土壤環(huán)境監(jiān)測方法及質(zhì)量控制淺析

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摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土壤環(huán)境污染狀況不容樂觀。土壤環(huán)境監(jiān)測工作是各項(xiàng)土壤防治工作的基礎(chǔ)。本文概述了常見的土壤環(huán)境監(jiān)測方法，闡述了其質(zhì)量控制措施，以期為土壤環(huán)境監(jiān)測相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：土壤環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測方法質(zhì)量控制

引言

土壤是生命之基，是重要的生態(tài)基礎(chǔ)，土壤環(huán)境污染不僅會影響農(nóng)產(chǎn)品的生長與安全，危害人體健康，還會引發(fā)其他次生生態(tài)問題，如地下水污染、大氣污染、地表水污染等。目前，我國土壤環(huán)境因?yàn)楦鞣N各樣的原因遭受嚴(yán)重的污染，不少地區(qū)的土壤都出現(xiàn)了不同程度的問題，且土壤污染類型與途徑多樣，保護(hù)土壤環(huán)境已經(jīng)迫在眉睫。針對土壤污染問題，我們必須要采取合理的措施進(jìn)行改善，其中，土壤環(huán)境監(jiān)測是重要的一環(huán)，通過開展土壤環(huán)境監(jiān)測工作，可以充分了解土壤環(huán)境的真實(shí)狀況，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果制定有針對性的技術(shù)路線與治理措施，提高土壤環(huán)境質(zhì)量。2016年國務(wù)院印發(fā)的《土壤污染防治行動計(jì)劃》明確提出了完成土壤環(huán)境監(jiān)測等技術(shù)規(guī)范修訂、形成土壤環(huán)境監(jiān)測能力、建設(shè)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)等工作任務(wù)，說明國家對土壤環(huán)境保護(hù)及其監(jiān)測工作的高度重視。為此，本文對目前土壤環(huán)境監(jiān)測方法進(jìn)行綜述，并針對監(jiān)測工作的各環(huán)節(jié)，提出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。

1土壤環(huán)境監(jiān)測方法

土壤環(huán)境監(jiān)測是土壤防治管理的工作基礎(chǔ)，而監(jiān)測方法又是土壤環(huán)境監(jiān)測工作的基礎(chǔ)，只有完善的監(jiān)測方法體系及較高的技術(shù)水平，才能保障監(jiān)測的科學(xué)性及準(zhǔn)確性，才能客觀掌握土壤環(huán)境的真實(shí)狀況。我國已經(jīng)開展相關(guān)的環(huán)境監(jiān)測工作，同時(shí)在原環(huán)境保護(hù)部印發(fā)的《“十三五”土壤環(huán)境監(jiān)測總體方案》中制定和完善國家土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范和行業(yè)技術(shù)規(guī)范。目前依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，我國現(xiàn)約有150項(xiàng)土壤環(huán)境監(jiān)測方法。參照土壤環(huán)境監(jiān)測的國家標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可知，其主要包含有機(jī)物監(jiān)測方法17個(gè)、無機(jī)物監(jiān)測方法23個(gè)、理化指標(biāo)方法8個(gè)以及放射性監(jiān)測方法3個(gè)。有機(jī)物的監(jiān)測方法涉及到161種組分的測定，其主要的分析方法采用氣質(zhì)聯(lián)用，無機(jī)物的監(jiān)測方法涉及55種無機(jī)組分，主要采用熒光光譜法。然而，隨著環(huán)境污染物種類不斷的增加，這些污染物通過各種渠道匯集到土壤，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法尚未能覆蓋全部。故而，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，也需要將高端精細(xì)的技術(shù)應(yīng)用到土壤環(huán)境監(jiān)測中來，使土壤監(jiān)測方法更加先進(jìn)高效，監(jiān)測數(shù)據(jù)更加規(guī)范精準(zhǔn)。目前多數(shù)土壤環(huán)境監(jiān)測方法針對的是土壤中的無機(jī)污染物和有機(jī)污染物，按測定地點(diǎn)方式可以分為采樣后現(xiàn)場測定和實(shí)驗(yàn)室測定。

