技術(shù)文章
土壤采樣的準備工作和注意事項
閱讀:6810 發(fā)布時間:2022-3-22一、采樣準備
1.組織準備
編寫詳細的工作方案,由具有野外調(diào)查經(jīng)驗且掌握土壤采樣技術(shù)規(guī)程的專業(yè)技術(shù)人員、后勤保障人員、質(zhì)控人員等組成采樣組,明確責(zé)任分工,責(zé)任到人,采樣前需組織培訓(xùn)學(xué)習(xí)有關(guān)技術(shù)文件,了解監(jiān)測技術(shù)規(guī)范。
2.資料收集
收集包括監(jiān)測區(qū)域的交通圖、土壤圖、地質(zhì)圖、大比例尺地形圖、土地利用圖、植被分布圖、本區(qū)域名勝古跡、重點環(huán)境保護目標等方面資料,制作采樣工作圖和標注采樣點位用。收集包括監(jiān)測區(qū)域土類、成土母質(zhì)等土壤信息資料。收集工程建設(shè)或生產(chǎn)過程對土壤造成影響的環(huán)境研究資料,造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、穩(wěn)定性以及如何消除等資料,土壤歷史資料和相應(yīng)的法律(法規(guī)),監(jiān)測區(qū)域工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及排污、污灌、化肥農(nóng)藥施用情況資料,監(jiān)測區(qū)域氣候資料(溫度、降水量和蒸發(fā)量)、水文資料以及監(jiān)測區(qū)域遙感與土壤利用及其演變過程方面的資料等。
3.布點設(shè)計及現(xiàn)場勘查
在現(xiàn)場勘查之前,根據(jù)調(diào)查目的進行初步設(shè)計,確定調(diào)查區(qū)域內(nèi)理論監(jiān)測點位集,并且編制方案。然后,通過必要的現(xiàn)場勘查最終對理論布點進行檢驗和優(yōu)化,形成調(diào)查區(qū)域內(nèi)實際進行監(jiān)測的點位集,并修訂方案?,F(xiàn)場勘查主要包括對以地圖初步布設(shè)的監(jiān)測點利用GPS進行校正、進行土樣采集可行性勘查、對布點進行優(yōu)化和調(diào)整。
4.采樣器具準備
(1) 工具類:鎬頭、鐵鍬、鐵鏟、圓狀取土鉆、螺旋取土鉆、竹片以及適合特殊采樣要求的工具等。
(2)器材類:GPS.羅盤、數(shù)碼照相機、卷尺、鋁盒、樣品袋、樣品瓶、運輸箱等。
(3) 文具類:土壤樣品標簽、點位編號標志、土壤比色卡、剖面標尺、采樣現(xiàn)場記錄表(表3.2)、鉛筆、資料夾等。
(4) 現(xiàn)場采樣定性試劑等。
(5) 安全防護用品:工作服、工作鞋、安全帽、藥品箱等。
(6) 采樣用車輛及冷藏箱。
澳大利亞CHPD78手持取樣鉆
二、樣品采集方法
采樣可分為采表層樣品和采集土壤剖面樣品。
(一)采集土壤表層
一般監(jiān)測只需采集表層土壤,可用采樣鏟挖取0-20 cm的土壤,采集表層可以采集單獨樣品也可以采集混合樣品。農(nóng)田種植一般農(nóng)作物采0-20 cm,種植果林類農(nóng)作物采0-60 cm。為了保證樣品的代表性,減低監(jiān)測費用,可以采取采集混合樣的方案。每個土壤單元設(shè)3-7個采樣區(qū),單個采樣區(qū)可以是自然分割的一個田塊,也可以由多個田塊所構(gòu)成,其范圍以200 m×200 m為宜。每個采樣區(qū)的樣品為農(nóng)田土壤混合樣。混合樣的采集主要有四種方法
(1) 單角線法:適用于污灌農(nóng)田土壤,對角線分為5等份,以等分點為采樣分點;
(2) 雙對角線法:適用于面積較小,地勢平坦,土壤組成和受污染程度相對比較均勻的地塊,設(shè)分點5個左右;
(3)棋盤式法:適宜中等面積、地勢平坦、土壤不夠均勻的地塊,設(shè)分點10個左右,受污泥、垃圾等固體廢物污染的土壤,分點應(yīng)在20個以上;
(4) 蛇形法:適宜于面積較大、土壤不夠均勻且地勢不平坦的地塊,設(shè)分點15個左右,多用于農(nóng)業(yè)污染型土壤。
各分點混勻后用四分法取1 kg土樣裝入樣品袋,多余部分棄去。如使用土鉆,以采樣點中心畫半徑為1m的圓周,在圓周上等距采集4個樣品,在中心上采集1個樣品,將5個樣品等重量混勻為1個單獨樣品,保留1kg左右,其余用四分法棄去。
(二)采集土壤剖面
