土壤生物体和固体废物污染监测

土壤生物体和固体废物污染监测演示文稿当前第1页\共有85页\编于星期四\16点土壤生物体和固体废物污染监测当前第2页\共有85页\编于星期四\16点2.污染物与污染源（1）污染物重金属如镉、汞、铅、砷等非金属：包括氰化物、氟化物以及过量的营养元素等，有机污染物如酚、农药等以及病原微生物等当前第3页\共有85页\编于星期四\16点（2）污染源①水，主要指灌溉水、降水。酸性降水、污水灌溉都可能造成土壤污染②气，指大气中的一些污染物质随颗粒物沉降或随降水进入土壤，如铅、氟等③农业污染源，包括农药、化肥等。农药、化肥本身以及其中含有的有毒成分，进入土壤后分解、转化而成的一些物质都可能对土壤造成污染④固体废弃物等，生活垃圾、工业固体废物等堆积在土壤上，其中的病原微生物、有机和无机污染物会因雨水冲淋浸泡等进入土壤当前第4页\共有85页\编于星期四\16点4.1.2土壤样品的采集与制备1.调查2.样品的采集（1）布点方法①当污染源为大气点污染源时，可参照大气污染监测中有关布点内容

②当污染源为面源污染（非点源污染）时，一般采用网格布点法

当前第5页\共有85页\编于星期四\16点土壤采样布点法

当前第6页\共有85页\编于星期四\16点a.对角线布点法[图4-1(a)]：该法适用于面积小、地势平坦的受污水灌溉的田块。布点方法是由田块进水口向对角线引一斜线，将此对角线三等分，每等分中央点作为采样点

b.梅花形布点法[图4-1(b)]：该法适用于面积较小、地势平坦、土壤较均匀的田块，中心点设在两对角线相交处，一般设5～10个采样点当前第7页\共有85页\编于星期四\16点c.棋盘式布点法[图4-1(c)]：适宜于中等面积、地势平坦、地形开阔、但土壤较不均匀的田块，一般设10个以上采样点。此法也适用于受固体废物污染的土壤，因为固体废物分布不均匀，应设20个以上采样点

d.蛇形布点法[图4-1(d)]：这种布点方法适用于面积较大、地势不很平坦、土壤不够均匀的田块。布设采样点数目较多当前第8页\共有85页\编于星期四\16点（2）采样深度了解土壤的污染状况，采集表层土0－20cm即可了解土壤污染深度，或者想研究污染物在土壤中的垂直分布与淋失迁移情况，则需分层采样如0-20cm,20-40cm,40-60cm分层取样分层采样可以采用土钻，也可挖剖面采样采样时应由下层向上层逐层采集当前第9页\共有85页\编于星期四\16点（3）采样时间①若污染源为大气，则污染情况易受空气湿度、降水等影响，其危害有显著的季节性，所以应考虑季节采样②如果污染源为施肥、农药，则应于施肥与洒药前后选择适当的时间采样③如果污染源为灌溉，则应在灌溉前后采样当前第10页\共有85页\编于星期四\16点（4）采样量一般1－2kg（5）采样工具①土钻，适合于多点混合样的采集。②小土铲挖坑取样。③取样筒（金属或塑料制作）当前第11页\共有85页\编于星期四\16点

