第四章土壤監(jiān)測(cè)方法

1、 土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè) 一、一、 土壤組成土壤組成 土壤是地球表層的巖石經(jīng)過(guò)生物圈、大氣圈和水圈土壤是地球表層的巖石經(jīng)過(guò)生物圈、大氣圈和水圈的綜合影響演變而成的。因母巖、氣候、生物、地形、的綜合影響演變而成的。因母巖、氣候、生物、地形、時(shí)間等多種成土因素綜合作用的不同，形成了各種類時(shí)間等多種成土因素綜合作用的不同，形成了各種類型的土壤。型的土壤。 土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)土壤礦物質(zhì)：原生礦物質(zhì)；次生礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)：原生礦物質(zhì)；次生礦物質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)土壤生物土壤生物土壤溶液土壤溶液土壤空氣土壤空氣土壤的肥力特性及其重要性土壤的肥力特性及其重要性n1 1、土壤的本質(zhì)屬性、土壤的本質(zhì)屬性肥力肥力 指土壤能同時(shí)

2、并不斷地供應(yīng)和調(diào)節(jié)植物在生長(zhǎng)指土壤能同時(shí)并不斷地供應(yīng)和調(diào)節(jié)植物在生長(zhǎng) 過(guò)程中所需要的過(guò)程中所需要的水分、養(yǎng)分、空氣、熱量水分、養(yǎng)分、空氣、熱量的能力的能力n2 2、土壤的物質(zhì)組成、土壤的物質(zhì)組成 礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分、空氣礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分、空氣n 3 3、土壤與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系、土壤與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系 (1) (1) 土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的自然資源土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的自然資源 (2) (2) 土壤是一種永續(xù)性的可更新資源土壤是一種永續(xù)性的可更新資源（一）土壤礦物質(zhì)（一）土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)定義定義組成土壤的基本物質(zhì)，約占土壤固體部分總重量的組成土壤的基本物質(zhì)，約占土壤固體部分總重量

3、的90%90%以上，有土壤骨骼之稱以上，有土壤骨骼之稱作用作用土壤礦物質(zhì)的組成和性質(zhì)直接影響土壤的物理性質(zhì)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)。土壤礦物質(zhì)是植物營(yíng)養(yǎng)元素的重要供、化學(xué)性質(zhì)。土壤礦物質(zhì)是植物營(yíng)養(yǎng)元素的重要供給源，按其成因可分為原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)給源，按其成因可分為原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)的礦物組成土壤礦物質(zhì)的礦物組成 1 1、原生礦物質(zhì)：它是各種巖石經(jīng)受不同的物理風(fēng)化，仍遺、原生礦物質(zhì)：它是各種巖石經(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(méi)有改變留在土壤中的一類礦物，其原來(lái)的化學(xué)組成沒(méi)有改變 2 2、次生礦物質(zhì)：它大多是由原生礦

4、物質(zhì)經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后形成、次生礦物質(zhì)：它大多是由原生礦物質(zhì)經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后形成的新礦物的新礦物 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。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。 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)。作為標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際制國(guó)際制采用三級(jí)分類法，即根據(jù)沙粒（采用三級(jí)分類法，即根據(jù)沙粒（0.020.022mm2mm）、粉沙粒）、粉沙粒(0.002(0.0020.02mm)0.02mm)和粘粒和粘粒(0.002mm)(300m)300m)n、采樣、采樣 na a、按不同剖面采樣：在各層次中心自下而上采樣，切

