土壤样品的采集与处理.ppt

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1、土壤样品的采集与处理土壤样品的采集与处理姓名：李静姓名：李静专业：化学专业：化学主要内容一、土壤的组成二、土壤污染三、土壤样品的 采集与处理土壤污染概念土壤污染概念土壤污染类型土壤污染类型土壤质量标准土壤质量标准样品采集样品采集样品处理样品处理一、土壤的组成一、土壤的组成土壤的土壤的土壤的土壤的组成组成组成组成土壤土壤土壤土壤矿物质矿物质矿物质矿物质土壤有机质土壤有机质土壤有机质土壤有机质：土壤中含碳有机化合物的总称（占固相总重量：土壤中含碳有机化合物的总称（占固相总重量的的10）。分为非腐殖物质和腐殖质两大类。）。分为非腐殖物质和腐殖质两大类。原原生生矿矿物物质质（各各种种岩岩石石受受到到程

2、程度度不不同同的的物物理理风风化化而而未未经经化化学学风风化化的的碎碎屑屑物物）四四类类：硅硅酸酸盐盐类类矿矿物物、氧氧化化物物类类矿矿物物、硫硫化化物物类类矿矿物物和和磷磷酸酸盐盐类矿物类矿物岩石化学风化岩石化学风化(氧化、水解和酸性水解氧化、水解和酸性水解)次次生生矿矿物物质质（由由原原生生矿矿物物经经化化学学风风化化后后形形成成的的新新矿矿物物）三三类类：简简单单盐盐类类、三三氧氧化化物物类类和和次次生生铝铝硅酸盐类硅酸盐类土壤溶液土壤溶液土壤水分及其所含溶质和悬浮物质的总称土壤水分及其所含溶质和悬浮物质的总称 。土壤中的空气土壤中的空气土壤中的空气土壤中的空气主要成分是主要成分是N2、

3、O2和和CO2。CO2含量比大气含量比大气中高得多，中高得多，O2的含量比大气中低，水蒸气的含量比大气中低，水蒸气比大气中高得多，还有少量还原性气体。比大气中高得多，还有少量还原性气体。二、土壤的污染1、土壤环境背景值和土壤污染概念、土壤环境背景值和土壤污染概念土壤环境背景值：土壤环境背景值：土壤的环境要素在未受土壤的环境要素在未受到明显污染时，其化学元素的正常含量，到明显污染时，其化学元素的正常含量，以及环境中能量分布的正常值。以及环境中能量分布的正常值。土壤污染：土壤污染：由于人类活动使土壤性状发生由于人类活动使土壤性状发生了不利于人类的改变。了不利于人类的改变。2、土壤污染类型 土壤放射

4、性物质的污染：主要来自核爆炸的大气散落物，工业、科主要来自核爆炸的大气散落物，工业、科研和医疗机构产生的液体或固体放射性废研和医疗机构产生的液体或固体放射性废弃物。弃物。有机物污染：酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等剂类等无机物污染：汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属金属土壤生物污染：是指是指个或几个有害生物种群，从外界侵入个或几个有害生物种群，从外界侵入土壤，大量繁殖，破坏原来的动态平衡，对土壤，大量繁殖，破坏原来的动态平衡，对人类健康与土壤生态系统造成不良影响。人类健康与土壤生态系统造成不良影响。3、土壤

5、质量标准土壤环境质量标准分为三级:一级标准：指为保护区域自然生态,维护自然 背景的土壤环境质量限制值。二级标准：是指为保障农业生产,维护人体健康的土壤限制值。三级标准：是指为帮助农林生产和植物正常生长的土壤临界值。三、土壤样品的采集与处理1、土壤样品的采集、土壤样品的采集 土壤是一个土壤是一个不均一体不均一体，影响它的因素是错综，影响它的因素是错综复杂的。有复杂的。有自然因素自然因素包括地形（高度、坡度）、包括地形（高度、坡度）、母质等；母质等；人为因素人为因素有耕作、施肥等，因而给土壤有耕作、施肥等，因而给土壤样品的采集带来了很大困难。实验室工作者只能样品的采集带来了很大困难。实验室工作者只

