《环境监测》土壤环境质量监测方案设计.doc
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土壤环境质量监测方案
一、监测目的
1、土壤质量现状监测
监测土壤质量标准要求测定的项目,判断土壤是否被污染及污染水平,并预测其发展变化趋势。
2、土壤污染事故监测
调查分析主要污染物,确定污染来源、范围、程度(一般指突发和大量污染为主)。
3、污染物土地处理的动态监测
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。
二、资料收集
1、自然环境
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。
2、社会环境
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。
3、历史情况
三、监测项目:
根据监测目的与相关标准
背景值:
测定土壤中各种元素的含量;
污染事故监测:
可能造成土壤污染的项目;
土壤质量监测:
影响自然生态、植物正常生长、人体健康项目
《农田土壤环境质量监测技术》:
规定必测(11项)、选择必测、选择项目----考试时必须写出是根据《农田土壤环境质量监测技术》
四、采样点的布设:
不均匀性,多点布设
布设原则
1、合理划分采样单元,监测面积较大,需要划分若干个采样单元,在不污染影响的地方选
2、择对照采样单元,同单元的差别尽量缩小。
对于土壤污染监测;坚持哪里有污染在哪里布点,优先布设污染严重,影响农业生产活动的地方。
3、采样点不能设在田边、沟边、路边、堆肥周边及水土流失严重或表层土被破坏处
覆盖不同土壤类型:
1、大气污染型:
布点以污染源为中心,考虑当地风向、风速及污染强度等因素
2、污灌型:
水流的路径和距离、时间
3、化肥、农药引起:
特点是分布比较均匀广泛
对于污染较重—布点较密土壤污染发生原因,对于非污染区、同类土壤中布设一或几个对照采样单元
采样点的布设:
全面,依污染情况和监测目的而定(采样点的数量可以不写)
采样点布设方法
1、对角线布点法:
适用范围:
面积小、地势平坦、污水灌溉。
布点法;田块的进水口向对角引一直线,将对角线划为若干等分(一般3-5等分),等分点采样
2、梅花形布点法:
适用范围面积较小、地势平坦、土壤物质和污染程度较均匀。
中心点设在两对角线相交处。
采样点:
5-10
3、棋盘式布点法:
适用范围中等面积、地势平坦、地形完整开阔、土壤较不均匀。
采样点>10,也适合于固体废物污染,采样点>20。
4、蛇形布点法:
面积较大、地形不平坦、土壤不均匀。
布点法:
布设采样点数目较多。
5、放射状布点法,适合于大气污染型土壤。
6、网格布点法:
地形平缓。
采样点:
交叉点或方格中心布点,适用农药污染、背景值
五、监测方法(包括预处理和分析测定两部分)
土壤样品的采集
(一)土壤样品的类型、采样深度及采样量
1、混合样品
如果只是一般了解土壤污染状况,对种植一般农作物的耕地,只需采集0~20cm耕作层土壤,对于种植果林类农作物的耕地,采集0~60cm耕作层土壤。
将在一个采样单元内各采样分点采集的土样混合均匀制成混合样,组成混合样的分点数通常为5~20个。
混合样量往往较大,需要用四分法弃取,最后留下1~2kg,装入样品袋。
2、剖面样品:
(污灌超过一年需采剖面样品)同层混合,1kg
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0~20、50~65、80~100cm。
在山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。
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。
注意采样深度和取样量一致
3、采样时间与频率
了解土壤污染状况:
随时采集掌握作物受污染状况:
依季节变化或作物收获期采集。
《农田土壤环境监测技术规范》:
一般土壤在农作物收获期采样监测,必测项目一年一次,其他项目每3~5年测一次。
4、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、采样深度等做详细记录;
(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。
