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  • 土壤環境監測技術規范
     

       本規范適用于全國區域土壤背景、農田土壤環境、建設項目土壤環境評價、土壤污染事故等類型的監測。

    根據該土壤檢測技術規范的要求可大致歸納出土壤環境監測所要具備的要點:采樣準備——布點與樣品數容量——樣品采集——樣品流轉——樣品制備——樣品保存——土壤分析測定——分析記錄與監測報告——土壤環境質量評價——質量保證和質量控制。

    1采樣準備

    1.1組織準備

    由具有野外調查經驗且掌握土壤采樣技術規程的專業技術人員組成采樣組,采樣前組織學

    習有關技術文件,了解監測技術規范。

    1.2資料收集

    收集包括監測區域的交通圖、土壤圖、地質圖、大比例尺地形圖等資料,供制作采樣工作

    圖和標注采樣點位用。

    收集包括監測區域土類、成土母質等土壤信息資料。

    收集工程建設或生產過程對土壤造成影響的環境研究資料。

    收集造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、穩定性以及如何消除等資料。

    收集土壤歷史資料和相應的法律(法規)。

    收集監測區域工農業生產及排污、污灌、化肥農藥施用情況資料。

    收集監測區域氣候資料(溫度、降水量和蒸發量)、水文資料。

    收集監測區域遙感與土壤利用及其演變過程方面的資料等。

    1.3現場調查

    現場踏勘,將調查得到的信息進行整理和利用,豐富采樣工作圖的內容。

    1.4采樣器具準備

    1.1.1工具類:鐵鍬、鐵鏟、圓狀取土鉆、螺旋取土鉆、竹片以及適合特殊采樣要求的工具等。

    1.1.2器材類:GPS、羅盤、照相機、膠卷、卷尺、鋁盒、樣品袋、樣品箱等。

    1.1.3文具類:樣品標簽、采樣記錄表、鉛筆、資料夾等。

    1.1.4安全防護用品:工作服、工作鞋、安全帽、藥品箱等。

    1.1.5采樣用車輛

    1.5監測項目與頻次

    監測項目分常規項目、特定項目和選測項目;監測頻次與其相應。

    常規項目:原則上為GB 15618《土壤環境質量標準》中所要求控制的污染物。

    特定項目:GB 15618《土壤環境質量標準》中未要求控制的污染物,但根據當地環境污染

    狀況,確認在土壤中積累較多、對環境危害較大、影響范圍廣、毒性較強的污染物,或者污染事故對土壤環境造成嚴重不良影響的物質,具體項目由各地自行確定。

    選測項目:一般包括新納入的在土壤中積累較少的污染物、由于環境污染導致土壤性狀發

    生改變的土壤性狀指標以及生態環境指標等,由各地自行選擇測定。

    2布點與樣品數容量

    2.1“隨機”和“等量”原則

    樣品是由總體中隨機采集的一些個體所組成,個體之間存在變異,因此樣品與總體之間,既存在同質的“親緣”關系,樣品可作為總體的代表,但同時也存在著一定程度的異質性的,差異愈小,樣品的代表性愈好;反之亦然。為了達到采集的監測樣品具有好的代表性,必須避免一切主觀因素,使組成總體的個體有同樣的機會被選入樣品,即組成樣品的個體應當是隨機地取自總體。另一方面,在一組需要相互之間進行比較的樣品應當有同樣的個體組成,否則樣本大的個體所組成的樣品,其代表性會大于樣本少的個體組成的樣品。所以“隨機”和“等量”是決定樣品具有同等代表性的重要條件。

    2.2布點方法

    2.2.1簡單隨機

    將監測單元分成網格,每個網格編上號碼,決定采樣點樣品數后,隨機抽取規定的樣品數

    的樣品,其樣本號碼對應的網格號,即為采樣點。隨機數的獲得可以利用擲骰子、抽簽、查隨機數表的方法。關于隨機數骰子的使用方法可見GB10111《利用隨機數骰子進行隨機抽樣的辦法》。簡單隨機布點是一種完全不帶主觀限制條件的布點方法。

    5.2.2分塊隨機

    根據收集的資料,如果監測區域內的土壤有明顯的幾種類型,則可將區域分成幾塊,每塊

    內污染物較均勻,塊間的差異較明顯。將每塊作為一個監測單元,在每個監測單元內再隨機布點。在正確分塊的前提下,分塊布點的代表性比簡單隨機布點好,如果分塊不正確,分布點的效果可能會適得其反。

    2.2.3系統隨機

    將監測區域分成面積相等的幾部分(網格劃分),每網格內布設一采樣點,這種布點稱為系

    統隨機布點。如果區域內土壤污染物含量變化較大,系統隨機布點比簡單隨機布點所采樣品的代表性要好。

    2.3基礎樣品數量

    2.3.1由均方差和絕對偏差計算樣品數

    用下列公式可計算所需的樣品數:

    N=t2s2/D2

    式中:N為樣品數;

    t為選定置信水平(土壤環境監測一般選定為95%)一定自由度下的t值(附錄A);

    s2為均方差,可從先前的其它研究或者從極差Rs2=R/42)估計;

