第五章土壤污染監(jiān)測Edityourcompanyslogan土壤：指陸地地表具有肥力并能生長植物的疏松表層。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。土壤污染監(jiān)測

土壤基本知識1土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案2第一節(jié)土壤基本知識一、土壤組成二、土壤的基本性質(zhì)三、土壤背景值四、土壤污染五、土壤質(zhì)量標準一、土壤組成土壤礦物質(zhì)有機物質(zhì)生物空氣水分（一）土壤礦物質(zhì)

土壤礦物質(zhì)礦物組成

原生礦物質(zhì)：各種巖石經(jīng)過物理風化作用被破碎形成的碎屑，原來的化學組成沒變的礦物(硅酸鹽類、氟化物類、硫化物、磷酸類)次生礦物質(zhì)：由原生礦物質(zhì)經(jīng)風化后形成的新礦物(鋁硅酸鹽、鐵硅酸鹽)，其化學組成和晶體結(jié)構(gòu)均有所改變。

土壤礦物質(zhì)的化學組成

主要成分氧、鋁、硅、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂八大元素含量均占96％以上，其余元素含量甚微，稱為微量元素。

土壤機械組成：

土壤由不同粒級的土壤顆粒組成。分類是以土壤中各粒級含量的相對百分比作為標準。各級土粒分為砂粒，粉砂粒，粘粒

表5.1我國土粒分級標準

顆粒名稱粒徑/mm石塊>10石礫粗礫10～3細礫3～1沙礫粗沙礫1～0.25細沙礫0.25～0.05粉粒粗粉粒0.05～0.01細粉粒0.01～0.005黏粒粗黏粒0.005～0.001細黏粒<0.001表5.2國際土壤質(zhì)地分類

質(zhì)地分類各級土粒質(zhì)量分數(shù)/％質(zhì)地名稱黏粒(<0.002mm)粉沙礫(0.002~0.02mm)沙礫(0.02~2mm)類別砂土類砂土及壤質(zhì)砂土0~150~1585~100壤土類砂質(zhì)壤土壤土粉砂質(zhì)壤土0~150~150~150~4535~4545~10055~8540~550~55黏壤土類砂質(zhì)黏壤土黏壤土粉砂質(zhì)黏壤土15~2515~2515~250~3020~4545~8555~8530~550~40黏土類砂質(zhì)黏土壤質(zhì)黏土粉砂質(zhì)黏土黏土重黏土25~4525~4525~4545~6565~1000~200~4545~750~350~3555~7510~550~300~550~35（二）土壤有機質(zhì)

----具有使微生物繁殖的條件和環(huán)境

是含碳有機化合物的總稱。它與土壤礦物質(zhì)共同構(gòu)成土壤部分。土壤有機質(zhì)絕大部分集中于土壤表層(0-10cm或0-20cm)。

土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)能改善土壤的物理、化學和生物學性狀。非腐殖物質(zhì)（糖類化合物、含氮有機物及有機磷和有機硫化物）腐殖物質(zhì):腐殖質(zhì)為主，富啡酸(FA)：分子量較小(易濾于水)；胡敏酸(HA)：分子量較大，含有大量酚羥基和羥基。（三）土壤生物

土壤中生活的微生物(細菌、真菌、放線菌、藻類等)及動物(原生動物、蚯蚓、線蟲類等)對進入土壤的有機污染物的降解及無機污染物(如重金屬)的形態(tài)轉(zhuǎn)化起著主導作用，是土壤凈化功能的主要貢獻者。細菌放線菌蚯蚓原生動物

土壤水

土壤中各種形態(tài)水的總稱，為土壤的重要組成部分。土壤水是指含有復雜溶質(zhì)的稀溶液，所以又稱為土壤溶液。來源：大氣降水、降雪、地表徑流土壤空氣

是存在于土壤中氣體的總稱。它是土壤重要組成之一，存在于未被土壤水分占據(jù)的土壤空隙中。來源于大氣、生物化學反應和化學反應產(chǎn)生的氣體(如甲烷、硫化氫、氫氣、氮氧化物、二氧化碳等)。（四）土壤水和空氣二、土壤的基本性質(zhì)（一）吸附性

與土壤中存在的膠體物質(zhì)密切相關(guān)。土壤膠體：

無機膠體

有機膠體

有機－無機復合膠體對有機污染物（如有機磷和有機氯農(nóng)藥）和無機污染物（如Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金屬離子）有較強的吸附能力或離子交換吸附能力。

（二）酸堿性

土壤的酸堿度可以劃分為九級：pH<4.5為極強酸性土；pH=4.5～5.5為強酸性土；pH>5.5～6.0為酸性土；pH>6.0～6.5為弱酸性土；pH>6.5～7.0為中性土；pH>7.0～7.5為弱堿性土；pH>7.5～8.5為堿性土；pH>8.5～9.5為強堿性土；pH>9.5為極強堿性土。

中國土壤的pH大多在4.5～8.5范圍內(nèi)，并呈東南酸西北堿的規(guī)律。土壤的酸堿性直接或間接地影響污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化。

