中國土壤環(huán)境監測方法現狀、問(wèn)題及建議
綜述了目前中國現行的土壤環(huán)境監測國家標準方法和環(huán)保、農業(yè)、林業(yè)等行業(yè)標準方法,指出國家標準和環(huán)保行業(yè)標準方法側重于土壤污染物的檢測,而農業(yè)和林業(yè)標準方法側重于土壤營(yíng)養元素及其有效態(tài)、理化指標的檢測。針對現行標準方法存在的一些問(wèn)題(如檢測的土壤污染物種類(lèi)少、部分方法先進(jìn)性不足、土壤環(huán)境監測的基礎研究薄弱以及方法的標準化尚待完善等),提出加強土壤監測標準方法的頂層設計、合理增加土壤污染物的控制種類(lèi),及時(shí)更新方法、發(fā)展多組分測定方法,加強標準方法研究的系統性、協(xié)調性,以及逐步增加原位監測標準方法等建議,為土壤監測技術(shù)的發(fā)展提供借鑒和參考。
土壤是經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的物質(zhì)基礎,關(guān)系人民群眾身體健康和美麗中國建設,加強土壤環(huán)境保護是推進(jìn)生態(tài)文明建設和維護國家生態(tài)安全的重要內容。2016年國務(wù)院印發(fā)的《土壤污染防治行動(dòng)計劃》中,就明確提出完成土壤環(huán)境監測等技術(shù)規范制修訂、形成土壤環(huán)境監測能力、建設土壤環(huán)境質(zhì)量監測網(wǎng)絡(luò )、深入開(kāi)展土壤環(huán)境質(zhì)量調查、定期對重點(diǎn)監管企業(yè)和工業(yè)園區周邊開(kāi)展監測等工作任務(wù)。監測方法是監測工作的基礎,只有完善土壤環(huán)境監測方法體系,加強土壤環(huán)境監測技術(shù)水平,才能保障監測的科學(xué)性、規范性、準確性以及評價(jià)結果的客觀(guān)性和合理性,從而掌握土壤環(huán)境的真實(shí)狀況,進(jìn)一步推進(jìn)土壤環(huán)境監管。
根據質(zhì)量管理體系的要求,環(huán)境監測應優(yōu)先選用標準分析方法。中國土壤標準分析方法分為國家標準和行業(yè)標準兩大類(lèi)。國家和環(huán)保行業(yè)標準方法側重土壤環(huán)境污染檢測,農業(yè)、林業(yè)行業(yè)標準方法則主要側重土壤營(yíng)養元素及其有效態(tài)、理化指標的檢測。筆者對目前中國土壤環(huán)境監測標準方法進(jìn)行綜述,指出存在的問(wèn)題,并提出針對性的建議。
1 土壤污染物及其監測方法
土壤污染物包括無(wú)機物(重金屬、酸、鹽等),有機物,化學(xué)肥料,農藥(殺蟲(chóng)劑、殺菌劑及除草劑),放射性物質(zhì),寄生蟲(chóng),病原菌和病毒等;近年來(lái),一些新型污染物(如獸藥、抗生素、溴化阻燃劑、全氟化合物等)在土壤中的賦存、遷移等也成為研究熱點(diǎn)。
目前多數土壤監測方法針對的是土壤中的無(wú)機物和有機物,按測定方式可分為2種:采樣后實(shí)驗室測定(又稱(chēng)異位測定)和現場(chǎng)測定(又稱(chēng)原位測定)。
實(shí)驗室測定方法中,針對土壤中的無(wú)機物,有光學(xué)分析法(如原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法、X射線(xiàn)熒光光譜法等),儀器聯(lián)用法〔如電感耦合等離子體-質(zhì)譜法(ICP-MS)等〕,以及電化學(xué)法(如極譜分析法)和以特定化學(xué)反應為基礎的化學(xué)分析方法。