学做环境检测员 3.3 土壤质量检测 本节共3课时.

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1 学做环境检测员 3.3 土壤质量检测 本节共3课时

2 目标： 1、掌握土壤污染的测定方法。 2、评价土壤污染程度。 重点： 难点： 采样点布设、土壤样品采集、土壤样品测定。
土壤样品的制备与保存、土壤样品测定。

3 一、土壤检测的目的 1、土壤质量现状监测 监测土壤质量标准要求测定的项目，判断土壤是否被污染及污染水平，并预测其发展变化趋势。
2、土壤污染事故监测 调查分析引起土壤污染的主要污染物，确定污染的来源、范围和程度，为行政主管部门采取对策提供科学依据。

4 3、污染物土地处理的动态监测 污水、污泥土地利用、固体废弃物的土地处理；对残留的污染物进行定点长期动态监测，既能充分利用土地的净化能力，又可防止土壤污染。 4、背景值调查 通过分析测定土壤中某些元素的含量，确定这些元素的背景值水平和变化。

5 二、土壤质量检测的类型 1、区域土壤环境背景监测 2、农田土壤环境质量监测 3、建设项目土壤环境质量评价监测 4、土壤污染事故监测

6 二、土壤质量检测的类型 我国《土壤环境质量标准》（ GB15618－1995）规定，土壤常规检测项目包括：
金属化合物：镉、铬、铜、汞、铅、锌； 非金属无机化合物：砷、氰化物、氨化物、硫化物等； 有机化合物： DDT和六六六等。

7 三、土壤质量检测仪器 左图：NITON手持式土壤重金属检测仪； 上图：电感耦合等离子体土壤重金属检测仪。

8 土壤养分检测仪 土壤酸度计

9 土壤酸度计 土壤养分检测仪

10 四、土壤质量检测方案的制定 明确监测目的 调查研究 收集资料 确定监测项目、监测点 选择采样方法及监测技术 土壤质量评价

11 1、污染土壤样品采集 （1）污染调查 调查内容包括： ①自然条件，如成土母质、地形、植被水文、气候等； 　　　②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； 　　　③土壤性状，如土壤类型、层次特征、分布及农业生产特性等； ④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。

12 （2）采样点布设 　　　土壤本身在空间分布上具有一定的不均匀性，故应多点采样、均匀混合，以使所采样品具有代表性。 采样地如面积不大，在2～3亩以内，可在不同方位选择5～10个有代表性的采样点。如果面积较大，采样点可酌情增加。采样点的布设应尽量照顾土壤的全面情况，不可太集中。

13 采样点布设方法 ①对角线布点法：这种布点法适宜于污水灌溉或受污染的水灌溉的田块，由田块进水口向对角线引一斜线，将此对角线三等分。每等分的中央点作为采样点。

14 采样点布设方法 ②梅花形布点法：适用于面积较小、地势平坦、土壤较均匀的田块。中心点设在两线相交处。一般采样点在5～10个以内。

15 采样点布设方法 ③棋盘式布点法：适用于中等面积、地势平坦、地形开阔，但土壤较不均匀的田块，一般采样点在10个以上。这一方法也适用于固体废物污染的土壤，因为固体废物分布不均匀，采样点应在20个以上。

16 采样点布设方法 ④蛇形布点法：适用于面积较大、地势不太平坦、土壤不够均匀，采样点较多的田块。

17 采样点布设方法 ⑤放射状布点法： 该方法适用于大气污染型土壤。以大气污染源为中心，向周围画射线，在射线上布设采样点。在主导风向的下风向适当增加分点之间的距离和分点数量。

18 1、污染土壤样品采集 （2）采样点布设方法 ⑥网格布点法
适用于地形平缓的地块。将地块划分成若干均匀网状方格，采样分点设在两条直线的交点处或方格的中心。农用化学物质污染型土壤、土壤背景值调查常用这种方法。

19 一般了解土壤污染情况，采样深度只需取15cm左右耕层土壤和耕层以下的15～30cm土样。
（3）采样深度 一般了解土壤污染情况，采样深度只需取15cm左右耕层土壤和耕层以下的15～30cm土样。 了解土壤污染的分布情况，则应按土壤剖面层次分层取样。典型的自然土壤剖面分为 A层（表层、腐殖质淋溶层）、B层（亚层、淀积层）C层（风化母岩层、母质层）和底岩层。

