第五章 土壤质量监测---125

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1、第五章第五章 土壤质量监测土壤质量监测 了解土壤的组成、背景值等基本概念,掌握土了解土壤的组成、背景值等基本概念,掌握土壤样品的采集和测定的原则及基本方法等壤样品的采集和测定的原则及基本方法等一、一、 土壤组成土壤组成 土壤是地球表层的岩石经过生物圈、大气圈和水土壤是地球表层的岩石经过生物圈、大气圈和水圈的综合影响演变而成的。因母岩、气候、生物、地圈的综合影响演变而成的。因母岩、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用的不同,形成了各形、时间等多种成土因素综合作用的不同,形成了各种类型的土壤。种类型的土壤。 土壤组成很复杂,总体来说是由矿物质、动植物残土壤组成很复杂,总体来说是由矿物质、动

2、植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三相体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三相组成的。组成的。第一节第一节 土壤基本知识土壤基本知识指指陆陆地地表表面面具具有有一一定定肥肥力力,能能够够生生长长植植物物的的疏疏松松表表层层。土壤在地理环境中的土壤在地理环境中的作用作用气候生物水文地貌土壤土壤在地理环境中的作用土壤在地理环境中的作用土壤的肥力特性及其重要性土壤的肥力特性及其重要性w1 1、土壤的本质属性、土壤的本质属性肥力肥力 指土壤能同时并不断地供应和调节植物在生长指土壤能同时并不断地供应和调节植物在生长 过程中所需要的过程中所需要的水分、养分、空气、热量水分、养分、空气、

3、热量的能力的能力w2 2、土壤的物质组成、土壤的物质组成 矿物质、有机质、水分、空气矿物质、有机质、水分、空气w 3 3、土壤与农业生产的关系、土壤与农业生产的关系 (1) (1) 土壤是农业生产最基本的自然资源土壤是农业生产最基本的自然资源 (2) (2) 土壤是一种永续性的可更新资源土壤是一种永续性的可更新资源理想土壤成分的体积分数理想土壤成分的体积分数(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%以上,有土壤骨骼之称以上,有土壤骨骼之称作用作用土土壤壤矿矿物物质质的的组组成成和

4、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,按其成因可分为原生矿物质和次生矿物质源,按其成因可分为原生矿物质和次生矿物质土壤矿物质的矿物组成土壤矿物质的矿物组成 1 1、原生矿物质:它是各种岩石经受不同的物理风化,仍遗、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,其原来的化学组成没有改变留在土壤中的一类矿物,其原来的化学组成没有改变 2 2、次生矿物质:它大多是由原生矿物质经化学风化后形成、次生矿物质:它大多是由原生矿物质经化学风化后形成的新矿物的新矿物土壤矿物质的化

5、学组成土壤矿物质的化学组成 土壤矿物质元素的相对含量与地球表面岩石圈元素的平均含量及其化学组成相似 土壤粒径的大小影响着土壤对污染物的土壤粒径的大小影响着土壤对污染物的吸附和解吸能力吸附和解吸能力。 土壤机械组成的分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比土壤机械组成的分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准。作为标准。国际制国际制采用三级分类法,即根据沙粒(采用三级分类法,即根据沙粒(0.020.022mm2mm)、)、粉沙粒粉沙粒(0.0020.02mm)(0.0020.02mm)和粘粒和粘粒(0.002mm)(0.002mm)在土壤中在土壤中的相对含量,将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四

6、大类的相对含量,将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类和十二级。和十二级。我国分类方法我国分类方法土壤机械组成土壤机械组成我国土壤质地分类我国土壤质地分类质地组质地组质地名称质地名称颗粒组成(颗粒组成(%)砂粒砂粒(0.05-1mm)粗粉粒粗粉粒(0.01-0.05)粘粒粘粒(7060-7050-60-204030粉壤土粉壤土粘壤土粘壤土202050-粘土粘土粉粘土粉粘土壤粘土壤粘土粘土粘土-30-3535-4040(二)土壤有机质(二)土壤有机质 土壤有机质土壤有机质含量含量土土壤壤有有机机质质绝绝大大部部分分集集中中于于土土壤壤表表层层(015(015或或020cm),020cm),我国

7、土壤有机质含量在我国土壤有机质含量在15%15%之间之间来源来源植植物物的的根根茬茬、茎茎秆秆、落落叶叶、土土壤壤中中的的动动物物残残骸骸以及施入土壤的有机肥料等以及施入土壤的有机肥料等作用作用土土壤壤有有机机质质主主要要以以腐腐殖殖质质为为主主, ,它它作作为为土土壤壤有有机机胶胶体体来来说说,具具有有吸吸收收性性能能、土土壤壤缓缓冲冲性性能能以以及及与与土土壤壤重重金金属属的的络络合合性性能能等等, ,这这些些性性能能对对土土壤的结构、性质、质量都有重大影响壤的结构、性质、质量都有重大影响(三)土壤微生物(三)土壤微生物w土壤中生活着微生物:细菌、真菌、放线菌、藻土壤中生活着微生物:细菌、

8、真菌、放线菌、藻类等类等w土壤中生活着动物:原生动物、蚯蚓、线虫类等土壤中生活着动物:原生动物、蚯蚓、线虫类等w降解有机污染物,促使无机污染物的形态转化。降解有机污染物,促使无机污染物的形态转化。(四)土壤溶液和空气(四)土壤溶液和空气 土壤溶液和空气土壤溶液和空气溶液土壤中各种形态水分,对土壤中物质的转化过程和土壤的形成过程起着决定性作用。土壤水是含有复杂溶质的稀溶液,因此常将土壤水及其所含溶质称为土壤溶液。土壤溶液是植物生长所需要的水分和养分的主要供给源空气土壤空气是存在于土壤孔隙中的气体的总称。是土壤的重要组成之一。二、土壤的基本性质二、土壤的基本性质w(一)吸附性(一)吸附性w(二)酸

9、碱性(二)酸碱性w(三)氧化还原性(三)氧化还原性(一)吸附性(一)吸附性w土壤吸附性能与土壤中存在的胶体物质密切相关土壤吸附性能与土壤中存在的胶体物质密切相关w无机胶体无机胶体 (黏土矿物,(黏土矿物, 铁,铁, 铝,铝, 硅等水合氧化物)硅等水合氧化物)w有机胶体有机胶体 (主要腐殖酸及少量的生物活动产生的有机物)(主要腐殖酸及少量的生物活动产生的有机物)w有机无机复合胶体有机无机复合胶体w由于土壤胶体具有巨大的比表面积,胶粒表面带有电荷,由于土壤胶体具有巨大的比表面积,胶粒表面带有电荷, 分散在水中时界面上产生双电层等性能,使其对有机污染物分散在水中时界面上产生双电层等性能,使其对有机污

10、染物 和无机污染物有极强的吸附能力或离子交换吸附能力和无机污染物有极强的吸附能力或离子交换吸附能力 (二)酸碱性(二)酸碱性w 土壤的酸碱度可以划分为九级土壤的酸碱度可以划分为九级 p269 w土壤酸度土壤酸度活性酸度活性酸度: : 又称有效酸度,是指土壤溶又称有效酸度,是指土壤溶 液中游离氢离子浓度反映的液中游离氢离子浓度反映的 酸度,通常用酸度,通常用pHpH值值表示表示 潜性酸度潜性酸度: : 土壤胶体吸附的可交换氢离子土壤胶体吸附的可交换氢离子 和铝离子经离子交换作用后所和铝离子经离子交换作用后所 产生的酸度产生的酸度 土壤碱性主要来自土壤中钙、镁、钠、钾的重碳酸盐、碳酸盐及土壤胶体土

11、壤碱性主要来自土壤中钙、镁、钠、钾的重碳酸盐、碳酸盐及土壤胶体上交换性钠离子的水解作用上交换性钠离子的水解作用 (三)氧化还原性(三)氧化还原性w 氧化剂氧化剂 : 游离氧,游离氧, 高价金属离子,高价金属离子, 硝酸根等硝酸根等w还原剂:还原剂: 土壤有机质,土壤有机质, 厌氧条件下形成的分解产物,厌氧条件下形成的分解产物, 低低价金属离子价金属离子w 由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物质,使其具有氧化性和还原性质,使其具有氧化性和还原性 土壤的形成土壤的形成 1 1、土壤形成的过程、土壤形成的过程2 2、成土主导因素、成土主

12、导因素: : 生物生物3 3、人类活动的影响、人类活动的影响: :形成高产稳产的形成高产稳产的耕作土壤耕作土壤 裸裸露露岩岩石石成成土土母母质质原原始始土土壤壤成成熟熟土土壤壤耕耕作作土土壤壤风化作用风化作用微生物微生物低等植物低等植物草本植物草本植物木本植物木本植物耕作培育耕作培育生土生土 熟土熟土 肥土肥土(1)(1)改造方式:灌溉、施肥、翻耕等改造方式:灌溉、施肥、翻耕等(2)(2)合理耕作经营:土壤不断改良,保持和提高土壤肥力合理耕作经营:土壤不断改良,保持和提高土壤肥力 (3)(3)不合理耕作经营:土壤沙化、盐碱化和水土流失等不合理耕作经营:土壤沙化、盐碱化和水土流失等 生物对土壤形

13、成的作用生物对土壤形成的作用1 1、有机质积累过程、有机质积累过程成土母质成土母质微生物作用微生物作用岩石岩石积累有机质积累有机质腐殖质腐殖质土粒团聚土粒团聚形成土壤形成土壤风化风化 生物生长生物生长 凝结作用凝结作用根系穿横根系穿横2 2、养分元素的富集过程、养分元素的富集过程矿物质矿物质淋失淋失分解、释放分解、释放养分元素的富集养分元素的富集 残体释放残体释放土壤表层土壤表层形成有一定肥力的土壤层形成有一定肥力的土壤层 气候影响气候影响 根系吸收根系吸收 三、三、 土壤背景值土壤背景值 土壤背景值土壤背景值(土壤本底值)是指在未受人类社会行为干扰(土壤本底值)是指在未受人类社会行为干扰和破

14、坏时,土壤成分的和破坏时,土壤成分的组成组成和各组分(元素)的和各组分(元素)的含量含量 土壤元素背景值的表达方式目前还不统一,有几种方法,土壤元素背景值的表达方式目前还不统一,有几种方法,但我国用得较多的一种是用土壤样品平均值加减两个标准偏但我国用得较多的一种是用土壤样品平均值加减两个标准偏差表示。差表示。我国土壤背景值表达方法我国土壤背景值表达方法 w 对元素测定值呈正态分布或近似正态分布的元素,用算术平均值对元素测定值呈正态分布或近似正态分布的元素,用算术平均值( )( )表表示数据分布集中的趋势,用算术均值标准偏差表示数据的分散度,用示数据分布集中的趋势,用算术均值标准偏差表示数据的分

