环境土壤重金属采样与监测课件

环境土壤重金属污染调查技术要点 浙江省疾病预防控制中心汤鋆 土壤重金属污染调查布点土壤样品采集技术和制备土壤中重金属测定的试样预处理方法 土壤重金属污染调查布点 土壤污染调查样品采集点位布设原则全面性原则土壤污染调查点位要全面覆盖不同类型的土壤及不同利用方式的土壤 重点区域要全面覆盖调查区域内各种污染类型的场地 能代表调查区域内土壤环境质量状况 可行性原则土壤样品采集点位布设应兼顾采样现场的实际情况 充分考虑交通 安全等方面可实施采样的环境保障 经济性原则土壤样品采集点位布设应保证样品代表性最大化 最大限度节约采样成本 人力资源和实验室资源 相对一致性原则土壤样品采集点位布设应遵循在同一采样区域 网格 内的土壤差异性应尽可能小 在性质上具有相对一致性 而不同采样区域 网格 内土壤差异性尽可能大 土壤污染调查样品采集点位布设区域划分 对区域内土壤类型 成土母质 地形地貌 土地利用 植被类型 灌溉水源等进行调查 据此划分土壤调查区域 1 土壤污染调查样品采集点位布设的普查区域2 土壤污染调查样品采集点位布设的重点区域3 土壤污染调查样品采集点位布设的混合区域 土壤污染调查样品采集点位布设的普查区域 普查区域重点指耕地 林地 原始林除外 草地 未利用土地等区域 掌握普查区域的分布范围 面积等 建立所布设的普查点位与其代表性区域内的土壤 环境间的关联关系 以利于实现普查点与其所代表区域间点 线 面之间的结合 土壤污染调查样品采集点位布设的重点区域 按l0种污染类型来划分土壤污染调查样品采集点位布设的重点区域定义 重污染行业企业及周边地区 重污染行业企主要指纺织业 纺织服装 鞋 帽 制造业皮革 毛皮 羽毛 绒 及其制品业 造纸纸制品业 石油加工和炼焦及核燃料加业 化学原料及化学制品制造业 医药制业 化学纤维制造业 橡胶制品业 塑料品业 非金属矿物制品业 水泥制造业 属冶炼及压延加工业 废弃资源和废旧料回收加工业等13种重点行业企业 土壤样品的采集 土壤样品的采集和处理是土壤分析工作的一个重要环节 采集有代表性的样品 是测定结果能如实反映土壤环境状况的先决条件 实验室工作者只能对来样的分析结果负责 如果送来的样品不符合要求 那么任何精密仪器和熟练的分析技术都将毫无意义 因此 分析结果能否说明问题 关键在于样品的采集和处理 土壤样品的采集 样品的代表性和采样误差的控制土壤的不均一性是造成采样误差的最主要原因 土壤是固 气 三相组成的分散体系 各种外来物进入土壤后流动 迁移 混合较难 所以采集的样品往往具有局限性 一般情况下 采样误差要比分析误差高得多 为保证样品的代表性 必须采取以下两点技术措控制采样误差 1 采样前要进行现场勘察和有关资料的收集 根据土壤类型 肥力等级和地形等因素将研究范围划分为若干个采样单元 每个采样单元的土壤要尽可能均匀一致 2 要保证有足够多的采样点 使之能充分代表采样单元的土壤特性 采样点的多少 取决于研究范围的大小 研究对象的复杂程度和试验研究所要求的精密度等因素 采样点设置过少 所采样品的偶然性增加 缺乏足够的代表性 采样点设置过多 则增大了采样的工作量 浪费了人力 物力和财力 土壤样品的采集 根据研究目的的不同 土壤样品的采集方法也有所区别 采集的样品一般装入样品袋 重量以1kg左右为宜 用铅笔写好标签 内外各一张 标签需注明采样地点 日期 采样深度或部位 土壤名称 编号及采样人等 同时做好采样记录 土壤污染调查的普查区域一般要求采集剖面样 重点区域可根据具体需要采集混合样 单独样或分层样 土壤样品的采集 剖面土壤样品采集要求为了研究土壤基本理化性状 除了研究表土外 还要研究表土以下的各层土壤 这种剖面土样的采集方法 一般可在主要剖面观察和记载后进行 必须指出 土壤剖面按层次采样时 必须自下而上 这与剖面划分 观察和记载恰恰相反 分层采取 以免采取上层样品时对下层的土壤造成混杂污染 为了使样品能明显地反映各层的特点 通常是在各层最典型的中部采取 表土层较薄 可自地面向下全层采样 这样可克服层次间的过渡现象 从而增加样品的典型性或代表性 测量重金属的样品尽量用竹片或竹刀去除与金属采样器接触的部分土壤 再用其取样 土壤样品的采集 单独土壤样品采集要求用采样铲挖取面积25cmx25cm深度为0cm 20cm的土壤 土壤样品的采集 混合土壤样品采集要求混合样有蛇形对角线 梅花形三种采集方法 见图2 监测点位确定后 在50m 50m采样区域内采集分点样品 采样区域可根据现场情况适当扩大 如l00mx100m 单独或综合采取网格法 放射线法 带状法 扇形法等方法布点 土壤样品的制备和保存技术 从野外取回的土样 