土壤污染監(jiān)測(cè)課件

土壤污染監(jiān)測(cè)土壤污染監(jiān)測(cè)n主要內(nèi)容主要內(nèi)容q土壤的組成和本底值土壤的組成和本底值q土壤污染監(jiān)測(cè)土壤污染監(jiān)測(cè) n學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)q土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法n學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)q土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法土壤污染監(jiān)測(cè)方案的制訂方法q土壤污染樣品的制備和保存方法土壤污染樣品的制備和保存方法土壤污染監(jiān)測(cè)1 土壤基本知識(shí)土壤基本知識(shí)土壤污染監(jiān)測(cè)n土壤土壤是指陸地地表具有肥力并能生長(zhǎng)植物的疏松表層。它介于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈之間，是環(huán)境中特有的組成部分。其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響人類的生產(chǎn)、生活和發(fā)展。n近年來(lái)，由于人們對(duì)化肥、農(nóng)藥、污水灌溉等的不合理的施用，使土壤污染加劇，質(zhì)量趨于惡化，并直接影響到人類的生活和健康。土壤污染監(jiān)測(cè)n1955年日本n原因：富山縣的農(nóng)民長(zhǎng)期用神通川上游鉛鋅冶煉廠的廢水灌溉稻田，致使土壤和稻米中含鎘量增加。人們食用這種稻米,鎘在體內(nèi)積累,引起全身性神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛、骨折，以至死亡。這種疾病以劇烈疼痛為主要癥狀，被稱為痛痛病。殘留在土壤中的鎘至今還難以清除?！版k米”事件土壤污染監(jiān)測(cè)水土流失nwater loss and soil erosionq在山丘區(qū)和風(fēng)沙區(qū)，由于水力或風(fēng)力的作用，沖刷土壤，使水分和土壤流失的現(xiàn)象。n產(chǎn)生原因q土地利用不當(dāng)、坡面陡峻、土質(zhì)疏松、地面植被不良、耕作不合理及濫伐(over-cutting)森林等。n水土流失較嚴(yán)重的地區(qū)q西北黃土地區(qū)（陜西、甘肅）q南方紅壤丘陵山區(qū)(red earth hilly ground)q東北黑土漫崗丘陵地區(qū)以及華北土石山區(qū)等土壤污染監(jiān)測(cè)土壤污染監(jiān)測(cè)一、土壤組成土壤組成n地球表層的巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用，逐漸破壞成疏松的、大小不等的礦物顆粒（稱為母質(zhì)）。n土壤是在母質(zhì)、氣候、生物、地形、時(shí)間等多種成土因素綜合作用下形成和演變而成的。n土壤組成很復(fù)雜，總體來(lái)說(shuō)是由礦物質(zhì)、動(dòng)植物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、水分和空氣等固、液、氣三相組成的。土壤污染監(jiān)測(cè)（一）土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)n土壤礦物質(zhì)是組成土壤的基本物質(zhì)，約占土壤固體部分總重量的90%以上，有土壤骨骼之稱。n土壤礦物質(zhì)的組成和性質(zhì)直接影響土壤的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。n土壤礦物質(zhì)是植物營(yíng)養(yǎng)元素的重要供給源，按其成因可分為q原生礦物質(zhì)q次生礦物質(zhì)土壤污染監(jiān)測(cè)1土壤礦物質(zhì)的礦物組成n（1） 原生礦物質(zhì)q是各種巖石經(jīng)受不同的物理風(fēng)化，仍遺留在土壤中的一類礦物，其原來(lái)的化學(xué)組成沒有改變。n（2） 次生礦物質(zhì)q大多是由原生礦物質(zhì)經(jīng)風(fēng)化后形成的新礦物2土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成n土壤礦物質(zhì)元素的相對(duì)含量與地球表面巖石圈元素的平均含量及其化學(xué)組成相似。