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1、第五章第五章土壤质量监测土壤质量监测目的与要求目的与要求了解土壤的组成、背景值等基本概念，掌握了解土壤的组成、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。土壤样品的采集和测定的原则及基本方法等。重点和难点重点和难点1）土壤污染样品和背景值样品的采集，样品）土壤污染样品和背景值样品的采集，样品的保存，样品的制备；的保存，样品的制备；2）土壤试样含水量、锌、镉、铜、汞等金属，）土壤试样含水量、锌、镉、铜、汞等金属，农药、多环芳烃等有机污染物的监测方法。农药、多环芳烃等有机污染物的监测方法。第五章土壤质量监测第五章土壤质量监测w5.1土壤基本知识土壤基本知识w5.2土壤环境质量监测
2、方案土壤环境质量监测方案w5.3土壤样品的采集与加工管理土壤样品的采集与加工管理w5.4土壤样品的预处理土壤样品的预处理w5.5土壤污染物的测定土壤污染物的测定5.1土壤基本知识土壤基本知识w本节内容：本节内容：了解土壤中矿物质、有机质、生物、了解土壤中矿物质、有机质、生物、溶液和空气等土壤基本概念，土壤中溶液和空气等土壤基本概念，土壤中各种元素的背景值及其测定意义，以各种元素的背景值及其测定意义，以及土壤质量标准。及土壤质量标准。5.1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 5.1.25.1.2土壤的基本性质土壤的基本性质 5.1.35.1.3土壤背景值土壤背景值
3、5.1.45.1.4土壤污染土壤污染 5.1.55.1.5土壤环境质量标准土壤环境质量标准5.1.15.1.1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、气圈和水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，形成了各种类型的土壤。用的不同，形成了各种类型的土壤。 土壤组成很复杂，总体来说是由土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质矿物质、动植物残体腐解产生的有机质动植物残体腐解产生的有机质、水分水分和和空气空气等等固、液、气三相组成的。固、
4、液、气三相组成的。（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，约约占占土土壤壤固固体体部部分分总重量的总重量的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生矿物质和次生矿物质原生矿物质和次生矿物质一、土壤矿物质的矿物组成一、土壤矿物质的矿物组成 1 1、原生矿物质：原生矿物质：它是各种岩石经受不同的它是各种岩石经受不
5、同的物理风化物理风化，仍遗留在土壤中的一类矿物，其原来的化学组成没有改变。仍遗留在土壤中的一类矿物，其原来的化学组成没有改变。这类矿物质主要有这类矿物质主要有硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物、磷酸盐类矿物。类矿物、磷酸盐类矿物。 2 2、次生矿物质：次生矿物质：它大多是由原生矿物质经它大多是由原生矿物质经化学风化后化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构有所改变。这类矿形成的新矿物，其化学组成和晶体结构有所改变。这类矿物质包括简单盐类（如碳酸盐、硫酸盐、氯化物等）、三物质包括简单盐类（如碳酸盐、硫酸盐、氯化物等）、三氧化物类（如褐铁矿）、次生铝硅酸
6、盐类（如蒙脱土）。氧化物类（如褐铁矿）、次生铝硅酸盐类（如蒙脱土）。二、土壤矿物质的化学组成二、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。主体元素是氧、硅、铝、铁、平均含量及其化学组成相似。主体元素是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等，占钙、钠、钾、镁等，占96%96%。三、土壤机械组成三、土壤机械组成 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。不同粒径的矿物质颗粒的吸附和解吸能力。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。为了研究成分和物理化学性
7、质有很大差异。为了研究方便，按粒径大小将土粒分成若干类，称为方便，按粒径大小将土粒分成若干类，称为粒级，同级土粒的成分和性质基本一致。粒级，同级土粒的成分和性质基本一致。 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石砾石砾粗砾粗砾细砾细砾10-33-1沙粒沙粒粗沙粒粗沙粒细沙粒细沙粒1-0.250.25-0.5粉粒粉粒粗粉粒粗粉粒细粉粒细粉粒0.05-0.10.01-0.005黏粒黏粒粗黏粒粗黏粒细黏粒细黏粒0.005-0.0010.001国际制土壤质地分类国际制土壤质地分类自然界中任何一种土壤，都是由粒径不同的土自然界中任何一种土壤，都是由粒径不同的土粒按不同
