掌握土壤污染的實際情況和風險控制的前提是采樣的代表性和檢測的準確性。但筆者在調查中發現,土壤采樣的代表性、采樣密度和實際操作中的土壤檢測準確性有時成為土壤檢測的技術瓶頸。
實際上,土(tu)壤本身就是一種高度不均勻(yun)的介質,采樣誤差(cha)遠(yuan)遠(yuan)大于分析誤差(cha)。
研究表(biao)明,對(dui)于土壤(rang)(rang)性質(zhi)變化(hua)不大的(de)1畝地,隨機(ji)選(xuan)擇9個(ge)樣(yang)(yang)點,分(fen)(fen)別采集9個(ge)土壤(rang)(rang)樣(yang)(yang)品,分(fen)(fen)析土壤(rang)(rang)有(you)效磷(lin)含量(liang)。結果發現樣(yang)(yang)品之間的(de)方差(cha)(cha)是(shi)平(ping)行(xing)樣(yang)(yang)本的(de)6倍(bei),是(shi)儀器讀數重復的(de)73倍(bei),說明采樣(yang)(yang)誤差(cha)(cha)遠大于儀器分(fen)(fen)析誤差(cha)(cha)。
同理,在(zai)另一種(zhong)情(qing)況下,8米(mi)長(chang)、40米(mi)寬、32米(mi)長(chang)的田(tian)塊(kuai)×網格采(cai)樣(yang)(yang)(yang)8米(mi),對(dui)采(cai)樣(yang)(yang)(yang)20個樣(yang)(yang)(yang)品進行全氮分析,發現采(cai)樣(yang)(yang)(yang)誤(wu)差(cha)遠大于(yu)分析誤(wu)差(cha)。
因此(ci),土(tu)壤污染研究中的(de)采樣問題可能成(cheng)為(wei)當今土(tu)壤檢測行業(ye)的(de)瓶頸(jing)。因此(ci),有必(bi)要(yao)談談如何(he)減少土(tu)壤采樣中的(de)誤差(cha)。
土(tu)壤是(shi)一個開放的(de)(de)系統。在生態系統中,土(tu)壤位于水(shui)(shui)圈(quan)(quan)、大(da)氣(qi)(qi)圈(quan)(quan)、巖石圈(quan)(quan)和(he)生物(wu)圈(quan)(quan)的(de)(de)核心圈(quan)(quan)。土(tu)圈(quan)(quan)本(ben)身就是(shi)一個開放的(de)(de)系統,物(wu)質和(he)能量(liang)在四個層之間交換。大(da)氣(qi)(qi)圈(quan)(quan)和(he)水(shui)(shui)圈(quan)(quan)中的(de)(de)一些污染物(wu)會(hui)進入土(tu)壤,造成土(tu)壤污染。
根據進入途徑的不同,重金屬(shu)等污染(ran)物在空間分(fen)布(bu)上有(you)很大差異。對于通過冶煉廠等點(dian)源排(pai)放(fang)到土(tu)壤中(zhong)的污染(ran)物,以(yi)污染(ran)點(dian)為(wei)中(zhong)心分(fen)布(bu)。同時,污染(ran)物的空間分(fen)布(bu)也受(shou)到常年主導風向的顯著影(ying)響(xiang)(xiang)。點(dian)源的影(ying)響(xiang)(xiang)范圍和程度(du)受(shou)點(dian)源排(pai)放(fang)、煙(yan)囪高度(du)、地形和氣象條(tiao)件的影(ying)響(xiang)(xiang)。
對水源污染(ran)而言,一般(ban)表現(xian)為(wei)沿河兩(liang)岸污染(ran)的(de)線型分(fen)(fen)布特征,且受地(di)形影(ying)響(xiang)較大(da)。因為(wei)土壤具有很大(da)的(de)吸附性,進入稻(dao)田(tian)后,重(zhong)金屬(shu)在田(tian)塊(kuai)中非常(chang)不均勻(yun)。根據日(ri)本科學(xue)家的(de)研究,在一塊(kuai)54米長的(de)田(tian)塊(kuai)中,鎘、鋅、鉛等(deng)元素的(de)濃度(du)可相(xiang)差一倍(bei),鎘分(fen)(fen)別(bie)為(wei)2.02和(he)1.04mg/kg,銅(tong)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)348~168mg/kg,鋅分(fen)(fen)別(bie)為(wei)101~53.1mg/kg;而且田(tian)塊(kuai)左右(you)兩(liang)邊的(de)數值也不一樣。