（6）注意事项①采样点不能设在田边、沟边、路边或堆肥边。②测定金属不能用金属器皿，一般用塑料、木竹器皿。③如果挖剖面分层采样，从下而上采集。④采样记录，标签用铅笔注明样品名称、采样人、时间、地点、深度、环境特征等，袋内外各一张。当前第12页\共有85页\编于星期四\16点3.土壤样品的制备与贮存（1）风干在风干室将土样放置于风干盘中，摊成2～3cm的薄层，适时地压碎、翻动，拣出碎石、砂砾、植物残体（2）样品粗磨在磨样室将风干的样品倒在有机玻璃板上，用木锤敲打，用木滚、木棒、有机玻璃棒再次压碎，拣出杂质，混匀，并用四分法取压碎样，过孔径0.25mm(20目)尼龙筛当前第13页\共有85页\编于星期四\16点（3）细磨样品用于细磨的样品再用四分法分成两份，一份研磨到全部过孔径0.25mm（60目）筛，用于农药或土壤有机质、土壤全氮量等项目分析；另一份研磨到全部过孔径0.15mm（100目）筛，用于土壤元素全量分析（4）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，瓶外或袋外贴一份当前第14页\共有85页\编于星期四\16点（6）样品保存①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②预留样品预留样品在样品库造册保存当前第15页\共有85页\编于星期四\16点③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④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当前第16页\共有85页\编于星期四\16点⑤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。当前第17页\共有85页\编于星期四\16点新鲜样品的保存条件和保存时间

测试项目容器材质温度（℃）可保存时间（d）备注金属(汞和六价铬除外)聚乙烯、玻璃＜4180汞玻璃＜428砷聚乙烯、玻璃＜4180六价铬聚乙烯、玻璃＜41氰化物聚乙烯、玻璃＜42挥发性有机物玻璃（棕色）＜47采样瓶装满装实并密封半挥发性有机物玻璃（棕色）＜410采样瓶装满装实并密封难挥发性有机物玻璃（棕色）＜414当前第18页\共有85页\编于星期四\16点4.1.3土壤样品的预处理

1.样品的消解（1）土壤样品的熔融消解法（2）土壤样品的的酸消解法当前第19页\共有85页\编于星期四\16点

常用酸及其性质

酸沸点性质H2SO4338℃H2SO4→H2O+SO2+[O]新生态氧，具强氧化性HCl108℃Cl-有络合作用，使更易消解HF120℃能破坏土壤中的硅酸盐，生成SiF4等（H2SiF6）但沸点太低，故常与H2SO4混合用。HClO4203℃加热时释放出强氧化性物质，是一种强氧化剂，也是一种强酸。可很好地破坏土壤有机质。但消解植物样品时形成一种不稳定的酯，易爆炸。H3PO4213℃加热失水形成焦磷酸，H3PO4对铬铁矿具有特殊的分解能力。可以络合Fe3+等干扰物质，从而利于消化液光度测定。HNO3121℃在加热或见光时分解释出O2，能促进矿物与有机物的氧化分解，但因沸点低，常和其它酸混用。当前第20页\共有85页\编于星期四\16点2.样品的提取（1）水浸提法（水溶态的提取）（2）土壤中有效态污染物的提取提取效率影响因素：①粒径②提取剂的成分③提取剂的pH④提取剂体积与样品重量比⑤提取时间⑥提取温度当前第21页\共有85页\编于星期四\16点（3）土壤中有机污染物的提取土壤中的有机污染物要用有机溶剂来提取，如丙酮、氯仿、石油醚、乙醇、乙醚等当前第22页\共有85页\编于星期四\16点4.1.4土壤含水量测定及分析结果的表示测定土壤含水量时，一般称取5.00-10.00g至称量瓶或铝盒内，在105±2℃条件下烘至恒重当前第23页\共有85页\编于星期四\16点4.1.5土壤污染物的测定

