农田土壤环境质量监测核心技术综合规范.doc

农田土壤环境质量监测技术规范
范围

    本标准要求了农田土壤环境监测布点采样、分析方法、质控方法、数理统计、结果表示和资料整编等技术内容。
    本标准适适用于农田土壤环境监测。
    2  引用标准
    下列标准所包含条文，经过在本标准中引用而组成为本标准条文。本标准出版时，所表示版本均为有效。全部标准全部会被修订，使用本标准各方应探讨使用下列标准最新版本可能性。
    GB 8170—1987  数值修约规则
    GB／T 14550—1993  土壤质量  六六六和滴滴涕测定  气相色谱法
    GB 15618—1995  土壤环境质量标准
    GB／T17134,—1997  土壤质量  总砷测定  二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法
    GB／T 17135—1997  土壤质量  总砷测定  硼氢化钾—硝酸银分光光度法
    GB／T 17136—1997  土壤质量  总汞测定  冷原子吸收分光光度法
    GB／T 17137—1997  土壤质量  总铬测定  火焰原子吸收分光光度法
    GB／T 17138—1997  土壤质量  铜、锌测定  火焰原子吸收分光光度法
    GB／T 17139—1997  土壤质量  镍测定  火焰原子吸收分光光度法
    GB／T 17140—1997  土壤质量  铅、镉测定  KI—MIBK萃取火焰原子吸收分光光度法
    GB／T 17141—1997  土壤质量  铅、镉测定  石墨炉原子吸收分光光度法
    NY／T 52—1987  土壤水分测定法(原GB 7172—1987)
    NY／T 53—1987  土壤全氮测定法(半微量开氏法) (原GB 7173—1987)
    NY／T 85—1988  土壤有机质测定法(原GB 9834—1988)
    NY／T 88—1988  土壤全磷测定法(原GB 9837—1988)
    NY／T 148—1990  土壤有效硼测定方法(原GB 12298—1990)
    NY／T 149,一1990  石灰性土壤有效磷测定方法(原GB 12297一1990)
    3  定义
    本标准采取下列定义。
    3．1  农田土壤
    用于种植多种粮食作物、蔬菜、水果、纤维和糖料作物、油料作物及农区森林、花卉、药材、草料等作物农业用地土壤。
    3．2  区域土壤背景点
    在调查区域内或周围，相对未受污染，而母质、土壤类型及农作历史和调查区域土壤相同±壤样点。
    3，3  农田土壤监测点
    人类活动产生污染物进入土壤并累积到一定程度引发或怀疑引发土壤环境质量恶化±壤样点。
    3．4  农田土壤剖面样品
    按土壤发生学关键特征，担整个剖面划分成不一样层次，在各层中部位多点取样，等量混均后A、B、C层或A、C等层土壤样品。
    3．5  农田土壤混合样
    在耕作层采样点周围采集若干点耕层土壤、经均匀混合后土壤样品，组成混合样分点数要在5～20个。
    4  农田土壤环境质量监测采样技术
    4．1  采样前现场调查和资料搜集
    4．1．1  区域自然环境特征：水文、气象、地形地貌、植被、自然灾难等。
    4．1．2  农业生产土地利用情况：农作物种类、布局、面积、产量、耕作制度等。
    4．1．3  区域土壤地力情况：成土母质、土壤类型、层次特点、质地、pH、Eh、代换量、盐基饱和度、±壤肥力等。
    4．1．4  土壤环境污染情况：工业污染源种类及分布、污染物种类及排放路径和排放量、农灌水污染情况、大气污染情况、农业固体废弃物投入、农业化学物质投入情况、自然污染源情况等。
    4．1．5  土壤生态环境情况：水土流失现实状况、土壤侵蚀类型、分布面积、侵蚀模数、沼泽化、潜育化、盐渍化、酸化等。
    4．1．6  土壤环境背景资料：区域土壤元素背景值、农业土壤元素背景值。
    4．1．7  其它相关资料和图件：土地利用总体计划、农业资源调查计划、行政区划图、土壤类型图、土壤环境质量图等。
    4．2  监测单元划分
    农田土壤监测单元按土壤接纳污染物路径划分为基础单元，结合参考土壤举型、农作物种类、耕作制度、商品生产基地、保护区类别、行政区划等要素，由当地农业环境监测部门依据实际情况进行划定。同一单元差异应尽可能缩小。
    4．2．1 大气污染型土壤监测单元
    土壤中污染物关键起源于大气污染沉降物。
    4．2．2  浇灌水污染型土壤监测单元
    土壤中污染物关键起源于农灌用水。
    4．2．3  固体废弃堆污染型土壤监测单元
    土壤中污染物关键起源于集中堆放固体废弃物。
    4．2．4  农用固体废弃物污染型土壤监测单元