15、散度,用 表表示示95%95%置信度数据的范围值置信度数据的范围值 w对元素测定值呈对数正态或近似对数正态分布的元素,用几何平均值对元素测定值呈对数正态或近似对数正态分布的元素,用几何平均值(M)(M)表示数据分布的集中趋势,用几何标准偏差表示数据分布的集中趋势,用几何标准偏差(D)(D)表示数据分散度,用表示数据分散度,用 表表示示95%95%置信度数据的范围值置信度数据的范围值 四、四、 土壤污染土壤污染 当进入土壤的污染物质量和速度超过土壤能承受的容量当进入土壤的污染物质量和速度超过土壤能承受的容量和净化速度时,就破坏了土壤环境的自然动态平衡,使污染和净化速度时,就破坏了土壤环境的自然动

16、态平衡,使污染物的积累逐渐占据优势,引起土壤的组成、结构、性状改变,物的积累逐渐占据优势,引起土壤的组成、结构、性状改变,功能失调,质量下降,导致土壤环境污染。功能失调,质量下降,导致土壤环境污染。不合理地使用农药、化肥,污水灌溉,使用不不合理地使用农药、化肥,污水灌溉,使用不符合标准的污泥,城市垃圾及工业废渣等,固符合标准的污泥,城市垃圾及工业废渣等,固体废物随意堆放或填埋,以及大气沉降物等。体废物随意堆放或填埋,以及大气沉降物等。污污染染源源天然污源染天然污源染矿物风化后自然扩散,火山爆发后降落的火山矿物风化后自然扩散,火山爆发后降落的火山灰等。灰等。人为污染源人为污染源化学污染物化学污染

17、物定定义义污污染染物物种种类类病原微生物病原微生物放射性污染物放射性污染物生物类污染物生物类污染物主要是主要是* *锶、锶、”铯等铯等重金属、硫化物、氟化物、农药等重金属、硫化物、氟化物、农药等土壤污染的特点土壤污染的特点隐蔽性隐蔽性和和潜伏性潜伏性不可逆性和长期性不可逆性和长期性土壤污染的判定比较复杂土壤污染的判定比较复杂 到目前为止,国内外尚未定出到目前为止,国内外尚未定出 类似于水、大气的判定标准类似于水、大气的判定标准 五、五、 土壤质量标准土壤质量标准w土壤环境质量标准土壤环境质量标准(GBl5618(GBl56181995)1995)w无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标无公害农产

18、品蔬菜产地土壤环境质量指标(GB(GBT18407T184072001)2001)w无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标(NY5020(NY50202001)2001)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w本节要求本节要求w理解理解“HJ/T 166 -2004HJ/T 166 -2004土壤环境监测技术规范土壤环境监测技术规范”w参照参照“HJ/T 166 -2004HJ/T 166 -2004土壤环境监测技术规范土壤环境监测技术规范”讲讲解解w根据土壤监测目的,土壤环境监测有根据土壤监测目的,土壤环境监测有4 4 种主要类型:种主要类型

19、:区域土壤环境背景监测、农田土壤环境质量监测、区域土壤环境背景监测、农田土壤环境质量监测、建设项目土壤环境评价监测和土壤污染事故监测建设项目土壤环境评价监测和土壤污染事故监测 一、一、 监测目的监测目的w1 1、土壤质量现状监测、土壤质量现状监测w2 2、土壤污染事故监测、土壤污染事故监测w3 3、污染物土地处理的动态监测、污染物土地处理的动态监测w4 4、土壤背景值调查、土壤背景值调查 二、二、 资料的收集资料的收集w自然环境方面的资料自然环境方面的资料w社会环境方面的资料社会环境方面的资料w通过充分调查,选择监测区域,确定代表性地段、代表性面积,通过充分调查,选择监测区域,确定代表性地段、

20、代表性面积,然后布置一定量的采样地点,进行采样然后布置一定量的采样地点,进行采样w收集包括监测区域的交通图、土壤图、地质图、大比例尺地形收集包括监测区域的交通图、土壤图、地质图、大比例尺地形图等资料,供制作采样工作图和标注采样点位用图等资料,供制作采样工作图和标注采样点位用w收集包括监测区域土类、成土母质等土壤信息资料收集包括监测区域土类、成土母质等土壤信息资料w收集工程建设或生产过程对土壤造成影响的环境研究资料收集工程建设或生产过程对土壤造成影响的环境研究资料w收集造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、稳定性以及如何收集造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、稳定性以及如何消除等资料消除等资料w收

21、集土壤历史资料和相应的法律(法规)收集土壤历史资料和相应的法律(法规)w收集监测区域工农业生产及排污、污灌、化肥农药施用情况资收集监测区域工农业生产及排污、污灌、化肥农药施用情况资料料w收集监测区域气候资料(温度、降水量和蒸发量)、水文资料收集监测区域气候资料(温度、降水量和蒸发量)、水文资料w收集监测区域遥感与土壤利用及其演变过程方面的资料等。收集监测区域遥感与土壤利用及其演变过程方面的资料等。三、监测项目三、监测项目w土壤优先监测物土壤优先监测物w我国土壤常规监测项目我国土壤常规监测项目土壤污染物的测定土壤污染物的测定监测项目监测项目 : 我国土壤常规监测项目我国土壤常规监测项目: :金属

22、化合物金属化合物有镉、铬、铜、汞、铅、锌;有镉、铬、铜、汞、铅、锌;非金属无机化合物非金属无机化合物有砷、氰化物、氟化物、有砷、氰化物、氟化物、 硫化物等;硫化物等;有机化合物有机化合物有苯并有苯并(a)(a)芘、三氯乙醛、油类、芘、三氯乙醛、油类、 挥发挥发酚、酚、DDTDDT、六六六等。六六六等。土土壤壤优优先先监监测测物物第第一一类类汞汞、铅铅、镉镉,DDTDDT及及其其代代谢谢产产物物与与分分解产物,多氯联苯解产物,多氯联苯(PCB)(PCB)第第二二类类石石油油产产品品,DDTDDT以以外外的的长长效效性性有有机机氯氯、四四氯氯化化碳碳醋醋酸酸衍衍生生物物、氯氯化化脂脂肪肪族族,砷砷

23、、锌锌、硒硒、铬铬、镍镍、锰锰、钒钒,有有机机磷磷化化合合物物及及其其它它活活性性物物质质( (抗抗菌菌素素、激激素素、致致畸畸性性物物质质、催催畸畸性性物物质质和和诱诱变物质变物质) )等等土壤优先监测物土壤优先监测物土土壤壤优优先先监监测测物物第第一一类类汞汞、铅铅、镉镉,DDTDDT及及其其代代谢谢产产物物与与分分解产物,多氯联苯解产物,多氯联苯(PCB)(PCB)第第二二类类石石油油产产品品,DDTDDT以以外外的的长长效效性性有有机机氯氯、四四氯氯化化碳碳醋醋酸酸衍衍生生物物、氯氯化化脂脂肪肪族族,砷砷、锌锌、硒硒、铬铬、镍镍、锰锰、钒钒,有有机机磷磷化化合合物物及及其其它它活活性性

24、物物质质( (抗抗菌菌素素、激激素素、致致畸畸性性物物质质、催催畸畸性性物物质质和和诱诱变物质变物质) )等等我我国国土土壤壤常常规规监监测测项项目目金属化合物金属化合物镉(镉(CdCd)、)、铬(铬(CdCd)、)、铜(铜(CuCu)、)、汞(汞(HgHg)、)、铅(铅(PbPb)、)、锌(锌(ZnZn)非金属无机非金属无机化合物化合物砷(砷(AsAs)、)、氰化物、氟化物、硫化氰化物、氟化物、硫化物等物等我国土壤常规监测项目我国土壤常规监测项目有机化合物有机化合物无机化合物无机化合物苯并(苯并(a a)芘、三氯乙醛、油类芘、三氯乙醛、油类挥发酚、挥发酚、DDTDDT、六六六等六六六等四、采

25、样点的布设四、采样点的布设(一)布设原则(一)布设原则不同土壤类型都要布点不同土壤类型都要布点污染较重的地区布点要密些。污染较重的地区布点要密些。常根据土壤污染发生原因来常根据土壤污染发生原因来考虑布点多少考虑布点多少大气污染物引起:布点以污染源为大气污染物引起:布点以污染源为中心,据当地风向、风速及污染强中心,据当地风向、风速及污染强度等因素来确定度等因素来确定城市污水或被污染的河水灌溉农田城市污水或被污染的河水灌溉农田引起:采样点应根据水流的路径和引起:采样点应根据水流的路径和距离来考虑距离来考虑化肥、农药引起:特点是分布比较化肥、农药引起:特点是分布比较均匀广泛均匀广泛要在非污染区的同类

26、土壤中要在非污染区的同类土壤中布设一个或几个对照采样点布设一个或几个对照采样点总之,采样点的布设既应尽量照顾到土壤的全面情况,又要视污染情况和监测目总之,采样点的布设既应尽量照顾到土壤的全面情况,又要视污染情况和监测目的而定的而定w一般要求每个单元设一般要求每个单元设3 3个采样点个采样点w计算公式:计算公式:N=(s*t/d)N=(s*t/d)2 2(二)采样点数量(二)采样点数量(三)采样点布点方法(三)采样点布点方法 方法方法适用范围适用范围布点法布点法对角线布点对角线布点法法图(图(aa)适适用用于于面面积积小小,地地势势平平坦坦的的污污水水灌灌溉溉或或受受废废水水污污染染的的地地形形

27、端端正正的田块的田块由由田田块块的的进进水水口口向向对对角角引引一一直直线线,将将对对角角线线划划分分为为若若干干等等分分(一一般般3-53-5等等分分),在每等分的中点处采样,在每等分的中点处采样梅花形布点梅花形布点法法图(图(b b)适适用用于于面面积积较较小小,地地势势平平坦坦,土土壤壤较较均均匀匀的田块的田块中中心心点点设设在在两两对对角角线线相相交交处处,一一般般设设5-105-10个采样点个采样点棋盘式布点棋盘式布点法法图(图(c c)适适用用于于中中等等面面积积,地地势势平平坦坦,地地形形完完整整开开阔阔但但土土壤壤较较不不均均匀匀的的田块田块一一般般采采样样点点在在1010个个

28、以以上上。也也适适用用于于受受固固体体废废物物污污染染的的土土壤壤,设设2020个个以以上上的的采样点采样点蛇形布点法蛇形布点法图(图(d d)适适用用于于面面积积较较大大,地地形形不不平平坦坦,土土壤壤不不均均匀的田块匀的田块布布设设采采样样点点数数目目较较多多。为为全全面面客客观观评评价价土土壤壤污污染染情情况况,在在布布点点的的同同时时要要做做到到与与土土壤壤生生长长作作物物监监测测同同步步进进行行布布点点、采样、监测,以利于对比和分析采样、监测,以利于对比和分析(a)(a)对角线布点法对角线布点法(d)(d)蛇形布点法蛇形布点法(c)(c)棋盘式布点法棋盘式布点法(b)(b)梅花形布点