1.土壤污染物的分析方法第一方法：标准方法，即仲裁方法，按土壤环境质量标准中选配的分析方法；第二方法：由权威部门规定或推荐的方法；第三方法：根据各地实情，自选等效方法当前第24页\共有85页\编于星期四\16点监测项目监测仪器监测方法方法来源镉原子吸收光谱仪石墨炉原子吸收分光光度法GB/T17141-1997原子吸收光谱仪KI-MIBK萃取原子吸收分光光度法GB/T17140-1997汞测汞仪冷原子吸收法GB/T17136-1997砷分光光度计二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法GB/T17134-1997分光光度计硼氢化钾-硝酸银分光光度法GB/T17135-1997铜原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法GB/T17138-1997铅原子吸收光谱仪石墨炉原子吸收分光光度法GB/T17141-1997原子吸收光谱仪KI-MIBK萃取原子吸收分光光度法GB/T17140-1997铬原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法GB/T17137-1997锌原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法GB/T17138-1997镍原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法GB/T17139-1997六六六和滴滴涕气相色谱仪电子捕获气相色谱法GB/T14550-1993六种多环芳烃液相色谱仪高效液相色谱法GB13198-91稀土总量分光光度计对马尿酸偶氮氯膦分光光度法GB6262pHpH计森林土壤pH测定法GB7859-87阳离子交换量滴定仪乙酸铵法①当前第25页\共有85页\编于星期四\16点2.土壤污染物的测定范例（1）土壤中重金属的测定(Cd,Zn,Cu,Pb,Mn，Ni等)①总量测定a.预处理一般采用酸消化法进行前处理，可选用HCl-HNO3-HF、王水-HClO4等复合酸消解方法，消化完全后过滤，定容待测。当前第26页\共有85页\编于星期四\16点b.测定重金属的测定可以选用原子吸收分光光度法（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）或ICP-MS、双硫踪分光光度法以及其它可见分光光度法等方法测定当前第27页\共有85页\编于星期四\16点②有效态测定a.提取处理碱性、石灰性土壤用DTPA（二乙三胺五乙酸）浸提液提取。浸提液的成分为0.005mol/LDTPA-0.01mol/LCaCl2-0.1mol/LTEA(三乙醇胺)。酸性土壤用0.1MHCL提取。b.测定，同总量测定当前第28页\共有85页\编于星期四\16点（2）土壤中有机磷农药的测定①土样的提取及净化②气相色谱测定当前第29页\共有85页\编于星期四\16点4.2生物体污染监测

4.2.1生物体污染1.生物体污染的概念污染物质通过不同途径在生物体内积累其数量超过正常含量并足以影响人体健康或影响动、植物生活时就称为生物体污染。2.污染途径表面附着、生物吸收和生物积累三种形式当前第30页\共有85页\编于星期四\16点3.污染物质在生物体内的分布在植物体内，污染物从根吸收时，一般污染物含量为根＞茎＞叶＞穗＞壳＞种子；从叶面吸收时，一般污染物含量为叶＞茎＞根当前第31页\共有85页\编于星期四\16点

在动物体内分布规律：①能溶解于体液的物质在体内均匀分布，如钠、钾、氯、氟等；②贮留于肝或其它网状内皮系统，如镧、锑、钍等三价和四价阳离子；③对某一种器官具有特殊亲合性，如碘对甲状腺、汞、钠对肾脏等；

