001 土壤样品采集作业指导书.docx

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001土壤样品采集作业指导书

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作业指导书

土壤样品采集

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1编制依据

本方法依据《土壤环境监测技术规范》HJ/T166-2004编制。

2适用范围

本方法适用于土壤和沉积物样品的采集。

3采样器具准备

工具类：

军工铲、自制圆状取土钻、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、照相机、胶卷、卷尺、铝盒、样品袋、样品箱等。

文具类：

样品标签、采样记录表、铅笔、资料夹等。

安全防护用品：

工作服、工作鞋、安全帽、药品箱等。

4城市土壤采样

城市土壤是城市生态的重要组成部分，虽然城市土壤不用于农业生产，但其环境质量对城市生态系统影响极大。

城区内大部分土壤被道路和建筑物覆盖，只有小部分土壤栽植草木，本规范中城市土壤主要是指后者，由于其复杂性分两层采样，上层（0～30cm）可能是回填土或受人为影响大的部分，另一层（30～60cm）为人为影响相对较小部分。

两层分别取样监测。

城市土壤监测点以网距2000m的网格布设为主，功能区布点为辅，每个网格设一个采样点。

对于专项研究和调查的采样点可适当加密。

5农田土壤采样

5.2.1监测单元

土壤环境监测单元按土壤主要接纳污染物途径可划分为：

大气污染型土壤监测单元；

灌溉水污染监测单元；

固体废物堆污染型土壤监测单元；

农用固体废物污染型土壤监测单元；

农用化学物质污染型土壤监测单元；

综合污染型土壤监测单元（污染物主要来自上述两种以上途径）。

监测单元划分要参考土壤类型、农作物种类、耕作制度、商品生产基地、保护区类型、行政区划等要素的差异，同一单元的差别应尽可能地缩小。

5.2.2布点

根据调查目的、调查精度和调查区域环境状况等因素确定监测单元。

部门专项农业产品生产土壤环境监测布点按其专项监测要求进行。

大气污染型土壤监测单元和固体废物堆污染型土壤监测单元以污染源为中心放射状布点，在主导风向和地表水的径流方向适当增加采样点（离污染源的距离远于其它点）；灌溉水污染监测单元、农用固体废物污染型土壤监测单元和农用化学物质污染型土壤监测单元采用均匀布点；灌溉水污染监测单元采用按水流方向带状布点，采样点自纳污口起由密渐疏；综合污染型土壤监测单元布点采用综合放射状、均匀、带状布点法。

5.2.3样品采集

5.2.3.1剖面样

特定的调查研究监测需了解污染物在土壤中的垂直分布时采集土壤剖面样。

5.2.3.2混合样

一般农田土壤环境监测采集耕作层土样，种植一般农作物采0～20cm，种植果林类农作物采0～60cm。

为了保证样品的代表性，减低监测费用，采取采集混合样的方案。

每个土壤单元设3～7个采样区，单个采样区可以是自然分割的一个田块，也可以由多个田块所构成，其范围以200m×200m左右为宜。

每个采样区的样品为农田土壤混合样。

混合样的采集主要有四种方法：

（1）对角线法：

适用于污灌农田土壤，对角线分5等份，以等分点为采样分点；

（2）梅花点法：

适用于面积较小，地势平坦，土壤组成和受污染程度相对比较均匀的地块，设分点5个左右；

（3）棋盘式法：

适宜中等面积、地势平坦、土壤不够均匀的地块，设分点10个左右；受污泥、垃圾等固体废物污染的土壤，分点应在20个以上；

（4）蛇形法：

适宜于面积较大、土壤不够均匀且地势不平坦的地块，设分点15个左右，多用于农业污染型土壤。

各分点混匀后用四分法取1kg土样装入样品袋，多余部分弃去。

图1混合土壤采样点布设示意图

6建设项目土壤环境评价监测采样

每100公顷占地不少于5个且总数不少于5个采样点，其中小型建设项目设1个柱状样采样点,大中型建设项目不少于3个柱状样采样点,特大性建设项目或对土壤环境影响敏感的建设项目不少于5个柱状样采样点。