    D為可接受的絕對偏差。

    示例:

    某地土壤多氯聯苯(PCB)的濃度范圍013mg/kg,若95%置信度時平均值與真值的絕對偏差為1.5 mg/kg,s3.25 mg/kg,初選自由度為10,則N=2.2323.252/1.52=23

    因為23比初選的10大得多,重新選擇自由度查t值計算得:N=2.06923.252/1.52=2020個土壤樣品數較大,原因是其土壤PCB含量分布不均勻(013 mg/kg),要降低采樣的樣品數,就得犧牲監測結果的置信度(如從95%降低到90%),或放寬監測結果的置信距(如從1.5 mg/kg增加到2.0 mg/kg)。5.3.2由變異系數和相對偏差計算樣品數N=t2s2/D2

    可變為:N=t2CV2/m2式中:N為樣品數;

    t為選定置信水平(土壤環境監測一般選定為95%)一定自由度下的t值(附錄A);CV為變異系數(%),可從先前的其它研究資料中估計;m為可接受的相對偏差(%),土壤環境監測一般限定為20%30%。沒有歷史資料的地區、土壤變異程度不太大的地區,一般CV可用10%30%粗略估計,有效磷和有效鉀變異系數CV可取50%。

    2.4布點數量

    土壤監測的布點數量要滿足樣本容量的基本要求,即上述由均方差和絕對偏差、變異系數

    和相對偏差計算樣品數是樣品數的下限數值,實際工作中土壤布點數量還要根據調查目的、調查精度和調查區域環境狀況等因素確定。

    一般要求每個監測單元最少設3個點。

    區域土壤環境調查按調查的精度不同可從2.5km、5km、10km、20km、40km中選擇網距網格

    布點,區域內的網格結點數即為土壤采樣點數量。

    農田采集混合樣的樣點數量見“6.2.2.2混合樣采集”。

    建設項目采樣點數量見“6.3建設項目土壤環境評價監測采樣”。

    城市土壤采樣點數量見“6.4城市土壤采樣”。

    土壤污染事故采樣點數量見“6.5污染事故監測土壤采樣”。

    3樣品采集

    樣品采集一般按三個階段進行:

    前期采樣:根據背景資料與現場考察結果,采集一定數量的樣品分析測定,用于初步驗證

    污染物空間分異性和判斷土壤污染程度,為制定監測方案(選擇布點方式和確定監測項目及樣品數量)提供依據,前期采樣可與現場調查同時進行。

    正式采樣:按照監測方案,實施現場采樣。

    補充采樣:正式采樣測試后,發現布設的樣點沒有滿足總體設計需要,則要進行增設采樣

    點補充采樣。

    面積較小的土壤污染調查和突發性土壤污染事故調查可直接采樣。

    3.1區域環境背景土壤采樣

    3.1.1采樣單元

    采樣單元的劃分,全國土壤環境背景值監測一般以土類為主,省、自治區、直轄市級的

    壤環境背景值監測以土類和成土母質母巖類型為主,省級以下或條件許可或特別工作需要的

    壤環境背景值監測可劃分到亞類或土屬。

    3.1.2樣品數量

    各采樣單元中的樣品數量應符合“5.3基礎樣品數量”要求。

    3.1.3網格布點

    網格間距L按下式計算:

    L=A/N1/2

    式中:L為網格間距;

    A為采樣單元面積;

    N為采樣點數(同“5.3樣品數量”)。

    AL的量綱要相匹配,如A的單位是km2

    L的單位就為km。根據實際情況可適當減

    網格間距,適當調整網格的起始經緯度,避開過多網格落在道路或河流上,使樣品更具代表

    3.1.4野外選點

    首先采樣點的自然景觀應符合土壤環境背景值研究的要求。采樣點選在被采土壤類型特

    明顯的地方,地形相對平坦、穩定、植被良好的地點;坡腳、洼地等具有從屬景觀特征的地

    不設采樣點;城鎮、住宅、道路、溝渠、糞坑、墳墓附近等處人為干擾大,失去土壤的代表

    不宜設采樣點,采樣點離鐵路、公路至少300m以上;采樣點以剖面發育完整、層次較清楚、

    侵入體為準,不在水土流失嚴重或表土被破壞處設采樣點;選擇不施或少施化肥、農藥的地

    作為采樣點,以使樣品點盡可能少受人為活動的影響;不在多種土類、多種母質母巖交錯分

    面積較小的邊緣地區布設采樣點。

    3.1.5采樣

    采樣點可采表層樣或土壤剖面。一般監測采集表層土,采樣深度020cm,特殊要求的

    測(土壤背景、環評、污染事故等)必要時選擇部分采樣點采集剖面樣品。剖面的規格一般

    1.5m,寬0.8m,深1.2m。挖掘土壤剖面要使觀察面向陽,表土和底土分兩側放置。

    一般每個剖面采集A、B、C三層土樣。地下水位較高時,剖面挖至地下水出露時為止;

