土壤污染監(jiān)測(cè)

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1、土壤污染監(jiān)測(cè) △本章教學(xué)目的、要求 1．了解土壤組成和背景值； 2．掌握土壤污染的測(cè)定方法。 △本章重點(diǎn) 土壤背景值、腐殖質(zhì)、采樣點(diǎn)布設(shè)、土壤樣品采集、土壤樣品測(cè)定 △本章難點(diǎn) 土壤樣品的制備與保存、土壤樣品測(cè)定 △本章教學(xué)目錄 8.1概述 8.2土壤污染物的測(cè)定 土壤是植物生長的基地，是動(dòng)物、人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此，土壤質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響人類的生存和發(fā)展。但由于近些年人們不合理的開發(fā)和利用，致使許多污染物質(zhì)通過多種渠道進(jìn)入土壤。當(dāng)污染物進(jìn)入土壤的數(shù)量和速度超過土壤的自凈能力時(shí)，將導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降甚至惡化，影響土壤的生產(chǎn)能力。因此，通過

2、土壤污染的監(jiān)測(cè)，對(duì)提高土壤的環(huán)境質(zhì)量和生產(chǎn)能力，保障食品安全具有十分積極的意義。 本章重點(diǎn)闡述土壤的組成、污染源及其污染物的監(jiān)測(cè)方法。 8.1 概述 8.1.1土壤的組成 土壤是指地球陸地表面具有一定肥力且能生長作物的疏松表層，是由巖石風(fēng)化以及大氣、水，特別是動(dòng)植物和微生物對(duì)于地殼表層長期作用而形成的；它介于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈之間，是環(huán)境中獨(dú)特的組成部分，是人類一項(xiàng)寶貴的自然資源。 土壤是由固、液、氣三相物質(zhì)組成的疏松多孔體。固相物質(zhì)包括礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和土壤生物。固相物質(zhì)之間形成不同形狀的孔隙，孔隙中存在水分和空氣。 8.1.1.1 土壤礦物質(zhì) （1）土壤礦物質(zhì)的礦物

3、組成 原生礦物質(zhì)：它是各種巖石經(jīng)受不同程度的物理風(fēng)化，仍遺留在土壤中的一類礦物，其原來的化學(xué)組成沒有改變。土壤中最重要的原生礦物有硅酸鹽類礦物、氟化物類礦物、硫化物類礦物和磷酸鹽類礦物。由其組成知，原生礦物質(zhì)既是構(gòu)成土壤的骨骼，又是植物營養(yǎng)源。 次生礦物質(zhì)：次生礦物質(zhì)大多是由原生礦物質(zhì)經(jīng)風(fēng)化后形成的新礦物。它包括各種簡單鹽類，如碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物等。次生粘土礦物大多為各種鋁硅酸鹽和鐵硅酸鹽，如高嶺土、蒙脫土、多水高嶺土和伊利石等。土壤中很多重要的物理、化學(xué)性質(zhì)和物理、化學(xué)過程都與所含粘土礦物質(zhì)的種類和數(shù)量有關(guān)。次生礦物中的簡單鹽類呈水溶性，易被淋失。 （2）土壤機(jī)械組成 　　土壤是

4、由不同粒級(jí)的土壤顆粒組成的。土壤粒徑的大小影響著土壤對(duì)污染物的吸附和解吸能力。例如，大多數(shù)農(nóng)藥在粘土中累積量大于砂土，而且在粘土中結(jié)合緊密不易解吸。 土壤機(jī)械組成的分類是以土壤中各粒級(jí)含量的相對(duì)百分比作為標(biāo)準(zhǔn)。國際制采用三級(jí)分類法，即根據(jù)砂粒(0.02-2mm)、粉砂粒(0.002-0.02mm)和粘粒(＜0.002mm＝在土壤中的相對(duì)含量，將土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大類和十二級(jí)。我國土壤科學(xué)工作者擬定出我國土壤質(zhì)地的分類標(biāo)準(zhǔn)，將土壤質(zhì)地分為三組十一種。見表8-1。 8.1.1.2 土壤有機(jī)質(zhì) 有機(jī)質(zhì)是土壤的“肌肉”，它包括動(dòng)植物殘骸、施入的有機(jī)肥料、微生物和經(jīng)微生物作用所形成