其中光學(xué)分析法適用范圍廣,靈敏度較高,操作便捷,應用廣泛;儀器聯(lián)用法可實(shí)現定性、定量分析,檢測靈敏度高、重現性好,但儀器較昂貴;極譜法選擇性好,可測定組分線(xiàn)性范圍寬,能實(shí)現連續測定,但易造成汞污染;化學(xué)分析法操作簡(jiǎn)便,但樣品前處理復雜,靈敏度和選擇性都較低,目前使用較少。針對土壤中的有機物,分析方法主要有色譜分析法〔如氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)〕,以及色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法〔如氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)和高效液相色譜-質(zhì)譜法(HPLCMS)〕。
現場(chǎng)測定方法中,針對無(wú)機污染物和有機污染物,測定方法分別有便攜式X 射線(xiàn)熒光光譜法和便攜式氣相色譜-質(zhì)譜法等。
2 中國土壤環(huán)境監測標準方法現狀
土壤環(huán)境污染監測中常用的標準方法是國家標準和環(huán)保行業(yè)標準。迄今為止,中國有51個(gè)涉及土壤監測的國家和環(huán)保行業(yè)標準方法,其中無(wú)機物和有機物監測方法分別為23個(gè)(表1)和17個(gè)(表2),3個(gè)放射性監測方法(表3),8個(gè)土壤理化性質(zhì)及其他監測方法(表4)。
17個(gè)有機物監測方法涉及161個(gè)組分的測定,其中絕大多數是集樣品前處理和分析一體的方法,也有獨立的樣品前處理方法,如《土壤和沉積物有機物的提取加壓流體萃取法》(HJ 783—2016)。樣品前處理方法有6種:頂空、吹掃捕集、索氏提取、加壓流體萃取、微波萃取和超聲波提取等。分析方法有5種:GC、GC-MS、HPLC、高分辨GC-高分辨MS以及高分辨GC-低分辨MS等。161個(gè)測定組分中,包括16種多環(huán)芳烴,18種多氯聯(lián)苯單體,67種揮發(fā)性有機物,17種二惡英類(lèi),10種有機磷,8種有機氯,21種酚類(lèi)以及丙烯醛、丙烯腈、乙腈和毒鼠強。
3個(gè)放射性監測方法中,涉及钚和鈾2個(gè)元素,測定方法有放射化學(xué)分析法、固體熒光法和分光光度法等。
8個(gè)理化指標等方法中,涉及5個(gè)測定指標(電導率、氧化還原電位、有機碳、可交換酸度、干物質(zhì)和水分等),以及5種測定方法(電極法、滴定法、重量法、分光光度法和非分散紅外法等)。另外,農業(yè)、林業(yè)也有土壤檢測標準方法,主要側重于土壤營(yíng)養元素及其有效態(tài)、理化指標的檢測,詳見(jiàn)表5和表6。農業(yè)行業(yè)標準方法中,有21個(gè)涉及無(wú)機元素及其有效態(tài)測定的方法,有15個(gè)涉及土壤理化指標的方法;林業(yè)行業(yè)標準方法針對的是森林土壤,有15個(gè)涉及無(wú)機元素及其有效態(tài)測定的方法,有13個(gè)涉及土壤理化指標的方法。
3.1 現行標準中監測污染物的數量不足
現行標準方法中,未覆蓋目前中國生產(chǎn)、使用、排放的大量化學(xué)品及特征污染物。
一方面,特征污染物明確、但無(wú)標準方法監測。如正在修訂的《建設用地土壤污染風(fēng)險篩選指導值》中,雖然規定了酞酸酯類(lèi)、石油烴類(lèi)、毒殺酚、滅蟻靈等污染物的風(fēng)險指導值,但目前尚缺標準方法,給該“指導值”的實(shí)際執行造成技術(shù)瓶頸。