8、比例组合而成的，按照土壤中各粒级土粒粒按不同比例组合而成的，按照土壤中各粒级土粒含量的相对比例或质量分数分类，称为含量的相对比例或质量分数分类，称为土壤质地分土壤质地分类类。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（0.022mm）、粉沙粒）、粉沙粒(0.0020.02mm)和粘粒和粘粒(0.002mm)在土壤中的相对含量，将土壤分成砂土在土壤中的相对含量，将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类和十二级。、壤土、粘壤土、粘土四大类和十二级。（二）土壤有机质（二）土壤有机质w定义：土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称。定义：土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称。w
9、形成：由进入土壤的植物、动物、微生物残体及施入土壤的形成：由进入土壤的植物、动物、微生物残体及施入土壤的有机肥料经分解转化逐渐形成的。有机肥料经分解转化逐渐形成的。w作用：土壤有机质占土壤总量的作用：土壤有机质占土壤总量的5%，对于土壤物理、化学、，对于土壤物理、化学、生物学性状有较大影响。生物学性状有较大影响。分类分类非腐殖物质：包括糖类（如淀粉、纤维素），含非腐殖物质：包括糖类（如淀粉、纤维素），含氮有机化合物，有机磷、有机硫化合物，占土壤氮有机化合物，有机磷、有机硫化合物，占土壤有机质总量的有机质总量的10-15%。腐殖物质：是植物残体中稳定性较大的木质素及腐殖物质：是植物残体中稳定性较
10、大的木质素及其类似物，在微生物作用下，部分被氧化形成的其类似物，在微生物作用下，部分被氧化形成的一类特殊高分子聚合物，具有芳环结构，苯环周一类特殊高分子聚合物，具有芳环结构，苯环周围连接多种官能团，如羧基、羟基、甲氧基、氨围连接多种官能团，如羧基、羟基、甲氧基、氨基等，使之具有表面吸附、离子交换、络合、缓基等，使之具有表面吸附、离子交换、络合、缓冲、氧化还原作用及生理活性等性能。冲、氧化还原作用及生理活性等性能。（三）土壤生物（三）土壤生物w土壤中的微生物（细菌、真菌、放线菌、藻土壤中的微生物（细菌、真菌、放线菌、藻类等）及动物（原生动物、蚯蚓、线虫类等）类等）及动物（原生动物、蚯蚓、线虫类等
11、）w作用：是土壤有机质的重要来源，对进入土作用：是土壤有机质的重要来源，对进入土壤的有机污染物降解及无机污染物（如重金壤的有机污染物降解及无机污染物（如重金属）的形态转化起着主导作用，是土壤净化属）的形态转化起着主导作用，是土壤净化功能的主要贡献者。功能的主要贡献者。（四）土壤溶液（四）土壤溶液w定义定义：土壤水分及其所含溶质的总称。存在于土壤：土壤水分及其所含溶质的总称。存在于土壤孔隙中。孔隙中。w作用作用：是植物和土壤生物的营养来源，也是土壤中：是植物和土壤生物的营养来源，也是土壤中各种物理、化学反应和微生物作用的介质，是影响各种物理、化学反应和微生物作用的介质，是影响土壤性质及污染物迁移
12、、转化的重要因素。土壤性质及污染物迁移、转化的重要因素。w来源来源：大气降水、降雪、地表径流和农田灌溉。：大气降水、降雪、地表径流和农田灌溉。w土壤中的溶质土壤中的溶质：可溶无机盐、可溶有机物、无机胶：可溶无机盐、可溶有机物、无机胶体、可溶性气体等。体、可溶性气体等。（五）土壤空气（五）土壤空气w存在于未被水分占据的土壤孔隙中。存在于未被水分占据的土壤孔隙中。w来源来源：大气、生物化学反应和化学反应产生：大气、生物化学反应和化学反应产生的气体（如的气体（如甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、二氧化碳二氧化碳等）等）思考题w简述土壤的组成；他们是怎样形成的？简述土壤的组成
13、；他们是怎样形成的？5.1.2土壤的基本性质土壤的基本性质w（一）吸附性（一）吸附性w（二）酸碱性（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土壤的吸附性与土壤中存在的胶体物质有关。土壤的吸附性与土壤中存在的胶体物质有关。w土壤胶体包括无机胶体（如土壤胶体包括无机胶体（如黏土矿物、铁铝、硅等黏土矿物、铁铝、硅等水合氧化物水合氧化物）、有机胶体（主要是）、有机胶体（主要是腐殖质腐殖质）、有机）、有机-无机复合胶体。无机复合胶体。w土壤胶体具有巨大的比表面积，胶粒表面带有电荷，土壤胶体具有巨大的比表面积，胶粒表面带有电荷，对有机污染物（如有机磷、有机氯农药等）和无机对有