5、的腐殖質(zhì)等。土壤有機(jī)質(zhì)絕大部分集中于土壤表層。在表層(0～15cm或0～20cm)，土壤有機(jī)質(zhì)一般只占土壤干重量的0.5%～3%，我國大多數(shù)土壤中有機(jī)質(zhì)含量在1%～5%之間。土壤有機(jī)質(zhì)主要包括動(dòng)植物殘骸和腐殖質(zhì)等。腐殖質(zhì)是具有多種功能團(tuán)、芳香族結(jié)構(gòu)及酸性的高分子化合物，其呈黑色或暗棕色膠體狀，約占有機(jī)質(zhì)總量的50%～65%；它的主要成分為胡敏酸和富里酸。胡敏酸是兩性有機(jī)膠體，通常情況帶負(fù)荷，在土壤中可吸附重金屬離子。 土壤有機(jī)質(zhì)能改善土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性狀。腐殖質(zhì)作為土壤有機(jī)膠體來說，具有吸收性能、緩沖性能以及與土壤重金屬的絡(luò)合性能等，這些性能對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)和土壤質(zhì)量都有重大影響

6、。如腐殖質(zhì)對(duì)有機(jī)磷和有機(jī)氯農(nóng)藥有極強(qiáng)的吸附作用，可降低農(nóng)藥的蒸發(fā)量，減少農(nóng)藥被水淋濕滲入地下量，從而減少了對(duì)大氣和水源的污染。 8.1.1.3 土壤水和空氣 （1）土壤水 土壤水是土壤中各種形態(tài)水分的總稱。水分是土壤的“血液”，它在土壤礦物質(zhì)的風(fēng)化、有機(jī)質(zhì)的分解、物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化過程中，起著重要的作用。土壤水非指純水而言，而實(shí)際是含有復(fù)雜溶質(zhì)的稀溶液，因此，通常將土壤水及其所含溶質(zhì)稱為土壤溶液。土壤溶液是植物生長所需水分和養(yǎng)分的主要供給源。 土壤水的來源有大氣降水、降雪和地表徑流，若地下水位接近地表面(約2～3m)，則地下水亦是土壤水來源之一。 （2）土壤空氣 土壤空氣是存在于土壤

7、孔隙中氣體的總稱。它是土壤的重要組成之一。土壤空氣存在于未被土壤水占據(jù)的空隙中。土壤空氣組成與土壤本身特性相關(guān)，也與季節(jié)、土壤水分、土壤濕度等條件相關(guān)，如在排水良好的土壤中，土壤空氣主要來源于大氣，其組分與大氣基本相同，以氮、氧和二氧化碳為主，而在排水不良的土壤中氧含量下降，二氧化碳含量增加。土壤空氣含氧量比大氣少，而二氧化碳含量高于大氣。土壤空氣中還含有經(jīng)土壤生物化學(xué)作用所產(chǎn)生的特殊氣體如甲烷、硫化氫、氫氣、氮氧化物等。此外，土壤空氣中也經(jīng)常含有大氣中的污染物質(zhì)。 另外，從土壤的化學(xué)元素組成來看，土壤中含有的常量元素有O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、C、H、N、P、S等；含有的

8、微量元素有B、Cu、Zn、Mo、Co等。 8.1. 2 土壤的特性 土壤作為人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要資源，其最特性之一就是具有肥力。依照產(chǎn)生的原因土壤肥力可分為自然肥力和人工肥力。此外，土壤具有緩沖性和凈化作用。但是土壤的自凈能力是有限的，外在污染物超過自凈能力，破壞了物質(zhì)原有的平衡，則造成了土壤污染。 8.1.3土壤的污染源 8.1.3.1施肥引起的污染 主要是由于施肥不當(dāng)而造成的土壤污染。例如，長期施用硫酸銨肥料，銨離子被土壤膠體吸附，慢慢地被作物吸收，而硫酸根逐漸累積在土壤里，時(shí)間久了，酸性不斷加強(qiáng)，土壤就會(huì)板結(jié)，從而不利于作物生長。又如，對(duì)土壤施用垃圾、糞便和生活污水時(shí)，

