1、 第第8章章 土壤污染监测土壤污染监测 本章教学目的、要求 1了解土壤组成和背景值； 2掌握土壤污染的测定方法。 本章重点 土壤背景值、腐殖质、采样点布设、土壤样品采集、土壤 样品测定 本章难点 土壤样品的制备与保存、土壤样品测定 本章教学内容8.1 概述概述8.2 土壤污染物的测定土壤污染物的测定8.1 概述概述 土壤土壤是指地球陆地表面具有一定肥力能生是指地球陆地表面具有一定肥力能生长作物的疏松表层，是由岩石风化以及大气、长作物的疏松表层，是由岩石风化以及大气、水，特别是动植物和微生物对于地壳表层长期水，特别是动植物和微生物对于地壳表层长期作用而形成的；它介于大气圈、岩石圈、水圈作用而形成
2、的；它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，是环境中独特的组成部分，是和生物圈之间，是环境中独特的组成部分，是人类一项宝贵的自然资源。人类一项宝贵的自然资源。 土壤土壤是由固、液、气三相物质组成的疏松是由固、液、气三相物质组成的疏松多孔体。固相物质是指矿物质、有机质和土壤多孔体。固相物质是指矿物质、有机质和土壤生物。固相物质之间形成不同形状的孔隙，孔生物。固相物质之间形成不同形状的孔隙，孔隙中存在水分和空气。隙中存在水分和空气。 土壤矿物质土壤矿物质 土壤矿物质的矿物组成土壤矿物质的矿物组成 :原生矿物质和次原生矿物质和次生矿物质。生矿物质。土壤机械组成：土壤是由不同粒级的土土壤机械组成：土壤
3、是由不同粒级的土壤颗粒组成的。壤颗粒组成的。土壤有机质土壤有机质 土壤有机质主要包括动植物残骸和腐殖质等。土壤有机质主要包括动植物残骸和腐殖质等。土壤有机质绝大部分集中于土壤表层土壤有机质绝大部分集中于土壤表层 。 土壤有机质能改善土壤的物理、化学和生物土壤有机质能改善土壤的物理、化学和生物学性状。学性状。 土壤水和空气土壤水和空气 土壤水土壤水是土壤中各种形态水分的总称。是土壤中各种形态水分的总称。 土壤空气土壤空气是存在于土壤孔隙中气体的总称。是存在于土壤孔隙中气体的总称。 土壤的特性土壤的特性 土壤的我主要是土壤的我主要是: : 肥力（自然肥力和人工肥力肥力（自然肥力和人工肥力 ） 缓冲
4、性缓冲性 净化作用净化作用 土壤的污染源土壤的污染源 施肥引起的污染施肥引起的污染 污水灌溉引起的污染污水灌溉引起的污染 金属污染金属污染 农药污染农药污染 其他原因造成的污染其他原因造成的污染 （工业固体废物、（工业固体废物、生活垃圾等堆积在土壤上生活垃圾等堆积在土壤上 ）土壤污染的特点土壤污染的特点 隐蔽性和潜伏性隐蔽性和潜伏性 不可逆性和长期性不可逆性和长期性返回目录8.2土壤污染物的测定土壤污染物的测定 监测项目监测项目 ： 我国土壤常规监测项目，我国土壤常规监测项目，金属化合物金属化合物有镉、铬、铜、汞、铅、锌；有镉、铬、铜、汞、铅、锌；非金属无机化合物非金属无机化合物有砷、氰化物、
5、氟化物、有砷、氰化物、氟化物、硫化物等；硫化物等；有机化合物有机化合物有苯并有苯并(a)芘、三氯乙醛、油类、芘、三氯乙醛、油类、挥发酚、挥发酚、DDT、六六六等。六六六等。 土壤中优先监测物土壤中优先监测物 第一类：汞、铅、镉、第一类：汞、铅、镉、DDT及其代谢产物与及其代谢产物与分解产物，多氯联苯；分解产物，多氯联苯； 第二类：石油产品，第二类：石油产品，DDT以外的长效性有机以外的长效性有机氯、四氯化碳醋酸衍生物、氯化脂肪族，砷、氯、四氯化碳醋酸衍生物、氯化脂肪族，砷、锌、硒、铬、镍、锰、钒，有机磷化合物及其锌、硒、铬、镍、锰、钒，有机磷化合物及其它活性物质它活性物质(抗菌素、激素、致畸性