14、机污染物（如有机磷、有机氯农药等）和无机污染物（如污染物（如Hg2+,Pb2+,Cu2+,Cd2+等重金属离子）等重金属离子）有极强的吸附能力或离子交换吸附能力。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土壤的酸碱度划分为土壤的酸碱度划分为9级：级：酸性酸性中性中性碱性碱性w我国土壤我国土壤pH4.5-8.5，东南酸，西北碱，东南酸，西北碱w土壤碱性主要来自土壤中钙、镁、钠、钾的土壤碱性主要来自土壤中钙、镁、钠、钾的重碳酸盐、碳酸盐及土壤胶体上交换钠离子重碳酸盐、碳酸盐及土壤胶体上交换钠离子的水解作用。的水解作用。（三）氧化还原性（三）氧化还原性w土壤中氧化剂土壤中氧化剂：
15、游离氧、高价金属离子、硝：游离氧、高价金属离子、硝酸根等酸根等w土壤中还原剂土壤中还原剂：土壤有机质及其在厌氧条件：土壤有机质及其在厌氧条件下的分解产物、低价金属离子下的分解产物、低价金属离子5.1.3土壤背景值土壤背景值 定义定义：土壤背景值（土壤本底值）是指在未受人：土壤背景值（土壤本底值）是指在未受人类社会行为干扰和破坏时，土壤成分的组成和各类社会行为干扰和破坏时，土壤成分的组成和各组分（元素）的含量。组分（元素）的含量。 我国土壤部分元素环境背景值，表我国土壤部分元素环境背景值，表5-3.5-3. 土壤元素背景值的表达方式目前还不统一，有土壤元素背景值的表达方式目前还不统一，有几种方法
16、，但我国用得较多的一种是用土壤样品几种方法，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差表示。平均值加减两个标准偏差表示。 5.1.4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态平衡，使污染物的积累逐渐占据优势，引起土壤的物的积累逐渐占据优势，引起土壤的组成、结构、性状改变，组成、结构、性状改变，功能失调，质量下降功能失调，质量下降，导致土壤环境污染。，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
17、、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染源天然污染源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90锶、锶、137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5.1.5土壤环境质量标准土壤环境质量标准w土壤环境质量标
18、准土壤环境质量标准(GBl56181995)w无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标(GBT184072001)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(NY50202001)5.2土壤环境质量监测方案土壤环境质量监测方案w5.2.1监测目的监测目的w5.2.2资料的收集资料的收集w5.2.3监测项目监测项目w5.2.4采样点的布设采样点的布设w5.2.5监测方法监测方法w5.2.6土壤监测质量控制土壤监测质量控制w5.2.7农田土壤环境质量评价农田土壤环境质量评价5.2.1监测目的监测目的w1、土壤质量现状监测、土壤质量现状
19、监测w2、土壤污染事故监测、土壤污染事故监测w3、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、土壤背景值调查、土壤背景值调查1.土壤质量现状监测土壤质量现状监测w目的目的：判断土壤是否被污染及污染状况，预：判断土壤是否被污染及污染状况，预测发展变化趋势。测发展变化趋势。w土壤环境质量标准土壤环境质量标准将土壤环境质量分为将土壤环境质量分为3类。三类土壤分别执行一、二、三级标准。类。三类土壤分别执行一、二、三级标准。哪三类？哪三类？2、土壤污染事故监测、土壤污染事故监测w由于废气、废水、废渣等对土壤造成了污染，由于废气、废水、废渣等对土壤造成了污染，或者对作物造成了污染，要调查分析主
20、要污或者对作物造成了污染，要调查分析主要污染物，确定污染的来源、范围和程度，为行染物，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。政主管部门采取对策提供科学依据。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w进行污水、污泥土地利用、固体废弃物的土进行污水、污泥土地利用、固体废弃物的土地处理过程中，把无机、有机污染物带入土地处理过程中，把无机、有机污染物带入土壤中，并不断积累，含量是否达到危害的临壤中，并不断积累，含量是否达到危害的临界值，需要进行定点长期动态监测，以既能界值，需要进行定点长期动态监测，以既能充分利用土地的净化能力，又防止土壤污染，充分利用土地的净化
21、能力，又防止土壤污染，保护土壤生态环境。保护土壤生态环境。4、土壤背景值调查、土壤背景值调查w确定元素背景值的水平和变化，了解元素的确定元素背景值的水平和变化，了解元素的丰缺和供应状况，为保护土壤生态环境，合丰缺和供应状况，为保护土壤生态环境，合理施用微量元素及地方病因的探讨与防治提理施用微量元素及地方病因的探讨与防治提供依据。供依据。思考题思考题w何谓土壤背景值？土壤背景值的调查研究对何谓土壤背景值？土壤背景值的调查研究对环境保护和环境科学有何意义？环境保护和环境科学有何意义？w我国我国土壤环境质量标准土壤环境质量标准将土壤分成哪几将土壤分成哪几类？各类土壤的功能和保护目标是什么？类？各类土