经登记编号后 都需经过一个制备过程 风干 磨细 过筛 混匀 装瓶 以备各项测定之用 土壤样品的制备和保存技术 新鲜样品的处理和贮存在分析测试中 有些成分如低价铁 铵态氮 硝态氮等在风干过程中会起很大的变化 这些成分的分析一般均用新鲜样品 为了能真实地反映土壤在田间自然状态下的某些理化性状 新鲜样品要及时送到化验室处理 先用粗玻璃棒或塑料棒将样品弄碎混匀 然后迅速称样进行分析测定 新鲜样品一般不宜贮存 如需暂时贮存时 可将新鲜样品装入塑料袋 扎紧袋口 放在冰箱冷藏室或进行速冻处理 土壤样品的制备和保存技术 风干样品的处理和贮存从野外采回的土壤样品要及时放在样品盘上 摊成薄薄的一层 置于干净整洁的室内通风处自然风干 严禁暴晒 并注意防止酸 碱等气体及灰尘的污染 风干过程中要经常翻动土样并将大块捏碎以加速干燥 同时剔除土壤以外的侵入体 细小已断的植物须根 可用静电吸附的方法清除 风干后的土样按照不同的分析要求研磨过筛 充分混匀后 装入样品瓶中备用 在处理样品的每个过程中都要特别注意 不要接触金属器具以免样品受到污染 如 研磨粉碎时使用木 竹 塑料或玻璃工具 过筛使用尼龙网筛等 瓶内外各具标签一张 写明编号 采样地点 土壤名称 采样深度 样品粒径 采样日期 采样人及制样时间 制样人等项目 制备好的样品要妥善贮存 避免日晒 高温 潮湿和酸碱等气体的污染 在全部分析工作结束 分析数据核实无误后 试样一般还要保存3个月至半年 以备查询 少数有价值需要长期保存的样品 须保存于广口瓶中 用蜡封好瓶口 土壤中重金属测定的试样预处理方法 国外许多方法是基于对土壤样品的王水消解方法 如ISO方法11466和欧洲DIN38414 S7王水法 该方法广泛地应用于土壤 沉积物和灰尘等复杂基体的研究 而我们多采用混酸完全消解的方法 如国家标准方法GB T17140和GB T17139等 台湾环境监测所公布的土壤消解方法 NIEAS321 63B 近似国外的王水消解法 与美国环保局USEPASW846 3050酸溶方法也有些类似 土壤中重金属测定的试样预处理方法 四酸消解法样品预先在105 烘3h 准确称取0 1250g样品于聚四氟乙烯坩埚中 加入少量蒸馏水湿润样品 加入10mlHCl 于中温电热板加盖加热约1h 再加入3mlHNO3 8mlHF 1mlHClO4 加盖 继续于中温电热板加热约2 5h 至小体积后 用蒸馏水吹洗坩埚盖及坩埚内壁 揭盖继续加热至白烟冒尽 取下稍冷 吹洗坩埚内壁 再滴加5滴HClO4 继续加热至白烟冒尽 取下稍冷 加入5ml蒸馏水 准确加入3 5ml 1 1 HCl 加盖 加热至微沸后取下 冷却后用蒸馏水定容至25ml 再立即转移至塑料瓶中 该溶液即可用于上机测定 土壤中重金属测定的试样预处理方法 四酸消解法样品预先在105 烘3h 称取0 1g土壤样品置于聚四氟乙烯坩埚中 加入3ml盐酸 2ml硝酸 在特制的铝电热板上110 下保持1h 再加入3ml氢氟酸 1ml高氯酸 利用铝电热板上的余热保温放置过夜 在130 下加热2h 驱赶氢氟酸 继续升温到150 使高氯酸白烟冒尽 反复加酸待彻底消解蒸干后 加1ml王水使盐类溶解 然后转移到10ml比色管定容 测定 土壤中重金属测定的试样预处理方法 王水 HClO4消化法称取0 2 0 3g 精确到0 0002g 过100目筛的土壤样品于150mL三角瓶中 加数滴水湿润 加王水10mL 在电热板上加热微沸至有机物剧烈反应后 再加高氯酸2mL 提高温度强火加热至冒白烟 土壤呈灰白色或淡黄色 冷却 加适量去离子水 小火加热除去高氯酸 再用1 硝酸温热溶解 溶解盐类后 仍然用1 硝酸定容至100mL容量瓶 摇匀 立即转移至聚乙烯瓶中贮存备用 土壤中重金属测定的试样预处理方法 HNO3 HClO4 HF密闭容器压力消化法称取0 2 0 3g 精确到0 0002g 过100目筛的土壤样品于聚四氟乙烯烧杯中 加硝酸 高氯酸 氢氟酸各1mL 摇匀 室温下放置过夜 然后将烧杯装入不锈钢套中拧紧盖子 放入烘箱中 升温至160oC并保持2h 待冷却后 取出不锈钢套 拧开盖子 取出烧杯 在低温电热板上加热驱硅约5min 提高加热温度 继续加热至冒浓密白烟 待烧杯内溶液呈可滚动珠状 加硝酸0 5mL溶解 再蒸至近干 加入适量1 硝酸温热溶解 转移至100mL容量瓶 摇匀 立即转移至聚乙烯瓶中贮存备用 土壤中重金属测定的试样预处理方法 微波消解法称取土壤样品0 25g于微波消解仪配套的聚四氟乙烯罐中 加少量水湿润 加入浓硝酸4mL 过氧化氢2mL 氢氟酸2mL 盖上密封碗 放入外消解罐中 旋紧盖子 放入微波消解炉中 按程序进行微波消解 微波消