5、忌混、按不同剖面采樣：在各層次中心自下而上采樣，切忌混淆層次，混合采樣；淆層次，混合采樣；nb b、對(duì)不同地形處樣品有不同規(guī)定；、對(duì)不同地形處樣品有不同規(guī)定； nc c、采樣點(diǎn)按有關(guān)規(guī)定實(shí)行、采樣點(diǎn)按有關(guān)規(guī)定實(shí)行（一）土壤樣品加工處理（一）土壤樣品加工處理 1 1、土樣的風(fēng)干、土樣的風(fēng)干 野外采集樣品野外采集樣品運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室在塑料薄膜上或在塑料薄膜上或瓷盤內(nèi)風(fēng)干瓷盤內(nèi)風(fēng)干達(dá)半干狀態(tài)達(dá)半干狀態(tài)壓碎，除石塊壓碎，除石塊、殘根等雜物、殘根等雜物鋪成薄層，陰鋪成薄層，陰涼處風(fēng)干涼處風(fēng)干2 2、磨碎與過(guò)篩、磨碎與過(guò)篩 l 進(jìn)行物理分析時(shí)，取風(fēng)干樣品進(jìn)行物理分析時(shí)，取風(fēng)干樣品100100200g2

6、00g，放在木板上用圓木棍，放在木板上用圓木棍輾碎，經(jīng)反復(fù)處理使土樣全部通過(guò)輾碎，經(jīng)反復(fù)處理使土樣全部通過(guò)2mm2mm孔徑的篩子，作為土壤顆粒分孔徑的篩子，作為土壤顆粒分析及物理性質(zhì)測(cè)定析及物理性質(zhì)測(cè)定l 作化學(xué)分析時(shí)，一般常根據(jù)所測(cè)組分及稱樣量決定樣品細(xì)度作化學(xué)分析時(shí)，一般常根據(jù)所測(cè)組分及稱樣量決定樣品細(xì)度l 分析有機(jī)質(zhì)、全氮項(xiàng)目，應(yīng)取一部分已過(guò)分析有機(jī)質(zhì)、全氮項(xiàng)目，應(yīng)取一部分已過(guò)2mm2mm篩的土，用瑪瑙或篩的土，用瑪瑙或有機(jī)玻璃研缽繼續(xù)研細(xì)，使其全部通過(guò)有機(jī)玻璃研缽繼續(xù)研細(xì)，使其全部通過(guò)6060號(hào)篩號(hào)篩(0.25mm)(0.25mm)。用原子吸收。用原子吸收光度法測(cè)光度法測(cè)CdCd、Cu

7、Cu、NiNi等重金屬時(shí)，土樣必須全部通過(guò)等重金屬時(shí)，土樣必須全部通過(guò)100100號(hào)篩號(hào)篩( (尼龍篩尼龍篩) )（二）樣品管理（二）樣品管理土壤保存原則：土壤保存原則：1 1、一般土壤樣品需保存半年至一年，以備必要時(shí)查核之用。、一般土壤樣品需保存半年至一年，以備必要時(shí)查核之用。2 2、儲(chǔ)存樣品應(yīng)盡量避免日光、潮濕、高溫和酸堿氣體等的影響。、儲(chǔ)存樣品應(yīng)盡量避免日光、潮濕、高溫和酸堿氣體等的影響。3 3、玻璃材質(zhì)容器是常用的優(yōu)質(zhì)貯器，聚乙烯塑料容器也屬美國(guó)環(huán)保局推薦、玻璃材質(zhì)容器是常用的優(yōu)質(zhì)貯器，聚乙烯塑料容器也屬美國(guó)環(huán)保局推薦容器之一，該類貯器性能良好、價(jià)格便宜且不易破損。容器之一，該類貯器性

8、能良好、價(jià)格便宜且不易破損。4 4、將風(fēng)干土樣、沉積物或標(biāo)準(zhǔn)土樣等貯存于潔凈的玻璃或聚乙烯容器之內(nèi)。、將風(fēng)干土樣、沉積物或標(biāo)準(zhǔn)土樣等貯存于潔凈的玻璃或聚乙烯容器之內(nèi)。在常溫、陰涼、干燥、避陽(yáng)光、密封（石臘涂封）條件下保存在常溫、陰涼、干燥、避陽(yáng)光、密封（石臘涂封）條件下保存3030個(gè)月是可個(gè)月是可行的。行的。第五節(jié)第五節(jié) 土壤污染物的測(cè)定土壤污染物的測(cè)定 土壤中污染項(xiàng)目的測(cè)定，屬土壤中污染項(xiàng)目的測(cè)定，屬痕量分析痕量分析和和超痕量分析超痕量分析 土壤分析結(jié)果以土壤分析結(jié)果以mg/kgmg/kg( (烘干土烘干土) )表示。表示。 土壤污染物的測(cè)定實(shí)例土壤污染物的測(cè)定實(shí)例一、土壤水分一、土壤水分