9、如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)南緶缇幚?，有可能造成土壤的生物學(xué)污染，使土壤成為傳播某些流行病的疫源。 8.1.3.2污水灌溉引起的污染 污水灌溉農(nóng)田，國外始于1859年，近年來發(fā)展較快。在我國隨著工業(yè)化的發(fā)展，污水灌田也在逐步擴(kuò)大。污水灌溉農(nóng)田，在農(nóng)業(yè)上可以起到增水、增肥、增產(chǎn)、省工、省電和降低成本的好處；同時(shí)，還可以減輕污水對(duì)地表水的污染。 但是，利用污水灌田，如果處理不當(dāng)，會(huì)使農(nóng)產(chǎn)品、土壤和地下水受到污染。如，污水灌田能使土壤中鎘明顯積累，通過稻米直接危害人體健康；同時(shí)還會(huì)造成土壤中銅、鉛、鋅、鉻等含量的增高。又如，污水中油分過大、洗滌劑過多，會(huì)使它們覆蓋在稻田表面，隔斷氧的供應(yīng)，促進(jìn)土壤的

10、還原作用產(chǎn)生硫化氫，使土壤理化性狀惡化，從而危害作物生長，輕則莖桿矮小、根枝減少，青米、黃米、畸形米增加，產(chǎn)米率明顯下降，重者就發(fā)黃枯死。 8.1.3.3金屬污染 土壤重金屬來源主要有：空氣溶膠、農(nóng)藥、磷酸鹽、污水以及礦區(qū)廢物等?？諝馊苣z中進(jìn)入土壤的重金屬有汞、鎘、鉻、鉛、鎳、銅、鋅等；農(nóng)藥中常含有銅、鉛、汞、鎘、錳、鋅等；施用磷酸鹽常帶進(jìn)不同數(shù)量的幾種重金屬，如鉻、鎘、錳、鉛等；有機(jī)廢物、陰溝污泥、礦區(qū)排水都含有一定量的重金屬，亦會(huì)污染土壤。 8.1.3.4農(nóng)藥污染 施用農(nóng)藥時(shí)，一部分直接落入土壤地面，一部分則通過作物落葉、降水而進(jìn)入土壤。如果農(nóng)藥在土壤中積累的速度超過了土壤的自凈能

11、力，就會(huì)引起土壤污染。農(nóng)藥的種類繁多，主要分為有機(jī)氯農(nóng)藥和有機(jī)磷農(nóng)藥兩大類。一些農(nóng)藥，象六六六、DDT、砷化物等，分解速度慢，可以在土壤中殘留18個(gè)月以上。農(nóng)藥一般施于土壤表層，且因其溶解度較小，加上土壤的吸附作用，使農(nóng)藥很難向土層下部移動(dòng)，因此，農(nóng)藥絕大多數(shù)都積累在表層20cm以內(nèi)。 8.1.3.5其他原因造成的污染 工業(yè)固體廢物、生活垃圾等堆積在土壤上，使大量有機(jī)和無機(jī)污染物隨之進(jìn)入土壤，造成土壤污染。此外，在自然界中某些元素的富集中心在礦床周圍，往往形成自然擴(kuò)散暈，使附近土壤中某些元素的含量超過一般土壤的含量范圍，這種污染源稱為自然污染源。 8.1.4 土壤污染的特點(diǎn) 土壤污染