（三）氧化-還原性

因土壤中含有氧化性和還原性無機物質(zhì)和有機物質(zhì)，使其具有氧化性和還原性，可以用氧化還原電位(Eh)來衡量。

Eh>300mV：氧化體系起主導作用，土壤處于氧化狀態(tài)。

Eh<300mV：還原體系起主導作用，土壤處于還原狀態(tài)。三、土壤背景值

1.定義：

指在未受人類社會行為干擾和破壞時，土壤成分的組成和各組分的含量。由于人類活動的長期影響和工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，環(huán)境背景值實際上是一個相對的概念。表5.3全國土壤(A層①)背景值單位：μg/kg

元素算術(shù)幾何95%置信度范圍值元素算術(shù)幾何95%置信度范圍值均值標準差均值標準差均值標準差均值標準差As11.27.869.21.912.5～33.5K1.860.4631.791.3420.94～2.97Cd0.0970.0790.0742.1180.017～0.333Ag0.1320.0980.1051.9730.027～0.409Co12.76.4011.21.674.0～31.2Be1.950.7311.821.4660.85～3.91Cr61.031.0753.91.6719.3～150.2Mg0.780.4330.632.0800.02～1.64Cu22.611.4120.01.667.3～55.1Ca1.541.6330.714.4090.01～4.8F478197.74401.50191～1012Ba469134.74501.30251～809Hg0.0650.0800.0402.6020.006～0.272B47.832.5538.71.989.9～151.3Mn583362.84821.90130～1786Al6.621.6266.411.3073.37～9.87Ni26.914.3623.41.747.7～71.0Ge1.700.301.701.191.20～2.40Pb26.012.3723.61.5410.0～56.1Sn2.601.542.301.710.80～6.70Se0.2900.2550.2152.1460.047～0.933Sb1.210.6761.061.6760.38～2.98V82.432.6876.41.4834.8～168.2Bi0.370.2110.321.6740.12～0.88Zn74.232.7867.71.5428.4～161.1Mo2.02.541.202.860.10～9.6Li32.515.4829.11.6211.1～76.4I3.764.4432.382.4850.39～14.71Na1.020.6260.683.1860.01～2.27Fe2.940.9842.731.6021.05～4.842.土壤背景值的表達方法

我國土壤背景值的表達方法：元素測定值呈正態(tài)分布近似正態(tài)分布時，用算術(shù)平均值表示數(shù)據(jù)分布的集中趨勢,用算術(shù)標準偏差表示數(shù)據(jù)的分散度，用算術(shù)平均值加減兩個標準偏差表示95%置信度數(shù)據(jù)的范圍值;當元素測定值呈對數(shù)正態(tài)或近似對數(shù)正態(tài)分布時，用幾何平均值表示數(shù)據(jù)分布的集中趨勢用幾何標準偏差表示數(shù)據(jù)的分散度，用M/（D2-MD2）表示95%置信度數(shù)據(jù)的范圍值。四、土壤污染土壤污染當進入土壤的污染物質(zhì)量和速度超過了土壤能承受的容量和凈化速度時，就破壞了土壤環(huán)境的自然動態(tài)平衡，使污染物的積累逐漸占據(jù)優(yōu)勢，引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)、性狀改變、功能失調(diào)、質(zhì)量下降，導致土壤環(huán)境污染。

主要污染來源五、土壤質(zhì)量標準

規(guī)定了土壤中污染物的最高允許濃度或范圍，是判斷土壤質(zhì)量的依據(jù)。我國頒布的這類標準有：土壤環(huán)境質(zhì)量標準(GB15618-1995)；無公害農(nóng)產(chǎn)品蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量指標(GB/T18407-2001)；無公害農(nóng)產(chǎn)品茶葉產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量指標(NY5020—2001)；有的省(市)還制定了這類地方標準。表5.4土壤環(huán)境質(zhì)量標準值(GB15618—1995)

單位：mg/kg級別一級二級三級土壤pH自然背景<6.56.5～7.5>7.5>6.5項目鎘≤汞≤砷水田≤旱田≤銅農(nóng)田≤果園≤鉛≤鉻水田≤旱地≤0.200.151515353590900.300.303040501502502501500.300.5025301002003003002000.601.020251002003503502501.01.53040400400500400300六六六≤滴滴銻≤0.050.050.500.501.01.0第二節(jié)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案

土壤環(huán)境的監(jiān)測方案：首先要根據(jù)監(jiān)測目的進行調(diào)查研究，收集相關(guān)資料，在綜合分析的基礎(chǔ)上，合理布設(shè)采樣點，確定監(jiān)測項目和采樣方法，選擇監(jiān)測方法，建立質(zhì)量保證程序和措施，提出監(jiān)測數(shù)據(jù)處理要求，安排實施計劃。土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方案監(jiān)測目的監(jiān)測項目資料的收集采樣點的布設(shè)監(jiān)測方法土壤樣品加工與管理土壤樣品的測定一、監(jiān)測目的