    地丘陵土層較薄時,剖面挖至風化層。

    B層發育不完整(不發育)的山地土壤,只采A、C兩層;

    干旱地區剖面發育不完善的土壤,在表層520 cm、心土層50 cm、底土層100 cm左右

    樣。

    水稻土按照A耕作層、P犁底層、C母質層(或G潛育層、W潴育層)分層采樣(6-1P層太薄的剖面,只采A、C兩層(或A、G層或A、W層)。

    A層特別深厚,沉積層不甚發育,一米內見不到母質的土類剖面,按A520 cm、A/B

    6090 cm、B100200 cm采集土壤。草甸土和潮土一般在A520 cm、C1層(或B層)50 cm、C2100120 cm處采樣。

    采樣次序自下而上,先采剖面的底層樣品,再采中層樣品,最后采上層樣品。測量重金屬

    的樣品盡量用竹片或竹刀去除與金屬采樣器接觸的部分土壤,再用其取樣。

    剖面每層樣品采集1kg左右,裝入樣品袋,樣品袋一般由棉布縫制而成,如潮濕樣品可內

    襯塑料袋(供無機化合物測定)或將樣品置于玻璃瓶內(供有機化合物測定)。采樣的同時,由專人填寫樣品標簽、采樣記錄;標簽一式兩份,一份放入袋中,一份系在袋口,標簽上標采樣時間、地點、樣品編號、監測項目、采樣深度和經緯度。采樣結束,需逐項檢查采樣記錄、樣袋標簽和土壤樣品,如有缺項和錯誤,及時補齊更正。將底土和表土按原層回填到采樣坑中,方可離開現場,并在采樣示意圖上標出采樣地點,避免下次在相同處采集剖面樣。

    3.2農田土壤采樣

    3.2.1監測單元

    土壤環境監測單元按土壤主要接納污染物途徑可劃分為:

    (1)大氣污染型土壤監測單元;

    (2)灌溉水污染監測單元;

    (3)固體廢物堆污染型土壤監測單元;

    (4)農用固體廢物污染型土壤監測單元;

    (5)農用化學物質污染型土壤監測單元;

    (6)綜合污染型土壤監測單元(污染物主要來自上述兩種以上途徑)。

    監測單元劃分要參考土壤類型、農作物種類、耕作制度、商品生產基地、保護區類型、行

    政區劃等要素的差異,同一單元的差別應盡可能地縮小。

    3.2.2布點

    根據調查目的、調查精度和調查區域環境狀況等因素確定監測單元。部門專項農業產品生

    產土壤環境監測布點按其專項監測要求進行。

    大氣污染型土壤監測單元和固體廢物堆污染型土壤監測單元以污染源為中心放射狀布點,

    在主導風向和地表水的徑流方向適當增加采樣點(離污染源的距離遠于其它點);灌溉水污染監測單元、農用固體廢物污染型土壤監測單元和農用化學物質污染型土壤監測單元采用均勻布點;灌溉水污染監測單元采用按水流方向帶狀布點,采樣點自納污口起由密漸疏;綜合污染型土壤監測單元布點采用綜合放射狀、均勻、帶狀布點法。

    3.2.3樣品采集

    3.2.3.1剖面樣

    特定的調查研究監測需了解污染物在土壤中的垂直分布時采集土壤剖面樣,采樣方法同

    3.1.5。

    3.2.3.2混合樣

    一般農田土壤環境監測采集耕作層土樣,種植一般農作物采020cm,種植果林類農作物

    060cm。為了保證樣品的代表性,減低監測費用,采取采集混合樣的方案。每個土壤單元設37個采樣區,單個采樣區可以是自然分割的一個田塊,也可以由多個田塊所構成,其范以200m×200m左右為宜。每個采樣區的樣品為農田土壤混合樣;旌蠘拥牟杉饕兴姆N方法

    1)對角線法:適用于污灌農田土壤,對角線分5等份,以等分點為采樣分點;

    2)梅花點法:適用于面積較小,地勢平坦,土壤組成和受污染程度相對比較均勻的地塊

    設分點5個左右;

    3)棋盤式法:適宜中等面積、地勢平坦、土壤不夠均勻的地塊,設分點10個左右;受

    泥、垃圾等固體廢物污染的土壤,分點應在20個以上;

    4)蛇形法:適宜于面積較大、土壤不夠均勻且地勢不平坦的地塊,設分點15個左右,

    用于農業污染型土壤。各分點混勻后用四分法取1kg土樣裝入樣品袋,多余部分棄去。樣品標簽和采樣記錄等要求同6.1.5。

    3.3建設項目土壤環境評價監測采樣

    100公頃占地不少于5個且總數不少于5個采樣點,其中小型建設項目設1個柱狀樣采

    樣點,大中型建設項目不少于3個柱狀樣采樣點,特大性建設項目或對土壤環境影響敏感的建設項目不少于5個柱狀樣采樣點。

    3.3.1非機械干擾土

    如果建設工程或生產沒有翻動土層,表層土受污染的可能性最大,但不排除對中下層土壤

    影響。生產或者將要生產導致的污染物,以工藝煙霧(塵)、污水、固體廢物等形式污染周圍土壤環境,采樣點以污染源為中心放射狀布設為主,在主導風向和地表水的徑流方向適當增加采樣點(離污染源的距離遠于其它點);以水污染型為主的土壤按水流方向帶狀布點,采樣點自納污口起由密漸疏;綜合污染型土壤監測布點采用綜合放射狀、均勻、帶狀布點法。此類監測不采混合樣,混合樣雖然能降低監測費用,但損失了污染物空間分布的信息,不利于掌握工程及生產對土壤影響狀況。表層土樣采集深度020cm;每個柱狀樣取樣深度都為100cm,分取三個土樣:表層樣(020cm),中層樣(2060cm),深層樣(60100cm)。

