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    中國土壤環境監測方法現狀、問題及建議

    時間:2019-05-30 11:51

    來源:土壤生態修復

    作者:胡冠九、陳素蘭、王光

      土壤是經濟社會可持續發展的物質基礎,關系人民群眾身體健康和美麗中國建設,加強土壤環境保護是推進生態文明建設和維護國家生態安全的重要內容。2016年國務院印發的《土壤污染防治行動計劃》中,就明確提出完成土壤環境監測等技術規范制修訂、形成土壤環境監測能力、建設土壤環境質量監測網絡、深入開展土壤環境質量調查、定期對重點監管企業和工業園區周邊開展監測等工作任務。監測方法是監測工作的基礎,只有完善土壤環境監測方法體系,加強土壤環境監測技術水平,才能保障監測的科學性、規范性、準確性以及評價結果的客觀性和合理性,從而掌握土壤環境的真實狀況,進一步推進土壤環境監管。

      根據質量管理體系的要求,環境監測應優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標準兩大類。國家和環保行業標準方法側重土壤環境污染檢測,農業、林業行業標準方法則主要側重土壤營養元素及其有效態、理化指標的檢測。筆者對目前中國土壤環境監測標準方法進行綜述,指出存在的問題,并提出針對性的建議。

      1 土壤污染物及其監測方法

      土壤污染物包括無機物(重金屬、酸、鹽等),有機物,化學肥料,農藥(殺蟲劑、殺菌劑及除草劑),放射性物質,寄生蟲,病原菌和病毒等;近年來,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。

      目前多數土壤監測方法針對的是土壤中的無機物和有機物,按測定方式可分為2種:采樣后實驗室測定(又稱異位測定)和現場測定(又稱原位測定)。

      實驗室測定方法中,針對土壤中的無機物,有光學分析法(如原子吸收光譜法、原子發射光譜法、原子熒光光譜法、X射線熒光光譜法等),儀器聯用法〔如電感耦合等離子體-質譜法(ICP-MS)等〕,以及電化學法(如極譜分析法)和以特定化學反應為基礎的化學分析方法。其中光學分析法適用范圍廣,靈敏度較高,操作便捷,應用廣泛;儀器聯用法可實現定性、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,可測定組分線性范圍寬,能實現連續測定,但易造成汞污染;化學分析法操作簡便,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-質譜聯用法〔如氣相色譜-質譜法(GC-MS)和高效液相色譜-質譜法(HPLCMS)〕。

      現場測定方法中,針對無機污染物和有機污染物,測定方法分別有便攜式X 射線熒光光譜法和便攜式氣相色譜-質譜法等。

      2 中國土壤環境監測標準方法現狀

      土壤環境污染監測中常用的標準方法是國家標準和環保行業標準。迄今為止,中國有51個涉及土壤監測的國家和環保行業標準方法,其中無機物和有機物監測方法分別為23個(表1)和17個(表2),3個放射性監測方法(表3),8個土壤理化性質及其他監測方法(表4)。

      23個無機物監測方法涵蓋了55種無機組分,包括33個元素總量(As、Cd、Co、Mn等),7種氧化物(SiO2、Al2O3等),7種鹽類(氰化物、硫酸鹽等)以及9種元素有效態(Cu、Fe 等)。涉及的前處理方法有3種:酸消解、堿熔和浸提(提取液有二乙烯三胺五乙酸、碳酸氫鈉、氯化鉀、氯化鋇等溶液)。酸消解方法最為常用,又分為2種體系(常壓和高壓),消解液有鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸、鹽酸-硝酸(王水)等。測定方法主要有8種:ICP-MS、波長色散X 射線熒光光譜法、火焰原子吸收分光光度法、石墨爐原子吸收分光光度法、原子熒光法、分光光度法、離子選擇電極法和重量法等。

      17個有機物監測方法涉及161個組分的測定,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個測定組分中,包括16種多環芳烴,18種多氯聯苯單體,67種揮發性有機物,17種二惡英類,10種有機磷,8種有機氯,21種酚類以及丙烯醛、丙烯腈、乙腈和毒鼠強。

      3個放射性監測方法中,涉及钚和鈾2個元素,測定方法有放射化學分析法、固體熒光法和分光光度法等。

      8個理化指標等方法中,涉及5個測定指標(電導率、氧化還原電位、有機碳、可交換酸度、干物質和水分等),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、林業也有土壤檢測標準方法,主要側重于土壤營養元素及其有效態、理化指標的檢測,詳見表5和表6。農業行業標準方法中,有21個涉及無機元素及其有效態測定的方法,有15個涉及土壤理化指標的方法;林業行業標準方法針對的是森林土壤,有15個涉及無機元素及其有效態測定的方法,有13個涉及土壤理化指標的方法。

      3 中國土壤環境監測標準方法存在的問題

      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、使用、排放的大量化學品及特征污染物。

      一方面,特征污染物明確、但無標準方法監測。如正在修訂的《建設用地土壤污染風險篩選指導值》中,雖然規定了酞酸酯類、石油烴類、毒殺酚、滅蟻靈等污染物的風險指導值,但目前尚缺標準方法,給該“指導值”的實際執行造成技術瓶頸。

      另一方面,如何確定企業用地的特征監測因子難度更大。企業用地類型多樣,人類活動強度大,涉及各種化學品和生產加工過程中產生的污染物,種類繁多,污染源類型復雜。在《建設用地土壤污染風險篩選指導值(三次征求意見稿)》中,結合行業生產特征、污染物理化和毒性性質,將污染物項目分為9類:金屬與無機物、脂肪烴及其衍生物、單環芳烴及其衍生物、多環芳烴、多氯聯苯與二口惡英、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。但實際污染場地中,污染因子不限于這121項。如何合理篩選并科學監測特征污染物,從而進一步有效管控其環境、健康風險,是目前面臨的一個難題。

    編輯:劉影

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