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土壤检测与采样方法及如何取土

2023-11-17 09:40:29

  一,土壤检测和采样方法


  1、常规检测方法


  目前,土壤重金属的常规检测方法分为电化学。光学和生物学是常用的光学方法,其次是电化学方法,相对较少使用生物学检测方法。


  电化学方法1.1


  电化学分析法是一种基于溶液中物质的电化学性质的仪器分析方法,由德国化学家C·温克勒尔于19世纪首次引入分析领域。它是根据电池的某些电参数(如电阻,将试液作为化学电池的一个组成部分。电位。电流。电流。电压曲线等。)和被测物质的浓度之间存在一定的线性关系。根据电池的不同电参数,可分为溶出伏安法。极谱法和离子选择性电极法。


  1.1.1溶出伏安法


  这种方法是将恒电位电解富集法与伏安法相结合的极谱分析法。它首先在适当的电位下电解欲测物质,在固定表面积的特殊电极上富集,然后反向改变电位,使富集在电极上的物质再次溶解,同时记录电流和电压曲线。根据溶出峰电流的大小进行定量分析。


  1.1.2极谱法


  捷克化学家J·海洛夫斯基于1922年建立了极谱法,其原理与溶解伏安法基本相似。两种方法大的区别在于极化电极的不同。极谱法使用滴汞电极,也可以使用其他极化电极,只需定期更新电极表面即可;伏安法使用表面静止的液体或固体作为极化电极。NY/T1121.9-2006是目前农业领域测量土壤钼元素的推 荐使用标准。目前,一些先进的极谱仪可以测量土壤中的其他重金属,如铅。镉等重金属。


  1.1.选择性离子电极法


  离子选择性电极法是电分析化学中的一种电位分析法,其电具有敏感膜。能够选择性响应离子或分子物质的电极的原理是将溶液中特定离子的活度转化为电位,其电位与溶液中给定离子活度的对数呈线性关系。利用这种关系来测量溶液中对应重金属的含量。


  光学检测方法1.2


  光学检测法又称光谱法,主要是基于光谱的吸收。发射。散射等功能,这些功能强度与检测到的物质含量形成线性关系,利用各种光学仪器对相关光谱的波长和强度进行定量分析,从而得到重金属的含量。光学检测方法主要包括原子吸收光谱法。原子发射光谱法。原子荧光谱法等。


  1.2.1原子吸收光谱法


  这种方法的原理是每个元素的原子都能发射出一系列特征谱线,同时能吸收与发射线波长相同的特征谱线。


  当光源发射的特征波长光通过原子蒸汽时,即入射辐射的频率等于原子中的电子从基态转移到更高能态所需的能量频率时,原子中的外部电子会有选择地吸收其同一元素发射的特征谱线,从而削弱入射光。


  特征谱线因吸收而减弱的程度称为吸光度A,与被测元素的含量形成线性关系。这种方法是20世纪50年代中期出现的各种元素检测方法中比较简单常用的检测方法。


  现在它在地质上。化学工业。农业。食品和环境保护在许多领域得到了广泛的应用。国家标准GB/T17141-1997土壤质量铅。HJ491-2009土壤总铬的测定,以及中国环保标准HJ491-2009土壤总铬的测定,采用原子吸收光谱法测定土壤中的重金属元素。


  1.2.2原子发射光谱法


  原子发射光谱法与原子吸收光谱法相反。当一个元素原子的价格电子被激发并转移到激发状态,然后当它从激发状态回到较低的基状态时,它会通过辐射释放激发能产生的光谱,利用各个元素原子的发射光谱来分析物质的成分,从而测量元素的含量。


  这种方法有很强的选择性。灵敏度好,近年来使用电感耦合等离子体(ICP)作为光源,整合使用,称为电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES),应用于多个领域的液体。固体成分分析。但是这种方法使用的仪器设备比较贵,大部分基层检测机构都承受不了相应的高额购买成本。


  目前化工行业标准HG/T3944-2007聚氯乙烯树脂金属离子含量的测定ICP法推 荐采用这种方法测定聚氯乙烯树脂中的金属离子含量。


  1.2.3原子荧光谱法


  这种方法介于原子发射光谱和原子吸收光谱之间。其原理是基状原子吸收特定频率的辐射能量,然后激发到高能状态。在激发过程中,具有特征波长的荧光会被发射出来。被测元素的原子蒸汽发出的荧光强度与被测元素的含量形成线性关系,通过分析计算其元素的含量。


  这种方法的校正曲线范围很广。灵敏度好,我国对这种方法的研究处于领先水平,主要用于砷。汞。硒。铅的测量。国家标准GB/T22105-2008土壤质量总汞。总砷。总铅的测量原子荧光法建议使用这种方法来测量土壤中的汞。砷。测量铅的三种元素。


  生物学检测方法1.3


  随着生物学研究的快速发展,其相关研究成果为重金属离子检测的研究提供了一些参考。目前生物学中重金属的检测方法主要包括生物传感器检测和酶分析。


  1.3.1生物传感器检测方法


  这种方法是一种利用生物传感器对生物物质敏感并将其浓度转换成电信号进行检测的仪器。它的电信号与被测元素的浓度形成线性关系,重金属离子的浓度可以通过检测电信号来确定。生物传感器的使用寿命一般很短,这取决于它的生物活性,受环境影响很大。这一因素限制了它的应用和发展。