n土壤中氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鎂、鉀八大元素約占96%以上，其余諸元素含量甚微，稱微量元素。 土壤污染監(jiān)測(cè)巖石圈和土壤的主要化學(xué)組成(重量%)土壤污染監(jiān)測(cè)3土壤機(jī)械組成n土壤是由不同粒級(jí)的土壤顆粒組成。n土壤粒徑的大小影響著土壤對(duì)污染物的吸附和解吸能力。n土壤機(jī)械組成的分類是以土壤中各粒級(jí)含量的相對(duì)百分比作為標(biāo)準(zhǔn)。n國(guó)際制采用三級(jí)分類法，即根據(jù)沙粒（0.022mm）、粉沙粒(0.0020.02mm)和粘粒(10石礫石礫粗礫粗礫103細(xì)礫細(xì)礫31沙礫沙礫粗沙礫粗沙礫10.25細(xì)沙礫細(xì)沙礫0.250.05粉粒粉粒粗粉粒粗粉粒0.050.01細(xì)粉粒細(xì)粉粒0.010.005黏粒黏粒粗黏粒粗黏粒0.0050.001細(xì)黏粒細(xì)黏粒0.001土壤污染監(jiān)測(cè)國(guó)際制土壤質(zhì)地分類國(guó)際制土壤質(zhì)地分類質(zhì)地分類各級(jí)土粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)/質(zhì)地名稱黏粒(0.002mm)粉沙礫(0.0020.02mm)沙礫(0.022mm)類別砂土類砂土及壤質(zhì)砂土01501585100壤土類砂質(zhì)壤土壤土粉砂質(zhì)壤土01501501504535454510055854055055黏壤土類砂質(zhì)黏壤土黏壤土粉砂質(zhì)黏壤土1525152515250302045458555853055040黏土類砂質(zhì)黏土壤質(zhì)黏土粉砂質(zhì)黏土黏土重黏土254525452545456565100020045457503503555751055030055035土壤污染監(jiān)測(cè)（二）土壤有機(jī)質(zhì)n土壤有機(jī)質(zhì)絕大部分集中于土壤表層(015或020cm)。n我國(guó)土壤有機(jī)質(zhì)含量在15%之間。土壤有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于植物的根茬、莖稈、落葉、土壤中的動(dòng)物殘骸以及施入土壤的有機(jī)肥料等。n土壤有機(jī)質(zhì)主要以腐殖質(zhì)為主，它作為土壤有機(jī)膠體來(lái)說(shuō)，具有吸收性能、土壤緩沖性能以及與土壤重金屬的絡(luò)合性能等，這些性能對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、質(zhì)量都有重大影響。土壤污染監(jiān)測(cè)（三）土壤水和空氣1.土壤水n土壤水是土壤中各種形態(tài)水分的總稱，為土壤的重要組成部分。它對(duì)土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程和土壤的形成過(guò)程起著決定性作用。n土壤水非純水，而實(shí)際是含有復(fù)雜溶質(zhì)的稀溶液，因此，通常將土壤水及其所含溶質(zhì)稱為土壤溶液。土壤溶液是植物生長(zhǎng)所需要的水分和養(yǎng)分的主要供給源。2.土壤空氣n是存在于土壤中的氣體的總稱。n是土壤的重要組成之一。 土壤污染監(jiān)測(cè)n是指在未受或少受人類活動(dòng)影響下，尚未受或少受污染和破壞的土壤中元素的含量。二、土壤背景值土壤背景值土壤污染監(jiān)測(cè)2 土壤污染物的測(cè)定土壤污染物的測(cè)定土壤污染監(jiān)測(cè)n環(huán)境是一個(gè)整體，污染物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境后，會(huì)在大氣、水和土壤等各部分中進(jìn)行遷移、轉(zhuǎn)化運(yùn)動(dòng)，從而影響整個(gè)環(huán)境。因此，土壤監(jiān)測(cè)必須和大氣、水體和生物監(jiān)測(cè)相結(jié)合，全面、客觀地反映實(shí)際。土壤污染監(jiān)測(cè)n土壤優(yōu)先監(jiān)測(cè)物q第一類：汞、鉛、鎘，DDT及其代謝產(chǎn)物與分解產(chǎn)物，多氯聯(lián)苯(PCB)；q第二類：石油產(chǎn)品，DDT以外的長(zhǎng)效性有機(jī)氯、四氯化碳醋酸衍生物、氯化脂肪族，砷、鋅、硒、鉻、鎳、錳、釩，有機(jī)磷化合物及其它活性物質(zhì)(抗菌素、激素、致畸性物質(zhì)、催畸性物質(zhì)和誘變物質(zhì)）等。