1.土壤質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測

目的是判斷土壤是否被污染及污染狀況，并預測發(fā)展變化趨勢。2.土壤污染事故監(jiān)測

目的是確定污染的來源、范圍和程度，為行政主管部門采取對策提供科學依據(jù)。3.污染物土地處理的動態(tài)監(jiān)測

目的是判斷污染物的含量是否達到了臨界值，防止土壤污染，保護土壤生態(tài)環(huán)境。4.土壤背景值調(diào)查

目的是確定這些元素的背景值水平和變化，了解元素的豐缺和供應狀況，為保護土壤生態(tài)環(huán)境、合理施用微量元素及地方病因的探討與防治提供依據(jù)。二、資料的收集

包括自然環(huán)境方面的資料：土壤類型、植被、區(qū)域土壤元素背景值、土地利用、水土流失、自然災害、水系、地下水、地質(zhì)、地形地貌、氣象等，以及相應的圖件；社會環(huán)境方面的資料：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、工業(yè)污染源種類及分布、污染物種類及排放途徑和排放量、農(nóng)藥和化肥使用狀況、污水灌溉及污泥施用狀況、人口分布、地方病等及相應圖件。三、監(jiān)測項目

根據(jù)監(jiān)測目的而定。具體參見《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》和《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》。四、采樣點的布設(shè)

土壤監(jiān)測同其它監(jiān)測不同，它是因氣液三相的分散體系，呈不均一狀態(tài)，污染物進入土壤后,流動、遷移、混合都較困難。因此采集到的樣品往往具有局限性。為使采集樣品具有代表性，應遵循下列原則：合理地劃分采樣單元；堅持哪里有污染就在哪里布點，并根據(jù)技術(shù)力量和財力條件，優(yōu)先布設(shè)在那些污染嚴重、影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的地方；采樣點不能設(shè)在田邊、溝邊、路邊、肥堆邊及水土流失嚴重或表層土被破壞處。

（一）采樣點布設(shè)方法1.對角線布點法

適用于面積較小、地勢平坦的污水灌溉或污染河水灌溉的田塊（圖a）。2.梅花形布點法

適用于面積較小、地勢平坦，土壤物質(zhì)和污染程度較均勻的田塊（圖b）。3.棋盤式布點法

適用于中等面積、地勢平坦、地形完整開闊，但土壤較不均勻的田塊（圖c）。4.蛇形布點法

適用于面積較大、地勢不很平坦，土壤不夠均勻的田塊（圖d）。5.放射狀布點法：適用于大氣污染型土壤（圖e）。6.網(wǎng)格布點法：適用于地形平緩的地塊（圖f）。

（二）采樣點數(shù)量根據(jù)監(jiān)測目的、區(qū)域范圍大小及其環(huán)境狀況等因素確定。一般每個采樣單元最少設(shè)3個采樣點。單個采樣單元內(nèi)采樣點數(shù)可按下式估算：式中：n——每個采樣單元布設(shè)的最少采樣點數(shù)；

s——樣本相對標準偏差，即變異系數(shù)；

t——置信因子，當置信水平為95%時，t值為1.96；

d——允許偏差，當規(guī)定抽樣精度不低于80%時，d取0.2（三）土壤樣品的類型和采樣深度

視監(jiān)測目的而定（1）混合樣品：了解土壤污染狀況，取0－20cm或0-60cm耕作層土壤，將在一個采樣單元內(nèi)各采樣分點采集的土樣混合均勻制成混合樣，組成混合樣的分點數(shù)為5-20。（2）剖面樣品：了解土壤污染深度，應按土壤剖面層次分層采樣。土壤剖面土層示意圖A層(耕作層）B層(亞層、淀積層)C層(風化母巖層、母質(zhì)層)底巖層（四）采樣時間和頻率

1.了解土壤污染狀況，可隨時采集樣品進行測定。

2.如需同時掌握在土壤上生長的作物受污染情況，可依季節(jié)變化或作物收獲期采集，一年在同一地點采樣兩次對照。必測項目一年測定一次，其他項目3-5年測定一次。

（五）采樣量

根據(jù)監(jiān)測目的、區(qū)域范圍大小及環(huán)境狀況等因素確定。單個采樣單元內(nèi)采樣點數(shù)按下式估算：

n=（s·t/d）2n——每個采樣單元布設(shè)的最少采樣點數(shù)

s——樣本相對標準偏差

t——置信因子

d——允許偏差五、監(jiān)測方法監(jiān)測項目監(jiān)測分析方法方法來源必測元素鎘石墨爐原子吸收分光光度法GB/T17141－1997KI－MIBK萃取原子吸收分光光度法總汞冷原子熒光法冷原子吸收法GB/T17136－1997總砷二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法GB/T17134－1997硼氫化鉀－硝酸銀分光光度法GB/T17135－1997氫化物－原子熒光法銅火焰原子吸收分光光度法GB/T17138－1997鉛石墨爐原子吸收分光光度法GB/T17141－1997KI－MIBK萃取原子吸收分光光度法GB/T17140－1997總鉻火焰原子吸收分光光度法GB/T17137－1997二苯碳酰二肼分光光度法鋅火焰原子吸收分光光度法GB/T17138－1997鎳火焰原子吸收分光光度法GB/T17139－1997六六六氣相色譜法GB/T1