9、測(cè)定土壤含水量，以便計(jì)算土壤中各種成分按烘干土為基準(zhǔn)時(shí)測(cè)定土壤含水量，以便計(jì)算土壤中各種成分按烘干土為基準(zhǔn)時(shí)的測(cè)定結(jié)果。的測(cè)定結(jié)果。 測(cè)定方法：用百分之一精度的天平稱取土樣測(cè)定方法：用百分之一精度的天平稱取土樣202030g30g，置于，置于鋁盒中，在鋁盒中，在105105下烘（下烘（4 45h5h）至恒重。按下式計(jì)算水分重量占烘）至恒重。按下式計(jì)算水分重量占烘干土重的百分?jǐn)?shù)：干土重的百分?jǐn)?shù)：二、二、pHpH值值n 玻璃電極法玻璃電極法n 測(cè)定要點(diǎn)：測(cè)定要點(diǎn)： 稱取稱取10g10g土樣于燒杯中，加入無(wú)土樣于燒杯中，加入無(wú)COCO2 2蒸餾蒸餾水水25ml25ml，輕搖后攪拌，輕搖后攪拌1 1分

10、鐘，放置分鐘，放置2020分鐘，用分鐘，用pHpH計(jì)測(cè)計(jì)測(cè)量上部混濁液的量上部混濁液的pHpH值。值。n 土樣密閉保存，防止空氣中氨，二氧化碳等氣體土樣密閉保存，防止空氣中氨，二氧化碳等氣體影響。影響。n 注意控制水土比。注意控制水土比。三、可溶性鹽分三、可溶性鹽分n土壤中鋰，鈉，鉀全量測(cè)定土壤中鋰，鈉，鉀全量測(cè)定AASAAS法法n消化消化 原理：原理： HF HF 和和 H H2 2SOSO4 4或或HClOHClO4 4相結(jié)合法；相結(jié)合法；HFHF能分解含有全部三種金能分解含有全部三種金屬的硅酸鹽礦物。然而，硅酸鹽礦物不會(huì)完全分解，從而導(dǎo)致對(duì)這類元屬的硅酸鹽礦物。然而，硅酸鹽礦物不會(huì)完全分

11、解，從而導(dǎo)致對(duì)這類元素的一種或多種含量估計(jì)偏低。所以第二種酸必須是一種氧化劑，使它素的一種或多種含量估計(jì)偏低。所以第二種酸必須是一種氧化劑，使它能分解樣品中所有的有機(jī)質(zhì)。且為了把元素釋放到溶液中，混酸對(duì)于分能分解樣品中所有的有機(jī)質(zhì)。且為了把元素釋放到溶液中，混酸對(duì)于分解碳酸鹽也是必要的。解碳酸鹽也是必要的。n HFHF酸通過(guò)酸通過(guò)F F與與SiSi反應(yīng)形成反應(yīng)形成SiFSiF4 4而分解硅酸鹽，在強(qiáng)酸存在下加熱時(shí)，而分解硅酸鹽，在強(qiáng)酸存在下加熱時(shí)， SiFSiF4 4揮發(fā)。有機(jī)質(zhì)可被揮發(fā)。有機(jī)質(zhì)可被HClOHClO4 4分解（分解（ HClOHClO4 4在加熱或濃縮時(shí)成為一種強(qiáng)氧在加熱或濃縮

