土壤類型、污染物種類繁多,各種污染物在不同類型土壤中的樣品提取方法也有所不同。通常,土壤環境監測中選擇樣品提取與分析方法的原則是:首選標準(或仲裁)方法、第二選擇權威部門推薦的方法,第三自選等效方法。我國現行的土壤環境監測方法標準匯于表:
表:土壤環境監測方法標準目錄
類別 | 標準名稱 | 標準符號 | 實施日期 |
理化指標 | 土壤 干物質和水分的測定 重量法 | HJ 613—2011 | 2011-10-1 |
土壤 可交換酸度的測定 氯化鉀提取-滴定法 | HJ 649—2013 | 2013-9-1 | |
土壤 可交換酸度的測定 氯化鋇提取-滴定法 | HJ 631—2011 | 2013-3-1 | |
土壤 有機碳的測定 燃燒氧化-非分散紅外法 | HJ 695—2014 | 2014-7-1 | |
土壤 有機碳的測定 燃燒氧化-滴定法 | HJ 658—2013 | 2013-9-1 | |
土壤 有機碳的測定 重鉻酸鉀氧化-分光光度法 | HJ 615—2011 | 2011-10-1 | |
營養鹽 | 土壤 水溶性和酸溶性硫酸鹽的測定 重量法 | HJ 635—2012 | 2012-6-1 |
土壤 氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮的測定 氯化鉀溶液提取-分光光度法 | HJ 634—2012 | 2012-6-1 | |
土壤 總磷的測定 堿熔-鉬銻抗分光光度法 | HJ 632—2011 | 2012-3-1 | |
金屬和類金屬元素 | 土壤和沉積物 汞、砷、硒、鉍、銻的測定 微波消解/原子熒光法 | HJ 680—2013 | 2014-2-1 |
土壤質量 總汞的測定 冷原子吸收分光光度法 | GB/T 17136—1997 | 1998-5-1 | |
土壤 總鉻的測定 火焰原子吸收分光光度法 | HJ 491-2009 | 2009-11-1 | |
土壤質量 鉛、鎘的測定 KI-MIBK 萃取火焰原子吸收分光光度法 | GB/T 17140—1997 | 1998-5-1 | |
土壤質量 鉛、鎘的測定 石墨爐原子吸收分光光度法 | GB/T 17141—1997 | 1998-5-1 | |
土壤質量 鎳的測定 火焰原子吸收分光光度法 | GB/T 17139—1997 | 1998-5-1 | |
土壤質量 銅、鋅的測定 火焰原子吸收分光光度法 | GB/T 17138-—1997 | 1998-5-1 | |
土壤質量 總砷的測定 硼氫化鉀-硝酸銀分光光度法 | GB/T 17135—1997 | 1998-5-1 | |
土壤質量 總砷的測定 二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法 | GB/T 17134—1997 | 1998-5-1 | |
有機污染物 | 土壤和沉積物 丙烯醛、丙烯腈、乙腈的測定 頂空-氣相色譜法 | HJ 679—2013 | 2014-2-1 |
土壤、沉積物 二噁英類的測定 同位素稀釋/高分辨氣相色譜-低分辨質譜法 | HJ 650—2013 | 2013-9-1 | |
土壤和沉積物 二噁英類的測定 同位素稀釋高分辨氣相色譜- | HJ 77.4—2008 | 2009-4-1 | |
土壤和沉積物 揮發性有機物的測定 頂空/氣相色譜-質譜法 | HJ 642—2013 | 2013-7-1 | |
土壤和沉積物 揮發性有機物的測定 吹掃捕集/氣相色譜-質譜法 | HJ 605—2011 | 2011-6-1 | |
土壤 毒鼠強的測定 氣相色譜法 | HJ 2014—2011 | 2011-10-1 | |
土壤質量 六六六和滴滴涕的測定 氣相色譜法 | GB/T 14550—93 | 1994-1-15 |
1.土壤理化指標的測定
(1)土壤干物質和水分的測定測定土壤理化指標,無論是采用新鮮或風干樣品,都需要測定土壤中的水分含量,以便計算土壤中各種成分以千固體為基準時的校準值。《土壤干物質和水分的測定重量法》(HJ6132011)規定了土壤中干物質和水分的重量測定法。方法的原理是土壤樣品在(105±5)℃烘至恒重以烘干前后的土樣質量差計算干固體和水分的含量,用質量分數表示。一般情況下,大部分土壤的干燥時間為16~24h。