29、发梅花形布点发土壤采样点布设图土壤采样点布设图常用方法常用方法重量法重量法测土壤水分测土壤水分容量法容量法浸出物中含量较高的成分测定,如浸出物中含量较高的成分测定,如CaCa2+2+、MgMg2+2+、ClCl- -、SOSO4 42 2分光光度法、原子吸收分分光光度法、原子吸收分光光度法、原子萤光分光光光度法、原子萤光分光光度法、等离子体发射光光度法、等离子体发射光谱法谱法重金属如重金属如CuCu、CdCd、CrCr、PbPb、HgHg、ZnZn等等气相色谱法气相色谱法有机氯、有机磷及有机汞等农药有机氯、有机磷及有机汞等农药五、监测方法五、监测方法 六、土壤监测质量控制六、土壤监测质量控制w

30、参阅参阅 第九章第九章“监测过程的质量保证监测过程的质量保证”七、七、 农田土壤环境质量评价农田土壤环境质量评价污染物质量标准值污染物质量标准值 (平均单项污染指数)(平均单项污染指数)2 2+ +(最大单项污染指数)(最大单项污染指数)2 2 1/21/2w土壤单项污染指数土壤单项污染指数w土壤综合污染指数土壤综合污染指数土壤污染物实测值土壤污染物实测值第三节第三节 土壤样品的采集与加工管理土壤样品的采集与加工管理w一、土壤样品的采集一、土壤样品的采集w(一)土壤样品的类型、采样深度及采样量(一)土壤样品的类型、采样深度及采样量w(二)(二)采样时间和品绿采样时间和品绿w(三)采样注意事项(

31、三)采样注意事项w二、土壤样品的加工与管理二、土壤样品的加工与管理w(一)样品加工处理(一)样品加工处理w(二)样品管理(二)样品管理一、土壤样品的采集一、土壤样品的采集污染调查污染调查 采集污染土壤样品之前,首先要进行污染调查。调查内容包括:采集污染土壤样品之前,首先要进行污染调查。调查内容包括:自然条件,如成土母质、地形、植被水文、气候等。自然条件,如成土母质、地形、植被水文、气候等。农业生产情况,如土地利用情况,作物生长与产量、耕作、水利、农业生产情况,如土地利用情况,作物生长与产量、耕作、水利、肥料、农药等。肥料、农药等。土壤性状,如土壤类型、层次特征、分布及农业生产特性等。土壤性状,

32、如土壤类型、层次特征、分布及农业生产特性等。污染历史与现状,如水、气、农药、肥料等途径的影响,以及矿床污染历史与现状,如水、气、农药、肥料等途径的影响,以及矿床的影响等的影响等 (一)土壤样品的类型、采样深度及采样量(一)土壤样品的类型、采样深度及采样量一般了解土壤污染状况一般了解土壤污染状况采样深度视监测目的而定采样深度视监测目的而定只只需需取取015cm015cm或或020cm020cm表表层层( (或耕层或耕层) )土壤土壤了了解解土土壤壤污污染染对对植植物物或或农作物的影响农作物的影响采采样样深深度度通通常常在在耕耕层层地地表表以以下下0-0-20cm20cm处处,对对于于根根深深的的

33、作作物物,也也可可取取60cm60cm深度处的土壤样品深度处的土壤样品了了解解污污染染物物质质在在土土壤壤中中的垂直分布的垂直分布沿土壤剖面层次分层取样沿土壤剖面层次分层取样C C层(风化母岩层、母质层)层(风化母岩层、母质层)A A层(表层、淋溶层)层(表层、淋溶层)B B层(亚层、淀积层)层(亚层、淀积层)底岩层底岩层土壤剖面土层示意图土壤剖面土层示意图观观察察面面1.0m1.5m土壤剖面挖掘示意图土壤剖面挖掘示意图0.8m堆土堆土土壤剖面土壤剖面A A、B B、C C层示意图层示意图AABBBCC0255070100120采样量及采样方法采样量及采样方法w采样量采样量w 由于测定所需的土

34、样是多点混合而成的,取样量往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,一般只需往较大,而实际供分析的土样不需太多,一般只需1-1-2Kg2Kg。因此对所得混合样可反复按四分法弃取,最后留。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,贴上标签备用下所需的土量,装入塑料袋或布袋内,贴上标签备用w采样方法采样方法w 采样筒取样;采样筒取样;土钻取样;土钻取样;挖坑取样。挖坑取样。w为了解土壤污染状况,可随时采集样品进行测定。如为了解土壤污染状况,可随时采集样品进行测定。如需同时掌握在土壤上生长的作物受污染状况,可依季需同时掌握在土

35、壤上生长的作物受污染状况,可依季节变化或作物收获期采集。一年中在同一地点采样两节变化或作物收获期采集。一年中在同一地点采样两次进行对照。次进行对照。(二)采样时间和频率(二)采样时间和频率 (三)采样注意事项(三)采样注意事项(1 1)采样点不能设在田边、沟边、路边)采样点不能设在田边、沟边、路边(2 2)将现场采样点的具体情况,如土壤剖面形态)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;特征等做详细记录;(3 3)现场填写两张标签,写上地点、土壤深度、)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,一日期、采样人姓名等,一张放入样品袋内,一张扎在样品

36、口袋上。张扎在样品口袋上。 项目项目类别类别监测项目监测项目监测频次监测频次 常规常规基本项目基本项目 pH pH 、阳离子交换量、阳离子交换量 每每3 3 年一次,年一次, 项目项目重点项目重点项目 镉、铬、汞、砷、铅、铜、锌、镍镉、铬、汞、砷、铅、铜、锌、镍 六六六六、滴滴涕六六、滴滴涕 农田在夏收或秋收农田在夏收或秋收后采样后采样 特定项目特定项目( (污染事故污染事故) ) 特征项目特征项目 及时采样,根据污及时采样,根据污染物变化趋势决定染物变化趋势决定监测频次监测频次 选选影响产量项影响产量项目目 全盐量、硼、氟、氮、磷、钾等全盐量、硼、氟、氮、磷、钾等 每每3 3 年年 测测污水

37、灌溉项污水灌溉项目目 氰化物、六价铬、挥发酚、烷基汞、氰化物、六价铬、挥发酚、烷基汞、苯并苯并a a 芘、有机质、硫化物、石油芘、有机质、硫化物、石油类等类等 监测一次,监测一次, 项项POPsPOPs 与高与高毒类农药毒类农药 苯、挥发性卤代烃、有机磷农药、苯、挥发性卤代烃、有机磷农药、PCB PCB 、PAH PAH 等等 农田在夏收或农田在夏收或 目目其他项目其他项目 结合态铝(酸雨区)、硒、钒、氧化结合态铝(酸雨区)、硒、钒、氧化稀土总量、钼、铁、锰、镁、钙、钠、稀土总量、钼、铁、锰、镁、钙、钠、铝、硅、放射性比活度等铝、硅、放射性比活度等 秋收后采样秋收后采样 选取发育典型、代表性强

38、的土壤采样选取发育典型、代表性强的土壤采样 采样深度一般采集采样深度一般采集1m1m以内的表土和心土,以内的表土和心土,对于发育对于发育完好的典型剖面,应按发生层分别采样,以研究各种元完好的典型剖面,应按发生层分别采样,以研究各种元素在土体内的分配。素在土体内的分配。 土壤背景值样品采集土壤背景值样品采集w、布点原则、布点原则 wa a、代表当地的主要土壤类型;、代表当地的主要土壤类型;wb b、确定采样单元:远离污染源;、确定采样单元:远离污染源;wc c、不在水土流失严重或表土被破坏处采样;、不在水土流失严重或表土被破坏处采样; wd d、尽量减少人为活动影响、尽量减少人为活动影响( (远

39、离公路铁路远离公路铁路300m)300m)w、采样、采样 wa a、按不同剖面采样:在各层次中心自下而上采样,切忌混、按不同剖面采样:在各层次中心自下而上采样,切忌混淆层次,混合采样;淆层次,混合采样;wb b、对不同地形处样品有不同规定;、对不同地形处样品有不同规定; wc c、采样点按有关规定实行、采样点按有关规定实行(一)土壤样品加工处理(一)土壤样品加工处理 1 1、土样的风干、土样的风干 野野外外采采集集样样品品运到实验室运到实验室在在塑塑料料薄薄膜膜上上或或瓷盘内风干瓷盘内风干达半干状态达半干状态压压碎碎,除除石石块块、残根等杂物残根等杂物铺铺成成薄薄层层,阴阴凉处风干凉处风干2

40、2、磨碎与过筛、磨碎与过筛 l 进行物理分析时,取风干样品进行物理分析时,取风干样品100100200g200g,放在木板上用圆木棍放在木板上用圆木棍辗碎,经反复处理使土样全部通过辗碎,经反复处理使土样全部通过2mm2mm孔径孔径的筛子,作为土壤颗粒分的筛子,作为土壤颗粒分析及物理性质测定析及物理性质测定l 作化学分析时,一般常根据所测组分及称样量决定样品细度作化学分析时,一般常根据所测组分及称样量决定样品细度l 分析有机质、全氮项目,应取一部分已过分析有机质、全氮项目,应取一部分已过2mm2mm筛的土,用玛瑙或筛的土,用玛瑙或有机玻璃研钵继续研细,使其全部通过有机玻璃研钵继续研细,使其全部通

41、过6060号筛号筛(0.25mm)(0.25mm)。用原子吸收用原子吸收光度法测光度法测CdCd、CuCu、NiNi等重金属时,土样必须全部通过等重金属时,土样必须全部通过100100号筛号筛( (尼龙筛尼龙筛) )(二)样品管理(二)样品管理土壤保存原则:土壤保存原则:1 1、一般土壤样品需保存半年至一年,以备必要时查核之用。、一般土壤样品需保存半年至一年,以备必要时查核之用。2 2、储存样品应尽量避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。、储存样品应尽量避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。3 3、玻璃材质容器是常用的优质贮器,聚乙烯塑料容器也属美国环保局推荐、玻璃材质容器是常用的优质贮器

42、,聚乙烯塑料容器也属美国环保局推荐容器之一,该类贮器性能良好、价格便宜且不易破损。容器之一,该类贮器性能良好、价格便宜且不易破损。4 4、将风干土样、沉积物或标准土样等贮存于洁净的玻璃或聚乙烯容器之内。、将风干土样、沉积物或标准土样等贮存于洁净的玻璃或聚乙烯容器之内。在常温、阴凉、干燥、避阳光、密封(石腊涂封)条件下保存在常温、阴凉、干燥、避阳光、密封(石腊涂封)条件下保存3030个月是可个月是可行的。行的。第四节第四节 土壤样品的预处理土壤样品的预处理一、一、土壤样品分解方法土壤样品分解方法(一)酸分解法(一)酸分解法 准确称取准确称取0.5 g0.5 g(准确到(准确到0.1 mg0.1