    3.3.2機械干擾土

    由于建設工程或生產中,土層受到翻動影響,污染物在土壤縱向分布不同于非機械干擾土

    采樣點布設同6.3.1。各點取1kg裝入樣品袋,樣品標簽和采樣記錄等要求同6.1.5。采樣總

    度由實際情況而定,一般同剖面樣的采樣深度,確定采樣深度有3種方法可供參考。

    3.3.2.1隨機深度采樣

    本方法適合土壤污染物水平方向變化不大的土壤監測單元,采樣深度由下列公式計算:

    深度=剖面土壤總深×RN

    式中RN=01之間的隨機數。RN由隨機數骰子法產生,GB10111推薦的隨機數骰子是由均勻材料制成的正20面體,在20個面上,09各數字都出現兩次,使用時根據需產生的隨機數的數選取相應的骰子數,并規定好每種顏色的骰子各代表的位數。對于本規范用一個骰子,其出現的數字除以10即為RN,當骰子出現的數為0時規定此時的RN1。

    示例:

    土壤剖面深度(H1.2m,用一個骰子決定隨機數。

    若第一次擲骰子得隨機數(n16,則RN1=n1/10=0.6

    采樣深度(H1=H*RN1=1.2×0.6=0.72m)即第一個點的采樣深度離地面0.72m;若第二次擲骰子得隨機數(n23,則RN2=n2/10=0.3

    采樣深度(H2=H*RN2=1.2×0.3=0.36m)即第二個點的采樣深度離地面0.36m;

    若第三次擲骰子得隨機數(n38,同理可得第三個點的采樣深度離地面0.96m;

    若第四次擲骰子得隨機數(n40,則RN4=1(規定當隨機數為0RN1)采樣深度(H4=H*RN4=1.2×1=1.2m)即第四個點的采樣深度離地面1.2m;以此類推,直至決定所有點采樣深度為止。

    3.3.2.2分層隨機深度采樣

    本采樣方法適合絕大多數的土壤采樣,土壤縱向(深度)分成三層,每層采一樣品,每層

    的采樣深度由下列公式計算:

    深度=每層土壤深×RN式中RN=01之間的隨機數,取值方法同6.3.2.1中的RN取值。

    3.3.2.3規定深度采樣

    本采樣適合預采樣(為初步了解土壤污染隨深度的變化,制定土壤采樣方案)和揮發性有

    機物的監測采樣,表層多采,中下層等間距采樣。

    6.4城市土壤采樣

    城市土壤是城市生態的重要組成部分,雖然城市土壤不用于農業生產,但其環境質量對城

    市生態系統影響極大。城區內大部分土壤被道路和建筑物覆蓋,只有小部分土壤栽植草木,本規范中城市土壤主要是指后者,由于其復雜性分兩層采樣,上層(030 cm)可能是回填土或受人為影響大的部分,另一層(3060 cm)為人為影響相對較小部分。兩層分別取樣監測。城市土壤監測點以網距2000 m的網格布設為主,功能區布點為輔,每個網格設一個采樣點對于專項研究和調查的采樣點可適當加密。

    6.5污染事故監測土壤采樣

    污染事故不可預料,接到舉報后立即組織采樣,F場調查和觀察,取證土壤被污染時間,

    根據污染物及其對土壤的影響確定監測項目,尤其是污染事故的特征污染物是監測的重點。據污染物的顏色、印漬和氣味以及結合考慮地勢、風向等因素初步界定污染事故對土壤的污染范圍。如果是固體污染物拋灑污染型,等打掃后采集表層5 cm土樣,采樣點數不少于3個。如果是液體傾翻污染型,污染物向低洼處流動的同時向深度方向滲透并向兩側橫向方向擴散,每個點分層采樣,事故發生點樣品點較密,采樣深度較深,離事故發生點相對遠處樣品點較疏,采樣深度較淺。采樣點不少于5個。如果是爆炸污染型,以放射性同心圓方式布點,采樣點不少于5個,爆炸中心采分層樣,周圍采表層土(020 cm)。事故土壤監測要設定23個背景對照點,各點(層)取1kg土樣裝入樣品袋,有腐蝕性要測定揮發性化合物,改用廣口瓶裝樣。含易分解有機物的待測定樣品,采集后置于低溫(冰箱)中,直至運送、移交到分析室。

