农用地土壤环境监测现场采样、制备及注意事项分析

2021-11-28周渊海章程

科技与创新 2021年6期

周渊海，章程

周渊海，章程

（苏州市张家港环境监测站，江苏苏州 215600）

土壤环境对于人类健康、农业生产、土壤资源安全性十分重要，当前中国农业种植阶段不断开发土壤资源，使其受到不同程度的污染。通过概述农用地土壤监测内容和原则，围绕现场采样、制备阶段、注意事项3方面探究土壤环境监测要点，明确土壤污染预防工作内容，便于提出科学的防治手段，优化土壤环境。

农用地；土壤环境监测；现场采样；注意事项

新时期城市污水、化肥农药等排入土壤导致污染物数量大于土壤净化速度和承受容量，使其自然动态平衡受到不良影响，威胁土壤质量、产生污染。同时，土壤污染相较于水体污染更加复杂、持久。借助土壤环境监测可以了解土壤污染程度，详细分析内部污染物主要浓度，为后续污染防治工作提供技术和理论支持。

1 农用地土壤监测概述

1.1 农用地土壤监测内容

中国土壤监测领域发展时间较短，当前环境监测总站借助《中国环境监测技术路线研究》强调农田土壤环境监测技术路线[1]。相关标准包含《土壤环境监测技术规范》等。同时，在《国家环境监测“十二五”规划》中强调，监测土壤环境特征污染物、质量标准项目，使污染场地、危险废物、固体废物指标满足要求。将重度污染区域、基本农田、工业园区等作为风险区域，设置土壤环境质量监测关键点位。具体工作内容如下：管理人员需制订年度采样计划，当采样员在监测点位准备就绪后，观察其是否满足土壤采样标准，在特定范围内选择采样点。注意位移距离不应大于50 m，且在住宅、低洼积水区域、坡地、沟渠、道路等位置不可设置采样点。

1.2 农用地土壤监测原则

由于监测项目不同，所采集的土壤样本治理方式、采样模式存在差异性，需要结合实际情况依据《土壤环境监测技术规范》选择治理方式。建议在采集样本时围绕多项原则，如随机、等量、多点综合等原则。其中，等量原则是指采样点土壤深度应一致，所采集的样本量相同；随机原则是选择任意土壤样本，最大程度地规避主观原因；多点混合原则是将样本完成整合，提高其样本的代表性。因此需要在监测工作前期开展准备工作，如调查区域行政区划图、土地使用状况、比例尺地形图，明确土壤数据信息、土壤类型，科学设计样本规划，绘制样本分布图，借助GPS、采样工具、采样袋、标签等完成监测。

2 农用地土壤监测现场采样及制备过程要点

2.1 现场采样过程

2.1.1 采样方式分析

采样方式主要包括：①蛇形法。该模式在农用地土壤采样阶段应用十分频繁，适合在大面积田地内开展工作。重点选择土壤分布不均匀、地势起伏的田块，将其划分为15个采集单位进行土壤采样。②对角线法。该方式适用于污水浇灌农田，针对其中进水口、出水口挖掘对角线，将线段划分为5段，并将线段中央作为土壤采集样本。③梅花点方式。其在取样阶段使用方式较多，一般地势偏平、面积较小的区域可以采用该方法。在使用梅花点取样时，应注意区域受污染程度需基本相同，依据梅花5个花瓣设置分点。

2.1.2 表层土壤采样

在收集表层土壤样本时，可以借助理化性质、无机物测试等方式收集，依托双对角线形式完成混合采样，具体内容如下：①利用铁铲划分深度是20 cm的土方，去除表面土壤，将其装入容量为250 mL的密封棕色样品瓶。针对不同类型的农用地，其深度具有差异性。例如，一般种植作物深度是0～20 cm，果林农作物深度是0～60 cm，一个土样单元中包含3～7个采样点。注意在挖掘阶段不可倾斜，需确保土壤采样量相同。如果想避免土壤样品粘到瓶口，可以利用硬纸板制作漏斗，再将样品装入瓶中并装满。在收集样品后建议放进冷藏箱，低于4 ℃避光保存。②混合样本。将采样点作为中心设置采样区域，面积为20 m×20 m，利用双对角线方式完成5点采样，样本量相同，总采样量大于等于1 500 g。借助四分法收集对角线区域土样，若采样量较少，可以再将剩余土壤完成分割取样。若土壤内含水量高且草根、砂石杂质较多，建议提高采样量。

