土壤检测该如何采样才能减少误差呢?

百检网 2022-05-13

土壤本身是个高度不均匀的介质,采样误差远远大于分析误差。

有研究对1亩地这样一个土体性质变化不大的地块随机选取9个样点,分别采集9个土样,分析土壤有效磷含量。结果发现样品间的方差是平行样的6倍,是仪器读数重复的73倍,足见采样误差比起仪器分析误差大得多。

同样的,另一个案例对一个长40米宽32米的田块进行8米×8米的网格采样,对所采的20个样品分析全氮发现,采样误差远远大于分析误差。

因此土壤污染研究中的采样问题可能成为时下土壤检测行业的难题。为此我们有必要说说土壤采样如何减少误差这一问题。

土壤是个开放体系。在生态系统中,土壤位于水圈、大气圈、岩石圈和生物圈的核心圈。土壤圈本身是个开放体系,和四个圈层存在着物质和能量的交换。大气圈和水圈的污染物质一部分会进入土壤,造成土壤污染。

根据进入途径的不同,重金属等污染物在空间分布上有着很大的差别。对于通过点源如冶炼厂的污染排放进入土壤的污染物,其以污染点为中心分布,同时,污染物的空间分布还受常年主导风向的影响显著,点源的影响范围和程度受到点源的排放量、烟囱高度、地形、气象条件的影响。

对于水源污染,一般呈现沿着河流两岸污染的线型分布特征,且受地形影响很大。由于土壤具有较大的吸附性能,进入稻田后,重金属在田块中非常不均匀。据日本科学家研究,一个54米长的田块中,镉、锌、铅等元素的浓度可以相差一倍,镉分别是2.02和1.04毫克/千克,铜分别是348~168毫克/千克,锌分别是101~53.1毫克/千克;且田块左右两侧数值也不尽相同。

而在我国台湾地区的研究中,一个50米的田块进水口的镉浓度可以高达7.0毫克/千克,而出水口可以低到0.2毫克/千克,相差高达35倍。如果没有多点采样,容易对田块的污染状况进行误判。

在大气、水等环境要素中,唯有土壤是个*不均匀的介质。土壤是一个多相的疏松多孔体系,同时也是一个胶体体系、化学体系、生物体系,还是一个氧化还原体系。

所以污染物进入土壤后会发生各种各样的物理、化学和生物学过程而重新分布。固然到达土壤表面的污染物主要分布于土壤的表面,但重金属主要是被黏土矿物部分吸附,因此其之后的分布则受到黏土矿物分布的影响。

有研究测定土壤表层0~15厘米的土壤镉含量为5.0毫克/千克,但如果分离出其黏土部分,测定到的镉含量则高达18毫克/千克。由于土壤中镉主要吸附在其中的黏粒上,所以采集土样时主要土壤质地的差异将带来显著的影响。

因此,在耕作过程中,土壤颗粒的再分布容易造成土壤重金属的分异。有日本科学家研究表明,在进行犁耙田后,由于土壤黏粒的上浮以及随后其沉淀于土壤表层,水田表层3厘米土层的重金属含量可以比其下的土层高出一倍以上。所以采样时务必上下均匀取样,否则容易带来误差。

在进行重金属分析的采样过程中,除了避免采样工具和器具带入的污染外,必须确定采样方式(蛇形、对角线、梅花点等),进行多点采样(通常5点或以上)、采集混合样;单点采样则必须是上下均匀采样。

而对其他有机污染物的采样,考虑到污染物的性质(挥发性、光分解等),更应该采取各种相对应的采样对策,以确保采样带来的误差降到*小。

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