北方偉業(yè)計量集團有限公司
土壤環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人類健康和土壤資源的安全性具有重要而深遠的影響,隨著土壤農(nóng)業(yè)資源的持續(xù)開發(fā),土壤環(huán)境受到的農(nóng)藥、化肥、石油等污染日益惡化。闡述了農(nóng)用地土壤環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)場采樣和制備過程,同時提出了注意事項,并對土壤環(huán)境監(jiān)測面臨的問題提出對策與建議。
1 引言
過去數(shù)十年,我國經(jīng)濟實現(xiàn)了快速發(fā)展,國力不斷增強,人們的生活水平隨之不斷提高。但是,很多地方過度重視經(jīng)濟發(fā)展而忽略環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題。尤其是土壤污染,對人類的長遠發(fā)展影響巨大。隨著現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,化肥、農(nóng)藥、工業(yè)廢水、城市污水及廢物不斷排入土壤,當(dāng)環(huán)境污染物的數(shù)量和污染速度超過土壤承受容量和凈化速度時,土壤的自然動態(tài)平衡一旦受到破壞,將導(dǎo)致土壤污染及土壤質(zhì)量下降,而且土壤污染比大氣污染和水體污染更為持久、更為復(fù)雜、更不易凈化。土壤安全是農(nóng)產(chǎn)品安全的重要基礎(chǔ),土壤環(huán)境質(zhì)量狀況直接影響到國民經(jīng)濟發(fā)展。保護土壤環(huán)境,已經(jīng)成為我國推進生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容,通過土壤環(huán)境監(jiān)測能夠準(zhǔn)確了解土壤的污染程度,分析土壤中各類污染物的濃度水平,從而為土壤污染的預(yù)防和提出有效治理措施提供科學(xué)依據(jù)。
2 土壤環(huán)境監(jiān)測概況
我國在土壤環(huán)境監(jiān)測方面起步較晚,但近年來發(fā)展迅速,土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)不斷進步與完善。中國環(huán)境監(jiān)測總站于《中國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)路線研究》中提出了以“農(nóng)田土壤環(huán)境監(jiān)測為主”的土壤環(huán)境監(jiān)測的技術(shù)路線。目前已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要有《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 166—2004)、《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(NY/T 395—2000)等。環(huán)境保護部在“十一五”期間組織完成了全國土壤污染狀況調(diào)查,首次獲得了較為完整的全國土壤環(huán)境質(zhì)量狀況數(shù)據(jù),并編制了一系列土壤監(jiān)測的相關(guān)技術(shù)文件,同時在這項工作中培訓(xùn)了一批土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)人才,為進一步開展全國土壤環(huán)境質(zhì)量例行監(jiān)測打下了堅實的基礎(chǔ)[2]。本文主要闡述農(nóng)用地土壤環(huán)境現(xiàn)場采樣、制備及注意事項。
3 監(jiān)測點位確認(rèn)