    土壤中污染物关键起源于农用固体废弃物。
    4．2．5  农用化学物质污染型土壤监测单元
    土壤中污染物关键起源于农药、化肥、生长素等农用化学物质。
    4．2．6  综合污染型土壤监测单元
    土壤中污染物关键起源于上述两种或两种以上路径。
    4．3  监测点布设
    4．3．1  布点数量
    土壤监测布点数量要依据调查目标、调查精度和调查区域环境情况等原因确定。通常要求每个监测单元最少应设3个点。
    土壤污染纠纷法律仲裁调查样点数量要大，可采取1～5个样点／hm2；绿色食品产地环境质量监测按“绿色食品产地环境质量现实状况评价纲要”要求实施；通常土壤质量调查在确保土壤样品代表性前提下，可依据实际情况自定。
    4．3．2  布点标准和方法
    4．3．2．1  区域土壤背景点布点标准和方法
    a)区域土壤背景点布点是指在调查区域内或周围，相对未受污染，而母质、土壤类型及农作历史和周查区域土壤相同土壤样点。
    b)代表性强、分布面积大多个关键土壤类型分别布设同类土壤背景点。
    c)采取随机布点法，每种土壤类型不得低于3个背景点。
    4．3．2．2  农田土壤监测点布点标准和方法
    农田土壤监测点是指人类活动产生污染物进入土壤并累积到一定程度引发或怀疑引发土壤环境质量恶化土壤样点。
    布点标准应坚持哪里有污染就在哪里布点，把监测点布设在怀疑或已证实有污染地方，依据技术力量和财力条件，优先布设在那些污染严重、影响农业生产活动地方。
    4．3．2．2．1  大气污染型土壤监测点
    以大气污染源为中心，采取放射状布点法。布点密度由中心起由密渐稀，在同一密度圈内均匀布点。另外，在大气污染源主导风下风方向应合适增加监测距离和布点数量。
    4．3．2．2．2  浇灌水污染型土壤监测点
    在纳污浇灌水体两侧，按水流方向采取带状布点法。布点密度自浇灌水体纳污口起由密渐稀，各引灌段相对均匀。
    4．3．2．2．3  固体废物堆污染型土壤监测点
    地表固体废物堆可结合地表径流和当地常年主导风向，采取放射布点法和带状布点法；地下填埋废物堆依据填埋位置可采取多个形式布点法。
    4．3．2．2．4  农用固体废弃物污染型土壤监测点
    在施用种类、施用量、施用时间等基础一致情况下采取均匀布点法。
    4．3．2．2．5  农用化学物质污染型土壤监测点
    采取均匀布点法。
    4．3．2．2．6，综合污染型土壤监测点
     以关键污染物排放路径为主，综合采取放射布点法、带状布点法及均匀布点法。
    4．4  样品采集
    4．4．1  采样准备
    4．4．1．1 采样物质准备：包含采样工具、器材、文具及安全防护用具等。
    a)工具类：铁铲、铁镐、土铲、土钻、土刀、木片及竹片等。
    b)器材类：罗盘、高度计、卷尺、标尺、容重圈、铝盒、样品袋、标本盒、摄影机、胶卷和其它特殊仪器和化学试剂。
    c)文具类：样品标签、统计表格、文具夹、铅笔等小型用具。
    d)安全防护用具：工作服、雨衣、防滑登山鞋、安全帽、常见药品等。对长距离大规模采样尚需车辆等运输工具。
    4．4．1．2  组织准备
     组织含有一定野外调查经验、熟悉土壤采样技术规程、工作负责专业人员组成采样组。采样前组织学习相关业务技术工作方案。
    4．4．1．3  技术准备
    a)样点位置(或工作图)图。
    b)样点分布一览表，内容包含编号、位置、土类、母质母岩等。
    c)多种图件：交通图、地质图、土壤图、大百分比地形图(标有居民点、村庄等标识)。
    d)采样统计表，土壤标签等。
    4．4．1．4  现场踏勘，野外定点，确定采样地块。    ’
    a)样点位置图上确定样点受现场情况干扰时，要作合适修正。
    b)采样点应距离铁路或关键公路300m 以上。
    c)不能在住宅、路旁、沟渠、粪堆、废物堆及坟堆周围设采样点。
    d)不能在坡地、洼地等含有隶属景观特征地方设采样点。
    e)采样点应设在土壤自然状态良好，地面平坦，多种原因全部相对稳定并含有代表性面积在1—2公顷左右地块。
    f)采样点一经选定，应作标识，并建立样点档案供长久监控用。
    4．4．2  采集阶段
    4．4．2．1  土壤污染监测、土壤污染事故调查及土壤污染纠纷法律仲裁土壤采样通常要按以下三个阶段进行。
    a)前期采样：对于潜在污染和存在污染土壤，可依据背景资料和现场考察结果，在正式采样前采集一定数量样品进行分析测试，用于初步验证污染物扩散方法和判定土壤污染程度，并为选择布点方法和确定测试项目等提供依据。前期采样可和现场调查同时进行。
    b)正式采样：在正式采样前应首先制订采样计划，采样计划应包含布点方法、样品类型、样点数量、  采样工具、质量确保方法、样品保留及测试项目等内容。
