土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

1、土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范包括土壤環(huán)境監(jiān)測的布點(diǎn)采樣、樣品制備、分析方法、結(jié)果表征、資料統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量評價(jià)等技術(shù)內(nèi)容。一、 準(zhǔn)備工作主要準(zhǔn)備工具，器材，用具等。二、 布點(diǎn)采樣樣品由隨機(jī)采集的一些個(gè)體所組成，個(gè)體之間存在差異。為了達(dá)到采集的監(jiān)測樣品具有好的代表性，必須避免一切主觀因素，使組成總體的個(gè)體有同樣的機(jī)會被選入樣品，即組成樣品的個(gè)體應(yīng)當(dāng)是隨機(jī)地取自總體。另一方面，在一組需要相互之間進(jìn)行比較的樣品應(yīng)當(dāng)有同樣的個(gè)體組成，否則樣本大的個(gè)體所組成的樣品，其代表性會大于樣本少的個(gè)體組成的樣品。所以“隨機(jī)”和“等量”是決定樣品具有同等代表性的重要條件。1. 布點(diǎn)方法1) 簡單隨機(jī)將監(jiān)測單元

2、分成網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格編上號碼，決定采樣點(diǎn)樣品數(shù)后，隨機(jī)抽取規(guī)定的樣品數(shù)的樣品，其樣本號碼對應(yīng)的網(wǎng)格號，即為采樣點(diǎn)。隨機(jī)數(shù)的獲得可以利用擲骰子、抽簽、查隨機(jī)數(shù)表的方法。關(guān)于隨機(jī)數(shù)骰子的使用方法可見GB10111利用隨機(jī)數(shù)骰子進(jìn)行隨機(jī)抽樣的辦法。簡單隨機(jī)布點(diǎn)是一種完全不帶主觀限制條件的布點(diǎn)方法。2) 分塊隨機(jī)根據(jù)收集的資料，如果監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的土壤有明顯的幾種類型，則可將區(qū)域分成幾塊，每塊內(nèi)污染物較均勻，塊間的差異較明顯。將每塊作為一個(gè)監(jiān)測單元，在每個(gè)監(jiān)測單元內(nèi)再隨機(jī)布點(diǎn)。在正確分塊的前提下，分塊布點(diǎn)的代表性比簡單隨機(jī)布點(diǎn)好，如果分塊不正確，分塊布點(diǎn)的效果可能會適得其反。3) 系統(tǒng)隨機(jī)將監(jiān)測區(qū)域分成面積

3、相等的幾部分（網(wǎng)格劃分），每網(wǎng)格內(nèi)布設(shè)一采樣點(diǎn)，這種布點(diǎn)稱為系統(tǒng)隨機(jī)布點(diǎn)。如果區(qū)域內(nèi)土壤污染物含量變化較大，系統(tǒng)隨機(jī)布點(diǎn)比簡單隨機(jī)布點(diǎn)所采樣品的代表性要好。2. 基礎(chǔ)樣品數(shù)量1) 由均方差和絕對偏差計(jì)算樣品數(shù)用下列公式可計(jì)算所需的樣品數(shù)：N=t2s2/D2式中：N 為樣品數(shù)；t 為選定置信水平（土壤環(huán)境監(jiān)測一般選定為95%）一定自由度下的t 值（附錄A）；s2 為均方差，可從先前的其它研究或者從極差R（s2=（R/4）2）估計(jì)；D 為可接受的絕對偏差。2) 由變異系數(shù)和相對偏差計(jì)算樣品數(shù)N=t2s2/D2 可變?yōu)椋篘=t2CV2/m2式中：N 為樣品數(shù)；t 為選定置信水平（土壤環(huán)境監(jiān)測一般選定

