镉、汞、铅、铬、铜、镍、锌七种，其测定方法有原子吸收分光光度法、冷原子吸收法、紫外-可见分光光度法、火焰原子吸收分光光度法、原子荧光法等。任务二土壤污染监测（三）土壤中重金属污染物的测定Soilpollutionmonitoringtechnology五土壤中重金属污染物测定2.土壤中重金属形态分析土壤中重金属的形态分析一般采用五步连续提取法,即：可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态、有机结合态和残渣态。任务二土壤污染监测Soilpollutionmonitoringtechnology六土壤中非金属无机化合物的测定土壤中非金属无机化合物的测定包括有氰化物、氟化物、硫化物和砷化物等。它们的预处理方法、总量测定方法及最低检出限等列于下表中。土壤中非金属无机化合物的分析方法任务二土壤污染监测七土壤中有机污染物测定（一）有机磷农药Soilpollutionmonitoringtechnology有机磷农药在环境中有降解快、残留低等优点，现仍在世界范围内广泛使用。但有机磷农药毒性较强。土壤中如果有有机磷残留，会通过生物富集和食物链进入人体，危害人体健康。有机磷的测定方法广泛使用气相色谱法，其最低检测浓度为：0.000086～0.0029mg/kg。任务二土壤污染监测七土壤中有机污染物测定（一）有机磷农药Soilpollutionmonitoringtechnology1.方法原理用丙酮提取土壤样品中的有机磷，经液-液净化和凝结净化步骤去除干扰物，用气相色谱氮磷检测器（NPD）或火焰光度检测器（FPD）检测，根据色谱峰的保留时间定性，外标法定量。2.仪器1）振荡器。2）旋转蒸发器。3）真空泵。4）水浴锅。5）微量进样器。6）气相色谱仪：带有氮磷检测器或火焰光度检测器，备有填充柱或毛细管柱。3.色谱条件气化室温度：230℃；柱温：200℃；载气(N2)流速：36mL/min～40mL/min。任务二土壤污染监测七土壤中有机污染物测定（一）有机磷农药Soilpollutionmonitoringtechnology4.测定要点1)样品预处理：准确称取已知含水量的土样20.0g，置于300mL具塞锥形瓶中，加水，使加水的量与20.0g样品水分含量之和为20mL，摇匀后静置10min，加入100mL丙酮与水的混合液，浸泡6～8h后振荡1h，将提取液倒入铺有两层滤纸及一层助滤剂的布式漏斗减压抽滤，分离后用无水硫酸钠净化，弃去水相，丙酮提取液定容后供测定。2）定性和定量分析：准确称取一定量的农药样品和丙酮配制速灭磷、甲拌磷、二嗪磷、水胺硫磷、甲基对硫磷、稻丰散、杀螟硫磷、异稻瘟净、溴硫磷、杀扑磷标准溶液；用微量注射器分别吸取3～6µL标准溶液和样品试液注入气相色谱仪测定，记录标准溶液和样品试液的色谱图。根据各组分的保留时间和峰高（或峰面积）分别进行定性和定量分析。任务二土壤污染监测七土壤中有机污染物测定(二)苯并(a)芘Soilpollutionmonitoringtechnology苯并