当前第32页\共有85页\编于星期四\16点④与骨具有亲合性的物质，如二阶阳离子铅、钙、钡等；⑤脂溶性物质与脂肪组织乳糜微粒具有亲合性，如有机氯蓄积于体脂肪中当前第33页\共有85页\编于星期四\16点4.2.2生物样品的采集和制备1.植物样品的采集（1）调查（2）采集①工具与用具：包括剪刀、铲、锄、布袋或聚乙烯袋、标签、记录本、铅笔等。当前第34页\共有85页\编于星期四\16点②采集方法：在采样小区内以对角线五点采样或平行间隔采样），采集5-10点混合成一个代表样品a.对角线五点采样b.平行间隔采样）当前第35页\共有85页\编于星期四\16点注意以下几个方面①代表性②典型性③适时性④适量当前第36页\共有85页\编于星期四\16点（3）不同样品处理①根：应尽量保持根系的完整，不要损伤根毛。将土弄掉，用清洁水冲洗干净（不能浸泡），吸水纸吸干②蔬菜：一般整株采集,湿纱布包好，放塑料袋或布袋中③水生植物：如浮萍、藻类等一般整株采集，清水冲洗干净，记录水质、生长面积当前第37页\共有85页\编于星期四\16点（4）制备样品带回实验室后，如用新鲜样品进行测定，应立即处理和分析。当天不能分析完的样品，可暂时保存在冰箱内。如用干样品进行测定，则需将样品干燥、粉碎过筛当前第38页\共有85页\编于星期四\16点新鲜植物样品的制备一般按以下步骤进行操作：①将样品用清水、去离子水洗净，晾干或擦干；②将晾干的新鲜样品切碎、混合均匀，称取100g于电动组织捣碎机中，加与样品等量的蒸馏水或去离子水或按要求加一定量的提取剂，捣碎1～2min，制成匀浆。对含水量大的样品可不加水，如熟透的西红柿；对含水量少的可加二倍于样品的水③对于含纤维多或较硬的样品，如禾本科植物的根、茎杆、叶子等，可用不锈钢刀或剪刀切（剪）成小片或小块，混匀后在研钵内研磨当前第39页\共有85页\编于星期四\16点风干植物样的制备①洗净晾干（或烘干）②样品的粉碎③过筛当前第40页\共有85页\编于星期四\16点2.动物样品的采集和制备（1）尿液（2）血液（3）毛发和指甲（4）组织和脏器当前第41页\共有85页\编于星期四\16点3.水产样品采集和制备采集水产样品一定要注意监测区域，样品个体大小、品种等因素。一般采集产量高、分布范围广的产品，所采品种尽可能齐全，以较客观地反映水产品的被污染水平在采集动物样品时一定要注意作好完整记录，如样品名称、种类、数量、取样部位、取样时间、地点、采样人等，采样量尽量多些，采集或制备后若不能立即处理应该及时冷藏或冷冻保存当前第42页\共有85页\编于星期四\16点4.分析结果的表示和样品含水量的测定

水分测定计算公式如下：当前第43页\共有85页\编于星期四\16点4.2.3生物样品的预处理灰化处理（1）湿灰化法（2）干灰化法①高温电炉法②低温灰化法③氧瓶燃烧法④氧弹法当前第44页\共有85页\编于星期四\16点2.提取、浓缩和净化（1）提取①振荡提取②组织捣碎提取③索氏提取④直接球磨提取当前第45页\共有85页\编于星期四\16点选择提取剂时应注意以下几点：①纯度高，需达色谱纯；②遵从极性相似相溶原理，极性小的物质用极性小的溶剂提取，极性大的物质用极性大的溶剂提取；③沸点在45－80℃之间为宜，太低易挥发，太高不易浓缩；④毒性、价格等因素，尽量选取毒性小、价格低廉的溶剂当前第46页\共有85页\编于星期四\16点（2）浓缩①蒸馏与减压蒸馏②K－D浓缩器③旋转蒸发器④气流吹蒸浓缩当前第47页\共有85页\编于星期四\16点（3）净化①柱层析法②液－液分配法③磺化法④低温冷冻法⑤吹蒸法（气提法）⑥液上空间法当前第48页\共有85页\编于星期四\16点4.2.4生物样品中污染物测定实例简介生物样品中多氯联苯（PCB）的测定（1）提取样品用正己烷提取（2）净化①皂化脱脂②多氯联苯与有机氯农药分离（3）浓缩（4）测定当前第49页\共有85页\编于星期四\16点2.生物样品中重金属的测定（Cu、Zn、Pb、Cr、Ni等）（1）灰化①湿灰化法：②干灰化法：（2）测定可采用原子吸收分光光度法（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）当前第50页\共有85页\编于星期四\16点4.3固体废物监测

4.3.1有害固体废物的定义和鉴别固体废物(SolidWaste)是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或放弃的固态、半固态和至于容器中的气态、液态物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质

当前第51页\共有85页\编于星期四\16点

危险废物（HazardousWaste）是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性和感染性等一种或一种以上危险特性，以及不排除具有以上危险特性的固体废物当前第52页\共有85页\编于星期四\16点固体废物有害特性的定义及鉴别标准