另一方面,如何確定企業(yè)用地的特征監測因子難度更大。企業(yè)用地類(lèi)型多樣,人類(lèi)活動(dòng)強度大,涉及各種化學(xué)品和生產(chǎn)加工過(guò)程中產(chǎn)生的污染物,種類(lèi)繁多,污染源類(lèi)型復雜。在《建設用地土壤污染風(fēng)險篩選指導值(三次征求意見(jiàn)稿)》中,結合行業(yè)生產(chǎn)特征、污染物理化和毒性性質(zhì),將污染物項目分為9類(lèi):金屬與無(wú)機物、脂肪烴及其衍生物、單環(huán)芳烴及其衍生物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯與二口惡英、有機農藥、石油烴和鄰苯二甲酸酯,共包括121項土壤污染因子。但實(shí)際污染場(chǎng)地中,污染因子不限于這121項。如何合理篩選并科學(xué)監測特征污染物,從而進(jìn)一步有效管控其環(huán)境、健康風(fēng)險,是目前面臨的一個(gè)難題。
3.2 一些標準方法長(cháng)期沒(méi)有修訂,新技術(shù)、方法難有法定地位
正在修訂的《農用地環(huán)境土壤環(huán)境質(zhì)量標準》中,測定土壤中六六六和滴滴涕的方法(GB /T14550—2003),還規定可以用填充柱分離方法,而目前幾乎很少有監測單位自行填充色譜柱,普遍是購買(mǎi)商品化毛細管柱進(jìn)行分離測定。又如,原子吸收分光光度法是測定重金屬所用的普遍方法,但以該方法為基礎的標準方法-銅/鋅、鎳、鉛/鎘的測定方法是1997年頒布的,且分散在GB/T 17138、GB/T 17139和GB/T 17141等3個(gè)標準中,意味著(zhù)要分析1個(gè)樣品中的這5種元素時(shí),至少要使用3種不同的標準方法,人力成本較高,時(shí)效性也不好。
3.3 土壤環(huán)境監測基礎性研究較少,對標準方法的完整性、系統性、科學(xué)性技術(shù)支持不足
3.3.1 土壤粒徑規定不統一
無(wú)機樣品測定時(shí)要求的粒徑不統一(2.0、0.85、0.15、0.075mm等),使得樣品研磨環(huán)節時(shí)效性、可比性較差;有機樣品測定時(shí)是否研磨、研磨的尺度要求不一,實(shí)際操作時(shí)無(wú)所適從。
土壤粒徑是影響土壤光譜的重要因素之一,隨著(zhù)土壤粒徑的減小,土壤光譜反射率呈現不同幅度的升高,小于0.154mm的土壤粒徑對土壤光譜反射率的影響最大?!锻寥拉h(huán)境監測技術(shù)規范》(HJ/T 166—2004)的“常規監測制樣過(guò)程圖”中規定,土壤樣品自然風(fēng)干、用四分法取壓碎樣、粗磨后,過(guò)孔徑2mm尼龍篩后可進(jìn)行樣品入庫存檔,但在其中8.3.2小節,又規定過(guò)孔徑0.25mm尼龍篩后,用于樣品庫存放以及土壤pH、陽(yáng)離子交換量、元素有效態(tài)含量等項目的分析,前后規定有矛盾。測定土壤pH時(shí),有要求研磨成粒徑為0.25mm的,也有要求磨成2mm的,所得的數據可比性如何,還有待商榷。
《土壤環(huán)境監測技術(shù)規范》(HJ/T 166—2004)還規定,土壤元素全量分析是用研磨到全部過(guò)孔徑0.15mm篩的樣品,這個(gè)規定有些片面,如X射線(xiàn)熒光光譜法測定就需要將土壤樣品研磨后過(guò)0.075mm篩。該規范中,要求用于農藥測定的樣品,要研磨到全部過(guò)孔徑0.25mm篩,而早期的有機氯測定,的確是將樣品研磨成粒徑為0.25mm的,但通常土壤有機物(特別是易揮發(fā)、易分解等有機物)分析是用新鮮樣品,摻拌無(wú)水硫酸鈉或粒狀硅藻土研磨成“細粒狀”或“流砂狀”,有的分析方法不要求過(guò)篩,有的要求過(guò)1mm的金屬篩。
3.3.2 酸消解體系不統一
元素混酸(王水-高氯酸-氫氟酸)全溶、王水(部分全溶)、硝酸-過(guò)氧化氫法等前處理所用試劑體系不同,結果也不同,相應的結果評價(jià)體系并未一一建立,使得有些測定結果不可比、也無(wú)法評判。