12、有以下幾個(gè)特點(diǎn)： ⑴隱蔽性和潛伏性 土壤污染是污染物在土壤中長期積累過程。其后果要通過長期攝食由污染土壤生產(chǎn)的植物產(chǎn)品的人體和動(dòng)物的健康狀況才能反映出來。因此，土壤污染具有隱蔽性和潛伏性，不像大氣和水體污染那樣易為人們所覺察。 ⑵不可逆性和長期性 污染物進(jìn)入土壤環(huán)境后，便與復(fù)雜的土壤組成物質(zhì)發(fā)生一系列遷移轉(zhuǎn)化作用。其中，許多污染作用為不可逆過程，污染物最終形成難溶化合物沉積在土壤中。因而，土壤一旦遭受污染，極難恢復(fù)。如，我國沈陽撫順污水灌溉區(qū)土壤污染后，采用了施加改良劑、深翻、清水灌溉、種植特種植物等各種措施，經(jīng)十多年的努力，付出了大量勞動(dòng)和代價(jià)，但收效甚微。 8.2 土壤污染

13、物的測(cè)定 8.2.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 環(huán)境是個(gè)整體，污染物進(jìn)入哪一部分都會(huì)影響整個(gè)環(huán)境。因此，土壤監(jiān)測(cè)必須與大氣、水體和生物監(jiān)測(cè)相結(jié)合才能全面客觀地反映實(shí)際。確定土壤中優(yōu)先監(jiān)測(cè)物的依據(jù)是國際學(xué)術(shù)聯(lián)合會(huì)環(huán)境問題科學(xué)委員會(huì)(SCOPE)提出的“世界環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”草案，該草案規(guī)定，空氣、水源、土壤以及生物界中的物質(zhì)都應(yīng)與人群健康聯(lián)系起來。土壤中優(yōu)先監(jiān)測(cè)物有以下兩類： 第一類：汞、鉛、鎘、DDT及其代謝產(chǎn)物與分解產(chǎn)物，多氯聯(lián)苯； 第二類：石油產(chǎn)品，DDT以外的長效性有機(jī)氯、四氯化碳酸醋酸衍生物、氯化脂肪族，砷、鋅、硒、鉻、鎳、錳、釩，有機(jī)磷化合物及其它活性物質(zhì)(抗菌素、激素、致畸性物質(zhì)、催畸性物質(zhì)和誘

14、變物質(zhì))等。 我國土壤常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，金屬化合物有鎘、鉻、銅、汞、鉛、鋅；非金屬無機(jī)化合物有砷、氰化物、氟化物、硫化物等；有機(jī)化合物有苯并(a)芘、三氯乙醛、油類、揮發(fā)酚、DDT、六六六等。 8.2.2土壤樣品的采集 8.2.2.1污染土壤樣品采集 （1）污染調(diào)查 采集污染土壤樣品之前，首先要進(jìn)行污染調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括： ①自然條件，如成土母質(zhì)、地形、植被水文、氣候等； ②農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，如土地利用情況，作物生長與產(chǎn)量、耕作、水利、肥料、農(nóng)藥等； ③土壤性狀，如土壤類型、層次特征、分布及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特性等； ④污染歷史與現(xiàn)狀，如水、氣、農(nóng)藥、肥料等途徑的影響，以及礦床的影響等。

15、（2）采樣點(diǎn)布設(shè) 采樣地點(diǎn)的選擇應(yīng)具有代表性。因?yàn)橥寥辣旧碓诳臻g分布上具有一定的不均勻性，故應(yīng)多點(diǎn)采樣、均勻混合，以使所采樣品具有代表性。采樣地如面積不大，在2～3畝以內(nèi)，可在不同方位選擇5～10個(gè)有代表性的采樣點(diǎn)。如果面積較大，采樣點(diǎn)可酌情增加。采樣點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)盡量照顧土壤的全面情況，不可太集中。下面介紹幾種常用采樣布點(diǎn)方法，見圖8-1。 圖8-1 土壤采樣布點(diǎn)法 ①對(duì)角線布點(diǎn)法[圖8-1(a)]：該法適用于面積小、地勢(shì)平坦的受污水灌溉的田塊。布點(diǎn)方法是由田塊進(jìn)水口向?qū)蔷€引一斜線，將此對(duì)角線三等分，每等分中央點(diǎn)作為采樣點(diǎn)。但由于地形等其它情況，也可適當(dāng)增加采樣點(diǎn)。 ②梅花形布點(diǎn)法