土壤污染監(jiān)測(cè)n我國(guó)土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目我國(guó)土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目q金屬化合物有：鎘（Cd）、鉻（Cd）、銅（Cu）、汞（Hg）、鉛（Pb）、鋅（Zn）；q非金屬無(wú)機(jī)化合物有：砷（As）、氰化物、氟化物、硫化物等；q有機(jī)化合物有：苯并（a）芘、三氯乙醛、油類、揮發(fā)酚、DDT、六六六等。土壤污染監(jiān)測(cè)一、土壤樣品采集（一）污染土壤樣品采集1.土壤采樣特點(diǎn)n土壤是固、液、氣三相的混合物，主體是固體，污染物質(zhì)進(jìn)入土壤后不易得到混合，所以樣品往往有很大的局限性。n在一般的土壤監(jiān)測(cè)中，采樣誤差對(duì)結(jié)果的影響往往大于分析誤差，結(jié)果的分析值之間相差1020%是不奇怪的，有時(shí)還會(huì)相差數(shù)倍。所以，在進(jìn)行土壤樣品采集時(shí)，要格外注意樣品的合理代表性，最好能在采樣前通過(guò)一定的調(diào)查研究，選擇出一定量的采樣單元，合理布設(shè)采樣點(diǎn)。土壤污染監(jiān)測(cè)土壤采樣現(xiàn)場(chǎng)土壤污染監(jiān)測(cè)土壤污染監(jiān)測(cè)2.采樣點(diǎn)布設(shè)采樣點(diǎn)布設(shè)n由于土壤本身在空間分布上具有一定的不均勻性，所以應(yīng)多點(diǎn)采樣并均勻混合成為具有代表性的土壤樣品。n布設(shè)原則布設(shè)原則：q1）不同土壤類型都要布點(diǎn)；q2）在一定區(qū)域面積內(nèi)，要有一個(gè)采樣點(diǎn)。污染較重的地區(qū)布點(diǎn)要密些。通常要根據(jù)土壤污染發(fā)生的原因來(lái)考慮布點(diǎn)的多少。對(duì)大氣污染物引起的土壤污染，采樣點(diǎn)布設(shè)應(yīng)以污染源為中心，并根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)向、風(fēng)速及污染強(qiáng)度等因素來(lái)確定；由城市污水或被污染的河水灌溉農(nóng)田引起的土壤污染，采樣點(diǎn)應(yīng)根據(jù)水流的路徑和距離來(lái)考慮；如果是由于化肥、農(nóng)藥引起的土壤污染，它的特點(diǎn)是分布比較均勻廣泛。q3）要在非污染區(qū)的同類土壤中布設(shè)一個(gè)或幾個(gè)對(duì)照采樣點(diǎn)。土壤污染監(jiān)測(cè)n采樣點(diǎn)的布設(shè)既應(yīng)盡量照顧到土壤的全面情況，又要視污染情況和監(jiān)測(cè)目的而定。 土壤污染監(jiān)測(cè)土壤污染監(jiān)測(cè)3.采樣深度n采樣深度視監(jiān)測(cè)目的而定q一般了解土壤污染狀況，取015cm或020cm表層(或耕層)土壤。q了解土壤污染對(duì)植物或農(nóng)作物的影響，采樣深度通常在耕層地表以下1530cm處，對(duì)于根深的作物，也可取50cm深度處的土壤樣品。q了解污染物質(zhì)在土壤中的垂直分布，則應(yīng)沿土壤剖面層次分層取樣。土壤剖面是指地面向下的垂直土體的切面，其采樣次序是由下而上逐層采集，然后集中混合均勻。q用于重金屬項(xiàng)目分析的土樣，應(yīng)將和金屬采樣器接觸部分棄去。n采樣方法：采樣筒取樣；土鉆取樣；挖坑取樣。土壤污染監(jiān)測(cè)4.采樣時(shí)間采樣時(shí)間n為了解土壤污染狀況，可隨時(shí)采集樣品進(jìn)行測(cè)定。n如需同時(shí)掌握在土壤上生長(zhǎng)的作物受污染狀況，可依季節(jié)變化或作物收獲期采集。一年中在同一地點(diǎn)采樣兩次進(jìn)行對(duì)照。5.采樣量采樣量n由于測(cè)定所需的土樣是多點(diǎn)混合而成的，取樣量往往較大，而實(shí)際供分析的土樣不需太多，一般只需12Kg。因此對(duì)所得混合樣可反復(fù)按四分法棄取，最后留下所需的土量，裝入塑料袋或布袋內(nèi)，貼上標(biāo)簽備用土壤污染監(jiān)測(cè)6.采樣注意事項(xiàng)采樣注意事項(xiàng)n1）采樣點(diǎn)不能設(shè)在田邊、溝邊、路邊或肥堆邊；n2）將現(xiàn)場(chǎng)采樣點(diǎn)的具體情況，如土壤剖面形態(tài)特征等做詳細(xì)記錄；n3）現(xiàn)場(chǎng)填寫兩張標(biāo)簽，寫上地點(diǎn)、土壤深度、日期、采樣人姓名等，一張放入樣品袋內(nèi)，一張?jiān)跇悠房诖?。