    4樣品流轉

    4.1裝運前核對

    在采樣現場樣品必須逐件與樣品登記表、樣品標簽和采樣記錄進行核對,核對無誤后分類

    裝箱。

    4.2運輸中防損

    運輸過程中嚴防樣品的損失、混淆和沾污。對光敏感的樣品應有避光外包裝。

    4.3樣品交接

    由專人將土壤樣品送到實驗室,送樣者和接樣者雙方同時清點核實樣品,并在樣品交接單

    上簽字確認,樣品交接單由雙方各存一份備查。

    5樣品制備

    5.1制樣工作室要求

    分設風干室和磨樣室。風干室朝南(嚴防陽光直射土樣),通風良好,整潔,無塵,無易揮

    發性化學物質。

    5.2制樣工具及容器

    風干用白色搪瓷盤及木盤;

    粗粉碎用木錘、木滾、木棒、有機玻璃棒、有機玻璃板、硬質木板、無色聚乙烯薄膜;

    磨樣用瑪瑙研磨機(球磨機)或瑪瑙研缽、白色瓷研缽;

    過篩用尼龍篩,規格為2100目;

    裝樣用具塞磨口玻璃瓶,具塞無色聚乙烯塑料瓶或特制牛皮紙袋,規格視量而定

    5.3制樣程序

    制樣者與樣品管理員同時核實清點,交接樣品,在樣品交接單上雙方簽字確認。

    5.3.1風干

    在風干室將土樣放置于風干盤中,攤成23 cm的薄層,適時地壓碎、翻動,揀出碎石、

    砂礫、植物殘體。

    5.3.2樣品粗磨

    在磨樣室將風干的樣品倒在有機玻璃板上,用木錘敲打,用木滾、木棒、有機玻璃棒再次

    壓碎,揀出雜質,混勻,并用四分法取壓碎樣,過孔徑0.25mm(20)尼龍篩。過篩后的樣品全部置無色聚乙烯薄膜上,并充分攪拌混勻,再采用四分法取其兩份,一份交樣品庫存放,另一份作樣品的細磨用。粗磨樣可直接用于土壤pH、陽離子交換量、元素有效態含量等項目的分析。

    5.3.3細磨樣品

    用于細磨的樣品再用四分法分成兩份,一份研磨到全部過孔徑0.25mm60目)篩,用于農

    藥或土壤有機質、土壤全氮量等項目分析;另一份研磨到全部過孔徑0.15mm100目)篩,用于土壤元素全量分析。

    5.3.4樣品分裝

    研磨混勻后的樣品,分別裝于樣品袋或樣品瓶,填寫土壤標簽一式兩份,瓶內或袋內一份,

    瓶外或袋外貼一份。

    5.3.5注意事項

    制樣過程中采樣時的土壤標簽與土壤始終放在一起,嚴禁混錯,樣品名稱和編碼始終不變;

    制樣工具每處理一份樣后擦抹(洗)干凈,嚴防交叉污染;分析揮發性、半揮發性有機物或可萃取有機物無需上述制樣,用新鮮樣按特定的方法進行樣品前處理。

    6樣品保存

    按樣品名稱、編號和粒徑分類保存。

    6.1新鮮樣品的保存

    對于易分解或易揮發等不穩定組分的樣品要采取低溫保存的運輸方法,并盡快送到實驗室

    分析測試。測試項目需要新鮮樣品的土樣,采集后用可密封的聚乙烯或玻璃容器在4以下避光保存,樣品要充滿容器。避免用含有待測組分或對測試有干擾的材料制成的容器盛裝保存樣品,測定有機污染物用的土壤樣品要選用玻璃容器保存。具體保存條件見表9-1。

    6.2預留樣品預留樣品在樣品庫造冊保存。

    6.3分析取用后的剩余樣品

    分析取用后的剩余樣品,待測定全部完成數據報出后,也移交樣品庫保存。

    6.4保存時間

    分析取用后的剩余樣品一般保留半年,預留樣品一般保留2年。特殊、珍稀、仲裁、有爭

    議樣品一般要永久保存。新鮮土樣保存時間見“9.5新鮮樣品的保存”。

    6.5樣品庫要求

    保持干燥、通風、無陽光直射、無污染;要定期清理樣品,防止霉變、鼠害及標簽脫落。

    樣品入庫、領用和清理均需記錄。

    7土壤分析測定

    7.1測定項目

    分常規項目、特定項目和選測項目,見“4.5監測項目與監測頻次”。

    7.2樣品處理

    土壤與污染物種類繁多,不同的污染物在不同土壤中的樣品處理方法及測定方法各異。同

    時要根據不同的監測要求和監測目的,選定樣品處理方法。

    仲裁監測必須選定《土壤環境質量標準》中選配的分析方法中規定的樣品處理方法,其他

    類型的監測優先使用國家土壤測定標準,如果《土壤環境質量標準》中沒有的項目或國家土壤測定方法標準暫缺項目則可使用等效測定方法中的樣品處理方法。樣品處理方法見“10.3分析方法”,按選用的分析方法中規定進行樣品處理。