4、為95%）一定自由度下的t 值（附錄A）；CV 為變異系數(shù)（%），可從先前的其它研究資料中估計(jì)；m 為可接受的相對偏差（%），土壤環(huán)境監(jiān)測一般限定為20%30% 。沒有歷史資料的地區(qū)、土壤變異程度不太大的地區(qū)，一般CV 可用10%30%粗略估計(jì)，有效磷和有效鉀變異系數(shù)CV 可取50%。3. 布點(diǎn)數(shù)量土壤監(jiān)測的布點(diǎn)數(shù)量要滿足樣本容量的基本要求，即上述由均方差和絕對偏差、變異系數(shù)和相對偏差計(jì)算樣品數(shù)是樣品數(shù)的下限數(shù)值，實(shí)際工作中土壤布點(diǎn)數(shù)量還要根據(jù)調(diào)查目的、調(diào)查精度和調(diào)查區(qū)域環(huán)境狀況等因素確定。一般要求每個(gè)監(jiān)測單元最少設(shè) 3 個(gè)點(diǎn)。區(qū)域土壤環(huán)境調(diào)查按調(diào)查的精度不同可從2.5km、5km、10km、

5、20km、40km 中選擇網(wǎng)距網(wǎng)格布點(diǎn)，區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)數(shù)即為土壤采樣點(diǎn)數(shù)量。農(nóng)田采集混合樣的樣點(diǎn)數(shù)量見“6.2.2.2 混合樣采集”。建設(shè)項(xiàng)目采樣點(diǎn)數(shù)量見“6.3 建設(shè)項(xiàng)目土壤環(huán)境評價(jià)監(jiān)測采樣”。城市土壤采樣點(diǎn)數(shù)量見“6.4 城市土壤采樣”。土壤污染事故采樣點(diǎn)數(shù)量見“6.5 污染事故監(jiān)測土壤采樣”。4. 樣品采集樣品采集一般按三個(gè)階段進(jìn)行：前期采樣：根據(jù)背景資料與現(xiàn)場考察結(jié)果，采集一定數(shù)量的樣品分析測定，用于初步驗(yàn)證污染物空間分異性和判斷土壤污染程度，為制定監(jiān)測方案（選擇布點(diǎn)方式和確定監(jiān)測項(xiàng)目及樣品數(shù)量）提供依據(jù)，前期采樣可與現(xiàn)場調(diào)查同時(shí)進(jìn)行。正式采樣：按照監(jiān)測方案，實(shí)施現(xiàn)場采樣。補(bǔ)充采樣：

6、正式采樣測試后，發(fā)現(xiàn)布設(shè)的樣點(diǎn)沒有滿足總體設(shè)計(jì)需要，則要進(jìn)行增設(shè)采樣點(diǎn)補(bǔ)充采樣。面積較小的土壤污染調(diào)查和突發(fā)性土壤污染事故調(diào)查可直接采樣。三、 樣品制備樣品制備對于制備用具以及制備場所均有要求。制備步驟分為風(fēng)干、粗磨、細(xì)磨、分裝等。四、 分析方法分析方法除規(guī)定或推薦的標(biāo)準(zhǔn)方法外，還可根據(jù)各地實(shí)際情況來進(jìn)行分析。分析記錄一般要設(shè)計(jì)成記錄本格式，頁碼、內(nèi)容齊全，用碳素墨水筆填寫詳實(shí)，字跡要清楚，需要更正時(shí)，應(yīng)在錯誤數(shù)據(jù)（文字）上劃一橫線，在其上方寫上正確內(nèi)容，并在所劃橫線上加蓋修改者名章或者簽字以示負(fù)責(zé)。分析記錄也可以設(shè)計(jì)成活頁，隨分析報(bào)告流轉(zhuǎn)和保存，便于復(fù)核審查。分析記錄也可以是電子版本式的輸出

7、物（打印件）或存有其信息的磁盤、光盤等。記錄測量數(shù)據(jù)，要采用法定計(jì)量單位，只保留一位可疑數(shù)字，有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)根據(jù)計(jì)量器具的精度及分析儀器的示值確定，不得隨意增添或刪除。五、 結(jié)果表征平行樣的測定結(jié)果用平均數(shù)表示, 一組測定數(shù)據(jù)用Dixon 法、 Grubbs 法檢驗(yàn)剔除離群值后以平均值報(bào)出；低于分析方法檢出限的測定結(jié)果以“未檢出”報(bào)出，參加統(tǒng)計(jì)時(shí)按二分之一最低檢出限計(jì)算。土壤樣品測定一般保留三位有效數(shù)字，含量較低的鎘和汞保留兩位有效數(shù)字,并注明檢出限數(shù)值。分析結(jié)果的精密度數(shù)據(jù)，一般只取一位有效數(shù)字，當(dāng)測定數(shù)據(jù)很多時(shí)，可取兩位有效數(shù)字。表示分析結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù)不可超過方法檢出限的最低位數(shù)。