43、mg,以下都与此相同,以下都与此相同) )风干风干土样于土样于聚四氟乙烯聚四氟乙烯坩埚中,用几滴水润湿后,加入坩埚中,用几滴水润湿后,加入10mLHCl10mLHCl(1.19g/mL1.19g/mL),于电热板上低温加热,蒸发至约),于电热板上低温加热,蒸发至约剩剩5mL5mL时加入时加入15mLHNO15mLHNO3 3(1.42g/mL1.42g/mL),继续加热蒸至近粘),继续加热蒸至近粘稠状,加入稠状,加入10mLHF10mLHF(1.15g/mL1.15g/mL)并继续加热,为了达到)并继续加热,为了达到良好的除硅效果应经常摇动坩埚。良好的除硅效果应经常摇动坩埚。w 最后加入最后加

44、入5mL5mL高氯酸高氯酸- HClO- HClO4 4(1.67g/ml)(1.67g/ml),并,并加热至白烟冒尽。对于含有机质较多的土样应在加加热至白烟冒尽。对于含有机质较多的土样应在加入入HClOHClO4 4 之后加盖消解,土壤分解物应呈白色或淡之后加盖消解,土壤分解物应呈白色或淡黄色(含铁较高的土壤),倾斜坩埚时呈不流动的黄色(含铁较高的土壤),倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状。用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖,温热溶解粘稠状。用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖,温热溶解残渣,冷却后,定容至残渣,冷却后,定容至100mL100mL或或50mL50mL,最终体积依,最终体积依待测成分的含量而定。待测成分

45、的含量而定。(二)碱熔法(二)碱熔法w 常用常用熔剂熔剂: 碳酸钠,氢氧化钠,过氧化钠,偏硼酸锂等碳酸钠,氢氧化钠,过氧化钠,偏硼酸锂等w 操作:称取适量土样于坩锅中,加入适量熔剂,混匀,操作:称取适量土样于坩锅中,加入适量熔剂,混匀,移入马弗炉中高温熔融移入马弗炉中高温熔融冷却冷却移入烧杯中,加水和盐酸移入烧杯中,加水和盐酸过滤过滤定容定容w 特点:特点: 分解样品完全,操作简便,快速,且不产生大量分解样品完全,操作简便,快速,且不产生大量酸蒸汽酸蒸汽w 缺点:试剂用量大,易引入盐类污染物,一部分重金属缺点:试剂用量大,易引入盐类污染物,一部分重金属在高温下易挥发损失。在高温下易挥发损失。

46、称取称取0.5 g 0.5 g 风干土样于内套聚四氟乙烯坩埚中,加入少许风干土样于内套聚四氟乙烯坩埚中,加入少许水润湿试样,再加入水润湿试样,再加入HNOHNO3 3(1.42g/mL)(1.42g/mL)、HClOHClO4 4(1.67g/mL)(1.67g/mL)各各5mL5mL,摇匀后将坩埚放入不锈钢套筒,摇匀后将坩埚放入不锈钢套筒中,拧紧。放在中,拧紧。放在180180的烘箱中分解的烘箱中分解2h2h。取出,冷却至室。取出,冷却至室温后,取出坩埚,用水冲洗坩埚盖的内壁,加入温后,取出坩埚,用水冲洗坩埚盖的内壁,加入3mLHF(1.15g/mL)3mLHF(1.15g/mL),置于电热

47、板上,在,置于电热板上,在100 100 120 120 加热除硅,待坩埚内剩下约加热除硅,待坩埚内剩下约2 2 3 3 mLmL 溶液时,调高温度溶液时,调高温度至至150 150 ,蒸至冒浓白烟后再缓缓蒸至近干,按上同样操,蒸至冒浓白烟后再缓缓蒸至近干,按上同样操作定容后进行测定。作定容后进行测定。 (三)高压密闭分解法(三)高压密闭分解法 微波炉加热分解法是以微波炉加热分解法是以被分解的土样及酸的混合液被分解的土样及酸的混合液作为发热体,从内部进行加热使试样受到分解的方法。作为发热体,从内部进行加热使试样受到分解的方法。目前报道的微波加热分解试样的方法,有目前报道的微波加热分解试样的方法

48、,有常压敞口分解常压敞口分解和和仅用厚壁聚四氟乙烯容器的密闭式分解法仅用厚壁聚四氟乙烯容器的密闭式分解法,也有,也有密闭密闭加压分解法加压分解法w 这种方法以聚四氟乙烯密闭容器作内筒,以能透过这种方法以聚四氟乙烯密闭容器作内筒,以能透过微波的材料如高强度聚合物树脂或聚丙烯树脂作外筒,微波的材料如高强度聚合物树脂或聚丙烯树脂作外筒,在该密封系统内分解试样能达到良好的分解效果。在该密封系统内分解试样能达到良好的分解效果。 (四)(四) 微波炉加热分解法微波炉加热分解法w 微波加热分解分为开放系统和密闭系统两种。开放系统微波加热分解分为开放系统和密闭系统两种。开放系统可分解多量试样,且可直接和流动系

49、统相组合实现自动化,可分解多量试样,且可直接和流动系统相组合实现自动化,但由于要排出酸蒸气,所以分解时使用酸量较大,易受外但由于要排出酸蒸气,所以分解时使用酸量较大,易受外环境污染,挥发性元素易造成损失,费时间且难以分解多环境污染,挥发性元素易造成损失,费时间且难以分解多数试样。数试样。w 密闭系统的优点较多,酸蒸气不会逸出,仅用少量酸密闭系统的优点较多,酸蒸气不会逸出,仅用少量酸即可,在分解少量试样时十分有效,不受外部环境的污染。即可,在分解少量试样时十分有效,不受外部环境的污染。在分解试样时不用观察及特殊操作,由于压力高,所以分在分解试样时不用观察及特殊操作,由于压力高,所以分解试样很快,

50、不会受外筒金属的污染解试样很快,不会受外筒金属的污染( (因为用树脂做外筒因为用树脂做外筒) )。可同时分解大批量试样。可同时分解大批量试样。 其其缺点缺点是需要专门的分解器具,不能分解量大的试样,是需要专门的分解器具,不能分解量大的试样,如果疏忽会有发生爆炸的危险如果疏忽会有发生爆炸的危险w 在进行土样的微波分解时,无论使用开放系统或密闭在进行土样的微波分解时,无论使用开放系统或密闭系统,一般使用系统,一般使用HNOHNO3 3-HCl-HF-HClO-HCl-HF-HClO2 2、HNOHNO3 3-HF-HClO-HF-HClO4 4、HNOHNO3 3-HCl-HF-H-HCl-HF-

51、H2 2O O2 2、HNOHNO3 3-HF-H-HF-H2 2O O2 2等体系等体系w 当不使用当不使用HF HF 时时( (限于测定常量元素且称样量小于限于测定常量元素且称样量小于0.1 0.1 g)g),可将分解试样的溶液适当稀释后直接测定。若使用,可将分解试样的溶液适当稀释后直接测定。若使用HFHF或或HClO4HClO4对待测微量元素有干扰时,可将试样分解液蒸对待测微量元素有干扰时,可将试样分解液蒸至近干,酸化后稀释定容。至近干,酸化后稀释定容。酸溶浸法酸溶浸法 (1 1)HCl-HNOHCl-HNO3 3 溶浸法溶浸法u 准确称取准确称取2.000g2.000g风干土样,加入风

52、干土样,加入15mL15mL的的HClHCl(1+11+1) 和和5mLHNO5mLHNO3 3(1.42g/mL1.42g/mL),振荡),振荡30min30min,过滤定容至,过滤定容至100mL100mL,用用ICPICP法测定法测定P P、CaCa、MgMg、K K、NaNa、FeFe、AlAl、TiTi、CuCu、ZnZn、CdCd、NiNi、CrCr、PbPb、CoCo、MnMn、MoMo、BaBa、SrSr等。等。u 准确称取准确称取2.000g2.000g风干土样于干烧杯中,加少量水润湿,风干土样于干烧杯中,加少量水润湿,加入加入15mL 15mL HClHCl (1+1) (

53、1+1)和和5mLHNO5mLHNO3 3(1.42g/mL1.42g/mL)。盖上表面)。盖上表面皿于电热板上加热,待蒸发至约剩皿于电热板上加热,待蒸发至约剩5mL5mL,冷却,用水冲洗烧,冷却,用水冲洗烧杯和表面皿,用中速滤纸过滤并定容至杯和表面皿,用中速滤纸过滤并定容至100mL100mL,用原子吸收,用原子吸收法或法或ICPICP法测定。法测定。 (2 2)HNOHNO3 3 -H -H2 2SOSO4 4-HClO-HClO4 4 溶浸法溶浸法w 特点:特点:H H2 2SOSO4 4、HClOHClO4 4沸点较高,能使大部分元素溶沸点较高,能使大部分元素溶出,且加热过程中液面比较

54、平静,没有迸溅的危险。出,且加热过程中液面比较平静,没有迸溅的危险。但但PbPb等易与等易与SOSO4 42-2-形成难溶性盐类的元素,测定结果偏形成难溶性盐类的元素,测定结果偏低。低。w 操作步骤:准确称取操作步骤:准确称取2.5000g2.5000g风干土样于烧杯中,用风干土样于烧杯中,用少许水润湿,加入少许水润湿,加入HNOHNO3 3-H-H2 2SOSO4 4-HClO-HClO4 4混合混合(5+1+20) (5+1+20) 12.5mL12.5mL,置于电热板上加热,当开始冒白烟后缓缓加,置于电热板上加热,当开始冒白烟后缓缓加热,并经常摇动烧杯,蒸发至近干。冷却,加入热,并经常摇

55、动烧杯,蒸发至近干。冷却,加入5mLHNO5mLHNO3 3(1.42g/mL1.42g/mL)和)和10mL10mL水,加热溶解可溶性盐水,加热溶解可溶性盐类,用中速滤纸过滤,定容至类,用中速滤纸过滤,定容至100mL100mL,待测。,待测。 (3 3)HNOHNO3 3 溶浸法溶浸法w 准确称取准确称取2.0000g2.0000g风干土样于烧杯中,加少量水风干土样于烧杯中,加少量水润湿,加入润湿,加入20mLHNO20mLHNO3 3(1.42g/mL1.42g/mL)。盖上表面皿,)。盖上表面皿,置于电热板或砂浴上加热,若发生迸溅,可采用置于电热板或砂浴上加热,若发生迸溅,可采用每加热

56、每加热20min20min关闭电源关闭电源20min20min的间歇加热法。待蒸的间歇加热法。待蒸发至约剩发至约剩5mL5mL,冷却,用水冲洗烧杯壁和表面皿,冷却,用水冲洗烧杯壁和表面皿,经中速滤纸过滤,将滤液定容至经中速滤纸过滤,将滤液定容至100mL100mL,待测。,待测。(4 4)CdCd、CuCu、As As 等的等的0.1mol/L 0.1mol/L HClHCl 溶浸法溶浸法wCdCd、CuCu操作条件:准确称取操作条件:准确称取10.0000g10.0000g风干土样于风干土样于100mL100mL广口瓶中,加入广口瓶中,加入0.1mol/L HCl50.0mL0.1mol/L

