土壤監(jiān)測(cè)過(guò)程中質(zhì)量控制及難點(diǎn)要點(diǎn)分析

浙江環(huán)質(zhì)環(huán)境科技有限公司 阮建超，丁佳麗，高葭

一、采樣與制樣的質(zhì)量控制

（一）樣品收集階段的質(zhì)量控制

1.采樣工作人員必須符合相應(yīng)的工作要求

一般對(duì)環(huán)境污染土壤進(jìn)行采樣時(shí)，工作人員以不少于兩人為一組，要求經(jīng)過(guò)技術(shù)專業(yè)采樣學(xué)習(xí)培訓(xùn)且獲得采樣證。在采樣以前，工作人員需了解監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的信息，在采樣過(guò)程中能靈活運(yùn)用樣品的精準(zhǔn)定位、照相、備案及其表格定編等實(shí)際操作。

2.采樣地塊

采樣地塊須具備象征性，需結(jié)合每一次任務(wù)要求、調(diào)研地區(qū)范圍及其區(qū)域自然環(huán)境情況的特性進(jìn)行有效設(shè)點(diǎn)。要依據(jù)不一樣的土壤種類、成土母質(zhì)等要素進(jìn)行采樣模塊劃分，每一個(gè)模塊要開(kāi)設(shè)一定總數(shù)的定位點(diǎn)，避開(kāi)一些土壤侵蝕比較嚴(yán)重或是土壤表毀壞比較嚴(yán)重的地塊，保證所采樣品的象征性。

（二）樣品運(yùn)轉(zhuǎn)階段的質(zhì)量控制

樣品運(yùn)轉(zhuǎn)包含運(yùn)送、工作交接、儲(chǔ)存三大階段，運(yùn)送階段需對(duì)樣品進(jìn)行充分保護(hù)，提前準(zhǔn)備以避免樣品被污染或受影響:（1）對(duì)光源比較敏感的樣品選用遮光器皿進(jìn)行儲(chǔ)存或包裝；（2）容易揮發(fā)及易溶解的樣品則選用可密封性的高壓聚乙烯或玻璃器皿超低溫儲(chǔ)存；（3）別的樣品則選用相對(duì)應(yīng)儲(chǔ)存方法。在樣品工作交接階段，工作人員與移交人員必須對(duì)樣品進(jìn)行核對(duì)，必要時(shí)可進(jìn)行照相或錄影留證，并在交接單上簽名。儲(chǔ)存階段則依據(jù)樣品的特性進(jìn)行差別化保存，尤其對(duì)一些有獨(dú)特儲(chǔ)存要求的樣品要按時(shí)查驗(yàn)儲(chǔ)存自然環(huán)境，比如容易揮發(fā)樣品應(yīng)在超低溫(4℃)冷凍柜中儲(chǔ)存。

（三）樣品制取階段的質(zhì)量控制

1.樣品的制取

樣品制取要從樣品自身、自然環(huán)境、要求等幾個(gè)視角進(jìn)行質(zhì)量管理，一是避免因標(biāo)識(shí)搞混、樣品混亂或別的因素造成樣品發(fā)生變化。二是制取自然環(huán)境需符合土壤試驗(yàn)室有關(guān)要求，干凈整潔、通風(fēng)、背陽(yáng)，制取土壤樣品最少由2位制取人到場(chǎng)參加，按要求進(jìn)行制作，并記錄全部制作過(guò)程。

2.樣品的解決

土壤有別于水質(zhì)采樣，成分相對(duì)復(fù)雜，且各種空氣污染物在不同的土壤環(huán)境中會(huì)展現(xiàn)多元化形狀，需對(duì)檢測(cè)要求進(jìn)行適度預(yù)備處理，可依據(jù)不同要求，選用水浴鍋、電熱板、微波消解儀等多種多樣儀器設(shè)備進(jìn)行預(yù)處理，保證樣品消解徹底。

二、樣品檢測(cè)的質(zhì)量控制

（一）空白試驗(yàn)

在土壤樣品消解分析過(guò)程中，一般以每一批次進(jìn)行兩個(gè)以上的平行空白樣的空白值頻率進(jìn)行測(cè)量，以其相對(duì)偏差不超過(guò)50%判斷精度指標(biāo)值是否符合要求。

（二）精密度

精密度體現(xiàn)了剖析過(guò)程中隨機(jī)偏差尺寸，在土壤樣品分析中也一樣選用平行樣的測(cè)量統(tǒng)計(jì)分析方法，最大限度降低差值，關(guān)鍵做法如下：在對(duì)每一批次的樣品項(xiàng)目進(jìn)行分析時(shí)，需挑選樣品數(shù)量的20%作為平行樣品，進(jìn)行同步消解、分析(倘若樣品數(shù)＜五個(gè)，則平行樣數(shù)量＞一個(gè))[4]。

三、檢測(cè)過(guò)程中質(zhì)量控制問(wèn)題剖析

為保證土壤數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的精確性，要對(duì)整個(gè)過(guò)程執(zhí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，筆者在小結(jié)以上土壤質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)的基礎(chǔ)上結(jié)合質(zhì)量控制的工作經(jīng)驗(yàn)，明確提出以下幾方面的問(wèn)題剖析，僅供參考。