鹽酸-硝酸-高氯酸-氫氟酸的混酸“全酸”體系對樣品進(jìn)行消解,獲得的是元素的全量,即將土壤晶格中的元素也一并提取出來(lái);而其他一些酸浸漬法(如鹽酸-硝酸溶浸法、硝酸-硫酸-高氯酸溶浸法以及硝酸溶浸法等),對土壤中部分元素則是不完全的消解提取,測得的元素含量結果比“全酸”體系的測定結果要低。使用不同的前處理方法得到的分析結果,用同一個(gè)評價(jià)標準如《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 15618—1995)進(jìn)行評價(jià),不僅數據不可比,結論也不科學(xué)。
3.3.3 元素形態(tài)分析、有效態(tài)分析,在不同的場(chǎng)合概念不明確
在評估環(huán)境效應時(shí),往往不用土壤中元素總量數值,因為元素的遷移性、生態(tài)有效性、在生物體中的積累能力(又稱(chēng)生物可給性),與該元素在環(huán)境中存在的物理形態(tài)及化學(xué)形態(tài)密切相關(guān)。生物可給性指化學(xué)物質(zhì)被吸收的能力和可能的毒性,是研究不同的形態(tài)被生物吸收或在生物體內積累的過(guò)程。
元素在環(huán)境中的物理形態(tài)與化學(xué)形態(tài)分析即為“形態(tài)分析”,目前廣泛應用的形態(tài)分析方法是由TESSIER等提出的土壤樣品重金屬元素順序提取法,該方法利用化學(xué)性質(zhì)不同的提取劑選擇提取樣品中不同相態(tài)的金屬元素,先后分別提取5態(tài):可交換態(tài)、碳酸鹽結合態(tài)、鐵錳水合氧化物結合態(tài)、有機物和硫化物結合態(tài)和殘渣態(tài),有學(xué)者將這種方法歸為物理形態(tài)分析?;瘜W(xué)形態(tài)分析又可以分為篩選形態(tài)、分組形態(tài)、分配形態(tài)以及個(gè)體形態(tài)等分析。
環(huán)境中的土壤元素有效態(tài)與生物可給性概念密切相關(guān),它與作物吸收效率有關(guān),指在植物生長(cháng)期內能夠被植物根系吸收的元素,其土壤中的含量與作物的吸收有較高的相關(guān)性。多數測定中有效態(tài)的提取液是二乙烯三胺五乙酸-氯化鈣-三乙醇胺(DTPA-CaCl2-TEA)緩沖溶液,可浸提出土壤中的銅、鐵、錳、鋅、鎘、鈷、鎳、鉛等元素。也有用0.1mol/L HCl或水浸提土壤中有效硼的,還有用1mol/L乙酸銨-對苯二酚溶液浸提有效態(tài)錳,用草酸-草酸銨溶液浸提有效態(tài)鉬,用pH為4.0的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液、0.02mol/L H2SO4、0.025%或1%的檸檬酸溶液浸提硅。酸性土壤中有效硫用H3PO4-HAc溶液浸提,中性或石灰性土壤中有效硫用0.5mol/L NaHCO3溶液浸提。土壤中有效鈣、鎂、鉀、鈉用1mol/L NH4Ac浸提,土壤中有效態(tài)磷用0.03mol/L NH4F-0.025mol/L HCl或0.5mol/L NaHCO3浸提。由于各元素有效態(tài)的浸提方法不同,至今針對污染元素有效態(tài)的限值標準還很難形成。
在一些應用場(chǎng)合下,元素“形態(tài)分析”“有效態(tài)分析”概念并不很清晰,分析方法有差異,會(huì )造成不同分析方法所獲得的監測結果可比性差,從而引起監測信息發(fā)布時(shí)的混亂,也難以成為污染土壤的健康風(fēng)險判斷和評估等工作的科學(xué)技術(shù)支撐。
3.4 在方法的標準化、系統化方面尚有許多工作待開(kāi)展
3.4.1 缺少原位監測方法標準
至今,為數不多的土壤原位(現場(chǎng))監測方法,只是用于污染物的初步、快速篩查,以定性、半定量為主,檢測范圍有限,靈敏度也不高,沒(méi)有形成方法標準,所得測定結果不能作為科學(xué)決策及環(huán)境管理的主要依據。
3.4.2 樣品前處理方法單獨成為標準還是融入分析方法中,缺乏頂層設計