2.1.3 深层土壤采样

对于深层土壤，建议使用专业土钻等收集采样工具实现单一采样，注意收集阶段应避免上层土壤掉落与样品混合。在采集样品时建议从规定起始深度向下挖掘10～50 cm深的土柱。同时，若遇到基岩风化层则不予采集，若土层深度、厚度无法满足采样需求则建议完成多点位采样，确保总样品量大于等于1 000 g。此外，注意采集深层土壤时应防止在施加农药、肥料土块开展工作，且北方冻土时期不可采样。当完成点位采样后应立即清理设备，防止工具交叉污染。建议采样人员至现场收集采样信息，如经纬度、样品信息、现场照片等。

2.2 样品制备过程分析

在制备样品时需设置专门的制样室、风干室，注意风干室应保持整洁、通风、无挥发化学物质，防止阳光直射。同时，制样室需确保空气流通，科学隔离样品制备区域。在制备土壤有机样品时，建议借助冷冻或鲜样方式完成分析，结合具体时间实现测定。而制备无机样品过程则包含风干、细磨、粗磨3方面，具体内容如下。

风干操作。工作人员通过在风干室使用器皿盛装土样，去除其中混入的石灰块、砖瓦石块、动植物组织，将其摊铺为厚度是2～3 cm的土层，持续翻动。待其处于半干状态后，利用木铲、木棍压碎土样，将其放置在阴凉位置风干。此外，也可使用烘干机在（35±5）℃的温度范围内完成烘干操作。

粗磨工作。该过程在制样室内进行，工作人员需要将风干土壤样品倾倒在有机玻璃层，利用有机玻璃棒、木棒、木锤敲击、碾压，去除其中杂质。借助静电吸附模式除去其中细小植物根须，利用孔径是2 mm的尼龙筛去除粒径大于 2 mm的砂粒，对于剩余部分需反复过筛、研磨，直至全部通过，并充分搅拌、混合过筛样品。

细磨过程。利用玛瑙球研磨机对土样进一步研磨，使其通过孔径为1 mm的尼龙筛，依托四分法筛取，将剩余土样称重、装瓶[2]。将研磨剩余样品，直至其经过0.15 mm孔径的尼龙筛并装瓶备用。

2.3 注意事项分析

2.3.1 样品采集阶段

其一，避免污染。注意土壤样品收集过程中需防止碱性气体、酸性气体、灰尘污染。如果土样用于微量元素检测，应在收集、分析、制备阶段避免接触金属器材，防止出现污染。建议借助竹子、木头、塑料制品完成收集操作。

其二，突出样品代表性。结合采样区域的土壤类型、地势、农作物种植情况、肥力状况划分采集区域，制备土壤样本关键位置。采样点需实现有机融合，发挥农用地养分优势。依托地块的规模、形状设置10～20个采样点，将其充分混合并借助四分法完成筛选。此外，样品收集阶段需围绕操作规范进行，充分了解农用地实际土壤信息，对收集到的样品完成信息登记和拍照记录，获取采集样品的包装、数量。因此，收集样品是开展土壤监测工作的关键，建议落实拍照、样品采集规范，在收集样品阶段科学调查采样地块情况，细致填写信息登记表。

其三，选择地块。在固定采样深度后，需注意上侧与下侧采样量应相同，收集样品前保证设备洁净，去除采集点周边植物保留物和杂质。避免在存放许多肥料的区域或刚刚喷施农药、肥料的地块进行样品收集工作。采样点需避开农用地的地头、田埂、堆肥区域。建议依据监测要求，在与目标点距离小于等于30 m的区域设置取样范围。此外，应科学控制土壤样品采集量。其中，农用地有机土壤污染项目监测工作样本量是250 g，而无机项目监测阶段采样量应大于等于2 000 g。

其四，样品及包装过程。在采样阶段需清除表层石块、植物残骸，若监测点存在植物生长，应去除该区域植株根系。同时，在分析重金属物质时，建议使用竹片、木铲收集样品。若已经使用土钻、铁铲接触土层，需借助木铲去除接触部分。例如，在采集无机项目时，建议先将收集到的土壤样本放入塑料袋，粘贴样品标签，再利用布袋包裹，另外粘贴标签[3]。土壤有机污染物监测项目中，在完成样品取样后需将其装入棕色密封玻璃瓶，在玻璃瓶上粘贴标签，并将其放入塑料袋。

2.3.2 样品制备阶段

首先，农用地土壤样品在烘干、磨细、分装阶段涉及到的样品编码应相同，完成制备后样品需处理干净，防止交叉污染问题。同时，定期检查样品外侧标签，避免其丢失、模糊影响监测效果。针对严重污染或重度污染监测项目，需将其设置在专门的风干室开展工作，不可与其他常规样品一同过筛研磨。其次，制备样本阶段需完成质量控制，避免材料混合使其中成分发生化学反应。依据《土壤环境监测技术规范》、实验室样品制备标准，确保监测工作在通风、无尘环境开展。最后，依据土壤样本的复杂度制备样品，严格按照制备过程规范开展工作。