某重金属及农药复合污染稻田的监测方案.doc

环境监测课程设计题目：汉江武汉段水质检测方案专 业：环境工程 班 级： 1202 组 长：李正 U201216005组 员：王书月 U201216024组 员：陈玉婷 U201216025指导教师：王琳玲 完成时间：2014年 11 月成 绩 评 定： 指导教师签字： 年 月某重金属及农药复合污染稻田的监测方案一、监测目的1，判断土壤是否被污染及污染状况2，由于受到重金属与农药复合污染，可能使土壤结构与性质发生改变，或对稻子等农作物造成污染伤害，则需要调查分析污染物种类、浓度与范围。二、引用标准及相关文件土壤环境保护目录土壤环境质量标准农田土壤环境质量监测技术规范土壤环境监测技术规范HJ/T 166-2004 场地环境调查技术规范（征求意见稿）HJ/T三、地理位置及范围 此次检测范围为1000m1000m的正方形稻田区域 1:20000四、主要工作内容和技术路线 五、具体实施步骤5.1资料收集与现场调查 关于场地环境调查和资料的收集可分为三个阶段，第一阶段主要是资料收集和现场踏勘；第二阶段主要进行以采样与分析；第三阶段是以补充采样和测试为主。 收集内容：、自然环境 土壤类型、植被、区域土壤元素背景值、土地利用、水土流失、自然灾害、水系、地下水、地质、地形地貌、气象等。、社会环境 工农业生产布局、工业污染源种类及分布、污染物种类及排放途径和排放量、农药和化肥使用状况、污水灌溉及污泥施用状况、人口分布、地方病等。 、历史情况5.2监测指标及分析方法5.3监测点设计背景点布点：在调查区域附近采用随机布点法布点，根据土壤类型，每种类型土壤布5个背景点。调查区域布点：每个单元内采用梅花形布点法5.4样品采集及质控1）样品采集土壤采样按以下三个阶段进行。 a)前期采样：对于潜在污染和存在污染的土壤，可根据背景资料与现场考察结果，在正式采样前采集一定数量的样品进行分析测试，用于初步验证污染物扩散方式和判断土壤污染程度，并为选择布点方法和确定测试项目等提供依据。前期采样可与现场调查同时进行。 b)正式采样：在正式采样前应首先制定采样计划，采样计划应包括布点方法、样品类型、样点数量、采样工具、质量保证措施、样品保存及测试项目等内容。按照采样计划实施现场采样。 c)补充采样：正式采样测试后，发现布设的样点未满足调查的需要，则要进行补充采样。例如在污染物高浓度区域适当增加点位。样品采集：采样时间和频率：在作物收获期采集，必测项目一年一次，其他项目3年一次。 1.1采样准备 a)工具类：铁铲、铁镐、土铲、土钻、土刀、木片及竹片等。 b)器材类：罗盘、高度计、卷尺、标尺、容重圈、铝盒、样品袋、标本盒、照相机、胶卷以及其他特殊仪器和化学试剂。 c)文具类：样品标签、记录表格、文具夹、铅笔等小型用品。 d)安全防护用品：工作服、雨衣、防滑登山鞋、安全帽、常用药品等。 e)采样点分布图 f)采样记录格式见下表： 1.2采样：本次监测是了解此稻田的复合污染情况，故采取混合样品。因监测地为稻田农用地，用采样筒取0-20cm深度处的土壤样品。采取四分法，最后留下1-2kg装入样品袋，贴上标签。 1.3样品的制备 1.3.1风干 a需风干的土样：在风干室将测 的潮湿土样倒在白色搪瓷盘内，摊成约2cm厚的薄层，用玻璃棒间断的压碎、翻动，使其风干。在风干过程中，拣出碎石、砂砾及植物残体等杂质。风干后土样装入玻璃瓶内密封保存，置于常温阴凉干燥避光处。 b新鲜土样：将测含水量、氨氮硝酸盐氮亚硝酸盐氮的新鲜土样放在玻璃瓶内，至于低于4度的冰箱内。 1.3.2磨碎与过筛 a用于物理性质测定：取风干样于有机玻璃板上，用木棒再次压碎，经反复处理使其全部通过1mm孔径筛，混合均匀后储存于广口瓶内并填写标签。