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1、第五章第五章 土壤质量监测土壤质量监测第一节第一节 土壤基本知识土壤基本知识第二节第二节 土壤环境质量监测方案土壤环境质量监测方案 第三节第三节 土壤样品的采集与加工管理土壤样品的采集与加工管理 第四节第四节 土壤样品的预处理土壤样品的预处理 第五节第五节 土壤污染物的测定土壤污染物的测定 第一节第一节 土壤基本知识土壤基本知识 5.1.1 5.1.1 土壤组成土壤组成 5.1.2 5.1.2 土壤的基本性质土壤的基本性质 5.1.3 5.1.3 土壤背景值土壤背景值 5.1.4 5.1.4 土壤污染土壤污染 5.1.5 5.1.5 土壤质量标准土壤质量标准土壤组成土壤组成 地球表层的岩石经过
2、风化作用，逐渐破坏成疏松的、地球表层的岩石经过风化作用，逐渐破坏成疏松的、大小不等的矿物颗粒（称为母质）。大小不等的矿物颗粒（称为母质）。 而土壤是在母质、气候、生物、地形、时间等多种而土壤是在母质、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用下形成和演变而成的。成土因素综合作用下形成和演变而成的。 土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质、动植物土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三相组成的。三相组成的。（一）土壤矿物质（一）土壤矿物质土壤矿物质土壤矿物质定义定义组组成成土土壤壤的的基基本本物物质质，约约
3、占占土土壤壤固固体体部部分分总总重重量量的的90%90%以以上上，有有土土壤壤骨骨骼之称骼之称作用作用土土壤壤矿矿物物质质的的组组成成和和性性质质直直接接影影响响土土壤壤的的物物理理性性质质、化化学学性性质质。土土壤壤矿矿物物质质是是植植物物营营养养元元素素的的重重要要供供给给源源，按按其其成成因因可可分分为为原原生生矿矿物物质质和和次生矿物质次生矿物质 1 1、原生矿物质：它是各种岩石经受不同的、原生矿物质：它是各种岩石经受不同的物理风化，仍遗留在土壤中的一类矿物，其物理风化，仍遗留在土壤中的一类矿物，其原来的化学组成没有改变。原来的化学组成没有改变。 2 2、 次生矿物质：它大多是由原生矿
4、物质次生矿物质：它大多是由原生矿物质经风化后形成的新矿物。经风化后形成的新矿物。 土壤中氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁土壤中氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁八大元素含量约占八大元素含量约占9696以上，其余诸元素含以上，其余诸元素含量甚微，低于十万分之几甚至百万分之几，量甚微，低于十万分之几甚至百万分之几，统称为微量元素。统称为微量元素。 不同粒径的矿物质颗粒的成分和物理化不同粒径的矿物质颗粒的成分和物理化学性质有很大差异，如对污染物的吸附、学性质有很大差异，如对污染物的吸附、解吸和迁移、转化能力，有效含水量及保解吸和迁移、转化能力，有效含水量及保水、保温能力等。水、保温能力等。 我国土壤质地分
5、类参见表；国际制土壤我国土壤质地分类参见表；国际制土壤质地分类见表。质地分类见表。表表5.1 我国土粒分级标准我国土粒分级标准颗粒名称颗粒名称粒径粒径/mm石块石块10石砾石砾粗砾粗砾103细砾细砾31沙砾沙砾粗沙砾粗沙砾10.25细沙砾细沙砾0.250.05粉粒粉粒粗粉粒粗粉粒0.050.01细粉粒细粉粒0.010.005黏粒黏粒粗黏粒粗黏粒0.0050.001细黏粒细黏粒0.001表表5.2 国际制土壤质地分类国际制土壤质地分类质地分类各级土粒质量分数/质地名称黏粒(300mV：氧化体系起主导作用，土壤处于氧：氧化体系起主导作用，土壤处于氧化状态。化状态。 Eh300mV：还原体系起主导作
6、用，土壤处于还：还原体系起主导作用，土壤处于还原状态。原状态。土壤背景值土壤背景值 判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。土壤背景值又称土壤背景值又称土壤背景值又称土壤背景值又称土壤本底值土壤本底值土壤本底值土壤本底值，它代表一定环，它代表一定环，它代表一定环，它代表一定环境单元中的一个统计量的特征值。境单元中的一个统计量的特征值。境单元中的一个统计量的特征值。境单元中的一个统计量的特征值。背景值（地质学）：指在各区域正常地质地背景值（地质学）：指在各区域正常地质地背景值（地质学）
7、：指在各区域正常地质地背景值（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理条件和地球化学条件下元素在各类自然体理条件和地球化学条件下元素在各类自然体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。中的正常含量。中的正常含量。中的正常含量。环境科学上：指在未受人类社会行为干扰环境科学上：指在未受人类社会行为干扰环境科学上：指在未受人类社会行为干扰环境科学上：指在未受人类社会行为干扰（污染）和破坏时，土壤成分的组成和各组（污染）和破坏时，土壤成分的组成和各组（污染）和破坏时，土壤成分的组成和各组（污染）和破坏时，土壤成分的组成和各组分（元素）的含量。分（元素）的含量。
8、分（元素）的含量。分（元素）的含量。 土壤背景值的表达方法：土壤背景值的表达方法：算术平均值算术平均值算术平均值算术平均值标准偏差标准偏差几何平均值几何平均值几何标准偏差几何标准偏差 我国土壤元素背景值的表达方法：我国土壤元素背景值的表达方法： 95%置信度置信度如元素测定值符合正态分布：如元素测定值符合正态分布：用算术平均值用算术平均值 如元素测定值呈对数正态分布：如元素测定值呈对数正态分布：用几何平均值用几何平均值 人人类类活活动动产产生生的的有有害害物物质质进进入入土土壤壤，当当其其含含量量超超过过土土壤壤本本身身的的自自净净能能力力，并并使使土土壤壤的的成成分分、性性质质发发生生变变异
