土壤樣品的采集需要的步驟和注意事項
來源/作者:中國標準物質網  日期:2015-07-30

一、采樣準備

1.組織準備

編寫詳細的工作方案,由具有野外調查經驗且掌握土壤采樣技術規程的專業技術人員、后勤保障人員、質控人員等組成采樣組,明確責任分工,責任到人,采樣前需組織培訓學習有關技術文件,了解監測技術規范。

2.資料收集

收集包括監測區域的交通圖、土壤圖、地質圖、大比例尺地形圖、土地利用圖、植被分布圖、本區域名勝古跡、重點環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。收集包括監測區域土類、成土母質等土壤信息資料。收集工程建設或生產過程對土壤造成影響的環境研究資料,造成土壤污染事故的主要污染物的毒性、穩定性以及如何消除等資料,土壤歷史資料和相應的法律(法規),監測區域工農業生產及排污、污灌、化肥農藥施用情況資料,監測區域氣候資料(溫度、降水量和蒸發量)、水文資料以及監測區域遙感與土壤利用及其演變過程方面的資料等。

3.布點設計及現場勘查

在現場勘查之前,根據調查目的進行初步設計,確定調查區域內理論監測點位集,并且編制方案。然后,通過必要的現場勘查最終對理論布點進行檢驗和優化,形成調查區域內實際進行監測的點位集,并修訂方案。現場勘查主要包括對以地圖初步布設的監測點利用GPS進行校正、進行土樣采集可行性勘查、對布點進行優化和調整。

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(表3.1)、點位編號標志、土壤比色卡、剖面標尺、采樣現場記錄表(表3.2)、鉛筆、資料夾等。

(4) 現場采樣定性試劑等。

(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。

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。農田種植一般農作物采0-20 cm,種植果林類農作物采0-60 cm。為了保證樣品的代表性,減低監測費用,可以采取采集混合樣的方案。每個土壤單元設3-7個采樣區,單個采樣區可以是自然分割的一個田塊,也可以由多個田塊所構成,其范圍以200 m×200 m為宜。每個采樣區的樣品為農田土壤混合樣。混合樣的采集主要有四種方法(圖3.2):

(1) 單角線法:適用于污灌農田土壤,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,設分點10個左右,受污泥、垃圾等固體廢物污染的土壤,分點應在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,設分點15個左右,多用于農業污染型土壤。

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

特殊要求的監測(土壤背景、環評、污染事故等)有必要時可選擇部分采樣點為剖面采樣。剖面的規格一般為長1.5 m,寬0.8 m,深1.2 m。挖掘土壤剖面要使觀察面向陽,將表土和底土分兩側放置。一般典型的自然土壤剖面分為A層(表層,腐殖質淋溶層)、B層(亞層,淀積層)、C層(風化母巖層、母質層)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,剖面挖至風化層。對B層發育不完整(不發育)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)。干旱地區剖面發育不完善的土壤,在表層5-20 cm、心土層50 cm、底土層100 cm左右采樣。根據土壤剖面顏色、結構、質地、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、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一致。用于重金屬分析的樣品,應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

在測定土壤揮發性、半揮發性物質時,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,可依據季節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查和突發性土壤污染事故調查可隨時直接采樣。

樣品采集按不同階段又可分為:

(1) 前期采樣:根據背景資料與現場考察結果,采集一定數量的樣品分析測定,用于初步驗證污染物空間分異性和判斷土壤污染程度,為制定監測方案(選擇布點方式和確定監測項目及樣品數量)提供依據,前期采樣可與現場調查同時進行。

(2)正式采樣:按照監測方案,實施現場采樣。

(3) 補充采樣:正式采樣測試后,發現布設的樣點沒有滿足總體設計需要,則要進行增設采樣點補充采樣口

四、采樣量

土壤樣品一般采樣量為1-3 kg,對混合樣品需反復按四分法棄取,最后留下所需的土樣量,裝入采樣布袋內。

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。現場必須認真填寫栗樣記錄表,拍攝數碼相片,用GPS衛星定位記錄樣點經緯度。采樣記錄包括對樣品的簡單描述(如土壤質地、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容。按照方案要求編制8-12位土壤樣品號碼,現場填寫標簽兩張,一張放入樣品袋內,一張扎在樣品袋外。采樣結束,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。將現場采樣點的具體情況,如土壤剖面形態特征等做詳細記錄。

六、農田和城市土壤采樣

(一)農田土壤采樣

農田土壤采樣首先應確立土壤監測單元,監測單元劃分要根據調查目的、調查精度和調查區域環境狀況等因素確定監測單元。同時還要參考土壤類型、農作物種類、耕作制度、糧食生產基地、保護區類型、行政區劃等要素,同一單元的差別應盡可能地縮小,部門專項調查按其專項監測要求進行。

土壤環境監測單元按土壤污染途徑可劃分為:

(1) 大氣污染型土壤監測單元;

(2) 灌溉水污染監測單元;

(3) 固體廢物堆污染型土壤監測單元;

(4)%農用化學物質污染型土壤監測單元;

(5)綜合污染型土壤監測單元(污染物來自上述兩種以上途徑)。

大氣污染型土壤監測單元和固體廢物堆污染型土壤監測單元以污染源為中心放射狀布點,在主導風向和地表水的徑流方向適當增加采樣點(離污染源的距離遠于其他點);灌溉水污染監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;農用化學物質污染型土壤監測單元采用均勻布點;綜合污染型土壤監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

城區內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。兩層分別取樣監測。城市土壤監測點以網距2 000 m的網格布設為主,功能區布點為輔,每個網格設一個采樣點。對于專項研究和調查的采樣點可適當加密。

(三)污染事故監測土壤采樣

污染事故不可預料,接到舉報后立即組織采樣。首先要現場調查和取證,記錄土壤被污染時間,根據污染物及其對土壤的影響確定監測項日,尤其污染事故的特征行朱物足監測的重點。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橫向方向擴散,每個點分層采樣,事故發生點樣品點較密,采樣深度較深,離事故發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。事故土壤監測要設定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

土壤樣品流轉包括采樣現場樣品檢查和多次樣品交接保存。在采樣現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,并在樣品流轉卡上簽字確認,樣品流轉卡一式四份,采樣者一份、樣品管理員存一份、分析人員一份、剩下一份隨數據存檔,樣品運轉過程中需要確保樣品標識的唯一性。

八、采樣注意事項

(1) 采樣點不宜設在田邊、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均勻一致,土壤上層與下層的比例要相同。取樣器應垂直于地面入土,深度相同。用取土鏟取樣應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,要根據污染物的性質采取相應的防護措施,避免與人身體的直接接觸。

(5)采集揮發性、半揮發性有機物樣品時,要防止待測物質揮發,注意樣品滿瓶不留空隙,低溫運輸和保存。

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