22、壤的功能和保护目标是什么？w根据监测的目的，土壤环境监测分析有几种根据监测的目的，土壤环境监测分析有几种类型类型? 5.2.2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自然环境方面的资料自然环境方面的资料w土壤类型、植被、区域土壤元素背景值、土土壤类型、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、地质、地形地貌、气象等社会环境方面的资料社会环境方面的资料w工农业生产布局、工业污染源种类与分布、工农业生产布局、工业污染源种类与分布、污染物种类及排放途径和
23、排放量、农药和化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、人肥使用状况、污水灌溉及污泥施用状况、人口分布、地方病等口分布、地方病等5.2.3监测项目监测项目w土壤监测项目根据监测目的确定。土壤监测项目根据监测目的确定。1.背景值调查研究是为了了解土壤中各种元素背景值调查研究是为了了解土壤中各种元素的含量水平，要求测定项目多。的含量水平，要求测定项目多。2.污染事故监测仅测定可能造成土壤污染的项污染事故监测仅测定可能造成土壤污染的项目。目。3.土壤质量监测测定那些影响自然生态和植物土壤质量监测测定那些影响自然生态和植物生长及危害人体健康的项目。生长及危害人体健康的
24、项目。5.2.3监测项目监测项目我国我国土壤环境质量标准土壤环境质量标准监测项目监测项目w我国我国土壤环境质量标准土壤环境质量标准规定监测重金规定监测重金属、农药、属、农药、pH值共值共11个项目。个项目。农田土壤环境质量监测技术规范农田土壤环境质量监测技术规范监测项目监测项目w农田土壤环境质量监测技术规范农田土壤环境质量监测技术规范将监测项目将监测项目分为分为3类类1.规定必测项目：规定必测项目：同同土壤环境质量标准土壤环境质量标准11项项2.选择必测项目：选择必测项目：根据监测地区环境污染状况，确根据监测地区环境污染状况，确认在土壤中积累较多、对农业危害大、影响面广、认在土壤中积累较多、对
25、农业危害大、影响面广、毒性强的污染物，具体项目由各地自己确定。毒性强的污染物，具体项目由各地自己确定。P277,表表5-73.选择项目：选择项目：新纳入的在土壤中积累较少的污染物，新纳入的在土壤中积累较少的污染物，由于环境污染导致土壤性状发生改变的土壤性状由于环境污染导致土壤性状发生改变的土壤性状指标和农业生态环境指标。指标和农业生态环境指标。P277,表表5-75.2.4采样点的布设采样点的布设（一）（一）布设原则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污染较重的地区布点要密些。常根据土壤污染发生些。常根据土壤污染发生原因来考虑布点多少原因来考虑布点多少大气污染
26、物引起：布点以污染源大气污染物引起：布点以污染源为中心，据当地风向、风速及污为中心，据当地风向、风速及污染强度等因素来确定染强度等因素来确定城市污水或被污染的河水灌溉农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田引起：采样点应根据水流的路径和距离来考虑径和距离来考虑化肥、农药引起：特点是分布比化肥、农药引起：特点是分布比较均匀广泛较均匀广泛要在非污染区的同类土壤要在非污染区的同类土壤中布设一个或几个对照采中布设一个或几个对照采样点样点总之，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监测目的
27、而定w监测区域大、区域环境状况复杂，布设采监测区域大、区域环境状况复杂，布设采样点多样点多w监测范围小、环境状况差异小，布设采样监测范围小、环境状况差异小，布设采样点数量少。点数量少。w一般要求每个采样单元最少设一般要求每个采样单元最少设3个采样点个采样点（二）采样点数量（二）采样点数量（三）采样点布设方法（三）采样点布设方法w对角线布点法对角线布点法w梅花形布点法梅花形布点法w棋盘式布点法棋盘式布点法w蛇形布点法蛇形布点法w放射状布点法放射状布点法w网格布点法网格布点法(a)对角线布点法对角线布点法(d)蛇形布点法蛇形布点法(c)棋盘式布点法棋盘式布点法(b)梅花形布点法梅花形布点法土壤采样
28、点布设图土壤采样点布设图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（a）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端正的田块形端正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3-5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）适适用用于于面面积积较较小小，地地势势平平坦坦，土土壤壤物物质质和和污污染染较较均均匀匀的的田块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5-10个采样点