    根据采样计划实施现场采样。
    c)补充采样：正式采样测试后，发觉布设样点未满足调查需要，则要进行补充采样。比如在污  染物高浓度区域合适增加点位。
    4．4．2．2  土壤环境质量现实状况调查、面积较小土壤污染调查和时间紧急污染事故调查可采取一次采样方法。
    4．4．3  样品采集
    4．4．3．1  农田土壤剖面样品采集
    a)土壤剖面点位不得选在土类和母质交错分布边缘地带或土壤剖面受破坏地方。
    b)土壤剖面规格为宽1 m，深l～2m，视土壤情况而定，久耕地取样至l m，新垦地取样至2m，果林地取样至l.5～2m；盐碱地地下水位较高，取样至地下水位层；山地土层薄，取样至母岩风化层。
    c)用剖面刀将观察面修整好，自上至下削去5cm厚、10cm宽呈新鲜剖面。正确划分土层，分层按梅花法，自下而上逐层采集中部位置土壤。分层土壤混合均匀各取l kg样，分层装袋记卡。
    d)采样注意事项：挖掘土壤剖面要使观察面向阳，表土和底土分放土坑两侧，取样后按原层回填。
    4．4．3．2  农田土壤混合样品采集
    4．4．3．2．1  每个土壤单元最少有3个采样点组成，每个采样点样品为农田土壤混合样。
    4．4．3．2．2  混合样采集方法
    a)对角线法：适适用于污水浇灌农田土壤，由田块进水口向出水口引一对角线，最少分五等分，以等分点为采样分点。土壤差异性大，可再等分，增加分点数。
    b)梅花点法：适于面积较小，地势平坦，土壤物质和受污染程度均匀地块，设分点5个左右。
    c)棋盘式法：适宜中等面积、地势平坦、土壤不够均匀地块，设分点10个左右；但受污泥、垃圾等固体废弃物污染土壤，分点应在20个以上。
    d)蛇形法：适宜面积较大、土壤不够均匀且地势不平坦地块，设分点15个左右，多用于农业污染型土壤。
    4．4．4  采样深度及采样量
    种植通常农作物每个分点处采0～20cm耕作层土壤，种植果林类农作物每个分点处采0～60cm耕作层土壤；了解污染物在土壤中垂直分布时，按土壤发生层次采土壤剖面样。各分点混匀后取I kg，多出部分用四分法弃去。
    4．4．5  采样时间及频率
    4．4．5．1  通常土壤样品在农作物收获后和农作物同时采集。必测污染项目十二个月一次，其它项目3～5年—次。
    4．4．5．2  污染事故监测时，应在收到事故汇报后立即采样。
    4．4．5．3  科研性监测时，可在不一样生育期采样或视研究目标而定。
    4．4．6  采样现场统计
    4．4．6．1  采样同时，专员填写土壤标签、采样统计、样品记录表，并汇总存档。土壤标签见图1。
    土壤样品标签
    样品标号                        业务代号                    
    样品名称                                                    
    土壤类型                                                     
    监测项目                                                     
    采样地点                                                      
    采样深度                                                      
    采样人                           采样时间                     
    图1  土壤样品标签
    4．4．6．2  填写人员依据显著地物点距离和方位，将采样点标识在野外实际使用地形图上，并和统计卡和标签编号统一。
    4．4．7  采样注意事项
    4．4．7．1  测定重金属样品，尽可能用竹铲、竹片直接采取样品，或用铁铲、土钻挖掘后，用竹片刮去和金属采样器接触部分，再用竹片采取样品。
    4．4．7．2  所采土样装入塑料袋内，外套布袋。填写土壤标签一式2份，l份放人袋内，1份扎在袋口。
    4．4．7．3  采样结束应在现场逐项逐一检验，如采样统计表、样品记录表、样袋标签、土壤样品、采样点位图标识等有缺项、漏项和错误处，应立即补齐和修正后方可撤离现场。
    4．5  样品编号
    4，5．1  农田土壤样品编号是由类别代号、次序号组成。
    4．5．1．1  类别代号：用环境要素关键字汉字拼音大写字母表示，即“T”表示土壤。
    4．5．1．2  次序号：用阿拉伯数字表示不一样地点采集样品，样品编号从T001号开始，一个次序号为一个采集点样品。