16、[圖8-1(b)]：該法適用于面積較小、地勢(shì)平坦、土壤較均勻的田塊，中心點(diǎn)設(shè)在兩對(duì)角線相交處，一般設(shè)5～10個(gè)采樣點(diǎn)。 ③棋盤式布點(diǎn)法[圖8-1(c)]：適宜于中等面積、地勢(shì)平坦、地形開闊、但土壤較不均勻的田塊，一般設(shè)10個(gè)以上采樣點(diǎn)。此法也適用于受固體廢物污染的土壤，因?yàn)楣腆w廢物分布不均勻，應(yīng)設(shè)20個(gè)以上采樣點(diǎn)。 ④蛇形布點(diǎn)法[圖8-1(d)]：這種布點(diǎn)方法適用于面積較大、地勢(shì)不很平坦、土壤不夠均勻的田塊。布設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)目較多。 （3）采樣深度 如果只是一般了解土壤污染情況，采樣深度只需取20cm的耕層土壤和耕層以下的土層(20～40cm)土樣。如果了解土壤污染深度，則應(yīng)按土壤剖面層次

17、分層取樣。采樣時(shí)應(yīng)由下層向上層逐層采集。首先挖一個(gè)1m1.5m左右的長方形土坑，深度達(dá)潛水區(qū)(約2m左右)或視情況而定。然后根據(jù)土壤剖面的顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地等情況劃分土層。在各層內(nèi)分別用小鏟切取一片片土壤，根據(jù)監(jiān)測(cè)目的，可取分層試樣或混合體。用于重金屬項(xiàng)目分析的樣品，需將接觸金屬采樣器的土壤棄去。 （4）采樣時(shí)間 采樣時(shí)間隨測(cè)定項(xiàng)目而定。如果只了解土壤污染情況，并隨時(shí)采集土壤測(cè)定。有時(shí)需要了解土壤上生長的植物受污染的情況，則可依季節(jié)變化或作物收獲期采集土壤和植物樣品。一年中在同一地點(diǎn)采集兩次進(jìn)行對(duì)照。 （5）采樣量 具體需要多少土壤數(shù)量視分析測(cè)定項(xiàng)目而定，一般只要1～2kg即可。對(duì)多點(diǎn)

18、均量混合的樣品可反復(fù)按四分法棄取，最后留下所需的土量，裝入塑料袋或布袋中。 （6）采樣注意事項(xiàng) ①采樣點(diǎn)不能設(shè)在田邊、溝邊、路邊或肥堆邊； ②將現(xiàn)場(chǎng)采樣點(diǎn)的具體情況，如土壤剖面形態(tài)特征等做詳細(xì)記錄。 ③現(xiàn)場(chǎng)填寫標(biāo)鑒兩張(地點(diǎn)、土壤深度、日期、采樣人姓名)，一張放入樣品袋內(nèi)，一張?jiān)跇悠房诖稀? 8.2.2.2土壤背景值樣品采集 土壤中有害元素自然本底值是環(huán)境保護(hù)和環(huán)境科學(xué)的基本資料，是環(huán)境影響評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。區(qū)域性環(huán)境本底調(diào)查中，首先要摸清當(dāng)?shù)赝寥李愋秃头植家?guī)律，樣點(diǎn)選擇必須包括主要類型土壤并遠(yuǎn)離污染源，而且同一類型土壤應(yīng)有3～5個(gè)重復(fù)樣點(diǎn)，以便檢驗(yàn)本底值的可靠性。土壤背景值調(diào)查采

19、樣要特別注意成土母質(zhì)的作用，因?yàn)椴煌寥滥纲|(zhì)常使土壤的組成和含量發(fā)生很大的差異。與污染土壤采樣不同之處，是同一個(gè)樣點(diǎn)并不強(qiáng)調(diào)采集多點(diǎn)混合樣，而是選取發(fā)育典型、代表性強(qiáng)的土壤采樣。采樣深度一般采集1m以內(nèi)的表土和芯土，對(duì)于發(fā)育完好的典型剖面，應(yīng)按發(fā)生層分別采樣，以研究各種元素在土體內(nèi)的分配。 8.2.3土壤樣品的制備與保存 8.2.3.1土樣的風(fēng)干 除測(cè)定游離揮發(fā)酚、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、低價(jià)鐵等不穩(wěn)定項(xiàng)目需要新鮮土樣外，多數(shù)項(xiàng)目需用風(fēng)干土樣。因?yàn)轱L(fēng)干土樣較易混合均勻，重復(fù)性、準(zhǔn)確性都比較好。 從野外采集的土壤樣品運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室后，為避免受微生物的作用引起發(fā)霉變質(zhì)，應(yīng)立即將全部樣品倒在塑料薄膜上或

