环境监测基础知识——土壤环境监测技术之采样制样

1.技术规范适用范围

全国区域土壤背景、农田土壤环境、建设项目土壤环境评价、土壤污染事故等类型的监测

2.术语和定义

2.1.土壤：连续覆被于地球陆地表面具有肥力的疏松物质,是随着气候、生物、母质、地形和时间因素变化而变化的历史自然体

2.2.土壤环境：地球环境由岩石圈、水圈、土壤圈、生物圈和大气圈构成，土壤位于该系统的中心，既是各圈层相互作用的产物，又是各圈层物质循环与能量交换的枢纽。受自然和人为作用，内在或外显的土壤状况称之为土壤环境

2.3.土壤背景：区域内很少受人类活动影响和不受或未明显受现代工业污染与破坏的情况下,土壤原来固有的化学组成和元素含量水平

3.布点方法

3.1.简单随机

3.1.1.将监测单元分成网格，每个网格编上号码，决定采样点样品数后，随机抽取规定的样品数的样品，其样本号码对应的网格号，即为采样点。

3.1.2.随机数的获得可以利用掷骰子、抽签、查随机数表的方法。

3.2.分块随机

3.2.1.根据收集的资料，如果监测区域内的土壤有明显的几种类型，则可将区域分成几块，每块内污染物较均匀，块间的差异较明显。

3.3.系统随机

3.3.1.将监测区域分成面积相等的几部分（网格划分），每网格内布设一采样点，这种布点称为系统随机布点。如果区域内土壤污染物含量变化较大，系统随机布点比简单随机布点所采样品的代表性要好。

4.样品采集

4.1.三个阶段

4.1.1.前期采样

根据背景资料与现场考察结果，采集一定数量的样品分析测定，用于初步验证污染物空间分异性和判断土壤污染程度，为制定监测方案（选择布点方式和确定监测项目及样品数量）提供依据，前期采样可与现场调查同时进行。

4.1.2.正式采样

按照监测方案，实施现场采样

4.1.3.补充采样

正式采样测试后，发现布设的样点没有满足总体设计需要，则要进行增设采样点补充采样。

4.2.区域环境背景土壤采样

4.2.1.采样

采样点可采表层样或土壤剖面。一般监测采集表层土，采样深度 0～20cm，

特殊要求的监测（土壤背景、环评、污染事故等）必要时选择部分采样点采集剖面样品。

4.2.2.野外选点

采样点的自然景观应符合土壤环境背景值研究的要求

选在被采土壤类型特征明显的地方，地形相对平坦、稳定、植被良好的地点；

采样点离铁路、公路至少 300m 以上

4.3.农田土壤采样

4.3.1.监测单元

(1)大气污染型土壤监测单元；

(2)灌溉水污染监测单元；

(3)固体废物堆污染型土壤监测单元；

(4)农用固体废物污染型土壤监测单元；

(5)农用化学物质污染型土壤监测单元；

(6)综合污染型土壤监测单元（污染物主要来自上述两种以上途径）。

4.3.2.布点

1.大气污染型土壤监测单元和固体废物堆污染型土壤监测单元：

以污染源为中心放射状布点，在主导风向和地表水的径流方向适当增加采样点

2.灌溉水污染监测单元、农用固体废物污染型土壤监测单元、农用化学物质污染型土壤监测单元：采用均匀布点

3.灌溉水污染监测单元：采用按水流方向带状布点，采样点自纳污口起由密渐疏

4.综合污染型土壤监测单元：布点采用综合放射状、均匀、带状布点法

4.3.3.样品采集

剖面样

混合样

（1）对角线法：适用于污灌农田土壤，对角线分 5 等份，以等分点为采样分点；

（2）梅花点法：适用于面积较小，地势平坦，土壤组成和受污染程度相对比较均匀的地块，设分点 5 个左右；

（3）棋盘式法：适宜中等面积、地势平坦、土壤不够均匀的地块，设分点 10 个左右；受污泥、垃圾等固体废物污染的土壤，分点应在 20 个以上；

（4）蛇形法：适宜于面积较大、土壤不够均匀且地势不平坦的地块，设分点 15 个左右，多用于农业污染型土壤。

4.4.建设项目土壤环境评价监测采样

4.4.1.每100 公顷占地不少于 5 个且总数不少于 5 个采样点，其中小型建设项目设 1 个柱状样采样点，大中型建设项目不少于 3 个柱状样采样点，特大性建设项目或对土壤环境影响敏感的建设项目不少于 5 个柱状样采样点

4.4.2.非机械干扰土

表层土样采集深度 0～20cm；每个柱状样取样深度都为 100cm，分取三个土样：表层样（0～20cm），中层样（20～60cm），深层样（60～100cm）。

4.4.3.机械干扰土

4.5.城市土壤采样

4.5.1.上层（0～30 cm）可能是回填土或受人为影响大的部分，

4.5.2.下层（30～60 cm）为人为影响相对较小部分

4.6.污染事故监测土壤采样

4.6.1.固体污染物抛洒污染型

等打扫后采集表层 5 cm 土样，采样点数不少于 3 个

4.6.2.液体倾翻污染型

污染物向低洼处流动的同时向深度方向渗透并向两侧横向方向扩散，每个点分层采样，事故发生点样品点较密，采样深度较深，离事故发生点相对远处样品点较疏，采样深度较浅。采样点不少于 5 个