57、 HCl50.0mL,在水平振荡器上振荡。振荡条件是温度,在水平振荡器上振荡。振荡条件是温度3030、振、振幅幅5 510cm10cm、振荡频次、振荡频次100100200200次次/min/min,振荡,振荡1h1h。静置后,用倾斜法分离。静置后,用倾斜法分离出上层清液,用干滤纸过滤,滤液经过适当稀释后用原子吸收法测定出上层清液,用干滤纸过滤,滤液经过适当稀释后用原子吸收法测定wAsAs的操作条件:准确称取的操作条件:准确称取10.0000g10.0000g风干土样于风干土样于100mL100mL广口瓶中,加入广口瓶中,加入0.1mol/L 0.1mol/L HClHCl 50.0mL 50

58、.0mL,在水平振荡器上振荡。振荡条件是温度,在水平振荡器上振荡。振荡条件是温度3030、振、振幅幅10cm10cm、振荡频次、振荡频次100100次次/min/min,振荡,振荡30min30min。用干滤纸过滤,取滤液进行。用干滤纸过滤,取滤液进行测定测定w除用除用0.1mol/L 0.1mol/L HClHCl溶浸溶浸CdCd、CuCu、AsAs以外,还可溶浸以外,还可溶浸NiNi、ZnZn、FeFe、MnMn、CoCo等重金属元素。等重金属元素。0.1mol/L 0.1mol/L HClHCl溶浸法是目前使用最多的酸溶浸方法,此溶浸法是目前使用最多的酸溶浸方法,此外也有使用外也有使用C

59、OCO2 2饱和的水、饱和的水、0.5mol/LKCl-HAc0.5mol/LKCl-HAc(pH=3pH=3)、)、0.1mol/ L 0.1mol/ L MgSOMgSO4 4- H- H2 2SOSO4 4等酸性溶浸方法。等酸性溶浸方法。形态分析样品的处理方法形态分析样品的处理方法 w (1 1)有效态的溶浸法:)有效态的溶浸法:wDTPA (DTPA (二乙三胺五乙酸二乙三胺五乙酸) ) 浸提浸提w0.1mol/L 0.1mol/L HClHCl 浸提浸提w水浸提水浸提DTPA(DTPA(二乙三胺五乙酸二乙三胺五乙酸) )浸提液可测定有效态浸提液可测定有效态CuCu、ZnZn、FeFe

60、等等w 浸提液的配制:其成分为浸提液的配制:其成分为0.005mol/L DTPA-0.01mol/L CaCl0.005mol/L DTPA-0.01mol/L CaCl2 2-0.1mol/L -0.1mol/L TEA(TEA(三乙醇胺三乙醇胺) )。称取。称取1.967gDTPA1.967gDTPA溶于溶于14.92gTEA14.92gTEA和少量水中;再将和少量水中;再将1.47gCaCl1.47gCaCl2 22H2H2 2O O溶于水,一并转入溶于水,一并转入1000mL1000mL容量瓶中,加水至约容量瓶中,加水至约950mL950mL,用用6mol/L 6mol/L HClH

61、Cl调节调节pHpH至至7.307.30(每升浸提液约需加(每升浸提液约需加6mol/L 6mol/L HClHCl 8.5mL 8.5mL),),最后用水定容。贮存于塑料瓶中,几个月内不会变质。最后用水定容。贮存于塑料瓶中,几个月内不会变质。w 浸提手续:称取浸提手续:称取25.00g25.00g风干过风干过2020目筛的土样放入目筛的土样放入150mL150mL硬质玻璃三角瓶硬质玻璃三角瓶中,加入中,加入50.0ml DTPA50.0ml DTPA浸提剂,在浸提剂,在2525用水平振荡机振荡提取用水平振荡机振荡提取2h2h,干滤纸,干滤纸过滤,滤液用于分析。过滤,滤液用于分析。DTPADT

62、PA浸提剂适用于石灰性土壤和中性土壤。浸提剂适用于石灰性土壤和中性土壤。0.1mol/L 0.1mol/L HClHCl浸提浸提w称取称取10.00g10.00g风干过风干过2020目筛的土样放入目筛的土样放入150mL150mL硬质玻硬质玻璃三角瓶中,加入璃三角瓶中,加入50.0mL1mol/L 50.0mL1mol/L HClHCl 浸提液,用浸提液,用水平振荡器振荡水平振荡器振荡1.5h1.5h,干滤纸过滤,滤液用于分析。,干滤纸过滤,滤液用于分析。酸性土壤适合用酸性土壤适合用0.1mol/L 0.1mol/L HClHCl浸提。浸提。 水浸提水浸提 w土壤中有效硼常用沸水浸提,操作步骤

63、:准确称取土壤中有效硼常用沸水浸提,操作步骤:准确称取10.00g10.00g风干过风干过2020目筛的土样于目筛的土样于250mL250mL或或300mL300mL石英锥形石英锥形瓶中,加入瓶中,加入20.0mL20.0mL无硼水。连接回流冷却器后煮沸无硼水。连接回流冷却器后煮沸5min5min,立即停止加热并用冷却水冷却。冷却后加入,立即停止加热并用冷却水冷却。冷却后加入4 4滴滴0.5mol/L CaCl0.5mol/L CaCl2 2溶液,移入离心管中,离心分离出溶液,移入离心管中,离心分离出清液备测。清液备测。w 关于有效态金属元素的浸提方法较多,例如:有效态关于有效态金属元素的浸提

64、方法较多,例如:有效态MnMn用用1mol/L1mol/L乙酸铵乙酸铵- -对苯二酚溶液浸提。有效态对苯二酚溶液浸提。有效态MoMo用草酸用草酸- -草酸铵、(草酸铵、(24.9g24.9g草酸铵与草酸铵与12.6g12.6g草酸溶解于草酸溶解于1000mL1000mL水中)水中)溶液浸提,固液比为溶液浸提,固液比为110110。硅用。硅用pH4.0pH4.0的乙酸的乙酸- -乙酸钠缓乙酸钠缓冲溶液、冲溶液、0.02mol/L H0.02mol/L H2 2SOSO4 4、0.025%0.025%或或1%1%的柠檬酸溶液浸的柠檬酸溶液浸提。酸性土壤中有效硫用提。酸性土壤中有效硫用H H3 3P

65、OPO4 4-HAc-HAc溶液浸提,中性或石溶液浸提,中性或石灰性土壤中有效硫用灰性土壤中有效硫用0.5mol/L NaHCO0.5mol/L NaHCO3 3溶液(溶液(pH8.5pH8.5)浸)浸提。用提。用1mol/L NH1mol/L NH4 4AcAc浸提土壤中有效钙、镁、钾、钠以浸提土壤中有效钙、镁、钾、钠以及用及用0.03mol/L NH0.03mol/L NH4 4F-0.025mol/L F-0.025mol/L HClHCl或或0.5mol/L NaHCO0.5mol/L NaHCO3 3浸提土壤中有效态磷等浸提土壤中有效态磷等。(2 2)碳酸盐结合态、铁)碳酸盐结合态、

66、铁- -锰氧化结合态等形态的提取锰氧化结合态等形态的提取w碳酸盐结合态、铁碳酸盐结合态、铁- -锰氧化结合态等形态的提取:可锰氧化结合态等形态的提取:可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残余态合态、残余态w 可交换态可交换态浸提方法浸提方法: :在在1g1g试样中加入试样中加入8ml MgCl8ml MgCl2 2溶液(溶液(1mol/L 1mol/L MgClMgCl2 2,pH7.0pH7.0)或者乙酸钠溶液()或者乙酸钠溶液(1mol/L 1mol/L NaAcNaAc,pH8.2pH8.2),室温下振荡),室温下振荡1h1

67、h。w碳酸盐结合态碳酸盐结合态经前道工序处理后的残余物在室温下用经前道工序处理后的残余物在室温下用8ml 1mol/L 8ml 1mol/L NaAcNaAc浸提,在浸提前用乙酸把浸提,在浸提前用乙酸把pHpH调至调至5.05.0,连续振荡,连续振荡,直到估计所有提取的物质全部被浸出为止(一般用直到估计所有提取的物质全部被浸出为止(一般用8h8h左左右)。右)。w铁锰氧化物结合态铁锰氧化物结合态w在经前道工序处理后的残余物中,加入在经前道工序处理后的残余物中,加入20mL 0.3mol/L 20mL 0.3mol/L NaNa2 2S S2 2O O3 3-0.175mol/L-0.175mo

68、l/L柠檬酸钠柠檬酸钠-0.025mol/L-0.025mol/L柠檬酸混合柠檬酸混合液,或者用液,或者用0.04mol/L NH0.04mol/L NH2 2OHHClOHHCl在在20%20%(V/VV/V)乙酸)乙酸中浸提。浸提温度为中浸提。浸提温度为963963,时间可自行估计,到,时间可自行估计,到完全浸提为止,一般在完全浸提为止,一般在4h4h以内。以内。 在经前道工序处理后的残余物中,加入在经前道工序处理后的残余物中,加入3mL 3mL 0.02mol/L HNO0.02mol/L HNO3 3、5mL 30%H5mL 30%H2 2O O2 2,然后用,然后用HNOHNO3 3

69、调节调节pHpH至至pH=2pH=2,将混合物加热至,将混合物加热至852852,保温,保温2h2h,并在加热,并在加热中间振荡几次。再加入中间振荡几次。再加入3mL 30%H3mL 30%H2 2O O2 2,用,用HNOHNO3 3调至调至pH=2pH=2,再将混合物在,再将混合物在852852加热加热3h3h,并间断地振荡。冷,并间断地振荡。冷却后,加入却后,加入5mL 3.2mol/L5mL 3.2mol/L乙酸铵乙酸铵20%(V/V) HNO20%(V/V) HNO3 3溶液,溶液,稀释至稀释至20mL20mL,振荡,振荡30min30min。 w有机结合态有机结合态w残余态残余态w

70、经四部分提取之后,残余物中将包括原生及次生的矿物,它们除经四部分提取之后,残余物中将包括原生及次生的矿物,它们除了主要组成元素之外,也会在其晶格内夹杂、包藏一些痕量元素,了主要组成元素之外,也会在其晶格内夹杂、包藏一些痕量元素,在天然条件下,这些元素不会在短期内溶出。残余态主要用在天然条件下,这些元素不会在短期内溶出。残余态主要用HF-HF-HClOHClO4 4分解,主要处理过程同土壤全分解方法之普通酸分解法分解,主要处理过程同土壤全分解方法之普通酸分解法w上述各形态的浸提都在上述各形态的浸提都在50L50L聚乙烯离心试管中进行,以减少固态聚乙烯离心试管中进行,以减少固态物质的损失。在互相衔

71、接的操作之间,用物质的损失。在互相衔接的操作之间,用1000010000转转/min/min(12000g12000g重力加速度)离心处理重力加速度)离心处理30min30min,用注射器吸出清液,分析痕量元,用注射器吸出清液,分析痕量元素。残留物用素。残留物用8mL8mL去离子水洗涤,再离心去离子水洗涤,再离心30min30min,弃去洗涤液,洗,弃去洗涤液,洗涤水要尽量少用,以防止损失可溶性物质,特别是有机物的损失。涤水要尽量少用,以防止损失可溶性物质,特别是有机物的损失。(一)(一)有机污染物的提取有机污染物的提取 (1 1)常用有机溶剂)常用有机溶剂w 有机溶剂的选择原则:根据相似相溶