特殊要求的監(jiān)測(土壤背景、環(huán)評、污染事故等)有必要時可選擇部分采樣點為剖面采樣。剖面的規(guī)格一般為長1.5 m,寬0.8 m,深1.2 m(可以用半圓鑿鉆或澳大利亞CHPD78土壤取樣鉆機)。挖掘土壤剖面要使觀察面向陽,將表土和底土分兩側(cè)放置。一般典型的自然土壤剖面分為A層(表層,腐殖質(zhì)淋溶層)、B層(亞層,淀積層)、C層(風(fēng)化母巖層、母質(zhì)層)和底巖層。地下水位較高時,剖面挖至地下水出露時為止;山地丘陵土層較薄時,剖面挖至風(fēng)化層。對B層發(fā)育不完整(不發(fā)育)的山地土壤,只采A、C兩層。水稻土按照A耕作層、P犁底層、C母質(zhì)層(或G潛育層或W漪育層)分層采樣,對P層太薄的剖面,只采A、C兩層(或A、G層或A、W層)。干旱地區(qū)剖面發(fā)育不完善的土壤,在表層5-20 cm、心土層50 cm、底土層100 cm左右采樣。根據(jù)土壤剖面顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、松緊度、溫度、植物根系分布等劃分土層,并進行仔細觀察;將剖面形態(tài)、特征自上而下逐一記錄。隨后在各層最典型的中部自下而上逐層采樣,在各層內(nèi)分別用小土鏟切取一片土壤樣,每個采樣點的取土深度和取樣量應(yīng)一致。用于重金屬分析的樣品,應(yīng)將與金屬采樣器接觸部分的土樣棄去。土壤剖面見圖3.3。
(三)新鮮土壤樣品的采集
在測定土壤揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)時,需要采集土壤新鮮樣品,新鮮樣品必須采集單獨樣品。一般用250 ml帶有聚四氟乙烯襯墊的采樣瓶采樣,為防止樣品沾污瓶口,可將硬紙板圍成漏斗狀,將樣品裝入樣品瓶中,樣品要裝滿樣品瓶,低溫保存。
三、采樣時期
為了解土壤污染狀況,可隨時采集樣品進行測定。如需同時掌握在土壤上生長的作物受污染狀況,可依據(jù)季節(jié)或作物收獲時期采樣,一般在秋季作物收獲后或春季播種施用前采集,果園在果實采摘后的第一次施肥前采集。面積較小的土壤污染調(diào)查和突發(fā)性土壤污染事故調(diào)查可隨時直接采樣。
樣品采集按不同階段又可分為:
(1) 前期采樣:根據(jù)背景資料與現(xiàn)場考察結(jié)果,采集一定數(shù)量的樣品分析測定,用于初步驗證污染物空間分異性和判斷土壤污染程度,為制定監(jiān)測方案(選擇布點方式和確定監(jiān)測項目及樣品數(shù)量)提供依據(jù),前期采樣可與現(xiàn)場調(diào)查同時進行。
(2)正式采樣:按照監(jiān)測方案,實施現(xiàn)場采樣。
(3) 補充采樣:正式采樣測試后,發(fā)現(xiàn)布設(shè)的樣點沒有滿足總體設(shè)計需要,則要進行增設(shè)采樣點補充采樣口
四、采樣量
土壤樣品一般采樣量為1-3 kg,對混合樣品需反復(fù)按四分法棄取,最后留下所需的土樣量,裝入采樣布袋內(nèi)。
五、栗樣記錄
采樣時對樣品進行編號及填寫采樣記錄、樣品標簽。現(xiàn)場必須認真填寫栗樣記錄表,拍攝數(shù)碼相片,用GPS衛(wèi)星定位記錄樣點經(jīng)緯度。采樣記錄包括對樣品的簡單描述(如土壤質(zhì)地、干濕程度、顏色、植物根系和異物量等),采樣點周圍情況及土地利用歷史等內(nèi)容。按照方案要求編制8-12位土壤樣品號碼,現(xiàn)場填寫標簽兩張,一張放入樣品袋內(nèi),一張扎在樣品袋外。采樣結(jié)束,需逐項檢查土壤樣品和樣袋標簽、采樣記錄,如有缺項和錯誤,及時補齊更正。將現(xiàn)場采樣點的具體情況,如土壤剖面形態(tài)特征等做詳細記錄。
六、農(nóng)田和城市土壤采樣
(一)農(nóng)田土壤采樣
農(nóng)田土壤采樣首先應(yīng)確立土壤監(jiān)測單元,監(jiān)測單元劃分要根據(jù)調(diào)查目的、調(diào)查精度和調(diào)查區(qū)域環(huán)境狀況等因素確定監(jiān)測單元。同時還要參考土壤類型、農(nóng)作物種類、耕作制度、糧食生產(chǎn)基地、保護區(qū)類型、行政區(qū)劃等要素,同一單元的差別應(yīng)盡可能地縮小,部門專項調(diào)查按其專項監(jiān)測要求進行。
