土壤污染防治及土壤地下水调查修复——土壤污染部分.ppt

1、,土壤污染防治及土壤地下水调查修复实务操 作专题培训班-土壤污染部分,2017.05.21,第一部分土壤污染部分,报告大纲,第二部分场地污染调查,第三部分土壤污染修复,第四部分土壤修复市场,土壤污染现状与形势,报告大纲 土壤环境质量调研基础资 料分析、质量监测步骤,土壤污染的形成,人类活动引起的外源 污染物进入土壤,导致土壤环境质量下降， 进而有害于受体如Th物、 水体、空气或人体健康,量变,污染浓度临界值 质变,（一） 土壤污染的概念,并非有重金属就是污染，有些媒体危言耸听吸引民众眼球！,一、土壤污染的现状与形势,（二）我国土壤环境现状, 全国土壤总点位超标率16.1%，耕地土壤点位超标率1

2、9.4% 主要污染物：镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕、多环芳烃,全国土壤污染状况调查公报,( 环境保护部 国土资源部 ）,东北老工业基地,长江三角洲,珠江三角洲,中南地区,西南地区,污水灌溉区,工业园区 采矿区 工业废弃地 重污 染企业用地,采 油 区,固 体 废 集 中 处 理 处 ,林地 草地 未利 用地,耕地 干线 公路两侧,点 位 超 标 率 10.0% 10.4% 11.4% 19.4% 20.3% 21.3% 23.6% 26.4% 29.4% 33.4% 34.9% 36.3%,京津冀地区,南 方 土 壤 污 染 重 于 北 方,黑河腾冲人 口地理界线,黑河,腾冲,无机型(82.

3、8%)有机型复合型； 南方土壤污染重于北方； 长三角、珠三角、东北老工业基地 等区域土壤污染问题较为突出， 西南、中南地区土壤重金属超标范 围较大； 镉、汞、砷、铅 4 种无机污染物含 量从西北到东南、从东北到西南方向 逐渐升高。,（二）我国土壤环境现状,土 壤 污 染 类 型,重金属污染,持久性有机污染,石油等有机污染,电子废弃物污染,农田污染,在石油、化工、,属等。,中粗国放曾式经的Th电产子和废,主广弃要泛物来使处自用置钢过会铁的对冶杀人,炼虫群健剂企康类业构P、O成P尾s威矿，胁，主。,以要这及有类化滴场工滴地行涕污业、染固六物,体氯以重废苯金弃、属物氯和的丹P堆及OP存灭s,场蚁（，

4、灵主代等要表；是性含溴的多代污氯阻,染联燃物苯剂包（和括P二C砷B噁s、英）铅的类、,镉电剧、力毒铬设物等备质。的）封为存主,和要拆污解染场特地征等。,焦农化业等Th污产染活场动地中。,污大染量物使以用有农机药溶化,剂肥类等，化如学苯物系资物以、,卤及代污烃水为灌代溉表等。引,也起常的复农合田有环其境它污,污染。染物，如重金,（三） 土壤污染的类型,一、土壤污染的现状与形势,（四） 土 壤 污 染 源,土壤污染是指，人类活动产Th的污染物进入土壤并积累到一定程度， 引起土壤质量恶化、功能降低的现象。 1）工业污染源 工业“三废”物质排放 2）农业污染源 化肥、农药、畜禽粪便 3）Th活污染源

5、Th活废水、Th活垃圾 4）其它污染源 废弃物焚烧等,（四）土壤污染源,76 项污染物 重金属与其他无机物 （ 16 项） 镉、汞、铅、氟化物、氰化物 挥发性有机物 （ 20项） 甲醛、苯、甲苯、四氯乙烯 环芳烃类有机物 （ 16 项） 苯并蒽、屈、萘、菲、苊、葸 持久性有机污染物与农药 （19项） 滴滴涕、二噁英、六六六、草甘膦 其他 （ 5 项） 石油烃、苯酚,（五）污染物种类,（六）土壤污染物特点,1）隐蔽性和滞后性 2）累积性 3）不均匀性 4）难可逆性 5）治理困难,水果变异,土壤污染,人体健康受损,传播途径, 民以食为天、食以土为本、土以安为本,耕地土壤环境总体堪忧 ，局部问题突出