29、个采样点棋盘式布点棋盘式布点法法图（图（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匀的田块均匀的田块一一般般采采样样点点在在10个个以以上上。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20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）适适用用于于面面积积较较大大，地地形形不不平平坦坦，土土壤壤不均匀的田块不均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
30、样、监测，以利于对比和分析采样、监测，以利于对比和分析放射状布点法放射状布点法:适用于大气污染型土壤。以适用于大气污染型土壤。以大气污染源为中心，向周围画射大气污染源为中心，向周围画射线，在射线上布设采样分点。线，在射线上布设采样分点。网格布点法：网格布点法：适用于地形平缓的地块。适用于地形平缓的地块。将地块分成若干均匀网状方格，将地块分成若干均匀网状方格，采样分点设在两条直线的交点采样分点设在两条直线的交点或方格的中心。农用化学物质或方格的中心。农用化学物质污染型土壤、土壤背景值调查污染型土壤、土壤背景值调查常用。常用。思考题思考题w土壤污染监测有哪几种布点方法？各适用于土壤污染监测有哪几种
31、布点方法？各适用于什么情况？什么情况？5.2.5监测方法监测方法w土壤样品预处理方法土壤样品预处理方法同底质样品同底质样品1.金属：酸消解金属：酸消解2.有机物：索氏提取、超声提取、微波辅助萃有机物：索氏提取、超声提取、微波辅助萃取、加压溶剂提取等取、加压溶剂提取等w分析测定方法分析测定方法表表5-7农田土壤环境质量监测分析测定方法农田土壤环境质量监测分析测定方法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，浸出物中含量较高的成分测定，如如Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+、Cl-Cl-、SO42SO42分光光度法、原子吸收分光光度法、原子吸收分光光度
32、法、原子荧光分光光度法、原子荧光分光光度法、等离子体分光光度法、等离子体发射光谱法发射光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分析测定方法分析测定方法5.2.7农田土壤环境质量评价农田土壤环境质量评价w获得土壤监测项目的监测数据后，依据获得土壤监测项目的监测数据后，依据土土壤环境质量标准壤环境质量标准评价被监测土壤的质量评价被监测土壤的质量w评价方法：评价方法：运用评价参数进行（运用评价参数进行（1）单项污染物污染）单项污染物污染状况评价、（状况评价、（2）区域综合污染状况评
33、价、）区域综合污染状况评价、（3）划定土壤质量等级。）划定土壤质量等级。（一）评价参数（一）评价参数（二）评价方法（二）评价方法w一般以单项污染指数为主一般以单项污染指数为主w但当区域内土壤质量作为一个整体与外区域但当区域内土壤质量作为一个整体与外区域土壤质量比较时，或者一个区域内土壤质量土壤质量比较时，或者一个区域内土壤质量在不同历史阶段比较时，应用综合污染指数在不同历史阶段比较时，应用综合污染指数评价。评价。w综合污染指数全面反映了各污染物对土壤的综合污染指数全面反映了各污染物对土壤的不同作用，同时又突出了高浓度污染物对土不同作用，同时又突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响，适于用来评价
34、土壤环境壤环境质量的影响，适于用来评价土壤环境质量等级。表质量等级。表5-85.3土壤样品的采集与加工管理土壤样品的采集与加工管理w5.3.1土壤样品的采集土壤样品的采集w（一）采样深度和采样量（一）采样深度和采样量1.混合样品混合样品2.剖面样品剖面样品w（二）（二）采样时间和频率采样时间和频率w（三）采样注意事项（三）采样注意事项w5.3.2土壤样品的加工与管理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）（一）采样深度采样深度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0 015cm15c