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21 （4）采样时间 采样时间随测定目的而定。 为了解土壤污染状况，可随时采集土样测定。
若需要同时了解土壤生长作物的污染状况，则可在植物生长或收获季节同时采集土壤和植物样品。 注：每次采样必须尽量保持采样点位置的固定，以确保测试数据的有效性和可比性。

22 由于测定所需的土样是多点均量混合而成的，取样量往往较大，而实际供分析的土样不需要太多，具体需要量视分析项目而定，一般要求1kg即可。
（5）采样量 由于测定所需的土样是多点均量混合而成的，取样量往往较大，而实际供分析的土样不需要太多，具体需要量视分析项目而定，一般要求1kg即可。 因此，对多点采集的混合土壤样品，可在现场或在实验室内反复按四分法弃取，最后留下所需的土样量，装入布袋或塑料袋中，贴上标签，做好记录。

23 （6）采样注意事项 ①采样点不能设在田边、沟边、路边或肥堆边； ②将现场采样点的具体情况，如土壤剖面形态特征等做详细记录。 ③测定重金属的样品，尽量用竹铲、竹片。 ④现场填写标鉴两张(地点、土壤深度、日期、采样人姓名)，一张放入样品袋内，一张扎在样品口袋上。

24 活动 组成4-6人小组，选择土壤 检测地点，选择合理的采样布设 法，采集土壤样本。 例如：学校附近农田、 学校绿化带等

25 2、土壤样品的制备与保存 （1）土样的风干 　　　从野外采集的土壤样品运到实验室后，为避免受微生物的作用引起发霉变质，应立即将全部样品倒在塑料薄膜上或瓷盘内进行风干。 当达半干状态时把土块压碎，除去石块、残根等杂物后铺成薄层，经常翻动，在阴凉处使其慢慢风干，切忌阳光直接曝晒。样品风干处应防止酸、碱等气体及灰尘的污染。

26 （2）磨碎和过筛 风干后的土样用有机玻璃棒或木棒碾碎后，过2mm尼龙筛，去除2mm以上的砂砾和植物残体。 风干的细土反复按四分法弃取，最后留下足够分 析用的数量（重金属测定可留约100g）。用四分 法弃去的样品，另装瓶备用。 留下的样品，再进一步用有机玻璃棒或玛瑙研钵 予以磨细，全部通过100目尼龙筛。过筛后的样 品，充分摇匀，装瓶备分析用。

27 研钵 筛子 活动 将采集的土壤样品进行风干、研磨 和过筛等预处理，以备实验检测。

28 （3）土样保存 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、干燥、避阳光、密封(石膜涂封)条件下保存。一般土壤样品需保存半年至一年。

29 3、土壤样品的预处理 破坏土壤的矿物晶格和有机质，使待测元素进入试样溶液中。 (1) 酸分解法 称消解法，是测定土壤中重金属常选用的方法。常用混合酸消解体系，必要时加入氧化剂或还原剂加速消解反应。 (2) 碱熔分解法 将土壤样品与碱混合，在高温下熔融，使样品分解。

30 (3) 高压釜密闭分解法 将用水润湿、加入混合酸并摇匀的土样放入密封的聚四氟乙烯坩埚内，置于耐压的不锈钢套筒中，放在烘箱内加热（一般不超过180℃）分解。 (4) 微波炉加热分解法 将土壤样品和混合酸放入聚四氟乙烯容器中，置于微波炉内加热使试样分解的方法。

31 4、土壤样品测定 测定方法 ① 重量法：适用于测定土壤水分； ② 容量法：适用于浸出物中含量较高的成分测定，如Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等； ③ 原子吸收分光光度法：适用于金属如铜、铅、锌、镉、汞等组分的测定； ④ 气相色谱法：适用于有机氯、有机磷、有机汞等农药的测定。

32 五、土壤质量检测实验 检测项目 将已经处理过的土壤样品进行实验测定。 测定内容： 1、土壤含水量 2、土壤pH值
3、土壤重金属（铜、锌）含量。

33 （一）土壤含水量测定 1、实验目的 掌握烘干法测定土壤水含量的方法；学会烘箱、电子天平、干燥器等仪器的正确使用方法。 2、原理 风干土壤样品的吸湿水在105±2℃的烘箱中可被烘干，从而可求出土壤失水重量占烘干后土重的百分数。在此温度下，自由水和吸湿水都被烘干，然而土壤有机质不能被分解。 3、试剂和仪器设备 铝盒、烘箱、电子天平、干燥器