1.1實(shí)驗(yàn)室測定法

實(shí)驗(yàn)室測定方法中主要有光學(xué)分析法（原子發(fā)射光譜法、吸收光譜法、原子熒光光譜法等）和電感耦合等離子體質(zhì)譜法。針對土壤中的無機(jī)物，最常用光學(xué)分析法進(jìn)行分析，其應(yīng)用廣泛，靈敏度高，可以有效判斷土壤中存在的無機(jī)物組分。質(zhì)譜法多種儀器聯(lián)用可以更加精確地分析組成成分，自動化程度高，但監(jiān)測費(fèi)用高?；瘜W(xué)分析法操作簡便，但耗時(shí)費(fèi)力，人員差異性較大[1]。針對土壤中的有機(jī)物，主要有色譜分析法，主要包括氣相色譜法、液相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用以及液質(zhì)聯(lián)用等。土壤現(xiàn)場監(jiān)測可以避免環(huán)境突發(fā)事件帶來的影響，為了應(yīng)對應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測，便攜式測定儀也被逐步開發(fā)出來，主要包括便攜式X射線熒光光譜法和便攜式氣相色譜質(zhì)樸聯(lián)法，但距離替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室測定方法仍有較大差距。

1.2現(xiàn)場測定法

現(xiàn)場測定法是指在現(xiàn)場即對土壤環(huán)境樣本進(jìn)行選取和測定。該方法對土壤現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)是有一定要求的，選取的位置應(yīng)全面、準(zhǔn)確表現(xiàn)出土壤的實(shí)際污染程度和污染分布?，F(xiàn)場測定方法主要監(jiān)測對象為土壤環(huán)境中的有機(jī)物或無機(jī)物，由于測定工作量大，故常采用便攜式XRF法、便攜式氣質(zhì)聯(lián)用法等。

2土壤環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量控制措施

土壤環(huán)境監(jiān)測的全過程依次包括監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)、樣品采集、樣品運(yùn)輸流轉(zhuǎn)、樣品制備、樣品保存等環(huán)節(jié)，目前，我國土壤環(huán)境污染趨勢由單一型向復(fù)合型發(fā)展，污染物種類也在不斷增加，污染物超標(biāo)問題頻頻出現(xiàn)，使得土壤分析難度增大，為保證土壤環(huán)境污染質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)具有科學(xué)性與準(zhǔn)確性，質(zhì)量控制措施應(yīng)貫穿土壤環(huán)境監(jiān)測的每一環(huán)節(jié)[2-3]。

