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)測工作是各項土壤防治工作的基礎。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，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)境因為各種各樣的原因遭受嚴重的污染，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年國務院印發(fā)的《土壤污染防治行動計劃》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、建設土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡等工作任務，說明國家對土壤環(huán)境保護及其監(jiān)測工作的高度重視。為此，本文對目前土壤環(huán)境監(jiān)測方法進行綜述，并針對監(jiān)測工作的各環(huán)節(jié)，提出相應的質(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，而監(jiān)測方法又是土壤環(huán)境監(jiān)測工作的基礎，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)測的科學性及準確性，才能客觀掌握土壤環(huán)境的真實狀況。我國已經(jīng)開展相關(guān)的環(huán)境監(jiān)測工作，同時在原環(huán)境保護部印發(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)國家標準、地質(zhì)監(jiān)測標準、農(nóng)業(yè)標準等，我國現(xiàn)約有150項土壤環(huán)境監(jiān)測方法。參照土壤環(huán)境監(jiān)測的國家標準和環(huán)保行業(yè)標準可知，其主要包含有機物監(jiān)測方法17個、無機物監(jiān)測方法23個、理化指標方法8個以及放射性監(jiān)測方法3個。有機物的監(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，無機物的監(jiān)測方法涉及55種無機組分，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)行標準方法尚未能覆蓋全部。故而，隨著我國科學技術(shù)水平的不斷提高，也需要將高端精細的技術(shù)應用到土壤環(huán)境監(jiān)測中來，使土壤監(jiān)測方法更加先進高效，監(jiān)測數(shù)據(jù)更加規(guī)范精準。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污染物和有機污染物，按測定地點方式可以分為采樣后現(xiàn)場測定和實驗室測定。
1.1實驗室測定法
實驗室測定方法中主要有光學分析法（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。針對土壤中的無機物，最常用光學分析法進行分析，其應用廣泛，靈敏度高，可以有效判斷土壤中存在的無機物組分。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)測費用高?；瘜W分析法操作簡便，但耗時費力，人員差異性較大[1]。針對土壤中的有機物，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，為了應對應急環(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)實驗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)境樣本進行選取和測定。該方法對土壤現(xiàn)場監(jiān)測點的布設是有一定要求的，選取的位置應全面、準確表現(xiàn)出土壤的實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)境中的有機物或無機物，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)測點位布設、樣品采集、樣品運輸流轉(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合型發(fā)展，污染物種類也在不斷增加，污染物超標問題頻頻出現(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)具有科學性與準確性，質(zhì)量控制措施應貫穿土壤環(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點位布設。為了保證采集的監(jiān)測樣品具有代表性，前期的布點采樣必須避免一切主觀因素，遵循隨機、等量原則，嚴格按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[4]進行，以確保后期監(jiān)測分析的準確性。常見的布點方法主要包括簡單隨機法、分塊隨機法和系統(tǒng)隨機法。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?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)務能力。對采樣人員進行相關(guān)知識與技能培訓，并考核其專業(yè)能力。采樣人員要熟悉采樣的各個流程，前期應走進監(jiān)測現(xiàn)場進行有效勘探，準確記錄采樣點的信息，如采樣點具體的地理位置、采樣日期、采樣深度和采樣點數(shù)量等，同時也要搜集當?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，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客觀反映當?shù)氐耐寥拉h(huán)境現(xiàn)狀。2.1.3樣品運輸與制備。樣品采集完成后，要對樣品標簽、數(shù)量進行核對，核對無誤后送至實驗室。運輸過程中應嚴防樣品受到污染，注意低溫、避光保存。樣品送至實驗室后根據(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，進行風干、粗磨、細磨和分裝，這一環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制也至關(guān)重要。實驗室需要分隔設置風干室和研磨室，風干室方位盡可能朝南，應防止陽光直射土壤樣品，同時要保證通風良好，干凈無塵，無易揮發(fā)性化學物質(zhì)，在風干過程，適時地壓碎、翻動，揀出碎石、砂礫、植物殘體。此外，制樣工具每處理一份樣后擦抹（洗）干凈，嚴防交叉污染，若有機物具備可萃性和揮發(fā)性等特點，需將新鮮土壤樣品及時進行樣品前處理。