8、關(guān)于監(jiān)測報(bào)告：報(bào)告名稱，實(shí)驗(yàn)室名稱，報(bào)告編號，報(bào)告每頁和總頁數(shù)標(biāo)識，采樣地點(diǎn)名稱，采樣時(shí)間、分析時(shí)間，檢測方法，監(jiān)測依據(jù)，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測數(shù)據(jù)，單項(xiàng)評價(jià)，總體結(jié)論，監(jiān)測儀器編號，檢出限（未檢出時(shí)需列出），采樣點(diǎn)示意圖，采樣（委托）者，分析者，報(bào)告編制、復(fù)核、審核和簽發(fā)者及時(shí)間等內(nèi)容。六、 資料統(tǒng)計(jì)與質(zhì)量評價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)涉及評價(jià)因子、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)模式。評價(jià)因子數(shù)量與項(xiàng)目類型取決于監(jiān)測的目的和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)常采用國家土壤環(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)。評價(jià)模式常用污染指數(shù)法或者與其有關(guān)的評價(jià)方法。1. 污染指數(shù)、超標(biāo)率（倍數(shù)）評價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)一般以單

9、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。污染指數(shù)和超標(biāo)率等計(jì)算公式如下：土壤單項(xiàng)污染指數(shù)=土壤污染物實(shí)測值/土壤污染物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)土壤污染累積指數(shù)=土壤污染物實(shí)測值/污染物背景值土壤污染物分擔(dān)率（%）=（土壤某項(xiàng)污染指數(shù)/各項(xiàng)污染指數(shù)之和）×1

10、00%土壤污染超標(biāo)倍數(shù)=（土壤某污染物實(shí)測值某污染物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）/某污染物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)土壤污染樣本超標(biāo)率（%）=（土壤樣本超標(biāo)總數(shù)/監(jiān)測樣本總數(shù)）×100%2. 背景值及標(biāo)準(zhǔn)偏差評價(jià)用區(qū)域土壤環(huán)境背景值（x）95%置信度的范圍（x±2s）來評價(jià)：若土壤某元素監(jiān)測值 xIx2s，則該元素缺乏或?qū)儆诘捅尘巴寥?。若土壤某元素監(jiān)測值在 x±2s，則該元素含量正常。若土壤某元素監(jiān)測值 xIx2s，則土壤已受該元素污染，或?qū)儆诟弑尘巴寥馈?. 綜合污染指數(shù)法綜合污染指數(shù)（CPI）包含了土壤元素背景值、土壤元素標(biāo)準(zhǔn)（附錄B）尺度因素和價(jià)態(tài)效應(yīng)綜合影響。其表達(dá)式：CPI = X (1+

11、 RPE) + Y DDMB /(Z DDSB)式中 CPI 為綜合污染指數(shù)，X、Y 分別為測量值超過標(biāo)準(zhǔn)值和背景值的數(shù)目，RPE 為相對污染當(dāng)量，DDMB 為元素測定濃度偏離背景值的程度，DDSB 為土壤標(biāo)準(zhǔn)偏離背景值的程度，Z 為用作標(biāo)準(zhǔn)元素的數(shù)目。主要有下列計(jì)算過程：（1） 計(jì)算相對污染當(dāng)量（RPE）式中 N 是測定元素的數(shù)目，Ci 是測定元素 i 的濃度， Cis 是測定元素i 的土壤標(biāo)準(zhǔn)值，n為測定元素i 的氧化數(shù)。對于變價(jià)元素，應(yīng)考慮價(jià)態(tài)與毒性的關(guān)系，在不同價(jià)態(tài)共存并同時(shí)用于評價(jià)時(shí)，應(yīng)在計(jì)算中注意高低毒性價(jià)態(tài)的相互轉(zhuǎn)換，以體現(xiàn)由價(jià)態(tài)不同所構(gòu)成的風(fēng)險(xiǎn)差異性。（2） 計(jì)算元素測定濃度偏離背景