测pH的土样存放于密闭玻璃瓶中。 b用于化学分析：将风干样品在有机玻璃板上用棒压碎，并去除砂砾、碎石及植物残体后，用四分法分取所需土样量，使其全部通过0.84mm孔径尼龙筛。过筛后土样全部置于聚乙烯薄膜上，充分混匀，用四分法分成两份，一份交样品库存放，用于土壤交换量等项目测定；另一份继续用四分法缩分成两份，一份备用，一份磨碎至全部通过0.25mm或0.149mm孔径筛，充分混匀后备用。 1.3.3样品分装研磨混匀后的样品，分别装于样品袋或样品瓶，填写土壤标签一式两份，瓶内或袋内一份，瓶外或袋外贴一份。其中样品标签样式见下表： 注：用同样的制备方法处理土壤标准样品以作空白实验样品。2）质控 2.1布点方法及样品数量见1.1 e) 2.2样品采集及注意事项见“1)样品采集”。 2.3样品流转： A.装运前核对 在采样现场样品必须逐件与样品登记表、样品标签和采样记录进行核对，核对无误后分类装箱。 B.运输中防损运输过程中严防样品的损失、混淆和沾污。对光敏感的样品应有避光外包装。 C.样品交接由专人将土壤样品送到实验室，送样者和接样者双方同时清点核实样品，并在样品交接单上签字确认,样品交接单由双方各存一份备查。 2.4样品制备见“1.3样品的制备”。注意事项制样过程中采样时的土壤标签与土壤始终放在一起，严禁混错，样品名称和编码始终不变；制样工具每处理一份样后擦抹（洗）干净，严防交叉污染；2.5样品保存：按样品名称、编号和粒径分类保存。 A.新鲜样品的保存对于易分解或易挥发等不稳定组分的样品要采取低温保存的运输方法，并尽快送到实验室分析测试。测试项目需要新鲜样品的土样，采集后用可密封的聚乙烯或玻璃容器在4以下避光保存，样品要充满容器。避免用含有待测组分或对测试有干扰的材料制成的容器盛装保存样品，测定有机污染物用的土壤样品要选用玻璃容器保存。具体保存条件见表9-1。 B.预留样品预留样品在样品库造册保存。 C.分析取用后的剩余样品分析取用后的剩余样品，待测定全部完成数据报出后，也移交样品库保存。 D.保存时间 分析取用后的剩余样品一般保留半年, 预留样品一般保留2年。特殊、珍稀、仲裁、有争议样品一般要永久保存。新鲜土样保存时间见以下表格： 新鲜样品的保存条件和保存时间 E.样品库要求保持干燥、通风、无阳光直射、无污染；要定期清理样品，防止霉变、鼠害及标签脱落。样品入库、领用和清理均需记录。注：每种欲测指标样品和与其对应的空白试验样品放在相同条件下保存 5.5实验室分析及质控1）实验室分析 样品预处理盐酸一硝酸一氢氟酸-高氯酸全消解法准魄称取0.2-0.5 g(精确至0.0002）试祥于50 ml聚四氟乙烯柑锅中。用水润湿后加入10 ml盐酸,于通风朗内的电热板上低温加热，使样品初步分解，待1蒸发至约剩3ml左右时，取下稍冷。然后加入5ml硝酸，5 ml氢氟酸,3 ml高氯酸，加盖后于电热板上中温加热1h后，开盖，继续加热除硅，为了达到良好的飞硅效果，应经常摇动增祸。当加热至口浓厚白烟时，加盖，使黑色有机碳化物分解，待咐塌壁上的黑色有机物消失后。开盖驱赶高抓酸白烟并蒸至内容物呈粘稠状。视消解情况可再加入3 ml硝酸, 3ml氢氟酸和1ml高氯酸，重复上述消解过程，当白烟再次基本留尽且柑祸内容物呈粘稠状时。取下稍冷，用水冲洗柑涡益和内壁，并加入1ml硝酸溶液温热溶解残渣。然后将溶液转移至50ml容此瓶中，加入5ml硝酸镧溶液(3.7)，冷却后定容至标线摇匀，备测。 由于土壤种类较多.所含有机质差异较大，在消解时，要注意观察，各种酸的用量可视消解情况的情增减。土攘消解液应呈白色或淡黄色(含铁量高的土壤)。没有明显沉淀物存在。注意:电热板沮度不宜太离。否则会使聚四氛乙烯坩埚变形.