（一）取樣問(wèn)題剖析

在土壤層的取樣過(guò)程中，設(shè)點(diǎn)總數(shù)只需達(dá)到容積的基本要求就可以，一般要求每一個(gè)檢測(cè)模塊至少設(shè)3個(gè)點(diǎn)，取樣點(diǎn)能采表層樣或土壤剖面，一般檢測(cè)收集表土，取樣深層0～20cm，針對(duì)一些獨(dú)特檢測(cè)要求，則考慮挑選一部分取樣點(diǎn)收集模型樣品。但在具體取樣過(guò)程中，通常隨著地塊特性要對(duì)不同類型地塊選用具體的設(shè)點(diǎn)與樣品收集方法，不可以一概全。不一樣地塊取樣注意點(diǎn)見(jiàn)表2。

同時(shí)需注意：（1）田地土壤層取樣要挑選地勢(shì)平坦、相對(duì)平穩(wěn)的地塊，坡角、低洼不適合，工業(yè)生產(chǎn)土壤層取樣在生產(chǎn)車(chē)間、混凝土層過(guò)厚處不適合；（2）通信設(shè)備、污水管道網(wǎng)等公共基礎(chǔ)設(shè)施處不適合取樣；（3）水質(zhì)外流比較嚴(yán)重處不適合取樣；（4）距離道路、鐵路150m之外才可以取樣。

（二）消解問(wèn)題剖析

樣品的全量消解包括兩個(gè)層面的內(nèi)容：一是通過(guò)打開(kāi)土壤層礦物質(zhì)的晶格，以充分去除該土壤樣品中有機(jī)質(zhì)等殘?jiān)?，保證元素能夠全部進(jìn)入消解溶液中，樣品的消解徹底與否，是土壤樣品分析的關(guān)鍵點(diǎn)；二是在消解過(guò)程中應(yīng)避免元素由于空氣氧化、轉(zhuǎn)換等原因影響導(dǎo)致?lián)p失。

（1）消解液類型：當(dāng)今我國(guó)土壤分析的主流消解用酸體系為:鹽酸—硝酸—?dú)浞帷呗人嵯怏w系，該體系在高溫、或高壓下可以使土壤樣品進(jìn)行劇烈反應(yīng)，溶解徹底，如對(duì)土壤樣品中的總鉻進(jìn)行測(cè)量時(shí)，運(yùn)用以上消解體系可以有效毀壞土壤樣品中的礦物質(zhì)晶格，使試樣中的所有目標(biāo)元素全部被氧化成Cr2O2－7，進(jìn)入到消解液中。

（2）酸的添加順序：因?yàn)楦呗人釙?huì)與樣品中含甲基的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化成易燃易爆的高氯酸酯，要先至絕大多數(shù)有機(jī)化合物溶解后再加上高氯酸，故須按鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸的秩序逐一進(jìn)行消解液的添加，消解過(guò)程維持最高溫度在180℃以下，對(duì)高溫高壓法消解樣品的方法，尤其要注意高氯酸應(yīng)在樣品離開(kāi)高壓環(huán)境后加入。在測(cè)定土壤樣品中的鉛、鎘元素時(shí)，可先用純水潤(rùn)濕樣品(樣品一般稱取0.1～0.4g)，然后添加10mL鹽酸溶液進(jìn)行低溫加熱，反應(yīng)1至2小時(shí)左右，待樣品初步消解，先后添加5mL硝酸、4mL氫氟酸，中溫加熱1小時(shí)，再加入2mL高氯酸，160℃加熱反應(yīng)，至大量白色煙霧冒盡，同時(shí)進(jìn)行趕酸，待消解液澄清且反應(yīng)至近干（消解液剩余0.5-1.0mL左右），轉(zhuǎn)移至容量瓶，定容待測(cè)。

（3）消解過(guò)程:因?yàn)椴煌寥缹訕悠返臉?gòu)成成分不盡相同、差別明顯，因而消解過(guò)程要根據(jù)實(shí)際樣品情況進(jìn)行深入分析，依據(jù)樣品的性態(tài)轉(zhuǎn)變及時(shí)調(diào)節(jié)酸的使用量及消解時(shí)間，以達(dá)到徹底消解的目的。

四、土壤監(jiān)測(cè)過(guò)程中質(zhì)量控制的難點(diǎn)分析

（一）采集樣品時(shí)的難點(diǎn)分析

在采集土壤的過(guò)程中務(wù)必控制布點(diǎn)數(shù)，以此達(dá)到容量的要求，一般情況下，各個(gè)監(jiān)測(cè)單位至少要設(shè)置三個(gè)點(diǎn)，在土壤的剖面或者采集表層需要布設(shè)采樣點(diǎn)，期間需要檢測(cè)表層土，整體的深度建議控制在0-20cm之間，遇到一些特殊情況時(shí)，比如在分析污染的過(guò)程中，需要展開(kāi)剖面樣品的采集工作。在采樣的過(guò)程中如果遇到地塊性質(zhì)有所變動(dòng)，需要結(jié)合當(dāng)下的具體情況去決定最終所要選取的采集方式。需要特別注意的是，在進(jìn)行農(nóng)田土壤采集時(shí)，一定要挑選地勢(shì)相對(duì)平坦并且地塊較穩(wěn)定的進(jìn)行采集，如果是采集工業(yè)類型的土壤，千萬(wàn)不能采集車(chē)間以及水泥層過(guò)厚的地方，另外，也不能采集水體嚴(yán)重流失和具備公共設(shè)施的地方，建議采集遠(yuǎn)離公路150米開(kāi)外的地方。