2.1樣品采集與制備環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

2.1.1點(diǎn)位布設(shè)。為了保證采集的監(jiān)測樣品具有代表性，前期的布點(diǎn)采樣必須避免一切主觀因素，遵循隨機(jī)、等量原則，嚴(yán)格按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[4]進(jìn)行，以確保后期監(jiān)測分析的準(zhǔn)確性。常見的布點(diǎn)方法主要包括簡單隨機(jī)法、分塊隨機(jī)法和系統(tǒng)隨機(jī)法。工作人員可以針對不同的監(jiān)測目的和類別，結(jié)合土壤環(huán)境監(jiān)測區(qū)域的具體情況選用合適的布點(diǎn)方法并且明確本次采樣數(shù)量。2.1.2樣品采集。采集的樣品反映當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境現(xiàn)狀，因此樣品采集環(huán)節(jié)對于土壤環(huán)境監(jiān)測至關(guān)重要。針對該環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，最重要的是采樣人員的業(yè)務(wù)能力。對采樣人員進(jìn)行相關(guān)知識與技能培訓(xùn)，并考核其專業(yè)能力。采樣人員要熟悉采樣的各個(gè)流程，前期應(yīng)走進(jìn)監(jiān)測現(xiàn)場進(jìn)行有效勘探，準(zhǔn)確記錄采樣點(diǎn)的信息，如采樣點(diǎn)具體的地理位置、采樣日期、采樣深度和采樣點(diǎn)數(shù)量等，同時(shí)也要搜集當(dāng)?shù)赝寥琅c周邊情況，如土壤類型、地質(zhì)類型、地形地貌、植被種類、土地開發(fā)利用情況、土壤環(huán)境的污染源分布情況、污染源種類數(shù)量、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人口分布等相關(guān)數(shù)據(jù)，便于后期對采樣點(diǎn)信息的查詢以及有針對性地開展后續(xù)的監(jiān)測與治理工作。此外，采樣人員在開展采樣工作時(shí)，要選擇正確的采樣工具與采用方法，以此確保采集樣品能夠真實(shí)客觀反映當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境現(xiàn)狀。2.1.3樣品運(yùn)輸與制備。樣品采集完成后，要對樣品標(biāo)簽、數(shù)量進(jìn)行核對，核對無誤后送至實(shí)驗(yàn)室。運(yùn)輸過程中應(yīng)嚴(yán)防樣品受到污染，注意低溫、避光保存。樣品送至實(shí)驗(yàn)室后根據(jù)不同的土壤特性分類，并在陰涼避光處保存。在土壤樣品分析前，進(jìn)行風(fēng)干、粗磨、細(xì)磨和分裝，這一環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制也至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)室需要分隔設(shè)置風(fēng)干室和研磨室，風(fēng)干室方位盡可能朝南，應(yīng)防止陽光直射土壤樣品，同時(shí)要保證通風(fēng)良好，干凈無塵，無易揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)，在風(fēng)干過程，適時(shí)地壓碎、翻動，揀出碎石、砂礫、植物殘?bào)w。此外，制樣工具每處理一份樣后擦抹（洗）干凈，嚴(yán)防交叉污染，若有機(jī)物具備可萃性和揮發(fā)性等特點(diǎn)，需將新鮮土壤樣品及時(shí)進(jìn)行樣品前處理。

2.2實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制

2.2.1實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制主要是通過控制分析人員的操作誤差，將隨機(jī)誤差降到最低，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確度與精密度，使分析數(shù)據(jù)控制在置信水平上。因此，需要做好以下幾點(diǎn)：第一，加強(qiáng)對空白試驗(yàn)的質(zhì)量控制。通常每批樣品至少做2個(gè)空白樣，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差≤50%。當(dāng)空白值超出標(biāo)準(zhǔn)方法的要求時(shí)，應(yīng)對整個(gè)實(shí)驗(yàn)分析過程進(jìn)行檢查，如試劑、耗材與儀器等是否對樣品分析造成污染，從而確定是在哪一環(huán)節(jié)引入大的系統(tǒng)誤差，并通過措施減少，降低空白值。第二，精密度控制。每批樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析時(shí)，平行樣品數(shù)量不少于該批次樣品數(shù)的20%。平行雙樣的測定合格率應(yīng)大于95%，當(dāng)不滿足該條件時(shí)，除對該批次樣品進(jìn)行復(fù)測外，須再增加樣品數(shù)10%～20%的平行樣品進(jìn)行分析測定，直至合格率滿足要求。第三，準(zhǔn)確度控制。樣品測定要采用對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或質(zhì)控樣品進(jìn)行質(zhì)量控制，在精密度合格前提下，要確保質(zhì)控樣品測定值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，否則可判定本批測定結(jié)果無效，需重新對該批次樣品進(jìn)行分析測定。對于可以進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)的分析項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行不少于樣品總數(shù)10%的加標(biāo)回收分析，以此來檢查測定準(zhǔn)確度，絕對誤差和回收率應(yīng)符合要求。第四，監(jiān)測人員的質(zhì)量控制。加強(qiáng)對土壤監(jiān)測人員的培訓(xùn)，其專業(yè)素養(yǎng)與技能水平直接影響監(jiān)測結(jié)果。監(jiān)測人員應(yīng)具備處理監(jiān)測過程突發(fā)事件的能力，如突發(fā)停電、停氣、儀器故障、監(jiān)測結(jié)果超出允許誤差范圍等情況，監(jiān)測人員應(yīng)及時(shí)作出合理的判斷，并視情況重新取樣監(jiān)測。2.2.2實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制。實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制又稱實(shí)驗(yàn)室外部質(zhì)量控制，通過參加實(shí)驗(yàn)室間比對和能力驗(yàn)證活動，檢查各個(gè)實(shí)驗(yàn)室是否存在系統(tǒng)誤差，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部發(fā)現(xiàn)不了的問題。如參加內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可機(jī)構(gòu)組織的能力驗(yàn)證活動和實(shí)驗(yàn)室主管機(jī)構(gòu)組織的比對活動、國內(nèi)外同行實(shí)驗(yàn)室的比對活動等，這也為評價(jià)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測結(jié)果的可靠性和有效性提供客觀依據(jù)。此外，質(zhì)量控制還要求相關(guān)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)外部評審、能力驗(yàn)證、考核、比對等結(jié)果來評估其工作質(zhì)量并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，以此提高實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測分析能力和水平。

