土壤背景点样品采集与质量控制

姜同强 刘维明 曾健华 凌政学 王琳

摘要：指出了土壤是经济社会发展不可或缺的自然资源，土壤环境质量与人类健康息息相关。土壤剖面采样对土壤监测数据准确度起着关键作用。详细介绍了土壤背景点样品采集过程，分析了采样难点及解决方法，提出了质量控制措施。

关键词：广西;土壤;背景点;采样;质量控制

中图分类号：X833 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）14-0139-02

1引言

土壤是经济社会发展不可或缺的自然资源，土壤环境质量与农产品安全、人类健康息息相关。近年来，“镉大米”和“镉小麦”事件的出现引发了人们对农产品安全的广泛担忧与焦虑，也引起了人们对土壤环境质量的关注。相对于水、空气而言，土壤的修复治理要困难得多。一旦土壤受到了污染，修复土壤往往需要数十年甚至上百年的时间。因此，保护土壤环境应坚持预防为主、保护优先、防治结合。研究土壤背景值对判断土壤受污染状况具有重要意义，可以为政府制定相关政策法规提供科学依据。为了解我国土壤环境状况背景水平，我国早在20世纪80年代就开始进行全国土壤背景值调查。近几年，国家越来越重视土壤环境质量。为切实加强土壤污染防治，逐步改善土壤环境质量，2016年5月28日国务院印发了《土壤污染防治行动计划》。为了保护和改善生态环境，防治土壤污染，保障公众健康，推动土壤资源永续利用，推进生态文明建设，促进经济社会可持续发展，2018年8月31日十三届全国人大常委会第五次会议全票通过了《中华人民共和国土壤污染防治法》，自2019年1月1日起施行。

根据原环境保护部统一部署，2018年在全国布设2481个土壤背景点位，其中在广西壮族自治区布设129个土壤背景点位。土壤背景点的采样方法为剖面采样。土壤剖面采样专业性较强，采样规范与否对土壤监测数据准确度起着关键作用。在环境监测中，采样误差一般大于制样误差和分析误差。研究表明，即使是同一个地块，不同位置的土壤重金属含量差异也比较明显。只有严格遵守土壤采样技术规范，加强土壤样品采集过程的质量控制，才能确保土壤监测数据准确可靠。

2采样准备

采样前应制定详细的采样计划，包括：任务部署、人员分工、时间节点、采样量、份数和注意事项等内容。采样前组建一批采样小组，每个采样小组由3名技术人员组成，由1名具有丰富土壤采样经验的技术人员担任组长。采样小组内部要分工明确、责任到人、保障有力。每个采样小组负责采集不同采样区域内的背景点土壤样品，采样小组根据区域内点位布设情况设计好采样路线。采样前对采样人员进行技术培训，使其了解采样技术规范要求，掌握土壤剖面采样的关键点和难点。采样人员必须掌握布点原则，了解点位布设理由以及采样点所处地理位置、水系和土地利用方式，收集采样区域土壤和地质基本信息等。在出发采样前，技术人员登录土壤环境监测采样管理系统，将土壤采样任务分配到手持采样终端。

3采样物资

土壤剖面采樣物资包括：铁锹、铁铲、洛阳铲、木铲、木锤、剖面刀、托盘、有机棕色玻璃采样瓶、聚乙烯塑料样品袋、布袋样品袋、防水垫子、手持采样终端、GPS、指南针、条码打印机、塔尺、挂称、冷藏箱、点位信息表、硬纸片标签、不干胶标签、采样现场记录表、小型自封袋、白板、白板笔、2B铅笔、水性笔、资料夹、剪刀、透明胶、工作服、工作鞋、草帽、雨衣、手套、药品、采样运输车辆等。

4土壤剖面样品采集

4.1点位确认

采样人员可以通过地图导航和GPS精准定位，找到目标点位。采样人员达到目标点位附近后^拿手持采样终端确认采样点坐标，在允许范围内（与目标点位偏移距离一般不超过30m）优选采样点，确保采样位置符合土壤采样代表性要求。若目标点位30m范围内无合适采样点，采样人员可在手持采样终端进行点位调整操作，在30m外选点采样，填写《土壤样品点位变更信息表》。