按照《國家環(huán)境監(jiān)測“十二五”規(guī)劃》中“在全國開展土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項目和特征污染物的監(jiān)測,有條件的逐步開展固體廢物、危險廢物和污染場地監(jiān)測”的要求,在土壤環(huán)境污染狀況調(diào)查的基礎(chǔ)上,堅持科學(xué)性、代表性、可比性、連續(xù)性的布點原則,重點選擇基本農(nóng)田、重金屬污染防治重點區(qū)域、污染行業(yè)企業(yè)周邊、工業(yè)園區(qū)周邊、油田采礦區(qū)周邊地區(qū)、固廢處置場周邊地區(qū)、歷史污染區(qū)域及周邊、規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場及周邊、集中式飲用水水源地保護區(qū)、果蔬菜種植基地等需要重點關(guān)注的風(fēng)險區(qū)域布設(shè)國家土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點位。首先是制定每年的采樣計劃,采樣人員到達計劃監(jiān)測點位后,觀察監(jiān)測點位是否符合土壤采樣的代表性要求,在允許范圍內(nèi)優(yōu)選采樣點,位移距離一般不超過50 m,陡坡地、低洼積水地、住宅、道路、溝渠、糞坑附近等不宜設(shè)采樣點。
4 采樣方法
采樣方法分為表層土壤采樣、深層土壤采樣。
4.1 表層土壤采樣
土壤有機污染物測試采集表層單獨樣品;土壤無機物測試和理化性質(zhì)測試采集表層混合樣品(采用雙對角線法5點混合采樣)。
4.1.1 單獨樣品
先用鐵鏟切割一個20 cm深的土方,再用木(竹)鏟去掉鐵鏟表面土樣后裝入250 m L棕色密封樣品瓶。不能斜向挖土,要做到采樣量上下一致。為防止樣品沾污瓶口,可用光潔硬紙板圍成漏斗狀,將樣品裝入樣品瓶中;樣品要裝滿樣品瓶;采集的樣品要及時放入冷藏箱,在4℃以下避光保存并運輸。
4.1.2 混合樣品
以確定采樣點位為中心劃定采樣區(qū)域,一般為20 m×20 m;采用雙對角線法5點采樣,每個分樣點采樣方法與單獨樣品采集方法相同,5點采樣量基本一致,共計采樣量不少于1 500 g。5點土壤樣品混合至一大張牛皮紙上,進行充分混合,然后采用四分法進行分割,取對角線土樣。若采樣量不夠,剩下土壤再進行混合并進行四分法分割取樣。當(dāng)土壤中砂石、草根等雜質(zhì)較多或含水量較高時,可視情況增加樣品采樣量。
4.2 深層土壤采樣
深層土壤采樣使用專門的土鉆等采樣工具單點采樣,采集過程中應(yīng)防止上層土壤的混入。樣品應(yīng)自規(guī)定的起始深度往下連續(xù)采10~50 cm長的土柱。應(yīng)避免采集基巖風(fēng)化層,若符合要求的土層太薄或達不到規(guī)定深度時,應(yīng)同點位多次采樣,土壤樣品總量應(yīng)不少于1 000 g。
4.3 采樣注意事項
土壤樣品應(yīng)避免在肥料、農(nóng)藥施用時以及北方凍土季節(jié)采集。每完成一個點位采樣工作后,必須及時清理采樣工具,避免交叉污染。采樣人應(yīng)現(xiàn)場記錄樣品采集信息,包括土壤樣品信息、實際采樣點經(jīng)緯度、采樣現(xiàn)場照片等。農(nóng)用地土壤的采樣點要避開田埂、地頭及堆肥處,有垅的農(nóng)田要在垅間采樣。采樣時首先清除土壤表層的植物殘骸和石塊等雜物,有植物生長的點位應(yīng)除去土壤中植物根系。測定重金屬的樣品,盡量用木鏟、竹片直接采集樣品。如用鐵鏟、土鉆時,必須用木鏟刮去與金屬采樣器接觸的部分,再用木鏟收取樣品。采集土壤無機樣品裝入塑料袋,在塑料袋外粘貼1份樣品標(biāo)簽,再將裝有土壤樣品的塑料袋放入布袋,在布袋封口處系上另1份樣品標(biāo)簽。采集土壤有機樣品裝入棕色密封樣品瓶,在瓶外粘貼1份樣品標(biāo)簽,再將樣品瓶放入塑料袋內(nèi),在樣品瓶與塑料袋之間放入另1份標(biāo)簽。
5 樣品制備
5.1 制樣場所
應(yīng)設(shè)置風(fēng)干室和制樣室。風(fēng)干室應(yīng)通風(fēng)良好、整潔、無易揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì),并避免陽光直射;制樣室應(yīng)通風(fēng)良好,每個制樣工位應(yīng)做適當(dāng)隔離。
5.2 樣品制備
5.2.1 土壤無機樣品
5.2.1. 1 風(fēng)干(烘干)
在風(fēng)干室將土樣放置于盛樣用器皿中,除去土壤中混雜的磚瓦石塊、石灰結(jié)核、動植物殘體等,攤成2~3 cm的薄層,經(jīng)常翻動。半干狀態(tài)時,用木棍壓碎或用2個木鏟搓碎土樣,置陰涼處自然風(fēng)干。土壤樣品也可以采用土壤樣品烘干機烘干,溫度控制在35±5℃。
5.2.1. 2 粗磨
在制樣室將風(fēng)干的樣品倒在有機玻璃板上,用木錘碾壓,用木棒或有機玻璃棒再次壓碎,揀出雜質(zhì),細(xì)小已斷的植物須根可采用靜電吸附的方法清除。將全部土樣手工研磨后混勻,過孔徑2 mm尼龍篩,去除2 mm以上的砂粒(若砂粒含量較多,應(yīng)計算它占整個土樣的百分?jǐn)?shù)),大于2 mm的土團要反復(fù)研磨、過篩,直至全部通過。過篩后的樣品充分?jǐn)嚢?、混合直至均勻?/p>