6、能对送来样品的分析结果负责，对送来样品的分析结果负责，如果送来的样品不如果送来的样品不符合要求，那么任何精密仪器和熟练的分析技术符合要求，那么任何精密仪器和熟练的分析技术都将毫无意义。都将毫无意义。因此，分析结果能否说明问题，因此，分析结果能否说明问题，关键在于采样。关键在于采样。采样点的选择采样点的选择 由于土壤在水平和垂直方向的分布具有由于土壤在水平和垂直方向的分布具有一定的不均匀性，故应多点一定的不均匀性，故应多点(5-30个）采集。个）采集。选择有代表性的采样点，其分布应尽量照选择有代表性的采样点，其分布应尽量照顾到土壤的全面情况，不可太集中，并将顾到土壤的全面情况，不可太集中，并将采

7、样点均匀混合。采样点均匀混合。为什么田间采样时应避开路边、为什么田间采样时应避开路边、地角和堆积过肥料的地方地角和堆积过肥料的地方采样方法的选择采样方法的选择蛇形采样法：蛇形采样法：适用于面积较大适用于面积较大,土壤不够均匀、地土壤不够均匀、地势不平坦的地方，一般布势不平坦的地方，一般布1030个分点。个分点。棋盘式采样法：棋盘式采样法：适宜中等面积，地势平坦，地形适宜中等面积，地势平坦，地形开阔，一般采样点在开阔，一般采样点在10个以上。这一方法也适用个以上。这一方法也适用于固体废物污染的土壤，因为固体废物分布不均于固体废物污染的土壤，因为固体废物分布不均匀，采样点应在匀，采样点应在20个以

8、上。个以上。梅花形采样法：梅花形采样法：适用于面积较小，地势平坦、土适用于面积较小，地势平坦、土壤组成均匀的地方，一般布壤组成均匀的地方，一般布5个分点。个分点。对角线采样法：对角线采样法：适用于污染农田土壤采样，在对适用于污染农田土壤采样，在对角线各等分中央点采样，可布角线各等分中央点采样，可布59个分点。个分点。采样深度采样深度 如果只是一般了解土壤污染情如果只是一般了解土壤污染情况，采样深度只需取况，采样深度只需取15cm左右耕左右耕层以下的层以下的15-30厘米土样。厘米土样。如果了解土壤污染程度，应按如果了解土壤污染程度，应按土壤剖面层次分层取样。土壤剖面层次分层取样。采样时间采样时

9、间随土壤的测定目的而定：随土壤的测定目的而定：为了解土壤污染状况，可随时采集为了解土壤污染状况，可随时采集土壤测定；土壤测定；要了解在土壤上生长发育的植物污要了解在土壤上生长发育的植物污染状况，则往往根据植物的生长和收染状况，则往往根据植物的生长和收获季节，同时采取土壤样和植物样。获季节，同时采取土壤样和植物样。采样量采样量 由于测定所需土壤样品是多点混合而合由于测定所需土壤样品是多点混合而合成的，取土量往往较大，而实际进行测定成的，取土量往往较大，而实际进行测定时并不需要太多。具体需要土壤数量，视时并不需要太多。具体需要土壤数量，视测定项目多少而定。一般要求一公斤，因测定项目多少而定。一般要

10、求一公斤，因此对多点采集的土壤，可反复按四分法弃此对多点采集的土壤，可反复按四分法弃取，最后留下所需的土样。取，最后留下所需的土样。采集土壤样品的工具采集土壤样品的工具小土铲：小土铲：土铲在任何情况下都可使用，但比土铲在任何情况下都可使用，但比较费工，多点混合采样，往往嫌它费工而不用。较费工，多点混合采样，往往嫌它费工而不用。普通土钻普通土钻 ：使用方便，但只适用于湿润的土：使用方便，但只适用于湿润的土壤，不适用于干土或砂土。另外普通土钻的缺点壤，不适用于干土或砂土。另外普通土钻的缺点是容易使土壤混杂。是容易使土壤混杂。管形土钻：管形土钻：将土钻钻入土中，在一定土层深将土钻钻入土中，在一定土层