2.2實驗室質(zhì)量控制
2.2.1實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制。實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制主要是通過控制分析人員的操作誤差，將隨機誤差降到最低，以保證測試結(jié)果的準確度與精密度，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：第一，加強對空白試驗的質(zhì)量控制。通常每批樣品至少做2個空白樣，其相對標準偏差≤50%。當空白值超出標準方法的要求時，應對整個實驗分析過程進行檢查，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。每批樣品進行實驗室分析時，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大于95%，當不滿足該條件時，除對該批次樣品進行復測外，須再增加樣品數(shù)10%～20%的平行樣品進行分析測定，直至合格率滿足要求。第三，準確度控制。樣品測定要采用對應的標準物質(zhì)或質(zhì)控樣品進行質(zhì)量控制，在精密度合格前提下，要確保質(zhì)控樣品測定值在標準范圍內(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行分析測定。對于可以進行加標回收實驗的分析項目應進行不少于樣品總數(shù)10%的加標回收分析，以此來檢查測定準確度，絕對誤差和回收率應符合要求。第四，監(jiān)測人員的質(zhì)量控制。加強對土壤監(jiān)測人員的培訓，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)測人員應及時作出合理的判斷，并視情況重新取樣監(jiān)測。2.2.2實驗室間質(zhì)量控制。實驗室間質(zhì)量控制又稱實驗室外部質(zhì)量控制，通過參加實驗室間比對和能力驗證活動，檢查各個實驗室是否存在系統(tǒng)誤差，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部發(fā)現(xiàn)不了的問題。如參加內(nèi)外實驗室認可機構(gòu)組織的能力驗證活動和實驗室主管機構(gòu)組織的比對活動、國內(nèi)外同行實驗室的比對活動等，這也為評價實驗室監(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)實驗室根據(jù)外部評審、能力驗證、考核、比對等結(jié)果來評估其工作質(zhì)量并采取相應的改進措施，以此提高實驗室監(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)測工作落到實處，在質(zhì)量控制還需依托一個完善可靠的土壤環(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)展狀況等，對監(jiān)測管理體系及相關(guān)制度及時做出充分的調(diào)整及優(yōu)化，對于存在嚴重受損或者環(huán)境敏感區(qū)域，如水源供應區(qū)，基本農(nóng)田保護區(qū)等，應當建立專門的監(jiān)測機構(gòu)，從而真正地實現(xiàn)對土壤環(huán)境全面、系統(tǒng)、科學、可靠、精細、實時有效的監(jiān)測，為后續(xù)的土壤生態(tài)治理提供具有價值的參考數(shù)據(jù)。同樣可運用總有機碳的監(jiān)測方法[3]。此外，在實踐應用中，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)測實驗室內(nèi)含重金屬試劑的用量。
2.3構(gòu)建綠色實驗室，實現(xiàn)監(jiān)測標準的統(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)新應用中，可吸納工業(yè)領域中已有的清潔生產(chǎn)成功案例，建立清潔型綠色實驗室，全面完善環(huán)境監(jiān)測預防措施，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準、環(huán)境質(zhì)量標準的分析可知，現(xiàn)行標準中，有機物污染含量指標采用具有便捷性、廣泛性和經(jīng)濟性的化學需氧量標準，此監(jiān)測方法具有測定時間長、二次污染大的弊端[4]。此外，在具體應用中，還高發(fā)監(jiān)測儀器的故障問題，最終導致監(jiān)測結(jié)果的失真、運行試劑的過量消耗、二次污染問題的加重等問題。基于此，要求盡快完善總有機碳等各類標準的統(tǒng)一化建設工作，以降低環(huán)境污染，加快實現(xiàn)環(huán)保目標。
3結(jié)語
環(huán)境保護已成為人類長遠發(fā)展的一項重要戰(zhàn)略目標，環(huán)境污染問題所帶來的破壞不可估量，這便要求在環(huán)境污染防治中應特別重視重金屬污染問題，在了解重金屬污染特點的基礎上，重視廢液處置，調(diào)整監(jiān)測方法，構(gòu)建綠色實驗室，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。
參考文獻
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作者:鄭靜宜 單位:廣州萬綠檢測技術(shù)有限公司