6、 总体 ：16.1% 耕地：19.4% 镉:7.0% 土壤污染事件进入高发期 湖南镉米事件、北京焦化厂事件、常外事件.,（七）,（2005年4月-2013年12月）, 污染情况不够清楚, 开展全国第一次土壤污染普查 初步掌握我国土壤污染总体情况, 调查精度严重不足（耕地：88 km2、林草地：1616 km2 、未利用：3232 km2 ） 亟待详查 土壤环境急需立法，建立健全和修订相关的环境标准体系 土壤污染防治法尚在起草中 土壤环境质量标准亟待修订完善 肥料、饲料、灌溉用水、农用污泥、农膜、农药包装等相关标准待建立健全 土壤监测、调查评估、风险管控、治理与修复、环境影响评价等技术规范和导

7、则亟待制 修订,（八）, 急需要加大科技支撑, 修复技术有待完善,修复产业有待成熟,高效适用技术体系缺乏 培育阶段从无到有, 资金投入有待增加 监管不力，重经济，轻环境，偷排严重,云南阳宗海遭砷污染 水 质降为劣五类,（八）, 2014年发布全国土壤污染状况调查公报 新环境保护法中增加了土壤修复的内容 新的土壤环境质量标准（征求意见稿） 土壤污染防治行动计划（简称“土十条”）,（九）土壤环境保护政策,二 土壤环境质量调研基础资料分析、 质量监测步骤,土壤污染防治及土壤地下水调查修复实务操作专题培训班-土壤部分,准备 布点 采样 制样 预处理 分析测试 评价 质量保证,3.污染物土地处理的动态监

8、测 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。,(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。,(一) 准备工作-监测项目,1.背景值要求测定

9、土壤中各种元素的含量； 背景值（地质学）：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。 环境科学上：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 （见下页表）,表3全国土壤(A层)背景值,单位：g/kg,A层指土壤表层或耕层。,(一) 准备工作-监测项目,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。,(一) 准备工作- 监测因子的选择,土 壤 监 测 因子,常规项目,特定项目,GB 15618土壤环境质量标准中所要求控 制的污染物：

10、镉（Cd）、汞（Hg）、砷(AS)、 铜（Cu）、铅（Pb）、铬（Cd）、锌 （Zn）、镍(Ni)、六六六、滴滴滴 GB 15618土壤环境质量标准中未要求的， 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,选测项目,一般包括新纳入在土壤中积累较少的污染物、 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,Company Logo,土壤优先监测物,第一类,汞、铅、镉，DDT及其代谢产物与分 解产物，多氯联苯(PCB),第二类,石油产品，DDT以外的长效性有机氯 、四氯化碳醋酸衍

11、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,(一) 准备工作- 监测因子的选择,Company Logo,我国土壤常规监测项目,金属化合物,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,(一) 准备工作- 监测因子的选择,(一) 准备工作-土壤质量标准 土壤环境质量标准(GBl56181995) 无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标 (GBT184072001),土壤环境质量标准

12、GB 156181995,根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类： 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。,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。 、类土

13、壤分别执行一、二、三级标准,土壤环境质量标准值,(GB156181995),单位：mg/kg,无公害农产品蔬菜地土壤环境质量指标 (GB/T18407.12001)单位： mg/kg,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,-; 温室蔬菜产地环境质量评价标准,-;,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,1 土壤采样的代表性,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。

14、 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。,（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

15、，则增大了采样的工作量，浪费了人力、物 力和财力。,样品的代表性和采样误差的控制,b自然条件（气候、地形、地质） b土壤性状（类型、层次特征、污染历史等） b农业状况（土地利用、农作物种类、化肥、农药等） b污染源（大气烟囱、污水、废水、垃圾废物等）,（1）.污染监测时，考虑土壤污染源,Company Logo,2 布设原则,（4） 对于大气污染物引起的土壤污染 （a）采样点布设以以大气源为中心，呈椭圆状或带状，长轴沿主导风向 延长； （b）采样点的数量和间距依调查目的和条件而定； （c）对照点应设在远离污染源，不受其影响的地方。,（5）对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布点 由废水引起时，

16、沿河流或干渠呈树枝或片状 由化肥、农药引起时，分布较均匀，呈面状 要在非污染区的同类土壤中布置一个对照点,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：,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置信因子，当置信水平为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。,n( s t ) 2 d,土壤采样布点数量,（1）对角线布点法 适用于面积较小、地势平坦的污 水灌溉或污染河水灌溉的田块。,对角线布点法,（2） 梅花形布点法 适用于面积较小、地势平坦、