    由于土壤組成的復雜性和土壤物理化學性狀(pH、Eh等)差異,造成重金屬及其他污染物

    在土壤環境中形態的復雜和多樣性。金屬不同形態,其生理活性和毒性均有差異,其中以有效態和交換態的活性、毒性最大,殘留態的活性、毒性最小,而其他結合態的活性、毒性居中。

    部分形態分析的樣品處理方法見附錄D。

    一般區域背景值調查和《土壤環境質量標準》中重金屬測定的是土壤中的重金屬全量(除

    特殊說明,如六價鉻),其測定土壤中金屬全量的方法見相應的分析方法,其等效方法也可參見

    附錄D。測定土壤中有機物的樣品處理方法見相應分析方法,原則性的處理方法參見附錄D。

    7.3分析方法

    7.3.1第一方法:標準方法(即仲裁方法),按土壤環境質量標準中選配的分析方法(表10-1)。

    7.3.2第二方法:由權威部門規定或推薦的方法。

    7.3.3第三方法:根據各地實情,自選等效方法,但應作標準樣品驗證或比對實驗,其檢出限、準確度、精密度不低于相應的通用方法要求水平或待測物準確定量的要求。

     

    8分析記錄與監測報告

    8.1分析記錄

    分析記錄一般要設計成記錄本格式,頁碼、內容齊全,用碳素墨水筆填寫詳實,字跡要清

    楚,需要更正時,應在錯誤數據(文字)上劃一橫線,在其上方寫上正確內容,并在所劃橫線上加蓋修改者名章或者簽字以示負責。

    分析記錄也可以設計成活頁,隨分析報告流轉和保存,便于復核審查。

    分析記錄也可以是電子版本式的輸出物(打印件)或存有其信息的磁盤、光盤等。記錄測量數據,要采用法定計量單位,只保留一位可疑數字,有效數字的位數應根據計量

    器具的精度及分析儀器的示值確定,不得隨意增添或刪除。

    8.2數據運算

    有效數字的計算修約規則按GB8170執行。采樣、運輸、儲存、分析失誤造成的離群數據應

    剔除。

    8.3結果表示

    平行樣的測定結果用平均數表示,一組測定數據用Dixon法、Grubbs法檢驗剔除離群值后以平均值報出;低于分析方法檢出限的測定結果以“未檢出”報出,參加統計時按二分之一最低檢出限計算。

    土壤樣品測定一般保留三位有效數字,含量較低的鎘和汞保留兩位有效數字,并注明檢出限數值。分析結果的精密度數據,一般只取一位有效數字,當測定數據很多時,可取兩位有效數字。表示分析結果的有效數字的位數不可超過方法檢出限的最低位數。

    8.4監測報告

    報告名稱,實驗室名稱,報告編號,報告每頁和總頁數標識,采樣地點名稱,采樣時間、分析時間,檢測方法,監測依據,評價標準,監測數據,單項評價,總體結論,監測儀器編號,檢出限(未檢出時需列出),采樣點示意圖,采樣(委托)者,分析者,報告編制、復核、審核和簽發者及時間等內容。

    9土壤環境質量評價

    土壤環境質量評價涉及評價因子、評價標準和評價模式。評價因子數量與項目類型取決于監測的目的和現實的經濟和技術條件。評價標準常采用國家土壤環境質量標準、區域土壤背景值或部門(專業)土壤質量標準。評價模式常用污染指數法或者與其有關的評價方法。

    9.1污染指數、超標率(倍數)評價

    土壤環境質量評價一般以單項污染指數為主,指數小污染輕,指數大污染則重。當區域內土壤環境質量作為一個整體與外區域進行比較或與歷史資料進行比較時除用單項污染指數外,還常用綜合污染指數。土壤由于地區背景差異較大,用土壤污染累積指數更能反映土壤的人為污染程度。土壤污染物分擔率可評價確定土壤的主要污染項目,污染物分擔率由大到小排序,污染物主次也同此序。除此之外,土壤污染超標倍數、樣本超標率等統計量也能反映土壤的環境狀況。污染指數和超標率等計算公式如下:

    土壤單項污染指數=土壤污染物實測值/土壤污染物質量標準

    土壤污染累積指數=土壤污染物實測值/污染物背景值

    土壤污染物分擔率(%=(土壤某項污染指數/各項污染指數之和)×100%

    土壤污染超標倍數=(土壤某污染物實測值-某污染物質量標準)/某污染物質量標準

    土壤污染樣本超標率(%=(土壤樣本超標總數/監測樣本總數)×100%

    9.2內梅羅污染指數評價

    內梅羅污染指數(PN={[(PI2+PI最大2/21/2

    式中PI均和PI最大分別是平均單項污染指數和最大單項污染指數。

    內梅羅指數反映了各污染物對土壤的作用,同時突出了高濃度污染物對土壤環境質量的影

    響,可按內梅羅污染指數,劃定污染等級。內梅羅指數土壤污染評價標準見表12-1。

    12-1土壤內梅羅污染指數評價標準

    等級內梅羅污染指數污染等級

    PN0.7清潔(安全)