硫酸一硝酸一高锰酸钾消解法称取按步骤5制备的土壤样品0.52 g(准确至0.0002 g)于150 m1锥形瓶中，用少量蒸馏水润湿样品。加硫酸一硝酸混合液 5-10ml,待剧烈反应停止后，加蒸馏水10ml,高锰酸钾溶液 10 m1，在瓶口插一小漏斗，置于低温电热板上加热至近沸，保持30 60 min.分解过程中若紫色褪去，应随时补加高锰酸钾溶液，以保持有过量的高锰酸钾存在。取下冷却。在临测定前。边摇边滴加盐酸经胺溶液，直至刚好使过剩的高锰酸钾及器壁上的水合二氧化锰全部褪色为止。注:对有机质含量较多的样品。可预先用硝酸加热回流消解。然后再加硫酸和高锰欣钾继续消解.硫酸-硝酸-高氯酸消解法称取按步骤5制备的土壤样品0.5-2g(准确至0.0002g)于150 ml锥形瓶中，加7 ml硫酸溶液, 10 ml硝酸,2ml高氯酸，置电热板上加热分解，破坏有机物(若试液颜色变深，应及时补加硝酸)，蒸至冒白色高氯酸浓烟取下放冷，用水冲洗瓶壁，再加热至冒浓白烟，以驱尽硝酸。取下锥形瓶，瓶底仅剩下少量白色残渔(若有黑色颖粒物应补加硝酸继续分解)，加蒸馏水至约50 ml。氯化钾溶液提取法取40g试样放入500ml聚乙烯瓶中，加入200ml氯化钾溶液，在202C的恒温水浴震荡器中震荡提取1h。转移60,ml提取液于100ml聚乙烯离心管中，在3000r/min的条件下李欣分离10min。然后将约50ml上清液转移至100ml移比色管中，制得试料，待测。注：提取液也可以在4C下，以静置4h的方式代替离心分离，制得试料。氢氧化钠熔融法 准确称取风干样品0.25g，精确到0.0001g，小心放入镍（或银）坩埚底部，切勿粘在壁上。加入无水乙醇34滴，润湿样品，在样品上平铺2g氢氧化钠。将坩埚（处理大批样品时，暂放入大干燥器中以防吸潮）放入高温电炉，升温。当温度升至400左右时，切断电源，暂停15min。然后继续升温至720，并保持15min，取出冷却。加入约80的水10mL，待熔块溶解后，将溶液无损失地转入 100mL容量瓶内，同时用3mol/L硫酸溶液10mL和水多次洗坩埚，洗涤液也一并移入该容量瓶。冷却，定容。用无磷定性滤纸过滤或离心澄清。同时做空白试验。蒸馏水提取法准确称取10.00g风干过20目筛的土样于250mL或300mL石英锥形瓶中，加入20.0mL无硼水。连接回流冷却器后煮沸5min，立即停止加热并用冷却水冷却。冷却后加入4滴0.5mol/L CaCl2溶液，移入离心管中，离心分离出清液备测。注：每一种欲测指标的预处理样品都需用同样预处理方法处理相同土壤类型的土壤标准样品，为空白实验作准备。土壤污染物的测定测定方法及其来源注：测定每种样品指标时需进行空白实验。2）质控2.1精密度控制 A. 测定率每批样品每个项目分析时均须做20%平行样品；当5个样品以下时，平行样不少于1个。 B.测定方式由分析者自行编入的明码平行样，或由质控员在采样现场或实验室编入的密码平行样。 C.合格要求平行双样测定结果的误差在允许误差范围之内者为合格。允许误差范围见表1。 对未列出允许误差的方法，当样品的均匀性和稳定性较好时，参考表2的规定。当平行双样测定合格率低于95%时，除对当批样品重新测定外再增加样品数10%20%的平行样，直至平行双样测定合格率大于95%。 表 1土壤监测平行双样测定值的精密度和准确度允许误差表2 土壤监测平行双样最大允许相对偏差2.2准确度控制 A.使用标准物质或质控样品例行分析中，每批要带测质控平行双样，在测定的精密度合格的前提下，质控样测定值必须落在质控样保证值（在95%的置信水平）范围之内，否则本批结果无效，需重新分析测定。B. 加标回收率的测定当选测的项目无标准物质或质控样品时，可用加标回收实验来检查测定准确度。