6.1非机械干扰土

如果建设工程或生产没有翻动土层,表层土受污染的可能性最大，但不排除对中下层土壤的影响。

生产或者将要生产导致的污染物，以工艺烟雾（尘）、污水、固体废物等形式污染周围土壤环境，采样点以污染源为中心放射状布设为主，在主导风向和地表水的径流方向适当增加采样点（离污染源的距离远于其它点）；以水污染型为主的土壤按水流方向带状布点，采样点自纳污口起由密渐疏；综合污染型土壤监测布点采用综合放射状、均匀、带状布点法。

此类监测不采混合样，混合样虽然能降低监测费用，但损失了污染物空间分布的信息，不利于掌握工程及生产对土壤影响状况。

表层土样采集深度0～20cm；每个柱状样取样深度都为100cm，分取三个土样：

表层样（0～20cm），中层样（20～60cm），深层样（60～100cm）。

6.2机械干扰土

由于建设工程或生产中，土层受到翻动影响,污染物在土壤纵向分布不同于非机械干扰土。

各点取1kg装入样品袋，采样总深度由实际情况而定，一般同剖面样的采样深度，确定采样深度。

6.3随机深度采样

本方法适合土壤污染物水平方向变化不大的土壤监测单元，采样深度由下列公式计算：

深度=剖面土壤总深×RN

式中RN=0～1之间的随机数。

RN由随机数骰子法产生，GB10111推荐的随机数骰子是由均匀材料制成的正20面体，在20个面上，0～9各数字都出现两次，使用时根据需产生的随机数的位数选取相应的骰子数，并规定好每种颜色的骰子各代表的位数。

对于本规范用一个骰子，其出现的数字除以10即为RN，当骰子出现的数为0时规定此时的RN为1。

示例：

土壤剖面深度（H）1.2m，用一个骰子决定随机数。

若第一次掷骰子得随机数（n1）6，则

RN1=（n1）/10=0.6

采样深度（H1）=H*RN1=1.2×0.6=0.72（m）

即第一个点的采样深度离地面0.72m；

若第二次掷骰子得随机数（n2）3，则

RN2=（n2）/10=0.3

采样深度（H2）=H*RN2=1.2×0.3=0.36（m）

即第二个点的采样深度离地面0.36m；

若第三次掷骰子得随机数（n3）8，同理可得第三个点的采样深度离地面0.96m；

若第四次掷骰子得随机数（n4）0，则

RN4=1（规定当随机数为0时RN取1）

采样深度（H4）=H*RN4=1.2×1=1.2（m）

即第四个点的采样深度离地面1.2m；

以此类推，直至决定所有点采样深度为止。

6.4分层随机深度采样

本采样方法适合绝大多数的土壤采样，土壤纵向（深度）分成三层，每层采一样品，每层的采样深度由下列公式计算：

深度=每层土壤深×RN

式中RN=0～1之间的随机数，取值方法同6.3.2.1中的RN取值。

1.6规定深度采样

本采样适合预采样（为初步了解土壤污染随深度的变化，制定土壤采样方案）和挥发性有机物的监测采样，表层多采，中下层等间距采样。

图2机械干扰土采样方式示意图

7森林土壤剖面分析样品的采集

森林土壤样品的采集方法根据分析目的不同，在森林土壤资源调查、适地适树的调查规划等工作中需要分析土壤基本理化性质，因此必须按土壤剖面发生层

次采样。

采样方法是：

在选择好挖掘土壤剖面的位置后，先挖一个1.0m*1.5m（或1.0m*2.0m）的长方形土坑，长方形较窄的向阳一面作为观察面，观察面的植被不容破坏，挖出的土壤应顺序放在土坑两侧，以便按原来层次填土，土坑的深度根据具体情况确定，一般要求达到母质或地下水即可，大多在1.0~1.5m之间，然后根据土壤剖面的颜色、结构、质地、坚实度、湿度，植物根系分布等自上而下逐层采集布袋装的土壤分析样品和纸盒标本，一般采样时只在各发生层次的中部采集，而不是在整个发生层都采，这样可克服层次间的过渡现象，从而增加样品的典型性或代表性，随后将样品的典型性或代表性，随后将采集的样品放入布袋和纸盒内，布袋装土壤分析样品，一般采集1kg左右吗，在布袋内外均应附上土壤标签，些明剖面号数，采集地点、土层深度、采样深度、土壤名称、采集人和采样日期。