17、土 壤物质和污染程度较均匀的地 块。 梅花形布点法,棋盘式布点法,（3）棋盘式布点法,适用于中等面积、地势平坦、地形完整开 阔的地块，土壤不均匀的田块。一般设10 个以上分点。,该法也适用于受固体废物污染的土壤，应 设20个以上分点。,（4） 蛇形布点法 适用于面积较大、地势不很平坦、土壤不够均匀的田块。,（5）放射状布点法 适用于大气污染型土壤。,（6） 网格布点法 适用于地形平缓的地块。农用化学物 质污染型土壤、土壤背景值调查常用这 种方法。,放蛇网射形格状布布点点法法,对于综合污染型土壤，可以采用两种以上布点方法 相结合的方法。,一般了解土壤污染状况,采样深度视监测目的而定,取015cm

18、或020cm表层(或耕层) 土 壤 ， 种 植 果 林 类 农 作 物 采 0 60cm,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,了解污染物质在土壤中的 垂直分布,沿土壤剖面层次分层取样，每个柱 状样取样深度都为100cm，分取三 个土样：表层样（020cm），中 层样（2060cm），深层样（60 100cm）,剖面样品,了解土壤污染深度时采集剖面样品：按土壤 剖面层次分层采样。,A层(耕作层) B层(亚层、淀积层) C层(风化母岩 层、母质层) 底岩层,剖面规格一般为长1.5m、宽 0.8m、深1.

19、0m，每个剖面采集 A、B、C三层土样。过渡层 （AB、BC）一般不采样。 当地下水位较高时，挖至地下 水出露时止。现场记录实际采 样深度，如020、5065、 80100cm。在各层次典型中心 部位自下而上采样，切忌混淆 层次、混合采样。,剖面样品,在ft地土壤土层薄的地区，B层发育不完整时，只采A、 C层样。 干旱地区剖面发育不完整的土壤，采集表层（0 20cm）、中土层（50cm）和底土层（100cm）附近的 样品。,剖面样品,（三）土壤样品采集,（4） 混合样品采集布点方法, 由于土壤本身存在着空间分布的不均一性，为更好 地代表取样区域的土壤性状，采用以地块为单位， 多点取样，再混合成

20、一个混合样品。,3、采样器具准备,工具类：铁锹、铁铲、圆状取土钻、螺旋取土钻、竹片以 及适合特殊采样要求的工具等。 器材类：GPS、罗盘、照相器材、卷尺、铝盒、样品袋、 瓶、样品箱等。 文具类：样品标签、采样记录表、铅笔、资料夹等。,现场快速测量技术仪器编号及名称（英国EPA，2009）,1.便携式气质仪（GC/MS）； 2.原子光谱仪； 3.X射线荧光分析仪； 4.激发紫外荧光仪； 5.声波化学传感器； 6.安培原电池传感器； 7.阳极溶出伏安法； 8.半导体传感器； 9.生物发光指示剂； 10.化学比色试剂盒； 11.检测管； 12.免疫比色试剂盒；,13.激光激发荧光仪； 14.滴定试剂

21、盒； 15.毒性检测仪； 16.火焰离子检测仪（FID）；17. 光离子检测仪（PID）； 18.易燃气体检测仪； 19.红外线检测仪； 20.光纤化学传感器； 21.中子仪； 22.电容量检测仪； 23.时域发射仪； 24.电阻率仪,石油类污染场地土壤污染便携式仪器调查,钢铁类污染场地土壤污染便携式重金属仪器调查,原理：X射线激发，定体积土元素 量，给定容重参数，体积转化重量。 误差：容重引起 校正公式： C2=（C1 2）/1 1：现场容重:， 2 :研磨压实容重， C1：现场测定值 C2：真实值 （忽略仪器测量体积变化） 要求：取适量验证点，实验室传统 测量方法验证,溶解氧仪,电导仪,p

22、HORPTEM.仪,便携式水质仪 pH、温度、电导、 溶氧、氧化还原 电位等,集 成 式,分 离 式,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。,4 采样量,5 取样方法,铁锹、铁铲、竹片等直接取样 采样筒取样； 土钻取样； 挖坑剖面取样。,地表层：铁锹、铁铲、竹片直接取样； 分层取样：手工操作和机械操作土钻，进入一定 深度的土壤,将土柱提上，按需要切割采样；或铁 锹、铁铲等挖一剖面，分层取样。,5 取样方法,6 采样时间和频率,一般

23、土壤在农作物收获期采样测定，必测项目一年测 定一次，其他项目35年测定一次。,7采样记录, 样品采集时，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。 样品采集完后袋内外均 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，并填写采样记录。,8注意事项,(1) 对照采样点不能设在田边、沟边、路边或肥堆边。 (2) 有腐蚀性或要测定挥发性化合物，用广口瓶装样；含易分 解有机物的待测定样品，采集后置于低温（冰箱）中。 (3) 分层采样次序：自下而上，先采剖面的底层样品，再采中 层样品，最后采上层样品。 (4) 测量重金属的样品，则应避免使用金属器具取样。可用竹