20、瓷盤內(nèi)進(jìn)行風(fēng)干。當(dāng)達(dá)半干狀態(tài)時(shí)把土塊壓碎，除去石塊、殘根等雜物后鋪成薄層，經(jīng)常翻動(dòng)，在陰涼處使其慢慢風(fēng)干，切忌陽光直接曝曬。樣品風(fēng)干處應(yīng)防止酸、堿等氣體及灰塵的污染。 8.2.3.2磨碎與過篩 進(jìn)行物理分析時(shí)，取風(fēng)干樣品100～200g，放在木板上用圓木棍輾碎，經(jīng)反復(fù)處理使土樣全部通過2mm孔徑的篩子，將土樣混均儲(chǔ)于廣口瓶內(nèi)，作為土壤顆粒分析及物理性質(zhì)測(cè)定。 作化學(xué)分析時(shí)，一般常根據(jù)所測(cè)組分及稱樣量決定樣品細(xì)度。分析有機(jī)質(zhì)、全氮項(xiàng)目，應(yīng)取一部分已過2mm篩的土，用瑪瑙或有機(jī)玻璃研缽繼續(xù)研細(xì)，使其全部通過60號(hào)篩(0.25mm)。用原子吸收光度法測(cè)Cd、Cu、Ni等重金屬時(shí)，土樣必須全部通

21、過100號(hào)篩(尼龍篩)。研磨過篩后的樣品混勻、裝瓶、貼標(biāo)簽、編號(hào)、儲(chǔ)存。 8.2.3.3土樣保存 將風(fēng)干土樣、沉積物或標(biāo)準(zhǔn)土樣等貯存于潔凈的玻璃或聚乙烯容器之內(nèi)，在常溫、陰涼、干燥、避陽光、密封(石膜涂封)條件下保存。一般土壤樣品需保存半年至一年。 8.2.4土壤樣品測(cè)定 8.2.4.1對(duì)土壤監(jiān)測(cè)結(jié)果的要求 土壤中污染項(xiàng)目的測(cè)定，屬痕量分析和超痕量分析，尤其是土壤環(huán)境的特殊性，所以更須注意監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。土壤與大氣、水體不同，大氣和水皆為流體，污染物進(jìn)入后易混合，在一定條件及范圍內(nèi)，污染物分布比較均勻，相比之下，比較容易采集具有代表性的樣品。而土壤是固、氣、液三相組成的分散體系，污

22、染物進(jìn)入土壤后流動(dòng)、遷移、混合較難，所以不同采樣點(diǎn)的分布往往差別很大。因此其監(jiān)測(cè)中采樣誤差對(duì)結(jié)果的影響往往大于分析誤差，一般監(jiān)測(cè)值相差10%～20%是允許的。 土壤分析結(jié)果以mg/kg(烘干土)表示。 8.2.4.2測(cè)定方法 土壤樣品的測(cè)定方法與水質(zhì)、大氣的測(cè)定方法基本一樣。下面介紹幾種常用分析方法： （1）重量法：適用于測(cè)定土壤水分； （2）容量法：適用于浸出物中含量較高的成分測(cè)定，如Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等； （3）原子吸收分光光度法：適用于金屬如銅、鉛、鋅、鎘、汞等組分的測(cè)定； （4）氣相色譜法：適用于有機(jī)氯、有機(jī)磷、有機(jī)汞等農(nóng)藥的測(cè)定。 8.2.4.3土