美國EPA的方法體系是樣品前處理方法與分析方法相對獨立,使用時(shí)可以自由組合,但實(shí)驗室要有自己的標準操作程序(SOP),明確自己所用的前處理、分析方法。如EPA3000系列的方法為固體樣品有機物的前處理方法,其中EPA3540C方法為索氏提取、EPA3545A方法為加壓流體萃取、EPA3546A方法為微波萃取、EPA3550C方法為超聲波萃取等。而EPA8000系列為前處理后的有機樣品分析方法,如EPA8260是GC-MS法測定揮發(fā)性有機物;EPA8270D是GC-MS法測定半揮發(fā)性有機物;EPA8290A是高分辨GC-高分辨MS測定二惡英;EPA8318A是用HPLC 法測定氨基甲酸酯類(lèi)等。中國的方法體系中,往往前處理和分析是“捆綁”在一個(gè)方法中的,如《土壤和沉積物多氯聯(lián)苯的測定氣相色譜-質(zhì)譜法》(HJ 743—2015)中,規定了微波萃取、超聲波萃取、索氏提取、加壓流體方法提取PCBs,并給出了具體的提取條件。但近期又有獨立的前處理方法標準頒布,如《土壤和沉積物有機物的提取加壓流體萃取法》(HJ 783—2016),規定該方法適用于土壤中有機磷農藥、有機氯農藥、氯代除草劑、多環(huán)芳烴、鄰苯二甲酸酯、多氯聯(lián)苯等物質(zhì)的提取。這樣一來(lái),原有方法體系中“前處理+分析方法”的模式就被打破了?!扒疤幚?分析方法”的模式執行簡(jiǎn)單,規范性強,但若有新的前處理方法發(fā)展出來(lái),由于重新考上崗證、將新方法納入質(zhì)量管理體系等工作需要一段時(shí)間,不能及時(shí)將新方法直接用于實(shí)踐;單純的前處理標準方法在具體實(shí)踐中比較靈活,但存在與原有“前處理+分析方法”的規定可能不一致的問(wèn)題,且可能會(huì )有某些實(shí)驗室不制訂規范的作業(yè)指導書(shū),選用前處理方法比較隨意,最終導致數據不可比。
今后是否沿用原有的體系,還是前處理方法相對獨立,需要從頂層設計上通盤(pán)考慮。
3.4.3 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制有待完善
以前的標準方法中,質(zhì)量保證與質(zhì)量控制的內容較少;近年來(lái)頒布的標準方法中,從新方法制訂的角度,規定了“精密度”和“準確度”等質(zhì)控指標,由多家實(shí)驗室對污染物分別進(jìn)行多次重復測定而獲得。在日常樣品分析時(shí),通常情況下分析人員無(wú)須對同一樣品進(jìn)行3次以上的重復測定,也不太可能就一個(gè)樣品,去尋找其他實(shí)驗室來(lái)比對測定。因此,“精密度”和“準確度”這2個(gè)質(zhì)控指標在日常分析工作中指導意義并不大,需要研究制訂日常工作中實(shí)用、有效的質(zhì)控指標及其評價(jià)標準,尤其是不同土壤基質(zhì)下樣品的回收率、平行樣的測定偏差等量化評價(jià)指標。
3.4.4 方法的先進(jìn)性、普適性較難兼顧
標準方法的出臺,原則上需要1家方法研制單位和另外至少6家驗證單位,會(huì )導致一些需要用新型、價(jià)格較為昂貴的儀器(如高分辨GCMS、HPLC-MS-MS等)進(jìn)行測定的污染物(如毒殺酚、多溴聯(lián)苯醚等),其標準方法不能及時(shí)制訂、頒布;而沒(méi)有標準分析方法,又導致一些新型儀器推廣使用受限,制約了新技術(shù)的發(fā)展。
又如X-熒光分析法,地質(zhì)部門(mén)已將其作為標準方法使用多年,實(shí)際工作中解決了批量樣品的快速、準確檢測,但由于環(huán)保部門(mén)使用較少、配置儀器設備的單位較少,對該方法性能了解不全面、應用經(jīng)驗不足,即使有標準方法頒布,在某些專(zhuān)項工作中還是不推薦使用。
4 中國土壤環(huán)境監測方法發(fā)展建議
