第四章 土壤污染监测课件.ppt

第四章土壤污染监测 4.1 概述 一、土壤的组成 地球表层的岩石经过风化作用，逐渐破坏成疏松的、大小不等的矿物颗粒（称为母质）。 土壤是在母质、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用下形成和演变而成的。土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三相组成的。 2、土壤机械组成 土壤由不同粒级的颗粒组成。粒径的大小影响土壤对污染物的吸附和解吸能力。土壤机械组成的分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准。国际制采用三级分类法，即根据沙粒（0.02—2mm）、粉沙粒(0.002—0.02mm)和粘粒(0.002mm)在土壤中的相对含量，将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类和十二级。 3、 土壤有机质 土壤有机质按其分解程度可分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。腐殖质是指新鲜有机质经过微生物分解转化所形成的胶体物质。一般占土壤有机质总量的85—95%以上。是具有多种官能团、芳香族结构的酸性高分子化合物，呈黑色或暗棕色胶体状。 4、土壤微生物 种类很多，有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等。数量也很大。 微生物在土壤中的主要作用： 分解有机质 有机残骸进入土壤后，经微生物作用可向两个方向转化： 把复杂的有机物分解转化为简单的无机物，称为矿化过程； 在矿化过程中形成的某些中间产物，经缩合变成新的复杂有机化合物即腐殖质，称为腐殖化过程。 土壤有机质的矿化和腐殖化是土壤中最重要的生物化学过程。 固定氮素 二、土壤的特性 从环境角度看，最关注的是土壤的吸附性能。土壤胶粒是土壤的活性中心。 当污染物进入土壤后，可被粘土矿物吸附，有的被交换而保留下来。吸附和交换较弱者，则被淋溶而迁移。 有些有机污染物也可在粘粒表面被催化降解。 三、 土壤污染源 四、土壤污染的特点 本节主要内容： 一、 监测项目 根据我国?土壤环境质量标准? （GB 15618—1995）规定。 土壤污染物监测的重点是重金属和农药。 重金属普遍存在于土壤中，不能为微生物分解；而且能被土壤胶体所吸附，被微生物所富集。土壤一旦被重金属污染，就很难彻底消除。 1、重金属分析包括总量测定和重金属的形态分析。 土壤中重金属形态分析 根据IUPAC定义： “形态分析指确定分析物质的原子和分子组成的过程”。 所谓形态，包括价态、化合态、结合态和结构态四个方面。 即指元素的各种存在形式的定性和定量分析。 形态上的差异可导致不同生物毒性的环境行为。 一般具有以下规律： （1）重金属由自然态转变为非自然态时，其毒性增加。 （2）离子态的毒性常大于络合态。 （3）金属有机物的毒性常大于其无机物。 例如甲基汞；金属的羰基化合物常有剧毒。 （4）同一元素，价态不同，毒性不同。 （5）不同的化学形态，对生物体的可利用性不同。 因此，只有借助形态分析，才能确切地了解化学污染物对生态环境、环境质量、人体健康等的影响。 金属元素的形态分析一般采用Tessier 的五步连续提取法。该方法主要适用于土壤或底泥等基质中重金属的形态分析。 连续提取的五种形态分别为： （1）可交换态 （2）碳酸盐结合态 （3）铁锰氧化结合态 （4）有机结合态 （5）残渣态 2、土壤中有机物的分析 分析方法原理与水样分析基本相同。 最大区别在于有机物的萃取方法。 土壤样品中有机物的萃取方法主要有： 溶剂萃取法； 顶空法； 吹扫捕集法。 （1）溶剂萃取法 直接萃取法： 根据目标物在固相与溶剂相分配系数不同而进行组分的富集和分离的。 （2）索氏萃取法： 通过提取器本身的虹吸过程和提取器上部的冷凝回流实现连续提取。 （3）超声萃取法 利用超声波的空化作用加速土壤中的目标有机物的浸提过程。另外，超声波的次级效应，如机械振动、乳化、扩散、击碎化学效应等也能加速欲提取组分的扩散释放并使其充分与溶剂混合，利于提取。 特点：提取时间短，萃取效率高， 无需加热。 重现性较差。 2、顶空法 指在一密闭容器内，固体样品中挥发性有机物从固相中释放进入上层气相中，达到平衡后，取顶空气体进行气相色谱分析的方法。（顶空色谱） 3、吹扫捕集法 用流动气体将样品中的挥发性成分“吹扫”出来； 再用一个捕集器（内装吸附剂）将吹扫出来的有机物吸附； 随后经热解吸将样品送入气相色谱仪进行分析。 实际上是一种动态顶空技术。 4.3 土壤样品采集 一、 污染土壤样品采集 （1）污染调查 调查内容包括：①自然条件。②农业生产情况。③土壤性状。④污染历史与现状。 （2）采样点布设 由于土壤本身在空间分布上具有不均匀性，所以应多点采样并均匀混合成为具有代表性的土壤样品。 （5）