11、深度处，取出一均匀土柱。取土速度快，又少混杂，度处，取出一均匀土柱。取土速度快，又少混杂，特别适于大面积多点混合样品的采集。但它不太特别适于大面积多点混合样品的采集。但它不太适用于砂性的土壤或干硬的黏重土壤。适用于砂性的土壤或干硬的黏重土壤。（7）土壤采样注意事项）土壤采样注意事项：在采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层：在采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部位取样。位取样。：若要分析土壤中金属含量，则应避免使用金属器：若要分析土壤中金属含量，则应避免使用金属器具取样。具取样。：采样点位间注意及时清理采

12、样工具采样点位间注意及时清理采样工具,避免交叉污避免交叉污染。染。将所采土样装入布袋或聚乙烯塑料袋，内外均应附将所采土样装入布袋或聚乙烯塑料袋，内外均应附标签，标明采样编号、名称、采样深度、采样地点、标签，标明采样编号、名称、采样深度、采样地点、日期、采集人。日期、采集人。同时使用同时使用400400万以上像素的数码照万以上像素的数码照相机记录采样点位周围状况。相机记录采样点位周围状况。（8）样品运输与保存）样品运输与保存 样品运输过程中严防破损、混样品运输过程中严防破损、混淆或玷污，及时送回实验室。测定淆或玷污，及时送回实验室。测定挥发性、半挥发性、持久性有机污挥发性、半挥发性、持久性有机污

13、染物和农药类项目的土壤样品应低染物和农药类项目的土壤样品应低温暗处冷藏温暗处冷藏(温度低于温度低于4),并尽快并尽快送回实验室进行分析测试。送回实验室进行分析测试。2、土壤样品前处理、土壤样品前处理土壤样品的风干过程土壤样品的风干过程土壤样品磨碎并过筛土壤样品磨碎并过筛土壤样品的提取土壤样品的提取（1）土壤样品的风干过程）土壤样品的风干过程 可将土壤样品平摊在土壤风干盘上，置于通风、可将土壤样品平摊在土壤风干盘上，置于通风、阴凉、干燥的地方，使其自然干燥。阴凉、干燥的地方，使其自然干燥。切忌阳光直接切忌阳光直接暴晒和酸、碱、蒸气以及尘埃等污染。暴晒和酸、碱、蒸气以及尘埃等污染。（2 2）土壤样

14、品磨碎并过筛）土壤样品磨碎并过筛（3）土壤样品的提取）土壤样品的提取 索氏提取法、水浴提取法、层析法、索氏提取法、水浴提取法、层析法、微波辅助萃取法、超临界流体萃取微波辅助萃取法、超临界流体萃取法、加速溶剂萃取法、超声波萃取法、加速溶剂萃取法、超声波萃取法、基质分散固相萃取、吹扫法、基质分散固相萃取、吹扫-捕捕集法、亚临界水萃取法、流化床提集法、亚临界水萃取法、流化床提取法等取法等层析法层析法 将有机溶剂吸附在惰性支持体上作将有机溶剂吸附在惰性支持体上作为固定相为固定相,水溶液作为流动相水溶液作为流动相,以此来进以此来进行元素的相互分离。行元素的相互分离。为提取元素活动态信息为提取元素活动态信

15、息,可将一定粒可将一定粒度的土壤样品作为固定相，层析液作为度的土壤样品作为固定相，层析液作为流动相流动相,在短时间内在短时间内,将土壤样品的活动将土壤样品的活动态元素解析下来态元素解析下来,进行化学测试。进行化学测试。超临界流体萃取超临界流体萃取 超临界流体是一种性质介于液体和超临界流体是一种性质介于液体和气体之间的单一相态气体之间的单一相态,它具有与液体相它具有与液体相近的密度近的密度,但黏度明显低于液体而高于但黏度明显低于液体而高于气体气体,因其具有良好的溶解能力和渗透因其具有良好的溶解能力和渗透性能性能,被广泛地应用于土壤中相关有机被广泛地应用于土壤中相关有机物的萃取。物的萃取。加速溶剂

