淺議土壤樣品的采集與檢測方法

劉洋

摘 要：土壤是在母質(zhì)、氣候、生物、地形、時間等多種成土因素綜合作用下形成和演變而成的，組成很復(fù)雜。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，造成了大面積的土壤污染，對人體健康和社會發(fā)展造成了阻礙，所以需要對土壤指標測定。土壤中的不同污染的采集和檢測需要不同的方法，該文介紹了土壤樣品采集的過程、土壤的處理方式，重點介紹了土壤中有機質(zhì)、重金屬及農(nóng)藥的測定，并比較分析了各測定方法的優(yōu)缺點，為不同實驗條件下樣品的測定提供選擇可適用的方法。

關(guān)鍵詞：土壤；樣品采集；樣品處理；檢測方法

中圖分類號 S151.9 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）12-0072-02

Collection and Detection Methods of Soil Samples

Liu Yang

（Central Station of Environment Monitoring，Xinjiang Production and Construction Corps，Urumqi 830011，China）

Abstract：Soil composition is very complex，its formation and evolution influenced by parent material，climate，biology，topography，time and other factors. It is necessary to measure the soil index，because human health and social development has been hindered by large area of soil pollution with the rapid development of social economy. Sampling and testing of different pollution in soil need different methods. In order to provide alternative methods for determination of samples under different experimental conditions，the paper introduced the process of soil sample collection and the way of soil treatment，focusing on the determination of organic matter，heavy metals and pesticides in soil ，and the advantages and disadvantages of each method were compared and analyzed in the paper.

Key words：Soil；Sample collection；Sample processing；Detection method

隨著城市化、工業(yè)化的快速發(fā)展，一方面建設(shè)用地面積的需求越來越大，另一方面土壤污染也越來越嚴重[1]。土壤是所有生物賴以生存的基礎(chǔ)資源，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本，土壤一旦污染，直接導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)，食物鏈中的動植物受到影響，尤其是人類的生命健康受到威脅[2]。基于上述情況所以需要環(huán)境監(jiān)測部門對土樣進行采集并進行檢測。

養(yǎng)分、水分、空氣、不同分解程度的有機質(zhì)和不同大小的礦物顆粒等物質(zhì)構(gòu)成了一個復(fù)雜多相的物質(zhì)系統(tǒng)-土壤，其組成物質(zhì)相互作用、相互影響。分析土壤樣品對土壤的理化性質(zhì)、肥力都有著重大意義，為了更好地分析土壤成分基本質(zhì)量和性質(zhì)，土壤樣品的采集和檢測工作尤為重要。

1 土壤樣品的采集與處理

1.1 土壤樣品的采集 土壤樣品的采集是土壤研究分析的關(guān)鍵，采集具有代表性的樣品，是反映客觀條件、測土配方施肥的先決條件。因研究目的不同樣品的采集方式也不同，研究測定內(nèi)容包括大量和微量養(yǎng)分狀況、有機質(zhì)、pH以及一些土壤物理性質(zhì)等。土樣采集包括采樣前的準備工作、現(xiàn)場勘查點位選取工作、樣品采集工作及樣品的運送、制備與保存工作。

1.1.1 采樣前準備工作 因為土壤在時間和空間上存在差異，為保證代表性土樣的采取，應(yīng)該制定一個可行的計劃。第一組成一支采樣專業(yè)隊伍，將采樣過程中的具體任務(wù)進行人頭上的分配，責任到人，保證采樣過程的質(zhì)量控制；第二經(jīng)過采樣前的調(diào)研工作后，確定好所需采集土樣的總數(shù)，把采樣點的方案細化，點位的布控做到均勻分布避免出現(xiàn)點位過于集中情況；第三在采樣出發(fā)前，準備好所需的物資，然后組織采樣隊員對其進行培訓(xùn)，使其熟悉相關(guān)的采樣程序，并掌握采樣技術(shù)。

1.1.2 現(xiàn)場勘查及點位選取工作 到達采樣區(qū)，根據(jù)采樣點的位置，將隊伍分成小組，每個小組負責自己的區(qū)域，選擇最優(yōu)的采樣路線，合理安排每天的采樣點數(shù)。如果點位不符合采樣要求需做調(diào)整，盡量在代表區(qū)域做微調(diào)，如果能夠微調(diào)盡量微調(diào)，不能微調(diào)則需要取消原涉點位，調(diào)整到農(nóng)產(chǎn)品地區(qū)并做上相應(yīng)的記錄，換點過程中采樣點嚴禁避讓污染區(qū)

1.1.3 樣品采集工作 利用GPS確定布設(shè)點的具體位置，根據(jù)已經(jīng)確定的采樣方法，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，進行土樣的采取。將采集好的土樣放入取樣袋，并在袋上寫明樣品名稱、采樣時間、采樣地點、采樣深度、采樣方法及采樣員姓名，并用相機拍攝采樣區(qū)現(xiàn)狀。樣品采集結(jié)束后，應(yīng)核對樣品名稱、采樣地點、采樣工具等資料，確認無誤可撤離采樣區(qū)。

1.1.4 樣品的運送、制備與保存工作 土樣應(yīng)按相應(yīng)的順序放置、封裝，運送到指定的地點。

1.2 土壤樣品的處理 土壤樣品的處理一般包括三步：干燥、研磨、篩分。

1.2.1 干燥 因采集后的土樣大多是含有水分的，所以需要將采回的土樣進行干燥處理，需注意避免暴曬以受到其他因素影響，可選擇室內(nèi)自然風干或者烘箱烘干。

1.2.2 研磨、篩分 晾曬后選取合適的機會對土樣進行研磨、篩分，剔除雜體及不符合的顆粒，該過程中注意樣品和序號一一對應(yīng)。樣品制備完畢后，將其按編碼有序擺放，并建立電子檔案。