1.急性毒性能引起实验动物（大鼠或小鼠）在48h内死亡半数以上者。并按照有关实验方法，进行半数致死量（LD50）试验，评定毒性大小2.易燃性含闪点低于60℃的液体；经摩擦、吸湿或自发变化具有着火倾向的固体；着火时燃烧剧烈而持续，以至在管理期间会引起危险的废物当前第53页\共有85页\编于星期四\16点3.腐蚀性加水浸出液或含水废物本身的pH≤2或pH≥12.5；或55℃以下时，对钢制品的腐蚀深度大于0.64cm/a当前第54页\共有85页\编于星期四\16点4.反应性具有下列特性之一者：（1）不稳定，在无爆震时就很容易发生剧烈变化；（2）和水剧烈反应；（3）能和水形成爆炸性混合物；（4）和水混合会产生毒性气体、蒸气或烟雾；（5）在有引发源或加热时能爆震或爆炸；（6）根据其他法规规定的爆炸品当前第55页\共有85页\编于星期四\16点5.放射性含有放射性同位素量超过最大允许浓度。

6.浸出毒性按规定方法进行浸取，浸出液中有一种或一种以上有害成分的浓度超过标准值，中国危险废物浸出毒性鉴别标准当前第56页\共有85页\编于星期四\16点4.3.2样品的采集与制备1、调查2.采样（1）采样工具（2）份样数与份样量批量大小（液体：m3，固体：t）最少份样个数<55—5050—100100—500500—10001000--5000>50005101520253035批量大小与最少份样数

当前第57页\共有85页\编于星期四\16点份样量和采样铲容量

最大粒度（mm）最小份样重量（kg）采样铲容量（mL）>150100—15050—10040—5020—4010—20<10301553210.51600070001700800300125当前第58页\共有85页\编于星期四\16点(1)采样方法1.现场采样：根据批量的大小及相应的份样数确定采样间隔进行间隔采样。采样间隔<=批量（t）/规定的份样量2.固废堆采样：采用分层多点采样法（0.5m厚，间隔2m）废渣堆中采样点的分布示意图当前第59页\共有85页\编于星期四\16点3.样品的制备固体废物样品的制备同土壤样品相似，易变项目用鲜样测定，其他用干样品测定（1）粉碎经破碎和研磨以减小样品的粒度：粉碎可用机械或手工完成当前第60页\共有85页\编于星期四\16点当前第61页\共有85页\编于星期四\16点（2）筛分使样品保证95％以上处于某一粒度范围（3）混合使样品达到均匀（4）缩分将样品缩分，以减少样品的质量当前第62页\共有85页\编于星期四\16点5.监测结果表示与水分测定固体废物测定结果以干样品计算，当污染物含量小于0.1%时以mg/kg表示；含量大于0.1%时以百分含量表示，并说明是水溶性或总量当前第63页\共有85页\编于星期四\16点4.3.3有害特性的监测方法急性毒性将样品和水按1：1比例放入磨口三角瓶中，振摇3min，浸泡24h，过滤，滤液备用分别取0.5，4.8mL滤液，对10只小（大）白鼠一次性灌胃，记录48h内死亡数本试验需注意：①白鼠健康活泼，实验前8—12小时及观察期间禁食；②用9或12号针头，去针尖，磨光，弯曲。从口腔插入2.5-4.0cm即可到达胃部当前第64页\共有85页\编于星期四\16点2.易燃性一般采用闭口闪点测定仪法3.腐蚀性通常以pH反映腐蚀性（1）含水量高、呈流态状的废物-----直接测定；（2）粘稠状废物------离心、过滤后测定液体的pH；（3）固体状废物-----取50g样品加250mL水，密闭室温振荡30min，静置，测上清液当前第65页\共有85页\编于星期四\16点4.反应性（1）撞击感度测定（2）摩擦感度测定（3）差热分析测定（4）火焰感度测定（5）爆炸点测定当前第66页\共有85页\编于星期四\16点5.遇水反应性（1）温升实验（2）有害气体实验