16、萃取加速溶剂萃取 它是通过提高提取溶剂的温度和它是通过提高提取溶剂的温度和压力压力,以提高萃取效率和速度的一种新以提高萃取效率和速度的一种新型高效提取方法。型高效提取方法。优点：萃取速度快、溶剂用量少、优点：萃取速度快、溶剂用量少、操作简单、功能强大、萃取提取效率操作简单、功能强大、萃取提取效率高、又能在线联机检测，使用方便灵高、又能在线联机检测，使用方便灵活、操作安全可靠。活、操作安全可靠。超声波萃取超声波萃取 超声波在传播过程中可引起介质质点的伸缩超声波在传播过程中可引起介质质点的伸缩,在介质内部形成一种微观的膨胀和压缩。膨胀过在介质内部形成一种微观的膨胀和压缩。膨胀过程中会生成气泡或撕裂

17、成很小的空穴程中会生成气泡或撕裂成很小的空穴,这些空穴瞬这些空穴瞬间闭合间闭合,产生极高的瞬间压力。这样连续不断产生产生极高的瞬间压力。这样连续不断产生的高压不断地冲击物质颗粒表面的高压不断地冲击物质颗粒表面,产生包括加热、产生包括加热、扩散、击碎、搅拌、高加速度等多级效应扩散、击碎、搅拌、高加速度等多级效应,使样品使样品颗粒表面及缝隙中的目标污染物迅速溶出。颗粒表面及缝隙中的目标污染物迅速溶出。该方法操作简便该方法操作简便,回收率和精密度良好。但回收率和精密度良好。但由于土壤中的有机颗粒与有机污染物的耦合作用由于土壤中的有机颗粒与有机污染物的耦合作用较强较强,超声波萃取的萃取效率有限。超声波

18、萃取的萃取效率有限。基质分散固相萃取基质分散固相萃取 步骤是先将样品与某种填料步骤是先将样品与某种填料(如弗罗里如弗罗里硅土活性炭、硅胶等硅土活性炭、硅胶等)充分研磨成半固体充分研磨成半固体态粉末态粉末,使样品与具有很大比表面积的填料使样品与具有很大比表面积的填料充分接触充分接触,均匀分散于固定相颗粒的表面均匀分散于固定相颗粒的表面,再装入色谱柱中再装入色谱柱中,选择适当的淋洗剂洗脱。选择适当的淋洗剂洗脱。该方法可以将净化与提取在一步中同时该方法可以将净化与提取在一步中同时完成，并可以联机使用，节省了很多时间完成，并可以联机使用，节省了很多时间,而且对样品前处理非常有效。而且对样品前处理非常有

19、效。吹扫吹扫-捕集法捕集法 用流动的气体将样品中的挥发性成分吹用流动的气体将样品中的挥发性成分吹扫出来，用捕集器将吹扫出来的物质吸附下来扫出来，用捕集器将吹扫出来的物质吸附下来,经热解吸将样品送入气相色谱分析。经热解吸将样品送入气相色谱分析。这种提取方式尤其适合于挥发性有机物这种提取方式尤其适合于挥发性有机物如：单环芳烃苯、甲苯、乙苯和二甲苯等混合如：单环芳烃苯、甲苯、乙苯和二甲苯等混合物。物。优缺点：对环境不造成二次污染优缺点：对环境不造成二次污染,取样量取样量少、效率高、受基体干扰小及容易实现在线检少、效率高、受基体干扰小及容易实现在线检测。但由于该方法使用时易形成泡沫、使仪器测。但由于该方法使用时易形成泡沫、使仪器超载等缺点超载等缺点,还有待进一步发展。还有待进一步发展。