土壤環(huán)境監(jiān)測單元按土壤污染途徑可劃分為:
(1) 大氣污染型土壤監(jiān)測單元;
(2) 灌溉水污染監(jiān)測單元;
(3) 固體廢物堆污染型土壤監(jiān)測單元;
(4)%農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)污染型土壤監(jiān)測單元;
(5)綜合污染型土壤監(jiān)測單元(污染物來自上述兩種以上途徑)。
大氣污染型土壤監(jiān)測單元和固體廢物堆污染型土壤監(jiān)測單元以污染源為中心放射狀布點,在主導(dǎo)風(fēng)向和地表水的徑流方向適當(dāng)增加采樣點(離污染源的距離遠于其他點);灌溉水污染監(jiān)測單元采用按水流方向帶狀布點,采樣點自納污口起由密漸疏;農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)污染型土壤監(jiān)測單元采用均勻布點;綜合污染型土壤監(jiān)測單元布點采用綜合放射狀、均勻、帶狀布點法。
(二)城市土壤采樣
城區(qū)內(nèi)大部分土壤被道路和建筑物覆蓋,只有小部分土壤栽植草木,由于城市土壤其復(fù)雜性要求分兩層采樣,上層((0-30 cm)可能是回填土或受人為影響大的部分,另一層(30-60 cm)為人為影響相對較小部分。兩層分別取樣監(jiān)測。城市土壤監(jiān)測點以網(wǎng)距2 000 m的網(wǎng)格布設(shè)為主,功能區(qū)布點為輔,每個網(wǎng)格設(shè)一個采樣點。對于專項研究和調(diào)查的采樣點可適當(dāng)加密。
(三)污染事故監(jiān)測土壤采樣
污染事故不可預(yù)料,接到舉報后立即組織采樣。首先要現(xiàn)場調(diào)查和取證,記錄土壤被污染時間,根據(jù)污染物及其對土壤的影響確定監(jiān)測項日,尤其污染事故的特征行朱物足監(jiān)測的重點。如果是固體污染物拋灑污染型,等打掃后采集表層5 cm土樣,天樣點數(shù)小少于3個。如果是液體傾翻污染型,污染物向低洼處流動的同時向深度方向滲適并向兩側(cè)橫向方向擴散,每個點分層采樣,事故發(fā)生點樣品點較密,采樣深度較深,離事故發(fā)生點相對遠處樣品點較疏,采樣深度較淺。采樣點不少于5個。事故土壤監(jiān)測要設(shè)定2-3個背景對照點,各點(層)取1 kg土樣裝入樣品袋,有腐蝕性或要測定揮發(fā)性化合物,改用廣口瓶裝樣。含易分解有機物的待測定樣品,采集后置于低溫(冰箱)中,直至運送、移交到分析室。
七、土壤樣品的流轉(zhuǎn)
土壤樣品流轉(zhuǎn)包括采樣現(xiàn)場樣品檢查和多次樣品交接保存。在采樣現(xiàn)場必須將樣品逐件與樣品標簽和采樣記錄進行核對,核對后分類裝箱。樣品在運輸中嚴防樣品的損失、混淆或沾污,對光敏感的樣品應(yīng)有避光外包裝,及時送至實驗室。測定有機物的土壤樣品要低溫((4℃)暗處冷藏保存,并盡快將樣品送達實驗室。采樣者和實驗室樣品管理員雙方同時清點核實樣品,并在樣品流轉(zhuǎn)卡上簽字確認,樣品流轉(zhuǎn)卡一式四份,采樣者一份、樣品管理員存一份、分析人員一份、剩下一份隨數(shù)據(jù)存檔,樣品運轉(zhuǎn)過程中需要確保樣品標識。
八、采樣注意事項
(1) 采樣點不宜設(shè)在田邊、溝邊、路邊或肥堆邊;采樣時要首先清除表層的枯枝落葉,有植物生長的點位要首先除去植物及其根系。采樣現(xiàn)場要剔除礫石等異物。要注意及時清潔采樣工具,避免交叉污染。
(2) 每個采樣點的取土深度及采樣量應(yīng)均勻一致,土壤上層與下層的比例要相同。取樣器應(yīng)垂直于地面入土,深度相同。用取土鏟取樣應(yīng)先鏟出一個耕層斷面,再平行于斷面下鏟取土。
(3) 測定微量元素的樣品必須用不銹鋼取土器采樣。
(4) 測定重金屬的樣品,盡量用竹鏟、竹片直接采取樣品,或用鐵鏟、土鉆挖掘后,用竹片刮去與金屬采樣器接觸的部分,再用竹片采取樣品。對于污染土壤的樣品,要根據(jù)污染物的性質(zhì)采取相應(yīng)的防護措施,避免與人身體的直接接觸。
(5)采集揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機物樣品時,要防止待測物質(zhì)揮發(fā),注意樣品滿瓶不留空隙,低溫運輸和保存。