(2)土壤可交換酸度的測定土壤可交換酸度是酸性土壤的重要性質之一,由吸附于土壤膠體表面的H+和A13+形成,它們通過交換作用進入土壤溶液中,使土壤顯酸性。土壤可交換酸度的測定方法有氯化鉀提取滴定法(HJ6492013)和氯化鋇提取-滴定法(HJ631-2011)。主要是用中性鹽溶液(如KC或BaCl2)提取土壤,將土壤膠體上吸附的H+和A13+交換下來,使之進入溶液,取一部分土壤淋洗液,用氫氧化鈉標準溶液滴定,滴定結果稱為可交換酸度;另取一部分土壤提取液,加入適量氟化鈉溶液,使氟離子與鋁離子形成絡合物,A13+被充分絡合,再用氫氧化鈉標準溶液滴定所得結果為可交換氫。可交換酸度與可交換氫的差值即為可交換鋁。
(3)土壤有機碳的測定土壤有機碳含量和性質與土壤中污染物的種類和含量有一定的相關性,特別是重金屬和有機污染物的含量、遷移轉化等環境行為。因此,測定土壤中有機碳的含量對于定量評價分析土壤的自然性質土壤污染程度具有重要作用。我國現行的土壤有機碳的分析方法有《土壤有機碳的測定重鉻酸鉀氧化-分光光度法》(HJ6152011)和《土壤有機碳的測定燃燒氧化-滴定法》(HJ6582013),也可采用配備固體氧化模塊的總有機碳測定儀(HJ6952014)進行直接測定。
2.土壤中營養鹽的測定
(1)土壤中硫酸鹽的測定土壤中硫酸鹽的測定推薦采用氯化鋇重量法。該方法原理:用去離子水和稀鹽酸提取土壤中的水溶性和酸溶性硫酸鹽,提取液經慢速定量濾紙過濾后,加入氯化鋇溶液,提取液中的硫酸根離子轉化為硫酸鋇沉淀,沉淀經過濾、烘干、恒重,根據硫酸鋇沉淀的質量可計算土壤中的水溶性和酸溶性硫酸鹽含量。
(2)土壤中氮營養鹽的測定土壤中氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮測定采用分光光度法。方法原理:采用氯化鉀溶液提取土壤中的硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和氨氮,提取液經過離心分離,取上清液進行分析測定。
(3)土壤中總磷的測定土壤中總磷的測定推薦采用堿熔鉬銻抗分光光度法(HJ 632—2011)。方法原理:經氫氧化鈉熔融,土壤樣品中的含磷礦物及有機磷化合物全部轉化為可溶性的正磷酸鹽,在酸性條件下與鉬銻抗顯色劑反應生成磷鉬藍,在波長700nm處測量吸光度。在一定濃度范圍內,樣品中的總磷含量與吸光度值符合朗伯比爾定律。
當試樣量為0.2500g,采用30mm比色皿時,本方法的檢出限為10.0mg/kg(干土),測定下限為40.0mg/kg。
3.土壤中重金屬的測定
在國內外的現行標準中,土壤重金屬污染物的測定,主要是針對重金屬元素的總量進行測定,這符合重金屬元素總量控制的原則。土壤樣品經過消解后,采用的測定方法有原子熒光法、原子吸收分光光度法、冷原子吸收法、分光光度法等。現將土壤中部分金屬元素的分析方法列于表,具體操作步驟可查國家相關方法標準。
4.土壤中有機污染物的測定
土壤中有機物的測定主要采用氣相色譜法,我國現有的有關土壤中有機物的萃取及其分析方法列于表,具體操作步驟可查國家相關方法標準。
表:土壤中有機物的分析方法
序號 | 項目 | 測定方法 | 檢測范圍 | 參考標準 |
1 | 丙烯醛 | 頂空-氣相色譜法 | 取樣量為2.0g時,測定下限為 1. 6mg/kg | HJ 679—2013 |
2 | 丙烯腈 | 頂空-氣相色譜法 | 取樣量為2.0g時,測定下限為 1. 2mg/kg | HJ 679—2013 |
3 | 乙腈 | 頂空-氣相色譜法 | 取樣量為2.0g時,測定下限為 1. 2mg/kg | HJ 679—2013 |
4 | 二噁英類 | 同位素稀釋/高分辨氣相色譜-低分 辨質譜法 | 取樣量為20g時,2,3,7,8-T4 CDD檢出限應低于1ng/kg | HJ 650—2013 |
同位素稀釋/高分辨氣相色譜-高分 辨質譜法 | 對2,3,7,8-T4CDD檢出限應低于0.1pg | HJ 77.4—2008 | ||
5 | 揮發性有機物 | 頂空/氣相色譜-質譜法 | 取樣量為2g時,36種目標物方 法測定下限為3.2~14μg/kg | HJ 642-2013 |
吹掃鋪集/氣相色譜-質譜法 | 取樣量為5g時,65種目標物方 法測定下限為0.8~12.8μg/kg | HJ 605-2011 | ||
6 | 毒鼠強 | 乙酸乙酯提取,提取液凈化濃縮,帶氮磷檢測器的氣相色譜分離檢測 | 取樣量為5g時,方法測定下限為14μg/kg | HJ 614-2011 |
7 | 有機氯農藥(六六六、DDT) | 丙酮-石油醚提取,濃硫酸凈化,帶電子捕獲檢測器的氣相色譜儀測定 | 最低檢測濃度為0.05~4.87μg/kg | GB/T 14550-1993 |