只有(you)土(tu)壤是(shi)(shi)大氣、水(shui)等環境因素中不均勻的介質。土(tu)壤是(shi)(shi)一(yi)種多相疏松多孔系(xi)(xi)統(tong),也是(shi)(shi)一(yi)種膠體系(xi)(xi)統(tong)、化學系(xi)(xi)統(tong)、生物系(xi)(xi)統(tong),也是(shi)(shi)一(yi)種氧化還原系(xi)(xi)統(tong)。
因此,污染物(wu)(wu)(wu)進入土(tu)壤(rang)(rang)后,會發生各種物(wu)(wu)(wu)理、化學(xue)和生物(wu)(wu)(wu)過程,并(bing)重新(xin)分(fen)布(bu)。雖然(ran)到達土(tu)壤(rang)(rang)表(biao)(biao)面的污染物(wu)(wu)(wu)主要分(fen)布(bu)在土(tu)壤(rang)(rang)表(biao)(biao)面,但重金屬主要被粘土(tu)礦物(wu)(wu)(wu)部分(fen)吸(xi)附,因此其后續分(fen)布(bu)受粘土(tu)礦物(wu)(wu)(wu)分(fen)布(bu)的影響。
有研究表明,土(tu)壤(rang)(rang)表面0~15厘米的(de)(de)鎘含量(liang)為(wei)5.0毫克/公斤,但如果將(jiang)其粘(zhan)(zhan)土(tu)部分分離出來,則測得的(de)(de)鎘含量(liang)高達18毫克/公斤。由于鎘主(zhu)要(yao)吸附在土(tu)壤(rang)(rang)中的(de)(de)粘(zhan)(zhan)粒上,收集(ji)土(tu)壤(rang)(rang)樣品(pin)時主(zhu)要(yao)土(tu)壤(rang)(rang)質地的(de)(de)差異會產生顯著影響。
因(yin)(yin)此(ci),在耕(geng)作(zuo)過程中(zhong),土壤顆粒(li)的(de)(de)再分布(bu)容易導致土壤重金屬的(de)(de)差(cha)異。一(yi)些(xie)日本科(ke)學(xue)家(jia)的(de)(de)研究表(biao)明,在耕(geng)地后(hou),由于土壤粘(zhan)度的(de)(de)上(shang)升和土壤表(biao)面的(de)(de)沉淀,水田(tian)表(biao)面3厘米(mi)土層的(de)(de)重金屬含(han)量可以是(shi)其下層的(de)(de)兩倍以上(shang)。因(yin)(yin)此(ci),采樣時必須上(shang)下均勻采樣,否則容易造成誤差(cha)。
在(zai)重(zhong)金屬分(fen)析采(cai)(cai)樣(yang)(yang)過程中,采(cai)(cai)樣(yang)(yang)方法(fa)(蛇形、對(dui)角線、梅(mei)花點等。)必須確定,多點采(cai)(cai)樣(yang)(yang)(通常在(zai)5點以上),除了(le)避免采(cai)(cai)樣(yang)(yang)工具和(he)器具帶來的污染外。、采(cai)(cai)集混合樣(yang)(yang)品;單點采(cai)(cai)樣(yang)(yang)必須是上下均勻采(cai)(cai)樣(yang)(yang)。
考(kao)慮到(dao)污染(ran)物(wu)的(de)性質(揮發性、光分(fen)解等)。),其他有(you)機污染(ran)物(wu)的(de)采樣應采取各種相應的(de)采樣措施(shi),以確(que)保采樣帶來的(de)誤(wu)差小(xiao)化。
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