土壤污染監(jiān)測(cè)（二）土壤背景值樣品采集土壤背景值樣品采集n采集這類土壤樣品時(shí)，采樣點(diǎn)的選擇應(yīng)能反映開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域土壤及環(huán)境條件的實(shí)際情況，能代表區(qū)域土壤總的特征并遠(yuǎn)離污染源，同一類型土壤應(yīng)有35個(gè)采樣點(diǎn)，以便檢驗(yàn)本底值的可靠性。土壤背景值采樣要特別注意成土母質(zhì)的作用，因?yàn)椴煌寥滥纲|(zhì)常使土壤的組成和含量發(fā)生很大的差異。n與污染土壤采樣不同之處是同一樣點(diǎn)并不強(qiáng)調(diào)采集多點(diǎn)混合樣，而是選取植物發(fā)育典型、代表性強(qiáng)的土壤采樣。采樣深度為1m以內(nèi)的表土（020cm）和心土（2040cm），對(duì)于植物發(fā)育完好的典型土壤，尤其應(yīng)按層分別采樣，以研究各元素在土壤中的分布。土壤污染監(jiān)測(cè)（二）土壤背景值樣品采集土壤背景值樣品采集1.布點(diǎn)原則n（1）采集土壤背景值樣品時(shí)，應(yīng)首先確定采樣單元采樣單元。采樣單元的劃分應(yīng)根據(jù)研究目的、研究范圍及實(shí)際工作所具有的條件等綜合因素確定。我國(guó)各省、各自治區(qū)土壤背景值研究中，采樣單元以土類和成土母質(zhì)類型為主，因?yàn)椴煌愋偷耐令惸纲|(zhì)其元素組成和含量相差較大。n（2）不在水土流失嚴(yán)重或表土被破壞處設(shè)置采樣點(diǎn)n（3）采樣電遠(yuǎn)離鐵路、公路至少300m以上n（4）選擇土壤類型特征明顯的地點(diǎn)挖掘土壤剖面，要求剖面發(fā)育完整、層次清楚且無(wú)侵入體。n （5）在耕地上采樣，應(yīng)了解作物種植及農(nóng)藥使用情況，選擇不施或少施農(nóng)藥、肥料的地塊作為采樣單元，以盡量減少人為活動(dòng)的影響。土壤污染監(jiān)測(cè)2.樣品采樣n每個(gè)采點(diǎn)均需挖剖面。n在山地土壤土層薄的地區(qū)，B層（亞層、淀積層）發(fā)育不完整時(shí)，只采A層（表層、腐殖質(zhì)淋溶層）C層（風(fēng)化母巖層）樣。n干旱地區(qū)剖面發(fā)育不完整，采集表層，中土層（50cm），底土層（100cm）土壤污染監(jiān)測(cè)土壤污染監(jiān)測(cè)土壤污染監(jiān)測(cè)二、土壤樣品制備與保存土壤樣品制備與保存（一）土樣的風(fēng)干土樣的風(fēng)干n除了測(cè)定游離揮發(fā)酚、硫化物等不穩(wěn)定組分需要新鮮土樣外，多數(shù)項(xiàng)目的樣品需經(jīng)風(fēng)干后才能進(jìn)行測(cè)定，風(fēng)干后的樣品容易混合均勻，分析結(jié)果的重復(fù)性、準(zhǔn)確性都比較好。n從野外采集的土壤樣品運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室后，為避免發(fā)霉變質(zhì)，應(yīng)立即將全部樣品倒在洗刷干凈、干燥的塑料薄膜上或瓷盤內(nèi)進(jìn)行自然風(fēng)干。當(dāng)達(dá)到半干狀態(tài)時(shí)用有機(jī)玻璃棒把土塊壓碎，剔除碎石、殘根等雜物后鋪成薄層，在室溫下經(jīng)常翻動(dòng)，充分風(fēng)干，要防止陽(yáng)光直射和塵埃落入。土壤污染監(jiān)測(cè)（二）磨碎與過(guò)篩磨碎與過(guò)篩n風(fēng)干后的土樣，用有機(jī)玻璃棒或木棒碾碎后，過(guò)2mm孔徑尼龍篩，除去篩上的沙礫和植物殘?bào)w。篩下樣品反復(fù)按四分法縮分，留下足夠供分析用的數(shù)量，再用瑪瑙研缽磨細(xì)，全部通過(guò)100目尼龍篩，過(guò)篩后的樣品充分?jǐn)嚢杈鶆颍缓蠓湃腩A(yù)先清洗、烘干并冷卻后的小磨口玻璃瓶中以備分析用。制備樣品時(shí)，必須避免樣品受污染。土壤污染監(jiān)測(cè)n1927年國(guó)際土壤學(xué)會(huì)規(guī)定，通過(guò)2mm孔徑的土壤用作物理分析物理分析；通過(guò)1mm或0.5mm孔徑的土壤用作化學(xué)分析化學(xué)分析。（三）土樣保存土樣保存n將風(fēng)干土樣或標(biāo)準(zhǔn)土樣樣品等儲(chǔ)存于潔凈玻璃瓶或聚乙烯容器內(nèi)。在常溫、陰涼、干燥、避陽(yáng)光、密封（石蠟涂封）條件下保存30個(gè)月是可行的。