5.样品制备

5.1.制样工作室要求

5.1.1.分设风干室和磨样室。

5.1.2.风干室朝南（严防阳光直射土样），通风良好，整洁，无尘，无易挥发性化学物质。

5.2.制样工具及容器

5.2.1.土壤样品（＞500g）

5.3.制样程序

5.3.1.风干

在风干室将土样放置于风干盘中，摊成 2～3 cm 的薄层，适时地压碎、翻动，拣出碎石、砂砾、植物残体

5.3.2.样品粗磨

5.3.3.细磨样品

5.3.4.样品分装

研磨混匀后的样品，分别装于样品袋或样品瓶，填写土壤标签一式两份，瓶内或袋内一份，瓶外或袋外贴一份

5.3.5.注意事项

制样过程中采样时的土壤标签与土壤始终放在一起，严禁混错，样品名称和编码始终不变

制样工具每处理一份样后擦抹（洗）干净，严防交叉污染；

分析挥发性、半挥发性有机物或可萃取有机物无需上述制样，用新鲜样按特定的方法进行样品前处理。

6.样品保存

6.1.按样品名称、编号和粒径分类保存

6.2.新鲜样品的保存

6.2.1.测试项目需要新鲜样品的土样，采集后用可密封的聚乙烯或玻璃容器在4℃以下避光保存，样品要充满容器

6.3.预留样品

6.3.1.预留样品在样品库造册保存

6.4.分析取用后的剩余样品

6.4.1.分析取用后的剩余样品，待测定全部完成数据报出后，也移交样品库保存

6.5.保存时间

6.5.1.分析取用后的剩余样品一般保留半年, 预留样品一般保留 2 年。

6.5.2.特殊、珍稀、仲裁、有争议样品一般要永久保存。

6.6.样品库要求

6.6.1.保持干燥、通风、无阳光直射、无污染；要定期清理样品，防止霉变、鼠害及标签脱落。

6.6.2.样品入库、领用和清理均需记录。

6.7.新鲜样品的保存条件和保存时间

7.土壤分析测定

7.1.土壤颜色

7.1.1.可采用门塞尔比色卡比色

7.1.2.也可用土壤颜色三角表进行描述

7.2.分析方法

7.2.1.第一方法：标准方法(即仲裁方法)，按土壤环境质量标准中选配的分析方法

7.2.2.第二方法：由权威部门规定或推荐的方法。

7.2.3.第三方法：根据各地实情，自选等效方法，但应作标准样品验证或比对实验，其检出限、准确度、精密度不低于相应的通用方法要求水平或待测物准确定量的要求。

7.3.土壤监测项目

7.3.1.常规项目：每3 年一次；农田在夏收或秋收后采样

基本项目：pH、阳离子交换量

重点项目：镉、铬、汞、砷、铅、铜、锌、镍、六六六、滴滴涕

7.3.2.特定项目（污染事故）

特征项目：及时采样，根据污染物变化趋势决定监测频次

7.3.3.选测项目

每 3 年一次，农田在夏收或秋收后采样

8.土壤监测误差

8.1.采样误差（SE）

8.2.制样误差（PE）

8.3.分析误差（AE）

8.4.总误差（TE）

8.4.1.TE=SE＋PE＋AE

9.土壤环境质量评价

9.1.土壤环境质量评价涉及评价因子、评价标准和评价模式。

9.2.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。

9.3.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。

9.4.评价模式常用污染指数法或者与其有关的评价方法。

9.5.污染指数、超标率（倍数）评价

9.5.1.土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准

9.5.2.土壤污染累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值

9.5.3.土壤污染物分担率（%） =（土壤某项污染指数/各项污染指数之和）×100%

9.5.4.土壤污染超标倍数=（土壤某污染物实测值－某污染物质量标准） /某污染物质量标准

9.5.5.土壤污染样本超标率（%） =（土壤样本超标总数/监测样本总数）×100%

10.质量保证和质量控制

10.1.采样、制样质量控制

10.2.实验室质量控制

10.2.1.精密度控制

每批样品每个项目分析时均须做 20%平行样品；当 5 个样品以下时，平行样不少于 1 个

测定方式：由分析者自行编入的明码平行样，或由质控员在采样现场或实验室编入的密码平行样

合格要求：平行双样测定结果的误差在允许误差范围之内者为合格

10.2.2.准确度控制

使用标准物质或质控样品

加标回收率的测定

加标率：在一批试样中，随机抽取 10％～20％试样进行加标回收测定

加标量：加标量视被测组分含量而定，含量高的加入被测组分含量的 0.5～1.0 倍，含量低的加 2～3 倍，但加标后被测组分的总量不得超出方法的测定上限。

合格要求：加标回收率应在加标回收率允许范围之内。

10.2.3.质量控制图

10.2.4.土壤标准样品