土壤监测过程中质量控制及难点要点分析

浙江环质环境科技有限公司 阮建超，丁佳丽，高葭

一、采样与制样的质量控制

（一）样品收集阶段的质量控制

1.采样工作人员必须符合相应的工作要求

一般对环境污染土壤进行采样时，工作人员以不少于两人为一组，要求经过技术专业采样学习培训且获得采样证。在采样以前，工作人员需了解监测项目的信息，在采样过程中能灵活运用样品的精准定位、照相、备案及其表格定编等实际操作。

2.采样地块

采样地块须具备象征性，需结合每一次任务要求、调研地区范围及其区域自然环境情况的特性进行有效设点。要依据不一样的土壤种类、成土母质等要素进行采样模块划分，每一个模块要开设一定总数的定位点，避开一些土壤侵蚀比较严重或是土壤表毁坏比较严重的地块，保证所采样品的象征性。

（二）样品运转阶段的质量控制

样品运转包含运送、工作交接、储存三大阶段，运送阶段需对样品进行充分保护，提前准备以避免样品被污染或受影响:（1）对光源比较敏感的样品选用遮光器皿进行储存或包装；（2）容易挥发及易溶解的样品则选用可密封性的高压聚乙烯或玻璃器皿超低温储存；（3）别的样品则选用相对应储存方法。在样品工作交接阶段，工作人员与移交人员必须对样品进行核对，必要时可进行照相或录影留证，并在交接单上签名。储存阶段则依据样品的特性进行差别化保存，尤其对一些有独特储存要求的样品要按时查验储存自然环境，比如容易挥发样品应在超低温(4℃)冷冻柜中储存。

（三）样品制取阶段的质量控制

1.样品的制取

样品制取要从样品自身、自然环境、要求等几个视角进行质量管理，一是避免因标识搞混、样品混乱或别的因素造成样品发生变化。二是制取自然环境需符合土壤试验室有关要求，干净整洁、通风、背阳，制取土壤样品最少由2位制取人到场参加，按要求进行制作，并记录全部制作过程。

2.样品的解决

土壤有别于水质采样，成分相对复杂，且各种空气污染物在不同的土壤环境中会展现多元化形状，需对检测要求进行适度预备处理，可依据不同要求，选用水浴锅、电热板、微波消解仪等多种多样仪器设备进行预处理，保证样品消解彻底。

二、样品检测的质量控制

（一）空白试验

在土壤样品消解分析过程中，一般以每一批次进行两个以上的平行空白样的空白值频率进行测量，以其相对偏差不超过50%判断精度指标值是否符合要求。

（二）精密度

精密度体现了剖析过程中随机偏差尺寸，在土壤样品分析中也一样选用平行样的测量统计分析方法，最大限度降低差值，关键做法如下：在对每一批次的样品项目进行分析时，需挑选样品数量的20%作为平行样品，进行同步消解、分析(倘若样品数＜五个，则平行样数量＞一个)[4]。

三、检测过程中质量控制问题剖析

为保证土壤数据监测的精确性，要对整个过程执行严格的质量控制，笔者在小结以上土壤质量控制关键点的基础上结合质量控制的工作经验，明确提出以下几方面的问题剖析，仅供参考。

（一）取样问题剖析

在土壤层的取样过程中，设点总数只需达到容积的基本要求就可以，一般要求每一个检测模块至少设3个点，取样点能采表层样或土壤剖面，一般检测收集表土，取样深层0～20cm，针对一些独特检测要求，则考虑挑选一部分取样点收集模型样品。但在具体取样过程中，通常随着地块特性要对不同类型地块选用具体的设点与样品收集方法，不可以一概全。不一样地块取样注意点见表2。

同时需注意：（1）田地土壤层取样要挑选地势平坦、相对平稳的地块，坡角、低洼不适合，工业生产土壤层取样在生产车间、混凝土层过厚处不适合；（2）通信设备、污水管道网等公共基础设施处不适合取样；（3）水质外流比较严重处不适合取样；（4）距离道路、铁路150m之外才可以取样。

（二）消解问题剖析

样品的全量消解包括两个层面的内容：一是通过打开土壤层矿物质的晶格，以充分去除该土壤样品中有机质等残渣，保证元素能够全部进入消解溶液中，样品的消解彻底与否，是土壤样品分析的关键点；二是在消解过程中应避免元素由于空气氧化、转换等原因影响导致损失。

（1）消解液类型：当今我国土壤分析的主流消解用酸体系为:盐酸—硝酸—氢氟酸—高氯酸消解体系，该体系在高温、或高压下可以使土壤样品进行剧烈反应，溶解彻底，如对土壤样品中的总铬进行测量时，运用以上消解体系可以有效毁坏土壤样品中的矿物质晶格，使试样中的所有目标元素全部被氧化成Cr2O2－7，进入到消解液中。