23、壤樣品的預(yù)處理 土壤污染監(jiān)測(cè)與大氣及水中污染物測(cè)定方法最不相同之處是樣品的預(yù)處理非常復(fù)雜。 測(cè)定土壤中重金屬成分時(shí)，溶解土壤樣品有兩類方法：一類為堿熔法。堿熔法是利用堿性熔劑在高溫下與試樣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，將被測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹芙獾姆磻?yīng)產(chǎn)物。常用的有碳酸鈉堿熔法和偏硼酸鋰(LiBO2)熔融法。堿熔法的特點(diǎn)是分解樣品完全，缺點(diǎn)是：添加了大量可溶性鹽，易引入污染物質(zhì)；有些重金屬如Cd、Cr等在高溫熔融易損失(如溫度大于450℃時(shí)，Cd易揮發(fā)損失)等。另一類是酸溶法，測(cè)定土壤中重金屬時(shí)常選用酸液進(jìn)行土壤樣品的消化，消化的作用是：溶解固體物質(zhì)、破壞和除去土壤中的有機(jī)物，將各種形態(tài)的金屬變?yōu)橥环N可測(cè)態(tài)

24、。為了加速土壤中被測(cè)物質(zhì)的溶解，除使用混合酸外，還可在酸性溶中加入其它氧化劑或還原劑。 測(cè)定土壤中可溶性組分、有機(jī)物、農(nóng)藥時(shí)，避免用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿處理樣品，常用溶劑萃取分離法。如測(cè)定酚時(shí)，可用水與30%乙醇將含量較低的游離酚直接從土壤中提取出來。又如，有機(jī)氯農(nóng)藥如六六六、DDT采用石油醚-丙酮混合液提取。 土樣中某些金屬、非金屬組分的溶解、測(cè)試方法見表8-2。 表8-2 土壤樣品某些金屬、非金屬的溶解、測(cè)定方法 元素 溶解方法 測(cè)定方法 最低檢出限（μg/kg） As HNO3-H2SO4消化 二乙基二硫代氨基甲酸銀比色法 0.5 Cd HNO3-HF-HClO4消化

25、 石墨爐原子吸收法 0.002 Cr HNO3-H2SO4-H3PO4消化 HNO3-HF-HClO4消化 二苯碳酰二肼比色法 原子吸收法 0.25 2.5 Cu HCl-HNO3-HClO4消化 HNO3-HF-HClO4消化 原子吸收法 原子吸收法 1.0 1.0 Hg H2SO4-KMnO4消化 HNO3-H2SO4-V2O5消化 冷原子吸收法 冷原子吸收法 0.007 0.002 Mn HNO3-HF-HClO4消化 原子吸收法 5.0 Pb HCl-HNO3-HClO4消化 HNO3-HF-HClO4消化 原子吸收法 石

26、墨爐原子吸收法 1.0 1.0 氟化物 Na2CO3-Na2O2熔融法 F-選擇電極法 5.0 氰化物 Zn(AC)2-酒石酸蒸餾分離法 異煙酸-吡唑啉 酮分光光度法 0.05 硫化物 鹽酸蒸餾分離法 對(duì)氨基二甲基苯胺比色法 2.0 有機(jī)氯農(nóng)藥（DDT、六六六） 石油醚-丙酮萃取分離法 氣相色譜法（電子捕獲檢測(cè)器） 40 有機(jī)磷農(nóng)藥 三氟甲烷萃致取分離法 氣相色譜法 40 8.2.4.4土壤監(jiān)測(cè)實(shí)例 （1）土壤含水量測(cè)定 無論采用新鮮或風(fēng)干樣品，都需測(cè)定土壤含水量，以便計(jì)算土壤中各種成分按烘干土為基準(zhǔn)時(shí)的測(cè)定結(jié)果。 測(cè)定方法：用百分之一精度