5.2.1. 3 細(xì)磨
用瑪瑙球磨機(或手工)研磨到土樣全部通過孔徑1 mm(14目)的尼龍篩,四分法棄取,保留足夠量的土樣、稱重、裝瓶備分析用;剩余樣品繼續(xù)研磨至全部通過孔徑0.15 mm(100目)的尼龍篩,四分法棄取,裝瓶備分析用。
5.2.2 土壤有機樣品
土壤有機樣品一般采用鮮樣或冷凍干燥樣分析,應(yīng)按分析方法的時間要求進行前處理和樣品測定。
5.3 注意事項
樣品風(fēng)干(烘干)、磨細(xì)、分裝過程中樣品編碼必須始終保持一致。制樣所用工具每處理1份樣品后清理干凈,嚴(yán)防交叉污染。定期檢查樣品標(biāo)簽,嚴(yán)防樣品標(biāo)簽?zāi):磺寤騺G失。對嚴(yán)重污染樣品應(yīng)另設(shè)風(fēng)干室,且不能與其他樣品在同一制樣室同時過篩研磨。
6 質(zhì)量保證
完善的質(zhì)量保證是保障監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可溯源的根本,是保證土壤環(huán)境質(zhì)量報告科學(xué)可信的前提。監(jiān)測工作必須按有關(guān)技術(shù)要求,采集樣品必須采集平行樣,必須做到采樣記錄、樣品交接記錄、前處理記錄、分析記錄、數(shù)據(jù)處理、報告等記錄齊全;實驗室預(yù)留樣品要造冊保存;分析取用后的剩余樣品待測定全部完成數(shù)據(jù)報出后,移交到實驗室儲存(柜)室保存,分析取用后的剩余樣品一般保留半年,預(yù)留樣品一般保留2年,有機樣品分析任務(wù)完成后無需保存。同時,建立土壤樣品檔案,保證每個樣品都可以進行再現(xiàn)性的樣品復(fù)測。
7 我國土壤監(jiān)測技術(shù)方面存在的問題、對策及建議
我國土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、管理水平與國際先進技術(shù)存在一定差距。第一,土壤環(huán)境監(jiān)測工作起步晚,技術(shù)落后,缺乏完整的技術(shù)方法和評價體系。第二,土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測從“十一五”才開始進行,監(jiān)測人員的能力水平較弱。第三,缺乏統(tǒng)一的完整的質(zhì)量保證體系。
為提高我國土壤監(jiān)測能力,改善傳統(tǒng)的土壤監(jiān)測技術(shù),必須采取相應(yīng)措施。首先,在引入國外先進技術(shù)的同時,不斷提高自主創(chuàng)新能力,創(chuàng)新土壤監(jiān)測方法和技術(shù),建立完善的監(jiān)測評價體系,提升我國土壤環(huán)境監(jiān)測和分析能力[3];其次,各地要建立經(jīng)費保障機制,加強土壤環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備等基礎(chǔ)能力建設(shè),按照標(biāo)準(zhǔn)化實驗室要求,重點解決人員和實驗場所不足等問題,每年定期開展技術(shù)培訓(xùn),擴寬人才培訓(xùn)途徑,做好土壤監(jiān)測人才的培養(yǎng)和儲備工作,擴大土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)隊伍,培養(yǎng)土壤環(huán)境監(jiān)測學(xué)科帶頭人,促進土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)隊伍專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化。再次,全國土壤環(huán)境監(jiān)測必須建立在統(tǒng)一的質(zhì)量保證體系之上,保證布點、采樣、制備、分析全過程質(zhì)量控制,質(zhì)量控制工作一定要高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,提高監(jiān)測人員持證上崗率、儀器設(shè)備合格率,定期開展土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)監(jiān)督檢查等工作。
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