72、的原理,尽量选择与待测物极有机溶剂的选择原则:根据相似相溶的原理,尽量选择与待测物极性相近的有机溶剂作为提取剂。提取剂必须与样品能很好地分离,且性相近的有机溶剂作为提取剂。提取剂必须与样品能很好地分离,且不影响待测物的纯化与测定;不能与样品发生作用,毒性低、价格便不影响待测物的纯化与测定;不能与样品发生作用,毒性低、价格便宜宜w 此外,还要求提取剂沸点范围在此外,还要求提取剂沸点范围在45458080之间为好之间为好w 还要考虑溶剂对样品的渗透力,以便将土样中待测物充分提取出来。还要考虑溶剂对样品的渗透力,以便将土样中待测物充分提取出来。当单一溶剂不能成为理想的提取剂时,常用两种或两种以上不同

73、极性当单一溶剂不能成为理想的提取剂时,常用两种或两种以上不同极性的溶剂以不同的比例配成混合提取剂。的溶剂以不同的比例配成混合提取剂。w 常用有机溶剂的极性由强到弱的顺序为:(水);乙腈;甲醇;常用有机溶剂的极性由强到弱的顺序为:(水);乙腈;甲醇;乙酸;乙醇;异丙醇;丙酮;二氧六环;正丁醇;正戊醇;乙酸乙乙酸;乙醇;异丙醇;丙酮;二氧六环;正丁醇;正戊醇;乙酸乙酯;乙醚;硝基甲烷;二氯甲烷;苯;甲苯;二甲苯;四氯化碳;酯;乙醚;硝基甲烷;二氯甲烷;苯;甲苯;二甲苯;四氯化碳;二硫化碳;环已烷;正已烷二硫化碳;环已烷;正已烷( (石油醚石油醚) )和正庚烷。和正庚烷。w 溶剂的纯化:纯化溶剂多用

74、重蒸馏法。纯化后的溶剂是否符合溶剂的纯化:纯化溶剂多用重蒸馏法。纯化后的溶剂是否符合要求,最常用的检查方法是将纯化后的溶剂浓缩要求,最常用的检查方法是将纯化后的溶剂浓缩100 100 倍,再用与待倍,再用与待测物检测相同的方法进行检测,无干扰即可。测物检测相同的方法进行检测,无干扰即可。w(2 2) 有机污染物的提取有机污染物的提取 振荡提取、超声波提取、索氏提取、浸泡回流法、其他方法振荡提取、超声波提取、索氏提取、浸泡回流法、其他方法w(3 3)提取液的净化:使待测组分与干扰物分离的)提取液的净化:使待测组分与干扰物分离的 过程为净化过程为净化w 液液- -液分配法:液液分配法:液- -液分

75、配的基本原理是在一组互不相溶的溶剂液分配的基本原理是在一组互不相溶的溶剂中对溶解某一溶质成分,该溶质以一定的比例分配(溶解)在溶剂的两中对溶解某一溶质成分,该溶质以一定的比例分配(溶解)在溶剂的两相中相中w 化学处理法:酸处理法、碱处理法、吸附柱层析化学处理法:酸处理法、碱处理法、吸附柱层析法w可用酸或水浸取可用酸或水浸取(二)无机污染物的提取(二)无机污染物的提取第五节第五节 土壤污染物的测定土壤污染物的测定 土壤中污染项目的测定,属土壤中污染项目的测定,属痕量分析痕量分析和和超痕量分析超痕量分析 土壤分析结果以土壤分析结果以mg/kgmg/kg( (烘干土烘干土) )表示。表示。 测定方法

76、测定方法 土壤样品的测定方法与水质、大气的测定方法基本一样。下面介绍几土壤样品的测定方法与水质、大气的测定方法基本一样。下面介绍几种常用分析方法:种常用分析方法:(1 1)重量法:)重量法:测定土壤水分测定土壤水分 ;(2 2)容量法:)容量法:浸出物中含量较高的成分测定,如浸出物中含量较高的成分测定,如CaCa2+2+、MgMg2+2+、ClCl- -、SOSO4 42-2-等;等; (3 3)原子吸收分光光度;)原子吸收分光光度;(4 4)气相色谱法:)气相色谱法:有机氯、有机磷、有机汞等农药的测定。有机氯、有机磷、有机汞等农药的测定。 土壤污染物的测定实例土壤污染物的测定实例一、土壤水分

77、一、土壤水分 测定土壤含水量,以便计算土壤中各种成分按烘干土为基准时测定土壤含水量,以便计算土壤中各种成分按烘干土为基准时的测定结果。的测定结果。 测定方法:用百分之一精度的天平称取土样测定方法:用百分之一精度的天平称取土样2030g2030g,置于置于铝盒中,在铝盒中,在105105下烘(下烘(45h45h)至恒重。按下式计算水分重量占烘至恒重。按下式计算水分重量占烘干土重的百分数:干土重的百分数:二、二、pHpH值值w 玻璃电极法玻璃电极法w 测定要点:测定要点: 称取称取10g10g土样于烧杯中,加入无土样于烧杯中,加入无COCO2 2蒸馏蒸馏水水25ml25ml,轻摇后搅拌,轻摇后搅拌

78、1 1分钟,放置分钟,放置2020分钟,用分钟,用pHpH计测计测量上部混浊液的量上部混浊液的pHpH值。值。w 土样密闭保存,防止空气中氨,二氧化碳等气体影土样密闭保存,防止空气中氨,二氧化碳等气体影响。响。w 注意控制水土比。注意控制水土比。三、可溶性盐分三、可溶性盐分w土壤中锂,钠,钾全量测定土壤中锂,钠,钾全量测定AASAAS法法w消化消化 原理:原理: HF HF 和和 H H2 2SOSO4 4或或HClOHClO4 4相结合法;相结合法;HFHF能分解含有全部三种金属能分解含有全部三种金属的硅酸盐矿物。然而,硅酸盐矿物不会完全分解,从而导致对这类元素的硅酸盐矿物。然而,硅酸盐矿物

79、不会完全分解,从而导致对这类元素的一种或多种含量估计偏低。所以第二种酸必须是一种氧化剂,使它能的一种或多种含量估计偏低。所以第二种酸必须是一种氧化剂,使它能分解样品中所有的有机质。且为了把元素释放到溶液中,混酸对于分解分解样品中所有的有机质。且为了把元素释放到溶液中,混酸对于分解碳酸盐也是必要的。碳酸盐也是必要的。w HFHF酸通过酸通过F F与与SiSi反应形成反应形成SiFSiF4 4而分解硅酸盐,在强酸存在下加热时,而分解硅酸盐,在强酸存在下加热时, SiFSiF4 4挥发。有机质可被挥发。有机质可被HClOHClO4 4分解(分解( HClOHClO4 4在加热或浓缩时成为一种强氧在加

80、热或浓缩时成为一种强氧化剂),且对化剂),且对AASAAS干扰较小。干扰较小。w称取称取0.1G0.1G土样于聚四氟乙烯坩埚中,用少许水润湿,并加土样于聚四氟乙烯坩埚中,用少许水润湿,并加5ml 5ml HFHF和和0.5 ml HClO0.5 ml HClO4 4。在电热板上加热消化至有。在电热板上加热消化至有HClOHClO4 4烟雾出现为烟雾出现为止,冷却,再加止,冷却,再加5ml HF5ml HF,沙浴,坩埚顶部用铂盖盖住约十分之,沙浴,坩埚顶部用铂盖盖住约十分之九蒸干。冷却,加入九蒸干。冷却,加入2ml2ml水和数滴水和数滴HClOHClO4 4加热蒸干加热蒸干冷却。冷却。 加入加入

81、5ml HCL5ml HCL和和5ml5ml水水电热板加热至土样完全溶解。电热板加热至土样完全溶解。w 样品转移至样品转移至50ml50ml容量瓶容量瓶过滤过滤稀释定容稀释定容AASAAS测定测定K, Na, K, Na, lili全量。全量。交换性钾测定交换性钾测定w 土壤中全钾仅有较小部分是交换性的钾(约土壤中全钾仅有较小部分是交换性的钾(约1 1)。是植物吸)。是植物吸收收K K的主要来源,且随着植物吸收移去而耗竭。的主要来源,且随着植物吸收移去而耗竭。w 定义:定义: 可与加入土壤可与加入土壤 中的盐溶液中的阳离子进行自由交换中的盐溶液中的阳离子进行自由交换的的K K离子。离子。w 方

82、法方法(NH(NH4 4OACOAC提取法提取法) ): 10 g10 g土样于土样于50ml50ml离心管中,加离心管中,加25ml 25ml NHNH4 4OACOAC,振荡,振荡1010分钟,离心至悬浮液澄清。取上清液(过滤)分钟,离心至悬浮液澄清。取上清液(过滤)于容量瓶,定容于容量瓶,定容AASAAS。土壤全碳的测定土壤全碳的测定w 土壤全碳是有机碳和无机碳的总和。大部分有机碳存在于土壤全碳是有机碳和无机碳的总和。大部分有机碳存在于土壤有机质中,而无机碳则主要存在于碳酸盐矿物中。土壤有机质中,而无机碳则主要存在于碳酸盐矿物中。w 测定方法:测定方法: 以干烧或湿烧法将其转化为以干烧或

83、湿烧法将其转化为COCO2 2,然后用重量,然后用重量法,滴定法,分光光度计法等,对释放出的法,滴定法,分光光度计法等,对释放出的COCO2 2进行定量测定进行定量测定w 干烧法:在电阻炉内通干烧法:在电阻炉内通O O2 2,加热土壤催化剂混合物,然,加热土壤催化剂混合物,然后测定放出的后测定放出的COCO2 2w 湿烧法:用湿烧法:用K K2 2CrCr2 2O O7 7,H H2 2SOSO4 4和和H H3 3POPO4 4混和物与土样在密闭系混和物与土样在密闭系统中供给无统中供给无COCO2 2空气进行煮沸,并用球形瓶吸收空气进行煮沸,并用球形瓶吸收COCO2 2。土壤有机质的测定土壤

84、有机质的测定w 有机质能影响到土壤的许多性质有机质能影响到土壤的许多性质: (1) : (1) 土壤供给植物土壤供给植物N, P, SN, P, S和微量金属元素的能力;(和微量金属元素的能力;(2 2)水分的渗透和)水分的渗透和吸持;(吸持;(3 3)能影响空气和水分间协调关系的团聚化程)能影响空气和水分间协调关系的团聚化程度和整个结构状况;(度和整个结构状况;(4 4)阳离子交换量;()阳离子交换量;(5 5)土壤)土壤颜色。颜色。w 有机质在供给植物有效有机质在供给植物有效N N和钝化农药过程中具有重要和钝化农药过程中具有重要意义。意义。w 计算:有机质计算:有机质(%) = 0.35