    0.7PN1.0尚清潔(警戒限)

    1.0PN2.0輕度污染

    2.0PN3.0中度污染

    PN3.0重污染

    9.3背景值及標準偏差評價

    用區域土壤環境背景值(x95%置信度的范圍(x±2s)來評價:

    若土壤某元素監測值xIx2s,則該元素缺乏或屬于低背景土壤。

    若土壤某元素監測值在x±2s,則該元素含量正常。

    若土壤某元素監測值xIx2s,則土壤已受該元素污染,或屬于高背景土壤。

    9.4綜合污染指數法

    綜合污染指數(CPI)包含了土壤元素背景值、土壤元素標準(附錄B)尺度因素和價態效

    應綜合影響。其表達式:

    CPI=X*(1+RPE)+Y*DDMB/(Z*DDSB)

    式中CPI為綜合污染指數,X、Y分別為測量值超過標準值和背景值的數目,RPE為相對污

    染當量,DDMB為元素測定濃度偏離背景值的程度,DDSB為土壤標準偏離背景值的程度,Z為用作標準元素的數目。主要有下列計算過程:

    (1)       計算相對污染當量(RPE

    式中N是測定元素的數目,Ci是測定元素i的濃度,Cis是測定元素i的土壤標準值,n

    為測定元素i的氧化數。對于變價元素,應考慮價態與毒性的關系,在不同價態共存并同時用

    于評價時,應在計算中注意高低毒性價態的相互轉換,以體現由價態不同所構成的風險差異性。

    2)計算元素測定濃度偏離背景值的程度(DDMB

    式中CiB是元素i的背景值,其余符號同上。

    3)計算土壤標準偏離背景值的程度(DDSB

    式中,Z為用于評價元素的個數,其余符號的意義同上。

    4)綜合污染指數計算(CPI

    5)評價用CPI評價土壤環境質量指標體系見表122。

    12-2綜合污染指數(CPI)評價表

    6)污染表征

    式中,X是超過土壤標準的元素數目,a、b、c等是超標污染元素的名稱,N是測定元素的數目,CPI為綜合污染指數。

    10質量保證和質量控制

    質量保證和質量控制的目的是為了保證所產生的土壤環境質量監測資料具有代表性、準確

    性、精密性、可比性和完整性。質量控制涉及監測的全部過程。

    10.1采樣、制樣質量控制

    布點方法及樣品數量見“5布點與樣品容量”。

    樣品采集及注意事項見“6樣品采集”。

    樣品流轉見“7樣品流轉”。

    樣品制備見“8樣品制備”。

    樣品保存見“9樣品保存”。

    10.2實驗室質量控制

    10.2.1精密度控制

    10.2.1.1測定率

    每批樣品每個項目分析時均須做20%平行樣品;當5個樣品以下時,平行樣不少于1個。

    10.2.1.2測定方式

    由分析者自行編入的明碼平行樣,或由質控員在采樣現場或實驗室編入的密碼平行樣。

    10.2.1.2測定方式

    平行雙樣測定結果的誤差在允許誤差范圍之內者為合格。允許誤差范圍見表13-1。對未列

    出允許誤差的方法,當樣品的均勻性和穩定性較好時,參考表13-2的規定。當平行雙樣測定合格率低于95%時,除對當批樣品重新測定外再增加樣品數10%20%的平行樣,直至平行雙樣測定合格率大于95% 。

    10.2.2準確度控制

    10.2.2.1使用標準物質或質控樣品例行分析中,每批要帶測質控平行雙樣,在測定的精密度合格的前提下,質控樣測定值必須落在質控樣保證值(在95%的置信水平)范圍之內,否則本批結果無效,需重新分析測定。

    10.2.2.2加標回收率的測定

    當選測的項目無標準物質或質控樣品時,可用加標回收實驗來檢查測定準確度。

    加標率:在一批試樣中,隨機抽取10%~20%試樣進行加標回收測定。樣品數不足10個時,適當增加加標比率。每批同類型試樣中,加標試樣不應小于1個。加標量:加標量視被測組分含量而定,含量高的加入被測組分含量的0.51.0倍,含量低的加23倍,但加標后被測組分的總量不得超出方法的測定上限。加標濃度宜高,體積應小,不應超過原試樣體積的1%,否則需進行體積校正。

    合格要求:加標回收率應在加標回收率允許范圍之內。加標回收率允許范圍見表13-2。當

    加標回收合格率小于70%時,對不合格者重新進行回收率的測定,并另增加10%~20%的試樣作加標回收率測定,直至總合格率大于或等于70%以上。

    10.2.3質量控制圖

    必測項目應作準確度質控圖,用質控樣的保證值X與標準偏差S,在95%的置信水平,以X

    作為中心線、X±2S作為上下警告線、X±3S作為上下控制線的基本數據,繪制準確度質控圖,用于分析質量的自控。

    每批所帶質控樣的測定值落在中心附近、上下警告線之內,則表示分析正常,此批樣品測定結果可靠;如果測定值落在上下控制線之外,表示分析失控,測定結果不可信,檢查原因,

    糾正后重新測定;如果測定值落在上下警告線和上下控制線之間,雖分析結果可接受,但有失控傾向,應予以注意。

    10.2.4土壤標準樣品

    土壤標準樣品是直接用土壤樣品或模擬土壤樣品制得的一種固體物質。土壤標準樣品具有

    良好的均勻性、穩定性和長期的可保存性。土壤標準物質可用于分析方法的驗證和標準化,校正并標定分析測定儀器,評價測定方法的準確度和測試人員的技術水平,進行質量保證工作,實現各實驗室內及實驗室間,行業之間,國家之間數據可比性和一致性。