（2）酸的添加顺序：因为高氯酸会与样品中含甲基的有机化合物转化成易燃易爆的高氯酸酯，要先至绝大多数有机化合物溶解后再加上高氯酸，故须按盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸的秩序逐一进行消解液的添加，消解过程维持最高温度在180℃以下，对高温高压法消解样品的方法，尤其要注意高氯酸应在样品离开高压环境后加入。在测定土壤样品中的铅、镉元素时，可先用纯水润湿样品(样品一般称取0.1～0.4g)，然后添加10mL盐酸溶液进行低温加热，反应1至2小时左右，待样品初步消解，先后添加5mL硝酸、4mL氢氟酸，中温加热1小时，再加入2mL高氯酸，160℃加热反应，至大量白色烟雾冒尽，同时进行赶酸，待消解液澄清且反应至近干（消解液剩余0.5-1.0mL左右），转移至容量瓶，定容待测。

（3）消解过程:因为不同土壤层样品的构成成分不尽相同、差别明显，因而消解过程要根据实际样品情况进行深入分析，依据样品的性态转变及时调节酸的使用量及消解时间，以达到彻底消解的目的。

四、土壤监测过程中质量控制的难点分析

（一）采集样品时的难点分析

在采集土壤的过程中务必控制布点数，以此达到容量的要求，一般情况下，各个监测单位至少要设置三个点，在土壤的剖面或者采集表层需要布设采样点，期间需要检测表层土，整体的深度建议控制在0-20cm之间，遇到一些特殊情况时，比如在分析污染的过程中，需要展开剖面样品的采集工作。在采样的过程中如果遇到地块性质有所变动，需要结合当下的具体情况去决定最终所要选取的采集方式。需要特别注意的是，在进行农田土壤采集时，一定要挑选地势相对平坦并且地块较稳定的进行采集，如果是采集工业类型的土壤，千万不能采集车间以及水泥层过厚的地方，另外，也不能采集水体严重流失和具备公共设施的地方，建议采集远离公路150米开外的地方。

（二）预处理过程中的难点分析

1.消解难点

（1）用酸的种类：盐酸、硝酸以及高氯酸和氢氟酸是当前我国主要的消解类酸系统，通过借助这几种酸的化学反应作用可以完全分解土壤样品。比如，在测定土壤中的的总铬时，通过以上这类消解酸的使用能打破土壤中的矿物晶格，使待测定的元素溶含在消解试液中，同时将铬氧化为Cr2O72-。

（2）添加酸的次序：通常情况下，高氯酸会和样品中含有羟基物的物质发生反应，然后生成易燃易爆的高氯酸酯，因此，在添加高氯酸之前需要添加一些硝酸，以此分解掉有机物之后才能添加高氯酸。整个顺序为：从盐酸到硝酸再到氢氟酸，最后才添加高氯酸，整个过程会导致温度逐步升高，但一定要合理控制温度，最高不能超过180℃。简而言之，在测定铅、镉期间，可以先湿润0.1～0.3g的样品，然后再添加5mL的盐酸，最后进行持续低温加热。等待样品初步的分解之后，按照上述顺序去添加5mL的硝酸、4mL的氢氟酸，最后加入高氯酸2mL，然后采用中等温度进行1小时的加热消解。

（3）消解的环节：当采集回来的土壤样品不同时，往往相应的组成成分也会有所差别，甚至还会出现较为明显的不同。这样看来，在消解的过程中需要根据样品性质的差别，进行相应酸用量的调整，同时还要视具体消解情况，调整消解时间，直至最终完全消解。比如在完成氢氟酸消解之后，如果发现溶液中还是残留很多颗粒，并且这些消解溶液中依旧存在很多硅酸盐或者氧化硅，那就必须尽快继续加入一定量的氢氟酸，同时还要延长消解的时间，直到沉淀不明显才能进行下一步操作。

2.除去干扰方面的难点

在对土壤进行监测时，基体的干扰其实属于控制中的主要难点之一，所以需要尽可能彻底地除去干扰。一般情况下，想要除掉样品中存在的基体干扰可以从以下两个方式去解决：首先，需要站在样品的角度出发去消除掉其中的干扰，期间需要结合试样中的待测物以及不同的相应干扰元素监测条件，然后去添加一些基体改进剂，或者就直接消除掉样品中存在的干扰元素，然后展开选择性地控制测试条件，以此实现消除掉干扰的总体目标。举个例子，通过测定试样中铬的含量，然后去考虑添加一些NH4Cl，这样做的目的是在预防干扰的同时还能有助于铬的溶解。其次，利用分析仪器消除掉干扰，利用先进的矫正技术，有效消除掉基体干扰。例如，通过赛曼矫正原理去吸收石墨炉原子等等，另外还能采用数学校正法以及屏蔽技术和IPC-MS分离元素干扰等，从而最大化地减少干扰，从而效解决这方面的难点。

五、结束语

随着生态部污染治理行动的号角声，土地污染预防工作早已与水、气共同纳入三大整治关键工作目标，而作为土壤治理工作中关键支撑点的检测工作，则是协助政府部门正确把握土壤层环境污染现况的关键方式，因此，要从土壤层样品的收集提前准备、剖析检测过程，进行严苛的质量控制，以确保土壤层数据监测的精确性，进而为政府部门选用合理的整治方式提供决策参考。