加标率：在一批试样中，随机抽取1020试样进行加标回收测定。样品数不足10个时，适当增加加标比率。每批同类型试样中，加标试样不应小于1个。加标量：加标量视被测组分含量而定，含量高的加入被测组分含量的0.51.0倍，含量低的加23倍，但加标后被测组分的总量不得超出方法的测定上限。加标浓度宜高，体积应小，不应超过原试样体积的1%，否则需进行体积校正。合格要求：加标回收率应在加标回收率允许范围之内。加标回收率允许范围见表13-2。当加标回收合格率小于70%时，对不合格者重新进行回收率的测定，并另增加1020的试样作加标回收率测定，直至总合格率大于或等于70%以上。2.3质量控制图必测项目应作准确度质控图，用质控样的保证值X与标准偏差S，在95%的置信水平，以X作为中心线、X2S作为上下警告线、X3S作为上下控制线的基本数据，绘制准确度质控图，用于分析质量的自控。每批所带质控样的测定值落在中心附近、上下警告线之内，则表示分析正常，此批样品测定结果可靠；如果测定值落在上下控制线之外，表示分析失控，测定结果不可信，检查原因，纠正后重新测定；如果测定值落在上下警告线和上下控制线之间，虽分析结果可接受，但有失控倾向，应予以注意。2.4土壤标准样品土壤标准样品是直接用土壤样品或模拟土壤样品制得的一种固体物质。土壤标准样品具有良好的均匀性、稳定性和长期的可保存性。土壤标准物质可用于分析方法的验证和标准化，校正并标定分析测定仪器，评价测定方法的准确度和测试人员的技术水平，进行质量保证工作，实现各实验室内及实验室间，行业之间，国家之间数据可比性和一致性。我国已经拥有多种类的土壤标准样品，如ESS系列和GSS系列等。使用土壤标准样品时，选择合适的标样，使标样的背景结构、组分、含量水平应尽可能与待测样品一致或近似。如果与标样在化学性质和基本组成差异很大，由于基体干扰，用土壤标样作为标定或校正仪器的标准，有可能产生一定的系统误差。2.5监测过程中收到干扰时的处理检测过程中受到干扰时，按有关处理制度执行。一般要求如下： 停水、停电、停气等，凡影响到检测质量时，全部样品重新测定。 仪器发生故障时，可用相同等级并能满足检测要求的备用仪器重新测定。无备用仪器时，将仪器修复，重新检定合格后重测。5.6监测结果分析及质量评价土壤环境质量评价： 1） 污染指数、超标率（倍数）评价 土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准 土壤污染累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值 土壤污染物分担率（%）=（土壤某项污染指数/各项污染指数之和）100% 土壤污染超标倍数=（土壤某污染物实测值某污染物质量标准）/某污染物质量标准 土壤污染样本超标率（%）=（土壤样本超标总数/监测样本总数）100% 2）内梅罗污染指数评价 内梅罗污染指数（PN）= （PI均2）+ （PI最大2/21/2 式中PI均和PI最大分别是平均单项污染指数和最大单项污染指数。 3） 背景值及标准偏差评价 用区域土壤环境背景值（x）95%置信度的范围（x2s）来评价： 若土壤某元素监测值xIx2s，则该元素缺乏或属于低背景土壤。 若土壤某元素监测值在x2s，则该元素含量正常。 若土壤某元素监测值xIx2s，则土壤已受该元素污染，或属于高背景土壤4）综合污染指数法 综合污染指数（CPI）表达式： 式中CPI为综合污染指数，X、Y分别为测量值超过标准值和背景值的数目，RPE为相对污染当量，DDMB为元素测定浓度偏离背景值的程度，DDSB为土壤标准偏离背景值的程度，Z为用作标准元素的数目。主要有下列计算过程： 计算相对污染当量（RPE） 式中N是测定元素的数目，Ci