(4)用于重金属项目分析的土样,尽量采用竹器采样,或将和金属采样器接触部分弃去。
六、土壤样品加工与管理
样品加工处理(会考风干,要把加工程序写出来)
目的:
除去非土部分,满足分析要求、利于保存、代表性
测定不稳定的项目用新鲜土样(如游离挥发酚、NH3-N、NO3--N、Fe2+);
测定多数稳定项目用风干土样。
程序是:
风干磨碎过筛混合分装
风干:
在风干室将潮湿土样倒在白色搪瓷盘内或塑料膜上,摊成约2cm厚的薄层,用玻璃棒间断地压碎、翻动,使其均匀风干。
在风干过程中,拣出碎石、沙砾及植物残体等杂质。
土样管理
1、严格制度保障
2、土壤保存
A.一般土壤样品需保存半年至一年。
B.避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。
C.玻璃材质容器,聚乙烯塑料容器
D.低温保存:
低于4℃的冰箱存放,测定挥发性和不稳定组分的新鲜土样
七.土壤样品的预处理和测定方法(要写出定性与定量)
预处理:
需要处理成液体状态和将欲测组分转变为适合测定方法要求的形态、浓度,以及消除共存组分的干扰。
土壤样品的预处理方法主要有分解法和提取法;前者用于元素的测定,后者用于有机污染物和不稳定组分的测定。
1、土壤样品分解方法有:
酸分解法(考试大题)、碱熔分解法(选择)、高压釜分解法(选择)、微波炉分解法(选择)等。
a.酸分解法:
用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸(HCl-HNO3-HF-HClO4)分解土壤样品。
作用:
①破坏、除去土壤中的有机物;②溶解固体物质;③将各种形态的金属变为同一种可测态。
b.碱熔分解法:
高温熔融,熔剂有Na2CO3、K2CO3、NaOH、Na2O2等。
特点:
分解样品完全,不产生大量酸性蒸汽
缺点:
试剂用量大,引进污染物、重金属挥发损失
c.高压釜密闭分解法:
优点:
低温(<180℃)密闭,用酸量少,易挥发元素损失小,可批量分解
缺点:
分解完全?
试样量少(<1.0g),爆炸
d.微波加热分解:
优点:
热效率高、加速分解
2、土壤样品提取:
有机物、受热不稳定物、组分形态分析需要采用提取方法
A.有机污染物:
振荡提取、索氏提取
B.易溶无机污染物、有效态:
酸或水浸取
3、净化和浓缩
净化:
层析、蒸馏
浓缩:
K-D浓缩、蒸发
氰化物、硫化物:
蒸馏-碱溶液吸收法
土壤监测常用方法
1、重量法:
测土壤水分(样品在105℃烘干、称重、计算。
)
水分(分析基)%=〔(m1-m2)/(m1-m0)〕×100
水分(烘干基)%=〔(m1-m2)/(m2-m0)〕×100
2、玻璃电极法:
PH测定要点:
称取通过1mm孔径筛的土样10g于烧杯中,加无二氧化碳蒸馏水25mL,轻轻摇动后用电磁搅拌器搅拌1min,使水和土充分混合均匀,放置30min,测量上部浑浊液的pH值。
影响因素:
土粒的粗细;水、土比例。
酸性土壤的水土比保持5∶1~1∶1。
碱性土壤水土比以1∶1或2.5∶1为宜,水土比增加,测得pH值偏高。
风干土壤>潮湿土壤
3、可溶性盐分:
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。
4、金属化合物
预处理方法和测量条件差异
铅、镉:
石墨炉原子吸收法
铜、锌、总铬、镍:
火焰原子吸收法
总汞、总砷
定性:
原子外电子的能级是不连续的,即能量只能处于某些特定的值,所以这些电子只能吸收某些特定频率(或波长)的光波。
定量:
外标法定量,测峰面积或峰高。
5、有机化合物测定
A.六六六和滴滴涕:
气相色谱法
提取:
丙酮-石油醚硫酸净化处理ECD测定
定性分析:
色谱峰进行两种物质异构体的;
定量分析:
峰高(或峰面积)
B.苯并(a)芘的测定
测定方法:
紫外分光光度法:
适于苯并(a)芘含量>5μg/kg的土壤
荧光分光光度法:
苯并(a)芘含量<5μg/kg
高效液相色谱法的要点:
1土壤样品于索氏提器内用环己烷提取苯并(a)芘;2提取液注入高效液相色谱仪测定。
紫外分光光度法测定苯并(a)芘程序:
紫外分光光度法:
适于苯并(a)芘含量>5μg/kg的土壤.定量385nm,定性365、385、403nm
六、质量控制
七、农田土壤环境质量评价