    4．5．2  对照点和背景点样，在编号后加CK”。
    4．5．3  样品登记编号、样品运转编号均和采集样品编号一致，以防混淆。
    4．6  样品运输
    4．6．1  样品装运前必需逐件和样品记录表、样品标签和采样统计进行查对，查对无误后分类装箱。
    4．6．2  样品在运输中严防样品损失、混淆或沾污，并派专员押运，按时送至试验室。接收者和送样者双方在样品记录表上签字，样品统计由双方各存一份备查。
    4．7  样品制备
    4．7．1 制样工作场地：应设风干室、磨样室。房间向阳(严防阳光直射土样)，通风、整齐、无扬尘、无易挥发化学物质。
    4．7．2  制样工具和容器
    4．7．2．1  晾干用白色搪瓷盘及木盘。
    4，7．2．2  磨样用玛瑙研磨机、玛瑙研钵、白色瓷研钵、木滚、木棒、木棰、有机玻璃棒、有机玻璃板、硬质木板、无色聚乙烯薄膜等。
    4．7．2．3  过筛用尼龙筛，规格为20～100目。
    4．7．2．4  分装用具塞磨口玻璃瓶、具塞无色聚乙烯塑料瓶，无色聚乙烯塑料袋或特制牛皮纸袋，规格视量而定。
    4．7．3  制样程序
    4．7．3．1  土样接交：采样组填写送样单一式三份，交样品管理人员、加工人员各一份，采样组自存一份。三方人员查对无误签字后开始磨样。
    4．7．3．2  湿样晾干：在晾干室将湿样放置晾样盘，摊成2cm厚薄层，并间断地压碎、翻拌、拣出碎石、砂砾及植物残体等杂质。
    4．7．3．3  样品粗磨：在磨样室将风干样倒在有机玻璃板上，用棰、滚、棒再次压碎，拣出杂质并用四分法分取压碎样，全部过20目尼龙筛。过筛后样品全部置于无色聚乙烯薄膜上，充足混合直至均匀。经粗磨后样品用四分法分成两份，一份交样品库存放，另一份作样品细磨用。粗磨样可直接用于土壤pH、土壤代换量、土壤速测养分含量、元素有效性含量分析。
    4．7．3．4  样品细磨：用于细磨样品用四分法进行第二次缩分成两份，一份留备用，一份研磨至全部过60目或100目尼龙筛，过60目(孔径0．25mm)土样，用于农药或土壤有机质、土壤全氮量等分析；过100目(孔径0．149mm)土样，用于土壤元素全量分析。
    4．7．3．5  样品分装：经研磨混均后样品，分装于样品袋或样品瓶。填写土壤标签一式两份(土壤标签格式见图1)，瓶内或袋内放l份，外贴l份。
    4．7，4  制样注意事项
    4．7．4．1  制样中，采样时土壤标签和土壤样一直放在一起，严禁混错。
    4．7．4．2  每个样品经风干、磨碎、分装后送到试验室整个过程中，使用工具和盛样容器编码一直一致。
    4．7．4．3  制样所用工具每处理一份样品后擦洗一次，严防交叉污染。
    4．7．4．4  分析挥发性、半挥发有机污染物(酚、氰等)或可萃取有机物无需制样，新鲜样测定。
    4．8  样品保留
    4．8．1  风干土样按不一样编号、不一样粒径分类；存放于样品库，保留六个月至1年。或分析任务全部结束，检验无误后，如无需保留可弃去。
    4．8．2  新鲜土样用于挥发性、半挥发有机污染物(酚、氰等)或可萃取有机物分析，新鲜土样选择玻璃瓶置于冰箱，小于4℃，保留半个月。
    4．8．3  土壤样品库常常保持干燥、通风，无阳光直射、无污染；要定时检验样品，预防霉变、鼠害及土壤标签脱落等。
    5  农田土壤环境质量监测项目及分析方法
    5．1  监测项目确定标准
    5．1．1  要求必测项目：GB 15618中所要求控制污染物。
    5．1．2  选择必测项目：GB 15618中未要求控制污染物，但依据当地环境污染情况(如农区大气、农灌水等)，确定在土壤中积累较多，对农业生产危害较大，影响范围广、毒性较强污染物，亦属必测项目。具体项目由各地自己确定。
    5．1．3  选择项目：由各地自己选择测定。选择项目通常包含以下几类：
    a)新纳入在土壤中积累较少污染物；
    b)因为环境污染造成土壤性状发生改变土壤性状指标；
    c)农业生态环境指标。
    5．2  分析方法选择标准
    5．2．1  第一方法：标准方法(即仲裁方法)，为土壤环境质量标准中选配分析方法。
    5．2．2  第二方法：由权威部门要求或推荐方法。
    5．2．3  第三方法：依据各站实情，自选等效方法。但应作比对试验，其检出限、正确度、精密度不低于对应通用方法要求水平或待测物正确定量要求。
    5．3  监测项目和分析方法
    农田土壤监测项目和分析方法见表l、2。
    表1农田土壤监测项目（必测元素）及分析方法一览表
    监测项目    监测仪器              监测方法                         方法起源
镉     原子吸收光谱仪       石墨炉原子吸收分光光度法           GB／T 1714l