35、m或或0 020cm20cm表层表层( (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或农作物的影响物或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0-20cm0-20cm处处，对对于于根根深深的的作作物物，也也可可取取60cm60cm深深度度处处的的土土壤样品壤样品了了解解污污染染物物质质在在土土壤中的垂直分布壤中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层（风化母岩层、母质层）层（风化母岩层、母质层）A层层（表表层层、腐腐殖殖质质淋淋溶层）溶层）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
36、面1.0m1.5m土壤剖面挖掘示意图土壤剖面挖掘示意图0.8m堆土堆土在采样地点挖掘一在采样地点挖掘一个个1 1.5m的长方的长方形土坑。深度在形土坑。深度在2m以内，一般要以内，一般要求达到母质层；盐求达到母质层；盐碱地地下水位高，碱地地下水位高，取样至地下水位层。取样至地下水位层。土壤剖面土壤剖面A、B、C层示意图层示意图AABBBCC0255070100120根据土壤剖面颜色、结根据土壤剖面颜色、结构、质地等划分土层，将构、质地等划分土层，将剖面形态特征记录下来。剖面形态特征记录下来。在各层最典型的中部在各层最典型的中部自下而上逐层用小土铲切自下而上逐层用小土铲切取一片土壤样。取一片土壤
37、样。采样量采样量由于测定所需的土样是多点混合而成的，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取样量往往较大，而实际供分析的土样不需太多，一般只需多，一般只需1-2Kg。因此对所得混合样可反。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。塑料袋或布袋内，贴上标签备用。采样方法采样方法 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。（二）采样量及采样方法（二）采样量及采样方法为了解土壤污染状况，可随时采集样品进行为了解土壤污染状况，可随时采集样品进行测定。如需同
38、时掌握在土壤上生长的作物受污染测定。如需同时掌握在土壤上生长的作物受污染状况，可依季节变化或作物收获期采集。一年中状况，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次进行对照。在同一地点采样两次进行对照。农田土壤环境监测技术规范农田土壤环境监测技术规范规定，一般土规定，一般土壤在农作物收获期采样测定，必测项目一年测定壤在农作物收获期采样测定，必测项目一年测定一次，其他项目一次，其他项目3-5年测定一次。年测定一次。（三）采样时间（三）采样时间（四）采样注意事项（四）采样注意事项（1）采样点不能设在田边、沟边、路边或肥堆边；）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
39、体情况，如土壤剖面形态特征等做）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；详细记录；（3）现场填写两张标签，写上地点、土壤深度、日期、采）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。样人姓名等，一张放入样品袋内，一张扎在样品口袋上。（4）测定重金属的样品，尽量用竹铲、竹片直接采集样品，）测定重金属的样品，尽量用竹铲、竹片直接采集样品，或用铁铲、土钻挖掘后，用竹片刮去与金属采样接触的部分，或用铁铲、土钻挖掘后，用竹片刮去与金属采样接触的部分，再用竹铲或竹片采集土样。再用竹铲或竹片采集土样。思考题思考题w根据土壤污染监测目的，怎样确
40、定采样深度根据土壤污染监测目的，怎样确定采样深度？为什么需要多点采集混合土样？为什么需要多点采集混合土样？二、土壤样品加工与管理二、土壤样品加工与管理（一）样品加工处理（一）样品加工处理处理程序：风干处理程序：风干磨细磨细过筛过筛混合混合分装分装目的：目的：（1）除去非土部分，使测定结果能代表土壤本）除去非土部分，使测定结果能代表土壤本身的组成身的组成（2）有利于样品能较长时期保存，防止发霉、）有利于样品能较长时期保存，防止发霉、变质变质（3）通过研磨、混合，使分析时称取的样品具）通过研磨、混合，使分析时称取的样品具有较高的代表性有较高的代表性（一）样品加工处理（样品制备）（一）样品加工处理（
41、样品制备）1、土样的风干、土样的风干 将潮湿的土样倒在搪瓷盘内或塑料膜上，将潮湿的土样倒在搪瓷盘内或塑料膜上，摊成摊成2cm厚的薄层，用玻璃棒压碎、翻厚的薄层，用玻璃棒压碎、翻动，使其均匀风干。风干过程中，拣出动，使其均匀风干。风干过程中，拣出碎石、沙砾及植物残体。碎石、沙砾及植物残体。2、磨碎与过筛、磨碎与过筛 （1）如果进行土壤颗粒分析及物理性质测定等）如果进行土壤颗粒分析及物理性质测定等物理分析物理分析，取风干样品，取风干样品100200g，放在木板上，放在木板上用圆木棍辗碎，经反复处理使土样全部通过用圆木棍辗碎，经反复处理使土样全部通过2mm孔径（孔径（10目）的筛子，将土样混均储于广