6、物质、催抗菌素、激素、致畸性物质、催畸性物质和诱变物质畸性物质和诱变物质)等。等。 土壤样品的采集土壤样品的采集 污染调查污染调查 采集污染土壤样品之前，首先要进行污染调查。调查采集污染土壤样品之前，首先要进行污染调查。调查内容包括：内容包括：自然条件，如成土母质、地形、植被水文、气候等。自然条件，如成土母质、地形、植被水文、气候等。农业生产情况，如土地利用情况，作物生长与产量、农业生产情况，如土地利用情况，作物生长与产量、耕作、水利、肥料、农药等。耕作、水利、肥料、农药等。土壤性状，如土壤类型、层次特征、分布及农业生产土壤性状，如土壤类型、层次特征、分布及农业生产特性等。特性等。污染历史与现
7、状，如水、气、农药、肥料等途径的影污染历史与现状，如水、气、农药、肥料等途径的影响，以及矿床的影响等。响，以及矿床的影响等。 土壤样品的采集土壤样品的采集 图图8.1 土壤采样布点法土壤采样布点法 对角线布点法对角线布点法图图8.1(a) 梅花形布点法梅花形布点法图图8.1(b) 棋盘式布点法棋盘式布点法图图8.1(c) 蛇形布点法蛇形布点法图图8.1(d)采样深度采样深度 如果只是一般了解土壤污染情况，采样深如果只是一般了解土壤污染情况，采样深度只需取度只需取20cm的耕层土壤和耕层以下的土层的耕层土壤和耕层以下的土层(2040cm)土样。土样。 如果了解土壤污染深度，则应按土壤剖面如果了解
8、土壤污染深度，则应按土壤剖面层次分层取样。层次分层取样。 采样时间采样时间 采样时间采样时间随测定项目而定。随测定项目而定。 如果只了解土壤污染情况，并随时采集如果只了解土壤污染情况，并随时采集土壤测定。土壤测定。 有时需要了解土壤上生长的植物受污染有时需要了解土壤上生长的植物受污染的情况，则可依季节变化或作物收获期采集的情况，则可依季节变化或作物收获期采集土壤和植物样品。一年中在同一地点采集两土壤和植物样品。一年中在同一地点采集两次进行对照。次进行对照。 采样量采样量 具体需要多少土壤数量视分析测定项目而具体需要多少土壤数量视分析测定项目而定，一般只要定，一般只要1 12 2kgkg即可。对
9、多点均量混合的即可。对多点均量混合的样品可反复按四分法弃取，最后留下所需的土样品可反复按四分法弃取，最后留下所需的土量，装入塑料袋或布袋中。量，装入塑料袋或布袋中。 采样注意事项采样注意事项 采样点采样点不能设在田边、沟边、路边或肥堆边不能设在田边、沟边、路边或肥堆边。将现场采样点的具体情况，如土壤剖面形态特征将现场采样点的具体情况，如土壤剖面形态特征 等做等做详细记录详细记录。现场填写现场填写标鉴两张标鉴两张( (地点、土壤深度、日期、采样地点、土壤深度、日期、采样 人姓名人姓名) )，一张放入样品袋内，一张扎在样品口袋上。，一张放入样品袋内，一张扎在样品口袋上。 土壤背景值样品采集土壤背景
10、值样品采集 选取发育典型、代表性强的土壤采样。选取发育典型、代表性强的土壤采样。 采样深度一般采集采样深度一般采集1 1m m以内的表土和心土，以内的表土和心土，对对于发育完好的典型剖面，应按发生层分别采样，于发育完好的典型剖面，应按发生层分别采样，以研究各种元素在土体内的分配。以研究各种元素在土体内的分配。 土壤样品制备与保存土壤样品制备与保存 （1）土样的风干）土样的风干 忌阳光直接曝晒忌阳光直接曝晒 （2）磨碎与过筛）磨碎与过筛 进行物理分析时，取风干样品进行物理分析时，取风干样品100200g，放在木板放在木板上用圆木棍辗碎，经反复处理使土样全部通过上用圆木棍辗碎，经反复处理使土样全部
11、通过2mm孔径孔径的筛子，作为土壤颗粒分析及物理性质测定。的筛子，作为土壤颗粒分析及物理性质测定。 作化学分析时，一般常根据所测组分及称样量决定样作化学分析时，一般常根据所测组分及称样量决定样品细度。品细度。 分析有机质、全氮项目，应取一部分已过分析有机质、全氮项目，应取一部分已过2mm筛的土，筛的土，用玛瑙或有机玻璃研钵继续研细，使其全部通过用玛瑙或有机玻璃研钵继续研细，使其全部通过60号筛号筛(0.25mm)。用原子吸收光度法测用原子吸收光度法测Cd、Cu、Ni等重金属等重金属时，土样必须全部通过时，土样必须全部通过100号筛号筛(尼龙筛尼龙筛)。 （3）土样保存）土样保存 将风干土样、沉