如果土壤样品还很潮湿，则需敞开袋口，直达土壤样品风干，再进行包装托运到实验室。

7.1森林土壤生态系统研究中定位研究样品的采集

森林土壤季节性变化定位研究样品的采集：

为了研究森林土壤生态系统的结构与功能及提高森林土壤生产力，必须选择有代表性的森林类型和代表性的森林土壤类型进行定位观测森林土壤的季节性动态变化。

这些观测需要与森林植物，森林水文气象等的观测参数联系起来。

在研究土壤水分、养分、温度在森林土壤剖面中的分布和变动时，不必按土壤发生层次进行采样，而是只有要求从地表每10cm或20cm采集一个样品，森林土壤含水量样品的采集可按没10cm采集一个样品，一般采到100cm左右，可用土钻（湿润的疏松土壤）或土铲（含石砾或干燥、坚韧的土壤）取样，重复3~10次，然后将样品集中起来，混合均匀放入铝盒（Ø50mm*40mm）内。

森林土壤物理性质和水分-物理样品的采集，可直接用环刀（Ø100mm*63.7mm-用于含石砾较多的土壤，Ø70mm*52mm-用于含石砾的土壤）

在各个土层中部采取原状土。

森林土壤水稳定性团聚体结构样品的采集要保留原装土壤，采集时将其放入铝盒（Ø100mm*50mm）中，使其不受挤压、变形。

森林土壤温度用插入式温度计或地温计测定。

森林土壤养分及可容性物质样品的采集可按每20cm采集一个样品，一般采到40cm（主要根系分布层）左右，对主要根系分布较深的土壤可适当增加采样深度，采取土壤养分可溶性物质样品可用土钻重复3~10次，然后将样品集中起来，混合均匀放入铝盒（80mm*40mm）内，带回实验室用湿土进行测定。

测定森林土壤水质时，径流水在径流采集（并记录流水量），渗滤水用渗滤水采集器采集（并记录渗滤水量），河水、雨水、地下水直接用水样采集瓶（并记录月降水量及月流速、流量），水样的采集量为2kg左右。

森林土壤枯枝落叶层贮量测定器（31.623cm*31.623cm=0.1㎡）测定，同时分一部分枯枝落叶层样品装入铝盒内测定计算枯枝落叶层贮量的水分换算系数，并采集枯枝落叶层分析样品1kg左右，作为室内分析灰分元素用。

枯枝落叶层年分解率的测定可用软塑料窗沙袋（18cm*18cm），用弹簧秤直径在野外测定，同时采集一部分被测定的枯枝落叶层样品装入铝盒内测定换算枯枝落叶层年分解率的水分换算系数。

年森林凋落物量用凋落物收集箱（100cm*100cm）采集。

森林土壤根量（＞1mm、＜1mm）用挖坑道（50cm*50cm）的方法进行采集。

森林土壤微生物样品用消过毒的广口瓶（加消毒棉塞）采集，采回后立即进行培养鉴定。

在森林土壤中栖息的小动物样品用挖坑道的方法分土层进行采集。

森林土壤呼吸及森林土壤空气中二氧化碳含量的测定直接在野外分析叶片中淋洗出来的可溶性有机化合物样品，一般在植物生长旺盛季节采集植物叶片或土壤进行测定。

7.2森林土壤试剂变化定位研究样品的采集

研究森林土壤世纪变化主要是为了阐明在一定长的时期内土壤剖面性质所发生的总的质的变化和森林土壤发育阶段。

森林土壤世纪变化主要反映在森林土壤水热状况类型的形成，森林土壤内有机化合物和无机化合物的含量及再分配上。

因此，研究森林土壤世纪变化的样品，必须选择代表性地点、代表性土壤挖掘土

壤剖面，按土壤发生层次自下而上采集土壤分析样品盒土壤纸盒标本，典型土壤还要采集土壤整段标本。

7.3森林土壤物理性质原状态样品的采集

森林土壤水分-物理性质及部分土壤物理性质的测定，须采取原状样品。

如测定土壤密度（土壤容重）、孔隙度和持水量等物理性质和水分-物理性质，其样品可直接用环刀在各土层中取样。

对于研究土壤结构性的样品，采样时需注意土壤湿度，不宜过干或过湿，最好在不粘铲的情况下采取。

对于研究土壤结构性的样品，采样时需注意土壤湿度，不宜过干或过湿，最好在不粘铲的情况下采取。

此外，在采样过程中，须保持土块不受挤压，不使样品变形，并须剥去土块外面直接与土铲接触而变形的部分，保留原状土样，然后将样品置于铝盒（Ø100mm*50mm）中保存，带回室内进行处理。