   原子吸收光谱仪      KI-MIBK萃取原子吸收分光光度法     GB／T 17140
总汞   原子荧光光度计       冷原子荧光法                     《土壤元素近代分析方法》
    测汞仪            冷原子吸收法                        GB／T 17136
总砷    分光光度计         二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法     GB／T 17134
    分光光度计           硼氢化钾硝酸银光度法               GB／T 17135
  原子荧光光度计       氢化物—非色散原子荧光法          《土壤元素近代分析方法》
铜    原子吸收光谱仪       火焰原子吸收分光光度法              GB／T 17138
铅    原子吸收光谱仪       石墨炉原子吸收分光光度法            GB／T 17141
            原子吸收光谱仪     KI—MIBK萃取原子吸收分光光度法      GB／T 17140
     总铬   原子吸收光谱仪        火焰原子吸收分光光度法             GB／T 17137
  分光光度计          二苯碳酰二肼光度法               《土壤元素近代分析方法》
锌    原子吸收光谱仪        火焰原子吸收分光光度法             GB／T 17138
镍    原子吸收光谱仪        火焰原子吸收分光光度法             GB／T 17139
六六六    气相色谱仪              气相色谱法                     GB／T 14550
滴滴涕    气相色谱仪              气相色谱法                     GB／T 14550
pH          离子计                玻璃电极法                    《土壤元素近代分析方法》
表1农田土壤监测项目（选测元素）及分析方法一览表
监测项目    监测仪器              监测方法                         方法起源
铁       原子吸收光谱仪       火焰原子吸收分光光度法          《土壤元素近代分析方法》
锰       原子吸收光谱仪       火焰原子吸收分光光度法          《土壤元素近代分析方法》
总钾     原子吸收光谱仪       火焰原子吸收分光光度法          《土壤元素近代分析方法》
有机质     微量滴定管              重铬酸钾容量滴定                   NY/T 85
总氮     半微量定氮仪               半微量法                        NY/T 53
有效磷      分光光度计               钼锑抗光度法                     NY/T 149
总磷      分光光度计               钼锑抗光度法                     NY/T 88
水份      分析天平                    重量法                        NY/T 52
总硒     原子荧光光度计           原子荧光法                 《土壤元素近代分析方法》
有效硼      分光光度计              姜黄素光度法                      NY/T 148
  总硼      分光光度计              亚甲蓝光度法                《土壤元素近代分析方法》
  总钼      分光光度计              硫氰化钾光度法                   农业部门选择
  氟          离子计                离子选择电离法              《土壤元素近代分析方法》
氯化物                              硝酸银滴定法                    《土壤理化分析》
矿物油       油份浓度分析仪         5A分子筛吸附法                   农业部门选择
苯并（a）芘      分光光度计               萃取层次法                    农业部门选择
全盐量         分析天平                  重量法                      《土壤理化分析》