4.1 加強土壤監測標準方法的頂層設計,合理增加土壤污染物的控制種類(lèi)
建議結合環(huán)境標準和污染控制標準的陸續更新工作,將標準方法體系規范化、系統化的規劃和發(fā)展作為土壤監測標準方法頂層設計的重點(diǎn),例如,合理厘清標準方法與技術(shù)規范的關(guān)系;慎重考慮今后是將樣品前處理方法單獨設為一種系列標準,與現有的實(shí)驗室分析標準系列并行,還是融入分析方法中,成為“一體化”的標準;既繼續發(fā)揮經(jīng)典標準方法的作用、保持歷史監測數據的連續性,又兼顧和吸納先進(jìn)、高效以及簡(jiǎn)易、快速的監測方法作為標準分析方法。
《國家環(huán)境保護標準“十三五”發(fā)展規劃(征求意見(jiàn)稿)》中,擬新增14個(gè)無(wú)機物的標準測定方法,其中新增測定組分有硫化物、氟化物、Tl、Sn、六價(jià)鉻等;擬新增26個(gè)有機物的標準測定方法,其中新增測定組分有持久性有機污染物(PCB混合物、指示性毒殺酚、多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚、全氟辛基磺酸和全氟辛基羧酸、六溴環(huán)十二烷和四溴雙酚A),農藥(苯氧羧酸類(lèi)農藥、阿特拉津和西瑪津、草甘膦、敵稗、代森錳鋅、殺蟲(chóng)劑),酞酸酯類(lèi),烷基汞,總石油烴,揮發(fā)酚,醛/酮/醚類(lèi),苯胺類(lèi)和聯(lián)苯胺類(lèi)等;另外,還擬新增其他指標:有機化學(xué)物質(zhì)吸收常數、粒度、陽(yáng)離子交換容量等標準方法。說(shuō)明中國土壤監測標準方法(尤其是有機物的標準方法)開(kāi)發(fā)已經(jīng)受到一定的重視。建議在土壤目標污染物的選擇上,針對農田地塊,可以參考與土壤有關(guān)系的農作物、食品殘留標準所控制的污染物(如相關(guān)食品安全國家標準);針對企業(yè)用地,要在企業(yè)歷史調查基礎上,篩選特征污染因子,將與企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)相關(guān)、對人體健康和土壤環(huán)境質(zhì)量影響較大、有可能對土壤(地下水)產(chǎn)生高風(fēng)險的污染物,初定為目標污染物,同時(shí)要綜合考慮化合物特性(反應降解、土壤吸附性、揮發(fā)性等),目前的分析測試技術(shù)水平以及國內外土壤污染風(fēng)險評價(jià)情況等,確定目標污染物,并參照國際方法、文獻中相對成熟的方法,建立目標污染物的標準測試方法。
4.2 及時(shí)更新標準方法,大力發(fā)展多組分同時(shí)測定的高效方法
異位監測主要包括化學(xué)實(shí)驗分析法和儀器分析法,目前幾乎很少使用化學(xué)分析法研究土壤重金屬、有機物,精度高、操作簡(jiǎn)單、可同時(shí)測多個(gè)項目的儀器分析法(如GC、HPLC、ICP-AES、X射線(xiàn)熒光光譜法等),以及儀器聯(lián)用法是主流發(fā)展趨勢,從分光光度法、原子吸收分光光度法到ICP、ICP-MS,從色譜法到色譜-質(zhì)譜聯(lián)用,所能測的目標物范圍更廣,監測精度從mg/kg到μg/kg,再到ng/kg,痕量污染物的檢出限逐漸降低?!秶噎h(huán)境保護標準“十三五”發(fā)展規劃(征求意見(jiàn)稿)》中,新增的分析方法有ICP-AES、催化熱解-原子吸收法、HPLC-MS、GC-原子熒光法等,也吸納了儀器聯(lián)用的技術(shù)手段。食品安全國家標準中,水果和蔬菜、糧谷、茶業(yè)中,分別同時(shí)測定500、475、448種農藥殘留,這種多殘留的測定技術(shù)也值得環(huán)保領(lǐng)域借鑒。
4.3 科學(xué)研究標準方法,加強其系統性、協(xié)調性