34 4、实验步骤 ① 铝盒编号，开盖。 ② 105±2℃烘2小时，干燥器内冷却至室温，称量。 ③ 取土样约5克平铺在铝盒底部，盖好，称量。　 ④ 105±2℃烘箱中开盖烘6小时，冷却称量，计算。 5、实验数据及其处理 该土样吸湿水含量（％）＝（湿土重－烘干土重）／烘干土重×100％

35 （二）土壤pH值测定 1、实验目的 （1）掌握土壤pH值的测定原理、方法和基本步骤； （2）学会pH计的基本操作及注意事项； 2、原理 用水浸提液或土壤悬液测定pH值时，应用指示电极测定电位差。由于电极的电位是固定的，因而该电位差的大小取决于试液中的氢离子活度，在酸度计上可直接读出pH值。 3、试剂和仪器设备 pH4.01、6.87、9.18标准缓冲溶液，蒸馏水，磁力搅拌器，pH计。

36 4、实验步骤 ① 1/100天平称﹤1mm风干土25克，放入50ml烧杯中，加入蒸馏水25ml　 ② 磁力搅拌器搅拌1分钟，使土体充分散开 ③ 放置半小时 ④ 用酸度计测定。 5、实验数据及其处理 记录测定结果

37 （三）土壤重金属含量（锌、铜）测定 1、实验目的 （1）了解原子吸收分光光度法的原理； （2）掌握土壤样品的消化方法，掌握原子吸收分光光度计的使用方法。 2、仪器与试剂 原子吸收分光光度计、铜和锌空心阴极灯。 锌标准液、铜标准液。准确称取0.1000g金属锌（铜）溶于15mL 1:1 硝酸中，移入1000mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，此液含锌（铜）量为100mg/L。

38 3、实验步骤 ① 标准曲线的绘制 ② 样品的消化、测定 4、数据处理 所测得的吸收值（如试剂空白有吸收，则应扣除空白吸收值）在标准曲线上得到相应的浓度M（mg/mL），则试样中： 　　式中：——标准曲线上得到的相应浓度，mg/mL； ——定容体积，mL； ——试样质量，g。

39 6、注意事项 ① 细心控制温度，升温过快反应物易溢出或炭化。 ② 土壤消化物若不足呈灰白色，应补加少量高氯酸，继续消化。由于高氯酸对空白影响大，要控制用量。 ③ 高氯酸具有氧化性，应待土壤里大部分有机质消化完反应物，冷却后再加入，或者在常温下，有大量硝酸存在下加入，否则会使杯中样品溅出或爆炸，使用时务必小心。 ④ 若高氯酸氧化作用进行过快，有爆炸可能时，应迅速冷却或用冷水稀释，即可停止高氯酸氧化作用。

40 六、土壤质量评价 活动 依据土壤样品的检测结果，对检测 地点的土壤污染状况作出评价。 土壤质量标准 规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围
是判断土壤质量的依据。 1、 土壤环境质量标准(GB 15618—1995) 2、无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标(GB/T18407—2001) 活动 依据土壤样品的检测结果，对检测 地点的土壤污染状况作出评价。

41 表1 土壤环境质量标准值(GB15618—1995) 单位mg/kg
级别 一级 二级 三级 土壤pH 自然背景 <6.5 6.5～7.5 >7.5 >6.5 项 目 镉 ≤ 汞 ≤ 砷 水田≤ 旱田≤ 铜 农田≤ 果园≤ 铅 ≤ 铬　水田≤ 旱地 ≤ 锌 ≤ 镍 ≤ 0.20 0.15 15 35 90 100 40 0.30 30 50 150 250 200 0.50 25 300 0.60 1.0 20 350 60 1.5 400 500 六六六 ≤ 滴滴锑 ≤ 0.05

42 表2 无公害农产品蔬菜地土壤环境质量指标 (GB/T18407.1—2001) 单位： mg/kg
项 目 指 标 pＨ<6.5 pＨ=6.5～7.5 总 汞≤ 0.3 0.5 1.0 总 砷≤ 40 30 25 铅≤ 100 150 镉≤ 0.6 六价铬≤ 200 250 六六六≤ ０.5

43 下节课见