42、口瓶内。目）的筛子，将土样混均储于广口瓶内。 （2） 如果进行化学分析，土壤颗粒细度影响测如果进行化学分析，土壤颗粒细度影响测定结果的准确性，即使对于一个混合均匀的土样，定结果的准确性，即使对于一个混合均匀的土样，由于土粒大小不同，其化学成分及含量也有差异，由于土粒大小不同，其化学成分及含量也有差异，应根据分析项目的要求处理成适宜大小的颗粒。应根据分析项目的要求处理成适宜大小的颗粒。 化学分析时土壤的处理化学分析时土壤的处理w风干的样品除去碎石、植物残体后，四分法分取所风干的样品除去碎石、植物残体后，四分法分取所需土壤量，使其全部通过需土壤量，使其全部通过0.84（20目）尼龙筛（或目）尼龙筛
43、（或铜筛）。铜筛）。w过筛后的样品充分混匀，四分法分成过筛后的样品充分混匀，四分法分成2份，一份库存，份，一份库存，用于土壤用于土壤pH值等测定，另一份继续用四分法缩分成值等测定，另一份继续用四分法缩分成2份，一份备用，另一份研磨至全部通过份，一份备用，另一份研磨至全部通过0.25mm（60目）或（目）或（0.149mm）100目筛，混匀目筛，混匀备用。备用。w通过通过60目筛的土壤用于农药、土壤有机质、土壤全目筛的土壤用于农药、土壤有机质、土壤全氮等项目的测定氮等项目的测定w过过100目筛的样品用于元素分析目筛的样品用于元素分析（二）样品管理（二）样品管理1 1、风干土样一般需保存半年至一年
44、，以备必要时查核之用。、风干土样一般需保存半年至一年，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、储存样品应尽量避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。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、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容器之一，该类贮器性能良好、价格便宜且不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。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、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（石腊乙烯容器之内。在
45、常温、阴凉、干燥、避阳光、密封（石腊涂封）条件下保存涂封）条件下保存3030个月是可行的。个月是可行的。5. 5. 用于测定挥发性和不稳定组分用新鲜土壤样品，将其放在用于测定挥发性和不稳定组分用新鲜土壤样品，将其放在玻璃瓶内，置于冰箱内存放，保存半个月。玻璃瓶内，置于冰箱内存放，保存半个月。思考题思考题w怎样加工制备风干土壤样品？不同监测项目怎样加工制备风干土壤样品？不同监测项目对土壤样品的粒度要求有何不同？对土壤样品的粒度要求有何不同？5.4土壤样品的预处理土壤样品的预处理w一、土壤样品分解方法（用于元素的测定）一、土壤样品分解方法（用于元素的测定）w二、土壤样品提取方法（用于有机污染物和二
46、、土壤样品提取方法（用于有机污染物和不稳定组分的测定）不稳定组分的测定）w三、净化和浓缩三、净化和浓缩一、土壤样品分解方法一、土壤样品分解方法（一）酸分解法：测定土壤中重金属时常选用各（一）酸分解法：测定土壤中重金属时常选用各种酸及混合酸进行土壤样品的消化。种酸及混合酸进行土壤样品的消化。消化作用：消化作用：破坏、除去土壤中的有机物；破坏、除去土壤中的有机物；溶溶解固体物质；解固体物质；将各种形态的金属变为同一种可将各种形态的金属变为同一种可测态。测态。 为了加速土壤中被测物质的溶解，除使用混为了加速土壤中被测物质的溶解，除使用混合酸外，还可在酸性溶液中加入其他氧化剂或还合酸外，还可在酸性溶液
47、中加入其他氧化剂或还原剂。原剂。 盐酸盐酸-硝酸硝酸-氢氟酸氢氟酸-高氯酸高氯酸一、土壤样品分解方法一、土壤样品分解方法（二）碱熔分解法：（二）碱熔分解法：土壤样品与碱混合，高温下熔融，使样品分解。土壤样品与碱混合，高温下熔融，使样品分解。常用的有碳酸钠碱熔法和偏硼酸锂熔融法。常用的有碳酸钠碱熔法和偏硼酸锂熔融法。w操作要点：土壤于金属坩埚中，加入适量熔剂，充操作要点：土壤于金属坩埚中，加入适量熔剂，充分混匀，移入马弗炉中高温熔融（用碳酸钠于分混匀，移入马弗炉中高温熔融（用碳酸钠于900-920 C熔融半小时），冷却后移入烧杯中，电热板熔融半小时），冷却后移入烧杯中，电热板上加水和盐酸加热浸提
48、和中和、酸化熔融物盐类溶上加水和盐酸加热浸提和中和、酸化熔融物盐类溶解后，过滤，滤液分析。解后，过滤，滤液分析。w特点：分解样品完全特点：分解样品完全w缺点是：添加了大量可溶性盐，易引进污染物质；缺点是：添加了大量可溶性盐，易引进污染物质；有些重金属损失。有些重金属损失。一、土壤样品分解方法一、土壤样品分解方法w（三）高压釜密闭分解法（三）高压釜密闭分解法w（四）微波炉加热分解法（四）微波炉加热分解法二、土壤样品提取方法二、土壤样品提取方法w（一）有机污染物的提取（一）有机污染物的提取w振荡提取法振荡提取法w索氏提取法：适用于农药、苯并芘等含量低索氏提取法：适用于农药、苯并芘等含量低的污染物，