（二）預(yù)處理過(guò)程中的難點(diǎn)分析

1.消解難點(diǎn)

（1）用酸的種類：鹽酸、硝酸以及高氯酸和氫氟酸是當(dāng)前我國(guó)主要的消解類酸系統(tǒng)，通過(guò)借助這幾種酸的化學(xué)反應(yīng)作用可以完全分解土壤樣品。比如，在測(cè)定土壤中的的總鉻時(shí)，通過(guò)以上這類消解酸的使用能打破土壤中的礦物晶格，使待測(cè)定的元素溶含在消解試液中，同時(shí)將鉻氧化為Cr2O72-。

（2）添加酸的次序：通常情況下，高氯酸會(huì)和樣品中含有羥基物的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，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，以此分解掉有機(jī)物之后才能添加高氯酸。整個(gè)順序?yàn)椋簭柠}酸到硝酸再到氫氟酸，最后才添加高氯酸，整個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致溫度逐步升高，但一定要合理控制溫度，最高不能超過(guò)180℃。簡(jiǎn)而言之，在測(cè)定鉛、鎘期間，可以先濕潤(rùn)0.1～0.3g的樣品，然后再添加5mL的鹽酸，最后進(jìn)行持續(xù)低溫加熱。等待樣品初步的分解之后，按照上述順序去添加5mL的硝酸、4mL的氫氟酸，最后加入高氯酸2mL，然后采用中等溫度進(jìn)行1小時(shí)的加熱消解。

（3）消解的環(huán)節(jié)：當(dāng)采集回來(lái)的土壤樣品不同時(shí)，往往相應(yīng)的組成成分也會(huì)有所差別，甚至還會(huì)出現(xiàn)較為明顯的不同。這樣看來(lái)，在消解的過(guò)程中需要根據(jù)樣品性質(zhì)的差別，進(jìn)行相應(yīng)酸用量的調(diào)整，同時(shí)還要視具體消解情況，調(diào)整消解時(shí)間，直至最終完全消解。比如在完成氫氟酸消解之后，如果發(fā)現(xiàn)溶液中還是殘留很多顆粒，并且這些消解溶液中依舊存在很多硅酸鹽或者氧化硅，那就必須盡快繼續(xù)加入一定量的氫氟酸，同時(shí)還要延長(zhǎng)消解的時(shí)間，直到沉淀不明顯才能進(jìn)行下一步操作。

2.除去干擾方面的難點(diǎn)

在對(duì)土壤進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，基體的干擾其實(shí)屬于控制中的主要難點(diǎn)之一，所以需要盡可能徹底地除去干擾。一般情況下，想要除掉樣品中存在的基體干擾可以從以下兩個(gè)方式去解決：首先，需要站在樣品的角度出發(fā)去消除掉其中的干擾，期間需要結(jié)合試樣中的待測(cè)物以及不同的相應(yīng)干擾元素監(jiān)測(cè)條件，然后去添加一些基體改進(jìn)劑，或者就直接消除掉樣品中存在的干擾元素，然后展開(kāi)選擇性地控制測(cè)試條件，以此實(shí)現(xiàn)消除掉干擾的總體目標(biāo)。舉個(gè)例子，通過(guò)測(cè)定試樣中鉻的含量，然后去考慮添加一些NH4Cl，這樣做的目的是在預(yù)防干擾的同時(shí)還能有助于鉻的溶解。其次，利用分析儀器消除掉干擾，利用先進(jìn)的矯正技術(shù)，有效消除掉基體干擾。例如，通過(guò)賽曼矯正原理去吸收石墨爐原子等等，另外還能采用數(shù)學(xué)校正法以及屏蔽技術(shù)和IPC-MS分離元素干擾等，從而最大化地減少干擾，從而效解決這方面的難點(diǎn)。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著生態(tài)部污染治理行動(dòng)的號(hào)角聲，土地污染預(yù)防工作早已與水、氣共同納入三大整治關(guān)鍵工作目標(biāo)，而作為土壤治理工作中關(guān)鍵支撐點(diǎn)的檢測(cè)工作，則是協(xié)助政府部門(mén)正確把握土壤層環(huán)境污染現(xiàn)況的關(guān)鍵方式，因此，要從土壤層樣品的收集提前準(zhǔn)備、剖析檢測(cè)過(guò)程，進(jìn)行嚴(yán)苛的質(zhì)量控制，以確保土壤層數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的精確性，進(jìn)而為政府部門(mén)選用合理的整治方式提供決策參考。