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(共30张PPT)
模块五：土壤监测
5.1土壤污染检测基础
5.1.1 土壤污染及监测
土壤基础知识
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土壤是指陆地地表具有肥力并能够生长植物的疏松表层。
土壤是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空气等固、液、气三相组成的。
土壤作为人类社会赖以生存和发展的重要资源，其最特性之一就是具有肥力。
土壤基础知识
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土壤组成
土壤固相
(占容积的50％)
空隙
(占容积的50％)
矿物质(质量占固相总质量的95%～98%)
有机质 (质量占固相总质量的2%～5%)
土壤溶液
空气
土壤基础知识
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组成土壤的基本物质，约占土壤固体部分总量的90％以上，有土壤“骨骼”之称。
直接影响土壤的理化性质，是植物营养元素的供给源。
土壤
矿物质
定义
作用
土壤基础知识
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土壤形成的基础，含量在1%～5%，集中在土壤表层；来源于动植物残体、植物根茎、有机肥料、微生物及经微生物作用形成的腐殖质等，以腐殖质为主。
具有吸收性能、缓冲性能、重金属络合性能等，对土壤的结构、性质、质量都有重大影响。
土壤
有机质
定义
作用
土壤基础知识
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各种形态水分及其所含溶质的总称，溶有土壤中可溶成分的稀溶液，对土壤中物质的转化和土壤的形成起决定性作用；主要来源于大气降水、降雪、地表径流、灌溉、地下水等。
存在于未被水分占据的土壤孔隙中，来源于大气、生物化学反应和化学反应产生的气体。
土壤水
和空气
水
空气
吸附性：对有机污染物和无机污染物有较强的吸附能力或离子交换吸附能力。
酸碱性：直接或间接地影响污染物在土壤中的迁移转化。我国土壤呈东南酸西北碱的规律，pH大多在4.5～8.5，少数强碱土pH达10.5。
氧化还原性：因土壤中含有氧化性和还原性无机物质和有机物质，使其具有氧化性和还原性。
土壤基础知识
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土壤基本性质
天然污染源：矿物风化后自然扩散、火山灰覆盖。
人为污染源：生活污水和工业废水的任意排放；污水灌溉农田；农药化肥的使用；垃圾、废渣、污泥等各种废弃物的堆放；大气污染物沉降等。
土壤污染
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土壤污染源
土壤污染物
化学污染物：重金属、农药、除草剂、硫化物等
生物类污染物：病原微生物
放射性污染物：90锶、137铯
土壤污染
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土壤污染特点
隐蔽性和潜伏性：土壤污染是污染物在土壤中长期积累过程；要通过长期摄食由污染土壤生产的植物产品的人体和动物的健康状况才能反映出来。
不可逆性和长期性：污染物进入土壤环境后，便与复杂的土壤组成物质发生一系列迁移转化作用。
土壤污染危害
导致作物减产、食品质量下降、水环境质量退化、大气环境质量退化。
土壤监测
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确定监测目的
土壤质量现状监测：监测土壤质量标准要求测定的项目，判断土壤是否被污染及污染水平，并预测其发展变化趋势。
土壤污染事故监测：调查分析引起土壤污染的主要污染物，确定污染的来源、范围和程度，为行政主管部门采取对策提供科学依据。
污染物土地处理的动态监测：在进行污水、污泥土地利用、固体废弃物的土地处理过程中，对残留的污染物进行定点长期动态监测，既能充分利用土地的净化能力，又可防止土壤污染。
土壤背景值调查：通过分析测定土壤中某些元素的含量，确定这些元素的背景值水平和变化。
土壤监测
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调研收集资料
自然环境资料：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。
社会环境资料：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。
土壤监测
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确定监测项目
5.1.2 土壤样品的采集与加工处理
采样点的设置
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采样点的设置
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布点方法 适用范围 布点示意图
对角线布点法 适用于面积小、地势平坦的污水灌溉或受污染的水灌溉的田块
梅花形布点法 适用于面积较小、地势平坦、土壤较均匀的地块
棋盘式布点法 适用于中等面积、地势平坦、地形完整开阔但土壤不均匀的田块
采样点的设置
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布点方法 适用范围 布点示意图
蛇形布点法 适用于面积较大、地势不太平坦、土壤不够均匀的田块
放射状布点法 适用于大气污染型土壤
网格布点法 适用于地形平缓的地块。农业污染型土壤、土壤背景值调查常用该法
土壤样品的采集
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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
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样品类型
混合样品：了解土壤污染状况时采集混合样品，即将一个采样单元内各采样分点采集的土样混合均匀制成。
剖面样品：了解土壤污染深度时采集剖面样品，即按土壤剖面层次分层采样。
采样深度
土壤样品的采集
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土壤样品的采集
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土壤剖面：指地面向下的垂直土体的切面，其采样次序是由下而上逐层采集，然后集中混合均匀。
土壤剖面土层示意图
土壤剖面挖掘示意图
土壤样品的采集
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采样时间频率
一般土壤在农作物收获期采样测定，必测项目一年测定一次，其他项目3～5年测定一次。
采样方法
采样筒取样：适合表层土样的采集
土钻取样：用土钻钻至所需深度后，将其提出，用挖土勺挖出土样。
挖坑取样：适用于采集分层的土样
土壤样品的采集
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采样量
视分析测定项目定，一般1-2kg。对多点均量混合的样品可反复按四分法弃取，最后留下所需的土量，装入塑料袋或布袋中。
采样注意事项
采样点不设在田边、沟边、路边或肥堆边；
填写两份土壤样品标签、采样记录、样品登记表；1份放入样品袋内，1份扎在样品袋口。
测定重金属的样品，尽量用竹铲、竹片直接采集样品；若用金属采样器采样，应将接触部分弃去。
土壤样品的加工处理
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土样加工处理的目的：制成满足分析要求的土壤样品。因风干土样较易混合均匀，重复性、准确性都比较好，故测定多数稳定项目用风干土样，仅测定游离挥发酚、NH3-N、Fe2+等不稳定的项目用新鲜土样。
土样加工处理的程序是：风干→磨碎→过筛→分装
土壤样品的加工处理
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土样风干处应防止酸、碱等气体及灰尘的污染。
土样风干
土样风干过程
土壤样品的加工处理
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进行物理分析时，取风干样品100～200g，放在木板上用圆木棍辗碎，并用四分法取压碎样，经反复处理使土样全部通过2mm孔径的筛子，将土样混匀储于广口瓶内，作为土壤颗粒分析及物理性质测定。
土样磨碎
盘式研磨筛分器
土壤样品的加工处理
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作化学分析时，常根据所测组分及称样量决定样品细度。分析有机质、全氮项目，应取已过2mm筛的土，用玛瑙或有机玻璃研钵继续研细，使其全部通过60号筛(0.25mm)。用原子吸收光度法测Cd、Cu、Ni等重金属时，土样必须全部通过100号筛(尼龙筛0.15mm)。研磨过筛后的样品混匀、装瓶、贴标签、编号、储存。
土样过筛
分样筛
土壤样品的加工处理
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土样分装
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。
土样保存
一般土壤样品需保存半年至一年。
储存样品应尽量避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。
风干土样贮存于洁净的玻璃或聚乙烯容器之内，在常温、阴凉、干燥、避阳光、密封(石膜涂封)条件下保存。
新鲜土壤样品，放在玻璃瓶中，置于低于4℃的冰箱内存放，保存半个月。
土壤样品的加工处理
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土样制备程序

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