12、時(shí)成為一種強(qiáng)氧化劑），且對(duì)化劑），且對(duì)AASAAS干擾較小。干擾較小。n稱取稱取0.1G0.1G土樣于聚四氟乙烯坩堝中，用少許水潤(rùn)濕，并加土樣于聚四氟乙烯坩堝中，用少許水潤(rùn)濕，并加5ml 5ml HFHF和和0.5 ml HClO0.5 ml HClO4 4。在電熱板上加熱消化至有。在電熱板上加熱消化至有HClOHClO4 4煙霧出現(xiàn)為煙霧出現(xiàn)為止，冷卻，再加止，冷卻，再加5ml HF5ml HF，沙浴，坩堝頂部用鉑蓋蓋住約十分之，沙浴，坩堝頂部用鉑蓋蓋住約十分之九蒸干。冷卻，加入九蒸干。冷卻，加入2ml2ml水和數(shù)滴水和數(shù)滴HClOHClO4 4加熱蒸干加熱蒸干冷卻。冷卻。 加入加入5ml

13、HCL5ml HCL和和5ml5ml水水電熱板加熱至土樣完全溶解。電熱板加熱至土樣完全溶解。n 樣品轉(zhuǎn)移至樣品轉(zhuǎn)移至50ml50ml容量瓶容量瓶過(guò)濾過(guò)濾稀釋定容稀釋定容AASAAS測(cè)定測(cè)定K, Na, K, Na, lili全量。全量。土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及分析方法土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及分析方法監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 監(jiān)測(cè)儀器監(jiān)測(cè)儀器 監(jiān)測(cè)方法監(jiān)測(cè)方法 方法來(lái)源方法來(lái)源 鎘鎘 原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀石墨爐原子吸收分光光石墨爐原子吸收分光光度法度法GB/T17141-1997GB/T17141-1997原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀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G

14、B/T17140-1997GB/T17140-1997汞汞 測(cè)汞儀測(cè)汞儀冷原子吸收法冷原子吸收法GB/T17136-1997GB/T17136-1997砷砷 分光光度計(jì)分光光度計(jì)二乙基二硫代氨基甲酸二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法銀分光光度法GB/T17134-1997GB/T17134-1997分光光度計(jì)分光光度計(jì)硼氫化鉀硼氫化鉀- -硝酸銀分光硝酸銀分光光度法光度法GB/T17135-1997GB/T17135-1997銅銅原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度火焰原子吸收分光光度法法GB/T17138-199 7GB/T17138-199 7鉛鉛 原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀

15、石墨爐原子吸收分光光度法石墨爐原子吸收分光光度法 GB/T17141-1997 GB/T17141-1997 原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀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鉻鉻原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀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鋅鋅原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀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/T17138-1997鎳鎳原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光

16、光度法GB/T17139-1997GB/T17139-1997六六六和滴滴涕六六六和滴滴涕氣相色譜儀氣相色譜儀電子捕獲氣相色譜法電子捕獲氣相色譜法GB/T14550-1993GB/T14550-1993六種多環(huán)芳烴六種多環(huán)芳烴液相色譜儀液相色譜儀高效液相色譜法高效液相色譜法GB13198-91GB13198-91稀土總量稀土總量分光光度計(jì)分光光度計(jì)對(duì)馬尿酸偶氮氯膦分光光度法對(duì)馬尿酸偶氮氯膦分光光度法GB6262GB6262pHpHpHpH計(jì)計(jì)森林土壤森林土壤pH pH 測(cè)定測(cè)定GB7859-87GB7859-87陽(yáng)離子交換量陽(yáng)離子交換量滴定儀滴定儀乙酸銨法乙酸銨法n注：注：ICP-AESICP