6.浸出毒性水平震荡法翻转法固体废物反应器示意图

当前第67页\共有85页\编于星期四\16点4.3.4固体废物中有害物质的测定方法1.简单的分析筛选包括水溶性实验、闪点实验、挥发性实验等；2.对含水样品测pH；3.若样品为碱性，用火焰光度法测定K、Na等，对周围气体检测NH3；当前第68页\共有85页\编于星期四\16点4.若样品为酸性，测定Cl-、SO42-、CH3COO-、PO43-等阴离子；5.对有机物样品可作些功能团的定性实验，如羟基、酮基等；6.最后进行金属分析当前第69页\共有85页\编于星期四\16点4.3.5城镇生活垃圾监测生活垃圾包括厨房类(亦称厨余垃圾)、废品类和建筑及灰土类等，主要来源于厨房、家庭或单位废弃、庭院街道清扫、建筑施工

1.生活垃圾特性分析（1）垃圾的粒度分级采用筛分法，将一系列不同的筛目的筛子按规格序列由小到大排列，依次连续摇动15min，再转到下一号筛子，然后计算每一粒度微粒所占的百分比当前第70页\共有85页\编于星期四\16点（2）淀粉的测定垃圾在堆肥处理过程中，需借助淀粉量分析来鉴定堆肥的腐熟程度。其原理是利用垃圾在堆肥过程中形成的淀粉碘化络合物的颜色变化与堆肥降解度的关系。当堆肥降解尚未结束时，淀粉碘化络合物呈蓝色；降解结束即呈黄色。堆肥颜色的变化过程是深蓝—浅蓝—灰—绿—黄当前第71页\共有85页\编于星期四\16点（3）生物降解度的测定垃圾中含有大量天然的和人工合成的有机物质，有的容易生物降解，有的难以生物降解。目前，通常采用COD试验方法，其原理类似于水体中COD的测定生物降解物质的计算：

BDM=（V2-V1）×V×C×1.28/V2当前第72页\共有85页\编于星期四\16点（4）热值的测定热值是废物焚烧处理的重要指标，分高热值和低热值。垃圾中可燃物燃烧产生的热值为高热值垃圾中含有的不可燃物质（如水和不可燃惰性物质），在燃烧过程中消耗热量，当燃烧升温时，不可燃惰性物质吸收热量而升温；水吸收热量后气化，以蒸汽形式挥发。高热值减去不可燃惰性物质吸收的热量和水气化所吸收的热量，称为低热值当前第73页\共有85页\编于星期四\16点两者换算公式为当前第74页\共有85页\编于星期四\16点2.渗沥水分析①成分的不稳定性：主要取决于垃圾的组成；②浓度的可变性：主要取决于填埋时间；③组成的特殊性：渗沥水的分析项目包括：色度、总固体、总溶解性固体与总悬浮性固体、硫酸盐、氨态氮、凯氏氮、氯化物、总磷、pH值、BOD、COD、钾、钠、细菌总数、总大肠菌数等当前第75页\共有85页\编于星期四\16点3.有害气体分析（1）焚烧废气焚烧炉大气污染物监测方法序号

项目

监测方法1

烟尘

重量法

2

烟气黑度林格曼烟度法3一氧化碳

非色散红外吸收法4氮氧化物紫外分光光度法5

二氧化硫甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法6

氯化氢

硫氰酸汞分光光度法7

汞

冷原子吸收法分光光度法8

镉原子吸收分光光度法9

铅原子吸收分光光度法10二恶英类

色谱—质谱联用法当前第76页\共有85页\编于星期四\16点（2）填埋气体填埋气体主要包括甲烷、二氧化碳、氢气、恶臭、VOCs4.渗沥试验固