85、+ (1.80 (%) = 0.35 + (1.80 有机碳)有机碳)w RATHERRATHER法:法: 称取称取10 g10 g土样(过土样(过4040目),置于聚乙目),置于聚乙烯烧杯,加入烯烧杯,加入440ml 440ml 蒸馏水,然后加入蒸馏水,然后加入34ml 3734ml 37的的HCL.HCL.过滤,清洗,再转入烧杯中。重复上述操作,过滤,清洗,再转入烧杯中。重复上述操作,加入加入HCLHCL,和,和6ml486ml48的的HF HF 静置悬浮液静置悬浮液重复操重复操作作将土样在将土样在9595。C C烘箱内烘干烘箱内烘干2-32-3小时。小时。 称重称重 置于燃烧炉内,在置于

86、燃烧炉内,在O O2 2流下燃烧流下燃烧1515分钟,分钟,测定放出的测定放出的COCO2 2。土壤全氮的测定土壤全氮的测定w 测定方法(开氏法测定方法(开氏法 Kjeldahl,1983 Kjeldahl,1983 ):分析样品):分析样品中的有机中的有机N N通过消化作用使其转化为通过消化作用使其转化为NHNH4 4+ +-N-N,随后,随后,根据消化液用碱蒸馏所释放出的根据消化液用碱蒸馏所释放出的NHNH3 3来测出来测出NHNH4 4+ +-N-N。w 操作:将操作:将1g1g土样置于开氏消化瓶中,加土样置于开氏消化瓶中,加1.1g 1.1g K K2 2SOSO4 4- -催化剂混和

87、物和催化剂混和物和3ml 3ml 浓浓H H2 2SOSO4 4,小心加热至清澈。,小心加热至清澈。 此后,加热至微沸约此后,加热至微沸约5 5小时,使浓小时,使浓H H2 2SOSO4 4浓缩至消化瓶浓缩至消化瓶颈的三分之一以下颈的三分之一以下 冷却,加水,过滤,转出冷却,加水,过滤,转出 加加5ml H5ml H3 3BOBO3 3 - -指示剂,缓慢滴入指示剂,缓慢滴入NaOHNaOH, 蒸馏蒸馏滴定滴定氮的有效性指标氮的有效性指标u 定义:在根区内易被植物根系所吸收的化学形态的氮定义:在根区内易被植物根系所吸收的化学形态的氮u 来源:肥料,生物固氮,垃圾,作物残茬,土壤有机质来源:肥料

88、,生物固氮,垃圾,作物残茬,土壤有机质中的有机中的有机N N的矿化作用的矿化作用u 测定方法:测定方法: 生物法生物法 化学法化学法供参考的生物指标供参考的生物指标 渍水条件下产生的氨态氮渍水条件下产生的氨态氮u 原理:原理: 以渍水条件下培养土样,并尽可能缩小试管以渍水条件下培养土样,并尽可能缩小试管顶部(厌氧)。在培养期间,生物活性将能充分发展顶部(厌氧)。在培养期间,生物活性将能充分发展和保持嫌弃条件,从而可在土和保持嫌弃条件,从而可在土- -水界面避免使结果偏水界面避免使结果偏低的硝化低的硝化- -反硝化作用的反应。反硝化作用的反应。u 在在40400 0C C培养培养7 7天,用天,

89、用2M 2M KClKCl和和MgOMgO蒸馏土蒸馏土- -水混和物,水混和物,测定所形成的测定所形成的NHNH4 4+ +-N-N量。量。供参考的化学指标供参考的化学指标 稀稀CaClCaCl2 2溶液在高压下加热释放出氨态氮溶液在高压下加热释放出氨态氮u 操作:操作: 将将10g10g土样置于土样置于50ml50ml试管中,加试管中,加25ml 0.01M 25ml 0.01M CaClCaCl2 2,混和后置于高压釜内,加热至,混和后置于高压釜内,加热至1211210 0C C达达1616小时。冷小时。冷却却转移至蒸馏瓶,加入转移至蒸馏瓶,加入0.2-0.3g 0.2-0.3g MgOM

90、gO 测定测定NHNH4 4+ + -N-N量。量。u 短评:短评: 所加土样不必称重,只需测量体积即可。所加土样不必称重,只需测量体积即可。土壤全磷的测定土壤全磷的测定u 原理:原理: 土壤全磷的分析,需要把不溶性物质转化为适于土壤全磷的分析,需要把不溶性物质转化为适于比色方法的可溶性物质。比色方法的可溶性物质。u NaCONaCO3 3 熔融法:熔融法: 将将4 45g NaCO5g NaCO3 3和和1.0g1.0g土样混和于坩锅,加土样混和于坩锅,加热除去水分,加热热除去水分,加热熔融熔融冷却。溶解熔化物于容量瓶冷却。溶解熔化物于容量瓶定定容容抗坏血酸法测定全磷。抗坏血酸法测定全磷。u

91、 以对硝基酚做指示剂,加入以对硝基酚做指示剂,加入5ml H5ml H2 2SOSO4 4和钼酸铵和钼酸铵定容定容 颜色可稳定颜色可稳定2424小时,形成在小时,形成在890nm890nm处最大的蓝色吸光度。处最大的蓝色吸光度。 土壤磷的分级土壤磷的分级u 浸提步骤浸提步骤: (1) 0.1N (1) 0.1N NaOHNaOH浸提浸提非包裹的非包裹的AlAl-P-P和和Fe-P Fe-P (2) 1M (2) 1M N NaClaCl和柠檬酸盐和柠檬酸盐 碳酸氢钠浸提碳酸氢钠浸提 NaOHNaOH浸提过程中被碳酸盐吸持的浸提过程中被碳酸盐吸持的P P (3) (3) 柠檬酸柠檬酸 连二亚硫酸

92、盐连二亚硫酸盐 碳酸氢钠浸提碳酸氢钠浸提 Fe Fe氧化物和水化氧化物中包裹的氧化物和水化氧化物中包裹的P P (4) 1N (4) 1N HClHCl浸提浸提 Ca-PCa-P四、金属化合物四、金属化合物(一)(二)土壤中铅、锌、铜、镉的测定(一)(二)土壤中铅、锌、铜、镉的测定AASAAS法法 u 锌、铜、镉锌、铜、镉 在土壤中以原生矿物形态存在,和氢氧在土壤中以原生矿物形态存在,和氢氧化物,磷酸盐,碳酸盐和硅酸盐生成沉淀物而成为土化物,磷酸盐,碳酸盐和硅酸盐生成沉淀物而成为土壤无定形(非晶形)物的成分;也可和土壤有机质的壤无定形(非晶形)物的成分;也可和土壤有机质的组分形成不溶的或可溶性

93、的络合物。组分形成不溶的或可溶性的络合物。 标准溶液制备标准溶液制备 10001000g/ml Cug/ml Cu标准液的配制:将标准液的配制:将1,01,0克金属铜溶解在克金属铜溶解在50ml 50ml 1 1:1 1的硝酸溶液中,用去离子水定容至的硝酸溶液中,用去离子水定容至1 1升。升。 10001000g/ml Zng/ml Zn标准液的配制:将标准液的配制:将1,01,0克金属锌溶解在克金属锌溶解在50ml 150ml 1:1 1的盐酸溶液中,用去离子水定容至的盐酸溶液中,用去离子水定容至1 1升。升。 10001000g/ml g/ml CdCd标准液的配制:将标准液的配制:将1,

94、01,0克金属镉溶解在克金属镉溶解在50ml 150ml 1:1 1的盐酸溶液中,用去离子水定容至的盐酸溶液中,用去离子水定容至1 1升。升。操作步骤操作步骤 土样预处理土样预处理 称取称取0.50.51g1g土样于聚四氟乙烯土样于聚四氟乙烯坩埚中,用少许水润湿,加入坩埚中,用少许水润湿,加入HClHCl在电热板上加热消化在电热板上加热消化(450450,防止,防止CdCd挥发挥发,加入,加入HNOHNO3 3继续加热,再加入继续加热,再加入HFHF加热分解加热分解SiOSiO2 2及胶态硅酸盐。最后加入及胶态硅酸盐。最后加入HClOHClO4 4加热加热( (200)200)蒸至近干,冷却,

95、用稀蒸至近干,冷却,用稀HNOHNO3 3浸取残渣、定容同时浸取残渣、定容同时做试剂空白试验。做试剂空白试验。 CuCu、ZnZn、CdCd标准系列混合溶液的配制标准系列混合溶液的配制 采用采用AASAAS法测定法测定CuCu、ZnZn、CdCd 有效性指标有效性指标w 土壤元素的有效性,是元素的溶解度和溶解率的函数。土壤元素的有效性,是元素的溶解度和溶解率的函数。在一定时间内,两者都在土壤悬浮液中影响着离子的活在一定时间内,两者都在土壤悬浮液中影响着离子的活度且受到度且受到pH影响影响通过几种浸提液可预测这些微量通过几种浸提液可预测这些微量元素的元素的有效性。有效性。w浸提液:浸提液:DTP

96、AwEDTAwMgCl2DTPADTPA法法u 选择选择DTPADTPA作为浸提剂,是因为它能同时鳌合作为浸提剂,是因为它能同时鳌合Fe, Fe, MnMn, Zn, Zn和和CuCu,又能获得最适宜的综合稳定常数,又能获得最适宜的综合稳定常数u 为了防止金属元素的过量溶解,使用三乙醇胺(为了防止金属元素的过量溶解,使用三乙醇胺(TEATEA)作)作为缓冲剂为缓冲剂u 操作:操作: 将将1010克土样加入三角瓶中,加入克土样加入三角瓶中,加入20ml DTPA20ml DTPA,振,振荡荡2 2小时,过滤小时,过滤 AASAAS分析分析(三)总铬(三)总铬(1 1) 标准曲线绘制:用铬标准工作

97、溶液配制标准系列,标准曲线绘制:用铬标准工作溶液配制标准系列,测吸光值,绘制标准曲线。测吸光值,绘制标准曲线。(2 2) 土样消化:称取土样土样消化:称取土样 0.5-2g0.5-2g于聚四氟乙烯坩埚中,于聚四氟乙烯坩埚中,加水润湿,加加水润湿,加HNOHNO3 3及及H H2 2SOSO4 4,待剧烈反应停止后,加热至冒待剧烈反应停止后,加热至冒白烟,冷却、加入白烟,冷却、加入HNOHNO3 3、HFHF继续加热至除尽继续加热至除尽HFHF,加水浸取,加水浸取,定容。同时进行全程序试剂空白实验定容。同时进行全程序试剂空白实验w (3 3)显色与测定:在酸性介质中加)显色与测定:在酸性介质中加