12、积物或标准土样等贮存于洁将风干土样、沉积物或标准土样等贮存于洁净的玻璃或聚乙烯容器之内，在常温、阴凉、净的玻璃或聚乙烯容器之内，在常温、阴凉、干燥、避阳光、密封干燥、避阳光、密封(石膜涂封石膜涂封)条件下保存。条件下保存。 土壤样品测定土壤样品测定 土壤中污染项目的测定，属土壤中污染项目的测定，属痕量分析痕量分析和和超痕超痕量分析量分析。 土壤分析结果以土壤分析结果以mg/kg(烘干土烘干土)表示。表示。 测定方法测定方法 : 土壤样品的测定方法与水质、大气的测定方法基本土壤样品的测定方法与水质、大气的测定方法基本一样。下面介绍几种常用分析方法：一样。下面介绍几种常用分析方法：（1）重量法：）
13、重量法：测定土壤水分测定土壤水分 ；（2）容量法：）容量法：浸出物中含量较高的成分测定，如浸出物中含量较高的成分测定，如Ca2+ 、Mg2+、Cl-、SO42-等；等； （3）原子吸收分光光度；）原子吸收分光光度；（4）气相色谱法：）气相色谱法：有机氯、有机磷、有机汞等农药的有机氯、有机磷、有机汞等农药的 测定。测定。 土壤样品的预处理土壤样品的预处理 (1)碱熔 碱熔法是利用碱性熔剂在高温下易试样发生真分解反应，将测组分转变为易溶解的反应产物。常用的有碳酸钠碱熔法和偏硼酸锂(LiBO2)熔融法。 (2)酸溶 溶解固体物质、破坏和除去土壤中的有机物，将各种形态的金属变为同一种可测态。 (3)溶
14、剂萃取分离 测定土壤中可溶性组分、有机物、农药时，避免用强酸、强碱处理样品，常用溶剂萃取分离法。 土壤监测实例土壤监测实例 （1）土壤含水量的测定）土壤含水量的测定测定方法：用百分之一精度的天平称取土样2030g，置于铝盒中，在105下烘45h至恒重。 按下式计算水分重量占烘干土重的百分数： 水分(%)=(烘干前土重-烘干后土重)/烘干后土重100 （2）土壤中锌、铜、镉的测定AAS法 标准溶液制备 土样预处理 称取0.51g土样于聚四氟乙烯坩埚中，用少许水润湿，加入HCl在电热板上加热消化（450，防止Cd挥发，加入HNO3继续加热，再加入HF加热分解SiO2及胶态硅酸盐。最后加入HClO4
15、加热(200)蒸至近干，冷却，用稀HNO3浸取残渣、定容同时做试剂空白试验。 Cu、Zn、Cd标准系列混合溶液的配制 采用AAS法测定Cu、Zn、Cd （3）土壤中铬的测定）土壤中铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法 标准曲线绘制标准曲线绘制 土样消化土样消化 称取土样称取土样0.52g于聚四氟乙烯坩埚中，加于聚四氟乙烯坩埚中，加水润湿，加水润湿，加H3PO4及及H2SO4，待剧烈反应停止后，置于待剧烈反应停止后，置于电热板上加热到冒白烟。冷却，加入电热板上加热到冒白烟。冷却，加入HNO3、HF继续加继续加热至冒浓白烟除尽热至冒浓白烟除尽HF，加水浸取，定容。同时做试剂空加水浸
16、取，定容。同时做试剂空白试验。白试验。 显色与测定显色与测定 工在酸性介质中加工在酸性介质中加KMnO4将将Cr3+氧化为氧化为Cr6+，并用并用NaN3除去除去KMnO4。加二苯碳酰二肼显色剂，加二苯碳酰二肼显色剂，于波长于波长540nm处比色测定。处比色测定。 (4) 土壤中苯并土壤中苯并(a) 芘的测定芘的测定图8.2 苯并(a)芘分析流程图 取510g土样(40目)进行乙酰化层析纸分离，然后用荧光法进行测定。其分析流程见图8.2。 （5）土壤甲基汞的测定）土壤甲基汞的测定 土壤土壤HCl浸浸苯萃取苯萃取反萃取反萃取HCl酸化酸化苯萃取苯萃取相分离相分离GC检测检测 返回目录甲基汞分析流程甲基汞分析流程 第八章第八章 小结小结1.基本概念基本概念:土壤土壤,碱熔法，酸溶法碱熔法，酸溶法 2.基本方法基本方法:采样点布设、土壤样品溶解与测定方法采样点布设、土壤样品溶解与测定方法 返回总目录