2 土壤樣品的檢測

2.1 有機質(zhì)的測定 土壤有機質(zhì)是指存在于土壤中所有含碳有機物，它包括各種動植物殘體、微生物及其會分解合成的各種有機物質(zhì)[3]，主要成分是C、H、O、N，作為土壤固相的重要組分，對土壤肥力水平高低、土壤的形成、土壤結(jié)構(gòu)及土壤養(yǎng)分都有重要影響。土壤有機質(zhì)的經(jīng)典測定方法有灼燒法、重量法、容量法、比色法。

2.1.1 灼燒法 通過在350～400℃進行灼燒土樣，通過灼燒前后質(zhì)量的差值，就是灼燒過程中溶解掉的有機質(zhì)。該方法最重要的是精確的稱量及溫度的掌控，精度較低，且此方法僅適用砂性土壤，對于其他細密型土壤測定分析并不可行。

2.1.2 重量法 包括干燒法和濕燒法兩種，干燒法是利用高溫電爐灼燒，濕燒法利用重鉻酸鉀氧化，以此釋放出土樣中的CO2，用蘇打石灰或氫氧化鋇溶液吸收稱重，再用標準酸進行滴定。重量法能夠使土壤樣品所含有的有機碳全部分解，可以獲得較高精度的分析結(jié)果，但是該法需要特殊的儀器，時間花費也比較多。

2.1.3 容量法 該方法是分析土壤樣品中的有機質(zhì)比較普遍的方法，利用重鉻酸鉀在過量的硫酸存在情況下，來氧化土樣中的有機碳，用標準硫酸亞鐵對剩余的氧化劑進行回滴，氧化劑的消耗量的多少就是有機質(zhì)的含量。容量法操作簡單、沒有局限性且分析結(jié)果精度高。

2.1.4 比色法 用葡萄糖溶液作為標準物質(zhì)，利用重鉻酸鉀溶液氧化土樣的有機碳，有機質(zhì)濃度與溶液顏色的變化成線性關(guān)系，最后用光度的比色確定有機質(zhì)量，該方法準確度不高。

2.2 重金屬的測定 重金屬元素包括汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鋅（Zn）、銅（Cu）、鎳（Ni）、砷（As）、銻（Sb）和鉍（Bi）這十種元素。土樣中重金屬的測定一般可以采用原子吸收分光光度法、全分解法等，但是對于Cr、Pb的測定并不理想，張飛提出利用硝酸+氫氟酸+高氯酸全分解法消除土壤的重金屬元素，分析結(jié)果表明該方法操作簡單、方便可靠，滿足實際土樣測定要求[4]。為了實現(xiàn)現(xiàn)場直接測定，還可以選取x-射線熒光法，該裝置靈敏度和精度都很高，但是價格也高，測定花費的成本自然高。

2.3 農(nóng)藥的測定 農(nóng)藥的品種不同對土壤造成的污染類型也不同，農(nóng)藥的品種包括有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥及有機氮農(nóng)藥等，現(xiàn)階段主要針對有機氯和有機磷測定較多。

有機氯是持久性有機物的主要成分，具有難降解、高毒性等特點[5]，通常采用氣相色譜法進行測定。首先利用丙酮和石油醚在索氏提取器中提取土樣中的六六六和DDT，然后提取液用蒸餾水洗凈，用電子捕獲檢測器氣相測譜儀進行檢測，外標法測定有機氯含量。該方法高分離性能，高檢測性能，分析時間相對較快，但不能定性分析所得結(jié)果。

有機磷是一種能夠?qū)ι窠?jīng)系統(tǒng)造成紊亂的神經(jīng)毒素，所以有機磷的測定非常重要。有機磷測定分析法也是氣相色譜法，能夠檢測出有機磷的含量已經(jīng)達到納克級水平。在進行有機磷測定過程氣相色譜法結(jié)合一般是專用檢測器火焰光度檢測器，當然電子捕獲檢測器也很好。

3 結(jié)語

土壤樣品的檢測能夠反映出環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢，而土壤樣品的采集和處理是最基本的工作且是最重要的環(huán)節(jié)之一。土壤樣品的各項物質(zhì)的測定方法有優(yōu)點也有缺點，需要根據(jù)具體情況進行合適的選擇，更好地定量定性分析土壤環(huán)境狀況，為改善土壤環(huán)境提供指標依據(jù)。土壤環(huán)境保障了，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量與安全就保證了，人民群眾生命健康不擔心了，我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展就實現(xiàn)了。

參考文獻

[1]齊文啟，汪志國，孫宗光.土壤污染分析中樣品采集與前處理方法探討[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2007，04：55-58.

[2]高錦卿.土壤重金屬污染及防治措施[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013，01：220+225.

[3]張鈞.土壤有機質(zhì)測定全程質(zhì)量控制[J].四川環(huán)境，2014，02：6-12.

[4]張飛. 土壤中重金屬測定方法探討[J].上海環(huán)境科學(xué)，2010，02：74-77.

[5]王茜，張艷麗，榮素英，等.超聲波萃取-毛細管柱氣相色譜法測定土壤中的666和DDT殘留[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2010，19：3729-3731. （責編：吳祚云）