2.3完善土壤環(huán)境監(jiān)測平臺

要想將土壤環(huán)境監(jiān)測工作落到實(shí)處，在質(zhì)量控制還需依托一個(gè)完善可靠的土壤環(huán)境監(jiān)測平臺。針對不同地域的土壤污染狀況、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展?fàn)顩r等，對監(jiān)測管理體系及相關(guān)制度及時(shí)做出充分的調(diào)整及優(yōu)化，對于存在嚴(yán)重受損或者環(huán)境敏感區(qū)域，如水源供應(yīng)區(qū)，基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)等，應(yīng)當(dāng)建立專門的監(jiān)測機(jī)構(gòu)，從而真正地實(shí)現(xiàn)對土壤環(huán)境全面、系統(tǒng)、科學(xué)、可靠、精細(xì)、實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測，為后續(xù)的土壤生態(tài)治理提供具有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。同樣可運(yùn)用總有機(jī)碳的監(jiān)測方法[3]。此外，在實(shí)踐應(yīng)用中，還可充分發(fā)揮在線連續(xù)監(jiān)測技術(shù)、自動化與儀器化監(jiān)測等的技術(shù)優(yōu)勢，盡可能地減少監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室內(nèi)含重金屬試劑的用量。

2.3構(gòu)建綠色實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性

綠色環(huán)保大背景下，環(huán)境監(jiān)測工作中要做好重金屬污染防治監(jiān)測工作，在創(chuàng)新應(yīng)用中，可吸納工業(yè)領(lǐng)域中已有的清潔生產(chǎn)成功案例，建立清潔型綠色實(shí)驗(yàn)室，全面完善環(huán)境監(jiān)測預(yù)防措施，提升對監(jiān)測過程和方法的有效管理，做好重金屬污染監(jiān)測工作，進(jìn)而推動環(huán)境監(jiān)測方法的迭代更新。通過對我國污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的分析可知，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，有機(jī)物污染含量指標(biāo)采用具有便捷性、廣泛性和經(jīng)濟(jì)性的化學(xué)需氧量標(biāo)準(zhǔn)，此監(jiān)測方法具有測定時(shí)間長、二次污染大的弊端[4]。此外，在具體應(yīng)用中，還高發(fā)監(jiān)測儀器的故障問題，最終導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果的失真、運(yùn)行試劑的過量消耗、二次污染問題的加重等問題。基于此，要求盡快完善總有機(jī)碳等各類標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一化建設(shè)工作，以降低環(huán)境污染，加快實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)。

3結(jié)語

環(huán)境保護(hù)已成為人類長遠(yuǎn)發(fā)展的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略目標(biāo)，環(huán)境污染問題所帶來的破壞不可估量，這便要求在環(huán)境污染防治中應(yīng)特別重視重金屬污染問題，在了解重金屬污染特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重視廢液處置，調(diào)整監(jiān)測方法，構(gòu)建綠色實(shí)驗(yàn)室，通過全面做好環(huán)境監(jiān)測工作，提升環(huán)境監(jiān)測的中重金屬污染控制的專業(yè)性、先進(jìn)性和規(guī)范性，以有效控制環(huán)境監(jiān)測污染問題，徹底解決重金屬污染帶來的二次污染危害，推動我國環(huán)境監(jiān)測工作的可持續(xù)發(fā)展。

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作者:鄭靜宜 單位:廣州萬綠檢測技術(shù)有限公司