9、异，降降低低农农作作物物的的产产量量和和质质量量，并并危危害害人人体体健康的现象。健康的现象。v 按来源分：按来源分： 1 1水体污染型水体污染型 2 2大气污染型大气污染型 3 3农业污染型农业污染型 4 4固体废物污染型固体废物污染型 5 5生物污染型生物污染型 5.1.4 5.1.4 土壤污染土壤污染按污染类型分：按污染类型分： 1 1重金属污染（镉、铬、砷、铅等）重金属污染（镉、铬、砷、铅等） 2 2农药和有机物污染农药和有机物污染 3 3放射性污染放射性污染 4 4病原菌污染病原菌污染土壤污染的危害：土壤污染的危害： 1 1导致严重的直接经济损失导致严重的直接经济损失 2 2导致食物
10、品质下降导致食物品质下降 3 3危害人体健康危害人体健康 4 4导致其它环境问题导致其它环境问题土壤污染的特点土壤污染的特点 a a 隐蔽性和滞后性隐蔽性和滞后性 b b 累积性累积性 c c 不可逆转性不可逆转性 规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围，规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围，是判断土壤质量的依据。是判断土壤质量的依据。 我国颁布的这类标准有土壤环境质量标准我国颁布的这类标准有土壤环境质量标准(GB 156181995)、无公害农产品蔬菜产地土壤环境质、无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标量指标(GB/T184072001)、无公害农产品茶叶产地、无公害农产品茶叶产地土壤环境
11、质量指标土壤环境质量指标(NY50202001)；有的省；有的省(市市)还还制定了这类地方标准。制定了这类地方标准。5.1.5 土壤质量标准土壤质量标准第二节土壤环境质量监测方案第二节土壤环境质量监测方案 监测土壤质量标准要求测定的项目，判断土壤是否被监测土壤质量标准要求测定的项目，判断土壤是否被监测土壤质量标准要求测定的项目，判断土壤是否被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。污染及污染水平，并预测其发展变化趋势。污染及污染水平，并预测其发展变化趋势。污染及污染水平，并预测其发展变化趋势。 调查分析引起土壤污染的主要污染物，确定污染的来调查分析引
12、起土壤污染的主要污染物，确定污染的来调查分析引起土壤污染的主要污染物，确定污染的来调查分析引起土壤污染的主要污染物，确定污染的来源、范围和程度，为行政主管部门采取对策提供科学依据。源、范围和程度，为行政主管部门采取对策提供科学依据。源、范围和程度，为行政主管部门采取对策提供科学依据。源、范围和程度，为行政主管部门采取对策提供科学依据。 在进行污水、污泥土地利用、固体废弃物的土地处理在进行污水、污泥土地利用、固体废弃物的土地处理在进行污水、污泥土地利用、固体废弃物的土地处理在进行污水、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，既能充过程中，对残留的污染物进行定
13、点长期动态监测，既能充过程中，对残留的污染物进行定点长期动态监测，既能充过程中，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。分利用土地的净化能力，又可防止土壤污染。分利用土地的净化能力，又可防止土壤污染。分利用土地的净化能力，又可防止土壤污染。一、监测目的一、监测目的二、资料的收集二、资料的收集 自然环境方面的资料：土壤类型、植被、区域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、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。水系、地下水、地质、地形地貌、气象等。 社会环境方面的
14、资料：工农业生产布局、工业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。况、人口分布、地方病等。 三、监测项目三、监测项目 根据监测目的确定：背景值要求测定土壤中各根据监测目的确定：背景值要求测定土壤中各种元素的含量；污染事故监测仅测定可能造成土壤种元素的含量；污染事故监测仅测定可能造成土壤污染的项目；土壤质量监测测定影响自然生态和植污染的项目；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
15、项目。物正常生长及危害人体健康的项目。四、采样点的布设四、采样点的布设四、采样点的布设四、采样点的布设 ( (一一一一) ) 布设原则布设原则布设原则布设原则 (1) (1) 合理地划分采样单元。合理地划分采样单元。合理地划分采样单元。合理地划分采样单元。 (2) (2) 对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布点。点。点。点。 (3) (3) 采样点不能设在田边、沟边、路边、肥堆边采样点不能设在田边、沟边、路边、肥堆边采样点不能设在田边、沟边、路边、肥堆边采样点不能设在田边、沟边、
16、路边、肥堆边及水土流失严重或表层土被破坏处。及水土流失严重或表层土被破坏处。及水土流失严重或表层土被破坏处。及水土流失严重或表层土被破坏处。 (二二) 采样点数量采样点数量 根据监测目的、区域范围大小及其环境状况等根据监测目的、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因素确定。一般每个采样单元最少设3个采样点。个采样点。单个采样单元内采样点数可按下式估算：单个采样单元内采样点数可按下式估算：式中：式中：n每个采样单元布设的最少采样点数；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；样本相对标准偏差，即变异系数； t置信因子，当置信水平为置信因子，当置信水平为95%时，时，t值为；值为； d允许偏差，当规定抽样精度不低于允许偏差，当规定抽样精度不低于80%时，时，d取。取。 (三三) 采样点布设方法采样点布设方法 适用于面积较小、地势平坦的污水适用于面积较小、地势平坦的污水灌溉或污染河水灌溉的田块。灌溉或污染河水灌溉的田块。 2. 梅花形布点法梅花形布点法 适用于面积较小、地势平坦、土壤适用于面积较小、地势平坦、土壤物质和污染程度较均匀的地块。物质和