98、KMnOKMnO4 4将将CrCr3+3+氧化氧化 为为CrCr6+6+,并用,并用NaNNaN3 3除去过量除去过量KMnOKMnO4 4。加二苯碳酰二肼显色剂,。加二苯碳酰二肼显色剂,于波长于波长54nm54nm处比色测定处比色测定w (4 4)结果计算)结果计算 w 式中:式中:MM从标准曲线中查得铬含量(从标准曲线中查得铬含量(gg) WW称量土样干重量(称量土样干重量(g g) 土壤样品组分的溶解,测定方法土壤样品组分的溶解,测定方法元元素素溶解方法溶解方法测定方法测定方法最低检出限最低检出限(g/kg)g/kg)AsAsHNOHNO3 3HH2 2SOSO4 4消化消化二乙基二硫代

99、氨二乙基二硫代氨基甲酸银比色法基甲酸银比色法 0.50.5CdCdHNOHNO3 3HFHClOHFHClO4 4消化消化 AAS AAS 0.0020.002CrCrHNOHNO3 3HH2 2SOSO4 4HH3 3POPO4 4消化消化HNOHNO3 3HFHClOHFHClO4 4消化消化 AAS AAS 2.52.5CuCuHClHNOHClHNO3 3HClOHClO4 4消化消化HNOHNO3 3HFHClOHFHClO4 4消化消化 AAS AAS 1.01.0 1.0 1.0HgHgH H2 2SOSO4 4KMnOKMnO4 4消化消化HNOHNO3 3HH2 2SOSO4

100、 4VV2 2O O5 5消化消化冷原子吸收冷原子吸收 0.007 0.007 0.002 0.002MnMnHNOHNO3 3HFHClOHFHClO4 4消化消化 AAS AAS 5.05.0PbPbHClHNOHClHNO3 3HClOHClO4 4消化消化HNOHNO3 3HFHClOHFHClO4 4消化消化 AASAAS 1.01.0 1.0 1.0氟化物氟化物NaNa2 2COCO3 3NaNa2 2O O2 2熔融熔融F F选择电极选择电极 5.05.0 土壤中苯并土壤中苯并(a) (a) 芘的测定芘的测定 苯并苯并(a)(a)芘分析流程图芘分析流程图 取取5 510g10g土

101、样土样(40(40目目) )进行乙酰化层析纸分离,然后用荧进行乙酰化层析纸分离,然后用荧光法进行测定。其分析流程见图:光法进行测定。其分析流程见图: 土壤甲基汞的测定土壤甲基汞的测定 土壤土壤HClHCl浸浸苯萃取苯萃取反萃取反萃取HClHCl酸化酸化苯萃取苯萃取相分离相分离GCGC检测检测 甲基汞分析流程甲基汞分析流程 土壤常规监测项目及分析方法土壤常规监测项目及分析方法监测项目监测项目 监测仪器监测仪器 监测方法监测方法 方法来源方法来源 镉镉 原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪石墨炉原子吸收分光光石墨炉原子吸收分光光度法度法GB/T17141-1997GB/T17141-1997原子吸收光谱仪

102、原子吸收光谱仪KI-MIBKKI-MIBK萃取原子吸收萃取原子吸收分光光度法分光光度法GB/T17140-1997GB/T17140-1997汞汞 测汞仪测汞仪冷原子吸收法冷原子吸收法GB/T17136-1997GB/T17136-1997砷砷 分光光度计分光光度计二乙基二硫代氨基甲酸二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法银分光光度法GB/T17134-1997GB/T17134-1997分光光度计分光光度计硼氢化钾硼氢化钾- -硝酸银分光硝酸银分光光度法光度法GB/T17135-1997GB/T17135-1997铜铜原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度火焰原子吸收分光光度法法GB/T

103、17138-199 7GB/T17138-199 7铅铅 原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪 石墨炉原子吸收分光光度法石墨炉原子吸收分光光度法 GB/T17141-1997 GB/T17141-1997 原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪KI-MIBKKI-MIBK萃取原子吸收分光光度法萃取原子吸收分光光度法GB/T17140-1997GB/T17140-1997铬铬原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法GB/T17137-1997GB/T17137-1997锌锌原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法GB/T17138-1997GB/T1

104、7138-1997镍镍原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法GB/T17139-1997GB/T17139-1997六六六和滴滴涕六六六和滴滴涕气相色谱仪气相色谱仪电子捕获气相色谱法电子捕获气相色谱法GB/T14550-1993GB/T14550-1993六种多环芳烃六种多环芳烃液相色谱仪液相色谱仪高效液相色谱法高效液相色谱法GB13198-91GB13198-91稀土总量稀土总量分光光度计分光光度计对马尿酸偶氮氯膦分光光度法对马尿酸偶氮氯膦分光光度法GB6262GB6262pHpHpHpH计计森林土壤森林土壤pH pH 测定测定GB7859-87GB7859

105、-87阳离子交换量阳离子交换量滴定仪滴定仪乙酸铵法乙酸铵法w注:注:ICP-AESICP-AES:等离子发射光谱;:等离子发射光谱; XRFXRF:X-X-荧光光谱分析;荧光光谱分析;wAASAAS:火焰原子吸收;:火焰原子吸收; GF-AASGF-AAS:石墨炉原子吸收;:石墨炉原子吸收;wHG-AASHG-AAS:氢化物发生原子吸收法;:氢化物发生原子吸收法; HG-AFSHG-AFS:氢化物发生原子荧光法;:氢化物发生原子荧光法;wPOLPOL:催化极谱法;:催化极谱法; ISEISE:选择性离子电极;:选择性离子电极; VOLVOL:容量法;:容量法;wPOTPOT:电位法;:电位法;

106、 INAAINAA:中子活化分析法;:中子活化分析法; GCGC:气相色谱法;:气相色谱法;wLCLC:液相色谱法;:液相色谱法; GC-MSGC-MS:气相色谱:气相色谱- -质谱联用法;质谱联用法; COLCOL:分光比色法;:分光比色法;wLC-MSLC-MS:液相色谱:液相色谱- -质谱联用法;质谱联用法; ICP-MSICP-MS:等离子体质谱联用法:等离子体质谱联用法监测数据结果监测数据结果 w1 1、结果表示、结果表示w平行样的测定结果用平均数表示,一组测定数据用平行样的测定结果用平均数表示,一组测定数据用DixonDixon法、法、Grubbs Grubbs 法法检验剔除离群值

107、后以平均值报出;低于分析方法检出限的测定结果以检验剔除离群值后以平均值报出;低于分析方法检出限的测定结果以“未检出未检出”报出,参加统计时按二分之一最低检出限计算报出,参加统计时按二分之一最低检出限计算w土壤样品测定一般保留三位有效数字,含量较低的镉和汞保留两位有效土壤样品测定一般保留三位有效数字,含量较低的镉和汞保留两位有效数字,并注明检出限数值。分析结果的精密度数据,一般只取一位有效数字,并注明检出限数值。分析结果的精密度数据,一般只取一位有效数字,当测定数据很多时,可取两位有效数字。表示分析结果的有效数数字,当测定数据很多时,可取两位有效数字。表示分析结果的有效数字的位数不可超过方法检出

108、限的最低位数。字的位数不可超过方法检出限的最低位数。w 2 2、监测报告、监测报告w 报告名称,实验室名称,报告编号,报告每页和总页数标报告名称,实验室名称,报告编号,报告每页和总页数标识,采样地点名称,采样时间、分析时间,检测方法,监测识,采样地点名称,采样时间、分析时间,检测方法,监测依据,评价标准,监测数据,单项评价,总体结论,监测仪依据,评价标准,监测数据,单项评价,总体结论,监测仪器编号,检出限(未检出时需列出),采样点示意图,采样器编号,检出限(未检出时需列出),采样点示意图,采样(委托)者,分析者,报告编制、复核、审核和签发者及时(委托)者,分析者,报告编制、复核、审核和签发者及

109、时间等内容。间等内容。土壤环境质量评价土壤环境质量评价 w 土壤环境质量评价涉及评价因子、评价标准和评价模式。土壤环境质量评价涉及评价因子、评价标准和评价模式。w 评价因子数量与项目类型取决于监测的目的和现实的经济评价因子数量与项目类型取决于监测的目的和现实的经济和技术条件。评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域和技术条件。评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。评价模式常用污土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。评价模式常用污染指数法或者与其有关的评价方法。染指数法或者与其有关的评价方法。w 土壤环境质量评价一般以单项污染指数为主,指数小土壤环境质量评

110、价一般以单项污染指数为主,指数小污染轻,指数大污染则重。当区域内土壤环境质量作为污染轻,指数大污染则重。当区域内土壤环境质量作为一个整体与外区域进行比较或与历史资料进行比较时除一个整体与外区域进行比较或与历史资料进行比较时除用单项污染指数外,还常用综合污染指数。土壤由于地用单项污染指数外,还常用综合污染指数。土壤由于地区背景差异较大,用土壤污染累积指数更能反映土壤的区背景差异较大,用土壤污染累积指数更能反映土壤的人为污染程度。土壤污染物分担率可评价确定土壤的主人为污染程度。土壤污染物分担率可评价确定土壤的主要污染项目,污染物分担率由大到小排序,污染物主次要污染项目,污染物分担率由大到小排序,污

111、染物主次也同此序。除此之外,土壤污染超标倍数、样本超标率也同此序。除此之外,土壤污染超标倍数、样本超标率等统计量也能反映土壤的环境状况。等统计量也能反映土壤的环境状况。1 1、污染指数、超标率(倍数)评价、污染指数、超标率(倍数)评价污染指数和超标率等计算公式污染指数和超标率等计算公式 内梅罗污染指数评价内梅罗污染指数评价 式中:式中:PI PI 均和均和PI PI 最大分别是平均单项污染指数和最大单最大分别是平均单项污染指数和最大单项污染指数项污染指数即:即: 内梅罗指数反映了各污染物对土壤的作用,同时突出了高内梅罗指数反映了各污染物对土壤的作用,同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响,

112、可按内梅罗污染指数,划浓度污染物对土壤环境质量的影响,可按内梅罗污染指数,划定污染等级。内梅罗指数土壤污染评价标准见下表定污染等级。内梅罗指数土壤污染评价标准见下表土壤内梅罗污染指数评价标准土壤内梅罗污染指数评价标准 等级等级内梅罗污染指数内梅罗污染指数污染等级污染等级PN0.7PN0.7清洁(安全)清洁(安全)0.70.7PN1.0PN1.0尚清洁(警戒限)尚清洁(警戒限)1.01.0PN2.0PN2.0轻度污染轻度污染2.02.0PN3.0PN3.0中度污染中度污染 PNPN3.03.0重污染重污染背景值及标准偏差评价背景值及标准偏差评价 用区域土壤环境背景值(用区域土壤环境背景值(x x)95%95%置信度的范围(置信度的范围(x x2s2s)来评)来评价:价:w若土壤某元素监测值若土壤某元素监测值xIxIx x2s2s,则该元素缺乏或属于低背景,则该元素缺乏或属于低背景土壤。土壤。w若土壤某元素监测值在若土壤某元素监测值在x x2s2s,则该元素含量正常。,则该元素含量正常。w若土壤某元素监测值若土壤某元素监测值xIxIx x2s2s,则土壤已受该元素污染,或,则土壤已受该元素污染,或属于高背景土壤。属于高背景土壤。

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