环境土壤学研究方法.ppt

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1、环境土壤学研究法,土壤样品的采集与制备,采集方案的拟订样品采集与处理采集质量保证与控制,采集方案的拟订,采样方案的一般步骤明确采样的目的：如土壤背景值研究、污染调查研究等了解采样工作区的基本情况：土壤类型、地形地貌、农业、工业等等采样方案的初步制定：采样点的布置、数目、采样工具等采样方案的修订：实际工作中进一步修正,采样密度的确定一个采样区需要采多少个点，取决于土壤中某些污染物在空间上的均质化程度和所要达到的精度，采样点一般可用下式确定n=t2s2/D2n为采样点个数；t在设定的自由度和概率时的t值（由t值表查得）；s2方差 从其它研究中预先得之；D为期望的围绕平均值的变异范围,采样点的布置一

2、般有随机布点法、分区随机布点法、系统（网格）布点法以及单一优先系统采样（网格采样）和多层采样布点法混合样点一般采用之字形区域性土壤环境质量本底调查一般采用随机布点法、规则系统等距法或规则网格内的随机采样布点法，如果调查区域有明显的亚区差异时，可采用分区随机布点法，分区可根据土壤类型、土地利用类型、地形地貌等。单一优先网格采样可应用于污灌土壤环境调查或污水引起的土壤污染事故的调查。对于工厂废气和烟尘排放造成的土壤污染调查一般采用多层采样,样品的采集与处理样品的采集采集0-15cm的表土层，一般不超过20cm土壤剖面不同层次采样，应从下而上区域土壤质量调查时，表层土壤要为混合样，一般由相邻的10-

3、25个样点混合组成。样品量多时，混匀后，采用四分法取舍。所采集的土样必需包括样品编号、采样地点、GPS定位坐标、土壤名称、采样点土地利用和植被等情况以及采样时间、采样深度、采样人姓名等,样品的处理和保存野外采集的土壤样品一般要经过风干、磨细、过筛、混匀、装瓶，以备各项测定之用土壤重金属一般用烘干样，持久性有机污染物的分析一般用风干样，挥发性有机污染物一般用新鲜样制备好的样品要妥善储存，避免日晒、高温、潮湿和酸碱等气体的污染在全部分析工作结束，分析数据核实无误后，样品一般还要保存3个月至半年，以备查询。,样品制备目的是：剔除土壤以外的侵入体（如植物残茬、昆虫、石块等）和新生体（如铁锰结核和石灰结

4、核等），以除去非土壤的组成部分；适当磨细，充分混匀，使分析时所称取的少量样品具有较高的代表性，以减少称样误差；全量分析项目，样品需要磨细，以使分解样品的反应能够完全和彻底；使样品可以长期保存，不致因微生物活动而霉坏。,风干：将采集的土样，放在木盘中或塑料布上，摊成薄薄的一层，置于室内通凤阴干。在土样半干时须将大土块捏碎（尤其是粘性土壤）以免完全干后结成硬块，难以磨细。风干场所力求干燥通凤，并要防止酸蒸气、氨气和灰尘的污染。样品凤干后，应拣去动植物残体如根、茎、叶、虫体等和石块、结核）石灰、铁、锰）。如果石子过多，应当将拣出的石子称重，记下所占的百分数。,采集样品时应该遵循的原则,代表性：分析所

5、用的样品数量很小，但它必须对所研究的实物总体有一定的代表性才能使分析结果能反映总体的某些性状。因此，要选择一定数量的能够符合大多数情况的土壤、植株或肥料为样品，避免选择有边际效应、如田埂、地边及其它特殊个体作为样品。,典型性：采样时采样点和采样部位要能反映所要了解的情况，要针对所要达到的目的，采集能充分说明这一目的典型样品。凡作为整体评价者应按不同质量、部位的样品制成混合样品进行分析，各部位成分不均匀者可根据分析目的分部位采取典型样品进行分析，不能将不同部位样品随意混合。对于植株样品，如要用于营养诊断，一般采集典型叶片或部位、器官：幼苗期采集整个植株，其它时期采集地上部成熟叶片。,对应性：土壤