7.4苗圃与种子园、树林园土壤样品的采集

为研究苗木与种子园、树林园林木在生长期内土壤根层供求情况、合理施肥技术、营养丰缺诊断等问题，在采取土壤样品时一般不需挖土坑，只需要采取主要根系分布层的土壤（一般在10~50cm深度土层中采集），对根系分布较深的土壤（种子园、树林园土壤），可适当增加采样深度。

为了正确反映土壤养分动态和植物生长之间的关系，可根据实验区的面积、地形等来确定采样点的多少，通常在地形平坦的地方测定土壤肥力时，每20hm2采11个土样（每个土样由5个土孔混合起来），大约每2hm2采1个由5点样混合起来的土壤样品，可采用蛇

形取样法进行采样。

采样方法是在确定的采样点上，用小土钻（湿润、不含石砾且疏松的土壤）采取混合样品，或用小土铲（干燥、含石砾而坚硬的土壤）斜向下切取一片片的上下厚度相同的土壤样品，然后将样品集中起来混合均匀。

单株森林植物下的土壤采样方法，因为森林植被根系分布的容积系环绕植株基部，大体呈一半球形，因此采集单株植物下土壤分析样品时，采取的范围可以局限在根系分布容积的中心部分。

7.5森林土壤整段剖面标本的采集

森林土壤整段剖面标本对教学和研究工作都很有价值，它的采集可以在采取土壤剖面分析样品的同一土坑中进行。

为了减轻质量和少占陈列空间，整段标本应当稍薄一些，但为了要显露许多土壤类型的自然结构，整段标本的厚度至少2～3cm，剖面深约1m，因此整段剖面标本的木箱内部大小应为（20×100×5）cm3。

采取土壤整段剖面标本的方法，因土壤石砾含量、土壤质地和坚实度的不同而应有一些改变，一般采集方法如下：

直接用土壤整段标本木箱采集：

将土壤剖面采集面宽30～10cm的土壤修成平面，把土壤整段标本木箱的正、背面模板取下，慢慢将整段标本木箱压入土坑壁中，知道箱框盛满原状土壤为止，吧木箱内土壤剖面修平后，即将框子的背板用螺丝钉拧上。

然后垂直方向切下整段标本木箱，将土壤表面修平，用螺丝钉将正面板拧上，写上采集地点、剖面编号、土壤名称、采样人和采样日期等，即可运回土壤标本室。

应用粘结剂处理采集土壤整段薄层剖面标本：

用粘结剂处理采集的土壤整段薄层剖面标本可以永久薄层天然而潮湿的外观。

使用的粘结剂为两张试剂混合而成，溶液A：

12%的乙烯基树脂，溶于丙酮中；溶液B：

12%的乙烯基树脂，溶于甲基异丁丙酮中。

所用的乙烯基树脂系乙酸乙烯酯和乙烯基氯的共聚物，粉状。

两种溶液在临使用前按一定比例混合（对多数土壤来说，三分之二溶液A和三分之一溶液B的混合溶液是比较合适的，然而对于粘土，溶液B的比例最好提高一些）。

采集时，首先将土壤剖面的采集面干燥到含水量最低限度，然后取1～2L乙烯基树脂混合溶液涂在20cm×100cm的土壤面积上，取40cm×130cm的纱布一块铺压在已处理好的土壤表面上，再加一些溶液将纱布弄湿，一

般（特别是砂砾土）需要一块23cm×105cm的模板挡住剖面，同时将纱布两端松散部分附牢在木板上，以防在取出整段薄层剖面标本时土层陷落，在溶剂已经晾干（30min）左右、粘结剂已经变硬（24h左右）以后，将整段薄层剖面标本框子压入涂过粘结剂和蒙有纱布的土壤中，然后将土壤整段薄层剖面标本取出（在剖面粘牢在板子上以前，将过多的纱布按剖面大小剪齐）。

假如剖面某些部分显得有反光，则用刷子沾一些纯异丁基丙酮，轻轻的刷拭表面。

光亮即可除去。

如果在整段剖面标本表面涂上一层硝酸纤维，则可以更好地模拟自然润湿状态和色泽。