17、-AES：等離子發(fā)射光譜；：等離子發(fā)射光譜； XRFXRF：X-X-熒光光譜分析；熒光光譜分析；nAASAAS：火焰原子吸收；：火焰原子吸收； GF-AASGF-AAS：石墨爐原子吸收；：石墨爐原子吸收；nHG-AASHG-AAS：氫化物發(fā)生原子吸收法；：氫化物發(fā)生原子吸收法； HG-AFSHG-AFS：氫化物發(fā)生原子熒光法；：氫化物發(fā)生原子熒光法；nPOLPOL：催化極譜法；：催化極譜法； ISEISE：選擇性離子電極；：選擇性離子電極； VOLVOL：容量法；：容量法；nPOTPOT：電位法；：電位法； INAAINAA：中子活化分析法；：中子活化分析法； GCGC：氣相色譜法；：氣相色譜

18、法；nLCLC：液相色譜法；：液相色譜法； GC-MSGC-MS：氣相色譜：氣相色譜- -質(zhì)譜聯(lián)用法；質(zhì)譜聯(lián)用法； COLCOL：分光比色法；：分光比色法；nLC-MSLC-MS：液相色譜：液相色譜- -質(zhì)譜聯(lián)用法；質(zhì)譜聯(lián)用法； ICP-MSICP-MS：等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法：等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià) n 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)涉及評(píng)價(jià)因子、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)模式。土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)涉及評(píng)價(jià)因子、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)模式。n 評(píng)價(jià)因子數(shù)量與項(xiàng)目類型取決于監(jiān)測(cè)的目的和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)因子數(shù)量與項(xiàng)目類型取決于監(jiān)測(cè)的目的和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)常采用國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域和技術(shù)條件。

19、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)常采用國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域土壤背景值或部門（專業(yè)）土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)模式常用污土壤背景值或部門（專業(yè)）土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)模式常用污染指數(shù)法或者與其有關(guān)的評(píng)價(jià)方法。染指數(shù)法或者與其有關(guān)的評(píng)價(jià)方法。n 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)一般以單項(xiàng)污染指數(shù)為主，指數(shù)小土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)一般以單項(xiàng)污染指數(shù)為主，指數(shù)小污染輕，指數(shù)大污染則重。當(dāng)區(qū)域內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量作為污染輕，指數(shù)大污染則重。當(dāng)區(qū)域內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量作為一個(gè)整體與外區(qū)域進(jìn)行比較或與歷史資料進(jìn)行比較時(shí)除一個(gè)整體與外區(qū)域進(jìn)行比較或與歷史資料進(jìn)行比較時(shí)除用單項(xiàng)污染指數(shù)外，還常用綜合污染指數(shù)。土壤由于地用單項(xiàng)污染指數(shù)外，還常用綜合污染指數(shù)。土壤由于地區(qū)背景差異較大，用土壤污染累積指數(shù)更能反映土壤的區(qū)背景差異較大，用土壤污染累積指數(shù)更能反映土壤的人為污染程度。土壤污染物分擔(dān)率可評(píng)價(jià)確定土壤的主人為污染程度。土壤污染物分擔(dān)率可評(píng)價(jià)確定土壤的主要污染項(xiàng)目，污染物分擔(dān)率由大到小排序，污染物主次要污染項(xiàng)目，污染物分擔(dān)率由大到小排序，污染物主次也同此序。除此之外，土壤污染超標(biāo)倍數(shù)、樣本超標(biāo)率也同此序。除此之外，土壤污染超標(biāo)倍數(shù)、樣本超標(biāo)率等統(tǒng)計(jì)量也能反映土壤的環(huán)境狀況。等統(tǒng)計(jì)量也能反映土壤的環(huán)境狀況。1 1、污染指數(shù)、超標(biāo)率（倍數(shù)）評(píng)價(jià)、污染指數(shù)、超標(biāo)率（倍數(shù)）評(píng)價(jià)污染指數(shù)和超標(biāo)率等計(jì)算公式污染指數(shù)和超標(biāo)率等計(jì)算公式 內(nèi)梅羅污染指數(shù)評(píng)價(jià)內(nèi)梅