今后土壤監測標準方法開(kāi)發(fā)可緊緊圍繞土壤質(zhì)量標準、污染場(chǎng)地修復限值、農產(chǎn)品標準等的需求,也可以將相對成熟的文獻方法進(jìn)行標準適用性轉化,相對縮短方法標準研制的周期;在方法規定的細節方面進(jìn)一步予以梳理(如元素篩分的粒徑相對統一),便于提高測定效率;在測定方法與評價(jià)標準的匹配性方面要予以重視,土壤元素總量、形態(tài)和有效態(tài)測定方法均各有側重,元素總量符合國家現行的土壤評價(jià)標準體系,且測定體系相對統一,結果可比性強;元素有效態(tài)能有效評估污染物可能的遷移、土壤污染對地下水的影響,更能反映環(huán)境效應,這些監測的目的不同,均需要研究,不可厚此薄彼;另一方面,應將總量、形態(tài)、有效態(tài)的評價(jià)方法與監測方法一一匹配,不管是元素形態(tài)分析還是有效態(tài)分析,需要模擬植物在土壤中生長(cháng)的實(shí)際情況與多種因素對形態(tài)及生物可給性的綜合影響,通過(guò)大量實(shí)測數據,探索具有普適意義的生物可給性方法學(xué),并最終形成規范化的分析方法體系及可操作的控制標準體系。
4.4 鼓勵原位監測方法的探索,使之盡可能準確、標準化
原位監測可實(shí)現快速、非破壞、大面積地監測土壤污染物,實(shí)驗周期短,目前研究熱點(diǎn)有便攜式X-熒光光譜、高光譜遙感探測、生物發(fā)光技術(shù)(針對無(wú)機物)、便攜式GC-MS(針對有機物)等,但技術(shù)大多處于定性或半定量化試驗階段,研究思路可借鑒,大面積推廣應用仍需驗證。對區域土壤進(jìn)行監測時(shí),可先用原位監測進(jìn)行前期摸底調查,然后有針對性地重點(diǎn)選擇異常點(diǎn)或面,用標準方法深入監測。原位監測的總體趨勢是向精度更高的微觀(guān)探索技術(shù)和節約時(shí)間成本的中觀(guān)、宏觀(guān)監測技術(shù)發(fā)展,不僅可用遙感技術(shù)對土壤重金屬進(jìn)行實(shí)地定位觀(guān)測,還可用不同時(shí)期的影像疊加,對比觀(guān)測土壤質(zhì)量變化情況;通過(guò)近紅外、熱紅外接收的遙感影像、光學(xué)偵測和修正(LIDAR)探測、計算得到組分含量,實(shí)現土壤污染物的定性、定量監測。
5 結論
中國土壤監測標準方法包括國家標準、行業(yè)標準兩大類(lèi),其中國家標準和環(huán)保行業(yè)標準側重于土壤污染物的檢測,農業(yè)和林業(yè)行業(yè)標準側重土壤營(yíng)養元素及其有效態(tài)、理化指標的檢測。在現行標準方法中,監測污染物的數量不足,一些標準方法長(cháng)期未修訂導致新技術(shù)和新方法尚無(wú)法定地位,土壤環(huán)境監測的基礎性研究較少,對標準的完整性、系統性、科學(xué)性技術(shù)支持不足,在方法的標準化、系統化方面尚有許多工作待開(kāi)展。建議加強土壤監測標準方法的頂層設計,合理增加土壤污染物的控制種類(lèi);及時(shí)更新標準方法,發(fā)展多組分同時(shí)測定的高效方法;科學(xué)研究標準方法,加強其系統性、協(xié)調性;鼓勵進(jìn)行原位監測方法的探索,使之盡可能地準確、標準化。
來(lái)源:《中國環(huán)境監測》2018年2期
作者:胡冠九1,陳素蘭1,王光2
單位:1.國家環(huán)境保護地表水環(huán)境有機污染物監測分析重點(diǎn)實(shí)驗室,江蘇省環(huán)境監測中心;2.中國環(huán)境監測總站,國家環(huán)境保護環(huán)境監測質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗室
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