49、提取效率高的污染物，提取效率高w（二）无机污染物的提取（二）无机污染物的提取w酸或水浸取酸或水浸取三、净化和浓缩三、净化和浓缩w土壤中的欲测组分被提取后，往往还存在干土壤中的欲测组分被提取后，往往还存在干扰组分，或达不到分析方法测定要求的浓度，扰组分，或达不到分析方法测定要求的浓度，需要进一步净化或浓缩。需要进一步净化或浓缩。w净化方法有：层析法、蒸馏法、固相萃取法净化方法有：层析法、蒸馏法、固相萃取法w浓缩方法有：旋转蒸发仪、浓缩方法有：旋转蒸发仪、K-D浓缩器、氮浓缩器、氮吹仪吹仪思考题思考题w对土壤样品进行预处理的目的是什么？对土壤样品进行预处理的目的是什么？w怎样根据监测项目的性质选择
50、预处理方法？怎样根据监测项目的性质选择预处理方法？w用盐酸用盐酸-硝酸硝酸-氢氟酸氢氟酸-高氯酸处理土壤样品有高氯酸处理土壤样品有何优点？应注意什么问题？何优点？应注意什么问题？5.5土壤污染物的测定土壤污染物的测定w一、土壤水分一、土壤水分w二、二、pH值值w三、可溶性盐分三、可溶性盐分w四、金属化合物四、金属化合物w五、有机化合物五、有机化合物一、土壤水分一、土壤水分土壤监测结果规定用土壤监测结果规定用mg/kgmg/kg（烘干土）表示。（烘干土）表示。测定土壤含水量，以便计算土壤中各种成分按烘干土为测定土壤含水量，以便计算土壤中各种成分按烘干土为基准时的测定结果。基准时的测定结果。测定方
51、法：对于风干水样，用感量测定方法：对于风干水样，用感量0.001g0.001g的天平称取土的天平称取土样样202030g30g，（对于新鲜土样，用感量，（对于新鲜土样，用感量0.01g0.01g的天平称取的天平称取适量土样），置于铝盒中。置于在适量土样），置于铝盒中。置于在105105下烘（下烘（4 45h5h）至恒重。按下式计算水分重量占烘干土重的百分数：至恒重。按下式计算水分重量占烘干土重的百分数：二、二、pH值值w土壤土壤pH值对土壤微量元素的有效性和肥力有值对土壤微量元素的有效性和肥力有重要影响。重要影响。wpH6.5-7.5的土壤，磷酸盐的有效性最大。的土壤，磷酸盐的有效性最大。w土
52、壤酸性增强，使所含许多金属化合物溶解土壤酸性增强，使所含许多金属化合物溶解度增大，其有效性和毒性也增大。度增大，其有效性和毒性也增大。w土壤土壤pH过高或过低，均影响植物的生长。过高或过低，均影响植物的生长。w测定土壤测定土壤pH值使用玻璃电极法值使用玻璃电极法三、可溶性盐分三、可溶性盐分w定义定义：用一定量水从一定土壤中经一定时间浸提出：用一定量水从一定土壤中经一定时间浸提出来的水溶性盐分。来的水溶性盐分。w测定意义测定意义：当土壤的可溶性盐分达到一定数量后，：当土壤的可溶性盐分达到一定数量后，会直接影响作物的发芽和正常生长，影响程度主要会直接影响作物的发芽和正常生长，影响程度主要决定于可溶
53、性盐分的含量、组成及作物的耐盐度。决定于可溶性盐分的含量、组成及作物的耐盐度。碳酸钠、碳酸氢钠对作物的危害最大，其次是氯化碳酸钠、碳酸氢钠对作物的危害最大，其次是氯化钠，硫酸钠危害相对较轻。因此，定期测定土壤中钠，硫酸钠危害相对较轻。因此，定期测定土壤中可溶性盐分总量及盐分的组成，可以了解土壤浸渍可溶性盐分总量及盐分的组成，可以了解土壤浸渍程度和季节性盐分动态，为制定改良和利用盐碱土程度和季节性盐分动态，为制定改良和利用盐碱土壤的措施提供依据。壤的措施提供依据。三、可溶性盐分三、可溶性盐分w测定方法：测定方法：重量法、比重计法、电导法、阴阳离子总和计算重量法、比重计法、电导法、阴阳离子总和计算
54、法法重量法：重量法：称取风干过筛后的土壤样品称取风干过筛后的土壤样品1000g，放入，放入1000mL塑料瓶中，加入塑料瓶中，加入500ml蒸馏水，振荡器上蒸馏水，振荡器上振荡提取后，抽气过滤，滤液用于分析。振荡提取后，抽气过滤，滤液用于分析。吸取吸取50-100ml滤液于蒸发皿中，水浴加热蒸干，滤液于蒸发皿中，水浴加热蒸干，100-105 C烘箱中烘干，烘干残渣用烘箱中烘干，烘干残渣用15%过氧化氢过氧化氢溶液在水浴上继续加热去除有机质，再蒸干，剩余溶液在水浴上继续加热去除有机质，再蒸干，剩余残渣为可溶性盐分总量。残渣为可溶性盐分总量。四、金属化合物四、金属化合物w与水中金属监测相似，主要是
55、预处理的不同。与水中金属监测相似，主要是预处理的不同。主要是原子吸收、分光光度法主要是原子吸收、分光光度法w（一）铅、镉（一）铅、镉w（二）铜、锌（二）铜、锌w（三）总铬（三）总铬w（四）镍（四）镍w（五）总汞（五）总汞w（六）总砷（六）总砷五、有机化合物五、有机化合物w（一）六六六和滴滴涕（一）六六六和滴滴涕GC-ECDw（二）苯并（二）苯并（a）芘）芘思考题w怎样用玻璃电极法测定土壤样品的怎样用玻璃电极法测定土壤样品的pH值？值？w测定土壤中可溶性盐分有何意义？简述测定测定土壤中可溶性盐分有何意义？简述测定方法。方法。w怎样用气相色谱法对土壤中六六六和滴滴涕怎样用气相色谱法对土壤中六六六和滴滴涕的异构体进行定性和定量分析？的异构体进行定性和定量分析？作业wP295.17,18