27、的天平稱取土樣20～30g，置于鋁盒中，在105℃下烘4～5h至恒重。按下式計(jì)算水分重量占烘干土質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)： 水分(%)=(烘干前土重-烘干后土重)/烘干后土重100 （2）土壤中鋅、銅、鎘的測(cè)定——AAS法 ①標(biāo)準(zhǔn)溶液制備：制備各種重金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液推薦使用光譜純?cè)噭?；用于溶解土樣的各種酸皆選用高純或光譜純級(jí)；稀釋用水為蒸餾去離子水。使用濃度低于0.1mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，應(yīng)于臨用前配制或稀釋。標(biāo)準(zhǔn)溶液在保存期間，若有混濁或沉淀生成時(shí)須重新配制。見表8-3。 ②土樣預(yù)處理：稱取0.5～1g土樣于聚四氟乙烯坩堝中，用少許水潤濕，加入HCl在電熱板上加熱消化（＜450℃，防止Cd揮發(fā)〕，

28、加入HNO3繼續(xù)加熱，再加入HF加熱分解SiO2及膠態(tài)硅酸鹽。最后加入HClO4加熱(＜200℃)蒸至近干，冷卻，用稀HNO3浸取殘?jiān)⒍ㄈ?。同時(shí)作全程序空白實(shí)驗(yàn)。 ③Cu、Zn、Cd標(biāo)準(zhǔn)系列混合溶液的配制：各元素標(biāo)準(zhǔn)工作溶液是通過逐次稀釋其標(biāo)準(zhǔn)貯備液而得。 注意：配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液時(shí)，所用酸和試劑的量應(yīng)與待測(cè)液中所含酸和試劑的數(shù)量相等，以減少背景吸收所產(chǎn)生的影響。 ④采用AAS法測(cè)定Cu、Zn、Cd：測(cè)定工作參數(shù)見表8-4。 ⑤結(jié)果計(jì)算  鎘或銅、鋅(mg/kg)= M/W 式中： M——自標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得鎘(銅、鋅)含量，μg；  W——稱量土樣干重量，g。

29、 （3）土壤中鉻的測(cè)定——二苯碳酰二肼分光光度法 ①標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：用鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)系列，測(cè)吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線； ②土樣消化：稱取土樣0.5～2g于聚四氟乙烯坩堝中，加水潤濕，加H3PO4及H2SO4，待劇烈反應(yīng)停止后，置于電熱板上加熱到冒白煙。冷卻，加入HNO3、HF繼續(xù)加熱至冒濃白煙除盡HF，加水浸取，定容。同時(shí)進(jìn)行全程序試劑空白試驗(yàn)。 ③顯色與測(cè)定：在酸性介質(zhì)中加KMnO4將Cr3+氧化為Cr6+，并用NaN3除去KMnO4。加二苯碳酰二肼顯色劑，于波長540nm處比色測(cè)定。 ④結(jié)果計(jì)算： 鉻(mg/kg)= M/W

30、(8.3) 式中 ：M——從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得鉻含量，μg；  W——稱量土樣干重量，g。 （4）土壤中苯并(a)芘的測(cè)定 取5～10g土樣(40目)進(jìn)行乙酰化層析紙分離，然后用熒光分光光度法進(jìn)行測(cè)定。其分析流程見圖8-2。 圖8-2 苯并(a)芘分析流程圖 （5）土壤甲基汞的測(cè)定 世界土壤中汞的含量平均值為0.03～0.1mg/kg。我國土壤汞的背景值為0.4mg/kg。汞主要分布于土壤表層(20cm)范圍內(nèi)，以無機(jī)汞和有機(jī)汞兩種形態(tài)存在。在還原性條件及嫌氣微生物作用下，無機(jī)汞可轉(zhuǎn)化為甲基汞等有機(jī)汞。汞的甲基化不但大大加強(qiáng)了汞的毒性，而且加強(qiáng)了汞的遷移能力，如土壤膠體對(duì)汞的吸附減弱、甲基汞較易發(fā)生大氣和水遷移等。因此，加強(qiáng)對(duì)土壤中重金屬汞特別是甲基汞的監(jiān)測(cè)顯得尤為必要。土壤中甲基汞(CH3Hg+)的測(cè)定見圖8-3。 土壤→HCl浸→苯萃取→反萃取→HCl酸化→苯萃取→相分離→GC檢測(cè) 圖8-3 甲基汞分析流程圖