    我國已經擁有多種類的土壤標準樣品,如ESS系列和GSS系列等。使用土壤標準樣品時,選擇合適的標樣,使標樣的背景結構、組分、含量水平應盡可能與待測樣品一致或近似。如果與標樣在化學性質和基本組成差異很大,由于基體干擾,用土壤標樣作為標定或校正儀器的標準,有可能產生一定的系統誤差。

    10.2.5監測過程中受到干擾時的處理

    檢測過程中受到干擾時,按有關處理制度執行。一般要求如下:

    停水、停電、停氣等,凡影響到檢測質量時,全部樣品重新測定。

    儀器發生故障時,可用相同等級并能滿足檢測要求的備用儀器重新測定。無備用儀器時,將儀器修復,重新檢定合格后重測。

    10.3實驗室間質量控制

    參加實驗室間比對和能力驗證活動,確保實驗室檢測能力和水平,保證出具數據的可靠性

    和有效性。

    10.4土壤環境監測誤差源剖析

    土壤環境監測的誤差由采樣誤差、制樣誤差和分析誤差三部分組成。

    10.4.1采樣誤差(SE

    10.4.1.1基礎誤差(FE

    由于土壤組成的不均勻性造成土壤監測的基礎誤差,該誤差不能消除,但可通過研磨成小

    顆粒和混合均勻而減小。

    10.4.1.2分組和分割誤差(GE

    分組和分割誤差來自土壤分布不均勻性,它與土壤組成、分組(監測單元)因素和分割(減

    少樣品量)因素有關。

    10.4.1.3短距不均勻波動誤差(CE1

    此誤差產生在采樣時,由組成和分布不均勻復合而成,其誤差呈隨機和不連續性。

    10.4.1.4長距不均勻波動誤差(CE2

    此誤差有區域趨勢(傾向),呈連續和非隨機特性。

    10.4.1.5期間不均勻波動誤差(CE3

    此誤差呈循環和非隨機性質,其絕大部分的影響來自季節性的降水。

    10.4.1.6連續選擇誤差(CE

    連續選擇誤差由短距不均勻波動誤差、長距不均勻波動誤差和循環誤差組成。CECE1CE2CE3

    或表示為CE=(FEGE)+CE2CE3

    10.4.1.7增加分界誤差(DE

    來自不正確地規定樣品體積的邊界形狀。分界基于土壤沉積或影響土壤質量的污染物的維數,零維為影響土壤的污染物樣品全部取樣分析(分界誤差為零);一維分界定義為表層樣品或減少體積后的表層樣品;二維分界定義為上下分層,上下層間有顯著差別;三維定義為縱向和橫向均有差別。土壤環境采樣以一維和二維采集方式為主,即采集土壤的表層樣和柱狀(剖面)樣。三維采集在方法學上是一個難題,劃分監測單元使三維問題轉化成二維問題。增加分界誤差是理念上的。

    10.4.1.8增加抽樣誤差(EE

    由于理念上的增加分界誤差的存在,同時實際采樣時不能正確地抽樣,便產生了增加抽樣

    誤差,該誤差不是理念上的而是實際的。

    10.4.2制樣誤差(PE

    來自研磨、篩分和貯存等制樣過程中的誤差,如樣品間的交叉污染、待測組分的揮發損失、

    組分價態的變化、貯存樣品容器對待測組分的吸附等。

    10.4.3分析誤差(AE

    此誤差來自樣品的再處理和實驗室的測定誤差。在規范管理的實驗室內該誤差主要是隨機

    誤差。

    10.4.3總誤差(TE

    綜上所述,土壤監測誤差可分為采樣誤差(SE)、制樣誤差(PE)和分析誤差(AE)三類,

    通常情況下SEPEAE,總誤差(TE)可表達為:

    TE=SEPEAE

    TE=CEDEEE)+PEAE

    TE=[FEGEEC2EC3)+DEEE]PEAE

    13.5測定不確定度

    一般土壤監測對測定不確定度不作要求,但如有必要仍需計算。土壤測定不確定度來源于稱樣、樣品消化(或其他方式前處理)、樣品稀釋定容、稀釋標準及由標準與測定儀器響應的擬合直線。對各個不確定度分量的計算合成得出被測土壤樣品中測定組分的標準不確定度和擴展不確定度。測定不確定度的具體過程和方法見國家計量技術規范《測量不確定度評定和表示》(JJF1059)。

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