6、和植株营养诊断及毒害诊断的采样要有对应性，即在发生缺素症或中毒症的植株附近采集土壤和植株样品，同时还要选择在正常生长的植株附近采集土壤和植株样品，这样才能根据分析结果作出正确结论。在同一地块里，发生症状的植株分布不均匀一般不能采集混合样，而是有针对性地把有病植株和对应土壤分别采集混合。,适时性：测土推荐施肥采样一定要在施肥前进行，一般选择春季或秋季采样；植物营养诊断一般在植物生长期根据不同生长发育情况定期采样；对于某些农产品品质分析，特别是那些随时间推移会发生明显变化的成分，采样和分析必须适时进行。,防止污染：采样过程中要防止样品之间及包装容器对样品的污染，特别是要注意影响分析成分的污染物质。

7、,采样质量保证与控制,采样误差一般有两种使用不恰当的采样方法所产生的固定偏差，可以通过正确的采样方法来尽量避免随机误差是土壤特性不均一所造成的，无法通过采样方法来消除，但可通过增加样点数量、加大样品量和制备混合样等手段来减少误差，提高采样的精密度。,为保证采样的代表性，可采取以下两点技术措施来控制采样误差采样前要进行现场勘察和有关资料的收集，根据土壤类型、肥力等级和地形等因素将研究范围划分为若干个采样单元，每个采样单元的土壤要尽可能均匀一致。要保证有足够多的采样点，使之能充分代表采样单元的土壤特性。采样点的多少，取决于研究范围的大小，研究对象的复杂程度和调查研究所要求的精密度等因素。,全程质量

8、控制,土壤植物样品重金属总量的分析步骤,土壤样品处理1、土壤风干过100目筛(孔径0.149毫米)称量（一般1克左右）2、土壤消解：土壤消解液：王水（盐酸：硝酸=3：1）+高氯酸；硝酸-高氯酸-双氧水土壤消解方式：开放式消解；微波消解；闷罐法,植物样品处理1、植物样品烘干磨碎称量（一般0.10.5克左右）2、植物消解：植物消解液：硝酸；硝酸-高氯酸；硝酸-高氯酸-双氧水植物消解方式：开放式消解；微波消解；闷罐法,重金属元素的测定,AAS：Atomic Absorption Spectrometry,原子吸收分光光度法（火焰法）；原子吸收光谱法 GFAAS：Graphite Furnance A

9、tomic Absorption Spectrometry,石墨炉原子吸收分光光度分析法（无火焰法）ICP-OES：Inductively coupled plasma optical emission spectroscopy,电感耦合等离子原子发射光谱,ICP-AES：Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry,电感耦合等离子体原子发射光谱仪ICP-MS：Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,电感耦合等离子体质谱AFS:Atomic Fluorescence Spectr

10、ometry,原子荧光光谱法,AAS,AAS原理图,ICP-AES,ICP-MS,AFS,微波消解炉,开放式消解,闷罐消解,盖子,固定杆（带有螺丝）,闷罐,土壤植物有机物总量测定,提取方法 振荡提取法 组织捣碎提取 索氏提取 快速溶剂萃取仪ASE,测定：GC：Gas Chromatography，气相色谱HPLC：High Performance Liquid Chromatography高压液相色谱GC/MS：Gas Chromatography/Mass Spectrometry气质联用仪,GC,GC-MS,HPLC,测定数据的处理,土壤或植物中重金属或污染物的浓度的计算 通过样品的称取量、消解（提取）后的定容量来计算总量,数据的表达,一般为平均值标准误标准误（Standard error）:标准误差指样本平均数的标准差标准差（standard deviation）：方差的平方根为标准差，标准偏差指样本标准差,方差分析的一般步骤：,、提出假设Ho 2、平方和与自由度的计算、进行F检验、多重比较、结论,单因素方差分析表,多重比较,经过方差分析后，如果表明处理之间存在差异，但这并不能说在每对处理之间都存在差异，必须在各处理间一对一对做比较，叫多重比较。一般采用LSD（最小显著差数法）和Duncan检验法,