  1.3.2酶分析法


  该方法的原理是重金属具离子根据重金属浓度与酶分子系统变化的线性关系,通过将酶分子中的甲琉基或琉基结合起来,改变酶分子的中心结构和活性性能,定量测量重金属离子的含量。


  2、环境土壤样品采样原则原则


  2.1采样的概念


  环境实地调查的质量保证体系和环境化学分析样品的采样仍处于发展的初级阶段。因此,采样往往是环境分析薄弱的环节。采样环境质量控制的主要问题是采样不能重复,独立控制措施的参考方法不适用。


  一般来说,采样意味着得到一个适合形式和数量分析的样本,这意味着分析整个材料。这意味着样本必须在整个研究中表现出大的相似性。质量保证的一个要求是确保样本具有代表性。污染。损失。代谢或其他任何变化的样本性质和构成导致的误差必须小化。


  这些都涉及到很多一般的要求。技术领域,很多原则。规则和技术制定了优化样品质量的优化。(GDMB,1980年),这在环境采样中通常同样重要。但是,如果样品必须采用,则需要解决其他问题,以获取具体环境部分的质量信息。


  质量保证的主要问题是如何保证环境抽样中的生物。生态和地域代表性样品。样品必须选择和采用,以提供相关信息,这是一个特定的区域、时间段和环境段。物种。人口等等。


  2.2采样方法


  2.2.1采样单元


  确定土壤类型是土壤采样前的一步,并对采样单元进行划分和确定。每个采样单元的土壤保持均匀一致,平均每个采样单元为100亩(平原区大田作物每200~300亩采用一个混合样品,丘陵区园艺作物每30~80亩采用一个混合样品,视具体实际情况而定)。


  2.2.2采样时间


  一般来说,作物收获后或播种施肥前,秋季后采样比较常见;一次施肥前采集氮肥追肥时,应在追肥前或作物生长的关键时期采集。


  2.2.3采样周期


  常规土壤分析监测每2~3年收集一次。


  2.2.4采样点定位


  采样点参照农场地号图,采用GPS定位,记录经纬度,准确到0.1.土壤样品采集采用GPS定位,可以使采样点的空间分布相对均匀。采样过程中,先在地图上大致确定采样位置,然后在标记位置附近采集多点混合土壤样品。


  2.2.5采样深度


  采样深度一般在20cm以下,主要是测量土壤硝态氮或无机氮含量。采样深度应根据实际采样过程中不同种类的作物来确定。主要根系分布深度的不同生长期确定。


  2.2.设置6采样点


  (1)面积小。平整地形。肥力均匀的地块:采用“对角线”采样方法,布置5~10个点,取一个混合样品。


  (2)面积适中、地形整齐、肥力差异大的地块:采用“棋盘式”采样方法,布置10~15点,取一个混合土样。


  (3)面积大。地面非常不平坦。肥力不均的地块:采用“蛇形线”采样方法。排列15~20个点,取一个混合土样。


  2.2.7样品量


  一个混合土样品应该在1公斤左右取土。如果混合样品数量过多,可以用四分法抛弃不必要的土壤。四分法的具体操作是:将采集到的土壤样品铺在塑料布上,将其粉碎混合,铺成方形,用对角线将土壤分成等量4份,将对角的两份分别合并,保留其中任何一份。如果样品仍然很多,可以使用四分法。


  第二,土壤检测怎样取土?


  1、取土时间


  一般应在前茬作物收获后或下茬作物播种施肥前进行;如果测试时间有限,也可以在前茬生长后期取出,不再施肥时取出;果园在果实采摘后一次施肥前取出;如果作物在生长过程中出现异常现象,并且怀疑与养分有关,可以随时取土,在生长不正常的地方和生长正常的地方取两份土。


  2、取土点数量


  要保证足够的采样点,使其能够代表采集地块的土壤特性。一般一亩可以取5个点左右,1-3亩可以取7个点。无论面积有多大,采样点数都会增加。S型可以用来确定采样点,也就是在S型上布置点。


  3、取土深度


  采样方法是在确定的采样点上,用铁锹斜向下切一个土壤样品,深度为耕作层深度,一般在20厘米左右,采样厚度为5-7厘米,每个点的深度。厚度应基本相同。果园应在树盘中取土,取土深度为0-40厘米。高垄种植的作物应在垄断两侧取土,而不是在垄断底部取土;矮垄种植作物,垄断两侧的取土点应占总取土点的70%,垄断底部应占30%。.


  4、取土数量


  按照上述采样方法,每个点的样品都装在编织袋里,取出所有点后充分混合,然后将所有土壤倒入干净平整的地方,然后混合均匀。在混合过程中,去除石块和杂物,摊成厚度均匀的圆形。从中间画一个十字,把土分成四份,然后去掉对角的两份。比如土还多,再用同样的方式处理,直到剩余量在1斤左右。放在一个小袋子里,然后放一个袋子。写标签,放在两个袋子之间。扎嘴。


  5、注意问题


  取样点数应该达到应该取的数量,而不是在地上。沟边。移动土壤。在堆肥的地方取样。保护好取土标签,避免破碎。取两个以上土样的家庭必须编号。


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