24、片或竹刀去除与金属采样器接触的部分土壤，再用其取样。,（四）样品加工与管理 1样品制备 程序是： 风干磨细 过筛混合分装,（1） 土样的风干,野外采集样品运 到实验室,在塑料薄膜上或 瓷盘内风干,达 半 干 状态,压碎， 除石块、 残 根等杂物,铺 成 薄 层 ， 阴 凉处风干,（2）新鲜土样：,挥发酚、NH3-N、NO3-N、CN-、Fe2+ （3）干土样： 10目筛：土壤颗粒分析； 20目筛：pH值、土壤代换量等； 60目筛：农药、有机质、总氮、总磷等； 100目筛：元素分析。,先取12kg，混匀 分点混合样：每点采用四分法，均匀后再逐步按四分法舍取,（4） 土壤筛分,Quartering

25、 sample,建立严格的管理制度和岗位责任制，按照规定的方法和 程序工作，认真按要求做好各项记录。 风干土样存于阴凉、干燥、的样品库内；新鲜土壤样品， 放在玻璃瓶中，置于低于4的冰箱内存放，保存半个 月。,2 样品加工管理,3 样品保存,样品经风干、压碎、去石块和残根杂物 粉碎过筛，收集于聚乙烯或硬质瓶中,1 酸分解法 称消解法，是测定土壤中重金属常选用的方法。常用混合 酸消解体系，必要时加入氧化剂或还原剂加速消解反应。,2. 碱熔分解法,将土壤样品与碱混合，在高温下熔融，使样品分解 步骤：,称样坩埚,加碱马福炉加热,冷却,烧杯,加酸 溶解,过滤,滤液待用,3 高压釜密闭分解法 将用水润湿、

26、加入混合酸并摇匀的土样放入密封的聚 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。 高压反应釜由反应容器、搅拌器及传动系统、冷却装 置、安全装置、加热炉等组成。 4 微波炉加热分解法 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。,包括土壤样品预处理方法和分析测定方法。 分析测定常用原子吸收分光光度法、分光光度法、原 子荧光法、气相色谱法、电化学分析法及化学分析法等。 选择分析方法的原则： 第一，标准方法； 第二，权威部门规定或推荐的方法; 第三，自选等效方法。,（六） 土壤污染物的测定,1 含水量,风干样，磨碎、过筛，通过1m

27、m筛孔的土样用 0.001g的天平称取，置于恒重的铝盒中；新鲜 土样，用0.01g的天平称取，样品在105 烘干 至恒重、称重、计算。,含水率（%） 风干土样 烘干土样 100 烘干土样,测定要点：称取通过1 mm孔径筛的土样10 g于烧杯中， 加无二氧化碳蒸馏水25 mL，轻轻摇动后用电磁搅拌器搅 拌1 min，使水和土充分混合均匀，放置30 min，用pH计 测量上部浑浊液的pH值。 土粒的粗细及水、土比例均对pH值有影响。一般酸性土 壤的水土比保持5111；碱性土壤水土比以11或 2.51为宜，水土比增加，测得pH值偏高。,2pH值：玻璃电极法,3可溶性盐分,土壤中可溶性盐分也会影响到作

28、物生长； 用一定量的水从一定量土壤中经一定时间浸提出来的水溶 性盐分； 测定方法有重量法、比重计法、电导法、阴阳离子总和计 算法等。,注意：水土比例大小和振荡提取时间影响土壤可溶性 盐分的提取。此外，抽滤时尽可能快速，以减少空气中二 氧化碳的影响。, 土壤中金属化合物的测定方法与水和废水监测中金属化 合物的测定方法基本相同，仅在预处理方法和测量条件方面 有差异。测定程序一般为：,广泛使用气相色谱法。,色谱法测定（ECD检测器）,土样中有机物萃取 （ 1） 方法原理,用丙酮-石油醚提取土壤样品中的六六六和滴滴涕，经硫酸净化处理后， 用带电子捕获检测器的气相色谱仪测定。根据色谱峰进行两种物质异 构体的定性分析；根据峰高(或峰面积)进行各组分的定量分析。,六六六和滴滴涕,（2）仪器及条件, 主要仪器是:带电子捕获检测器的气相色谱仪；全玻璃进 样器；长1.82.0m，内径23mm螺旋状硬质玻璃填充 柱。 色谱条件：固定液：1.5%OV-17(甲基硅酮) +1.95%QF- 1(氟代烷基硅氧烷聚合物)；80100目