4.2剖面挖掘

确认点位后，在合适位置挖掘一个规格为1.5m（长）×0.8m（宽）×1.2m（深）的剖面，挖掘土壤剖面要使观察面向阳，将表土和底土分两侧放置。

4.3剖面修整

在剖面左侧l/3处放置好塔尺，用剖面刀将剖面左侧修成毛面，用铁铲和木铲将右侧修成光面。

4.4剖面分层

根据剖面土壤颜色、质地、结构、松紧度、温度和植物根系分布等情况，一般将剖面分成A（腐殖质淋溶层）、B（淀积层）、C（母质层）三层。地下水位较高时，剖面挖至地下水出露为止;山丘陵土层较薄时，剖面挖至风化层。对B层发育不完整（不发育）的山地土壤，只采A、C两层。水稻土按照A耕作层、P犁底层、C母质层（或G潜育层、w潴育层）分层采样，对P层太薄的剖面，只采A、C两层（或A、G层或A、w层）。如果挖到1.2 m还没挖到C层，不用继续往下挖，只采A、B两层。

4.5样品采集

采样取土时，应自下而上在各层最典型的中部逐层采样，以免采集上层土壤时对下层土壤造成污染。每层的取土深度和取样量应一致。用于有机物分析的样品，应在O～20cm深度取样，并装满棕色玻璃瓶。为了避免土壤沾污瓶口，可用硬纸板围成漏斗状放在玻璃瓶上方，然后再装样。用于重金属分析的样品，先用木铲或竹片将与金属采样器接触部分的土壤铲去，然后装在聚乙烯袋内再套上布袋。土壤样品装袋或装瓶前应剔除植物根系和石砾。若采集的土壤样品太多要舍弃一部分，需将土壤样品混匀后，用四分法将多余的土壤样品弃去。

4.6记录填写

采样人员必须现场填写标签，且必须内外双标签。为避免因湿气导致字迹模糊，可将标签装入小自封袋内，再装人袋中。一张放在无机样品袋内，一张放在无机样品袋外。在有机样品瓶外贴上不干胶标签和二维码，再用透明胶布缠绕一圈，在瓶外放置一张标签。采样人员填写《土壤样品采集现场记录表》《土壤剖面性态现场记录表》《土壤样品运输记录表》《质量监督记录表（现场）》。

4.7信息上传

采样人员用手持采样终端拍摄9张照片（采样前、GPS、剖面照、监管人、东、西、南、北、采样后），每张照片应包含点位信息，填报点位编号、采样位置、经纬度坐标、采样人、土地利用类型、土壤类型、采样点周边信息、采样工具、采样容器、采样深度、采样量等相关采样信息并保存上传。采样人员同时用相机拍摄9张照片作为备份照片。

4.8打印标签

用手持采样终端打印二维码标签，分别粘贴于玻璃瓶外和聚乙烯袋上。由于有机样品瓶需保存在冷藏箱中，为避免冷藏箱内的湿气使标签变得模糊，可用透明胶带缠绕标签一圈。

4.9土壤回填

采样人员采完土壤样品后一定要先回填底土，再回填表土，才能离开采样现场。

5注意事项

（1）采样点应选在被采土壤类型特征明显的地方，地形相对平坦、稳定、植被良好的地点。陡坡地、低洼积水地、公路、住宅、沟渠、粪坑、坟墓附近不宜设置采样点。农用地有垅的农田要在垅间采样。

（2）剖面上缘地表应保持原样，不能踩踏、堆土和放置重物。

（3）因部分点位土壤湿度较大或砂石较多，为防止采样量不足，每层采一袋4kg无机样品，若为平行样则在A层采集2袋4kg土壤样品。采集有机样品时，装满2瓶250mL棕色玻璃瓶（其中一瓶作為保险样）。

（4）标签上应包含：样品编号、采集地点、经纬度、采样深度、土壤类型、土地利用类型、采样人员和采样日期等信息。

（5）东、南、西、北4个方位照片能反映4个方向周边环境，土壤利用类型/作物类型，且照片中有点位编码、方向;GPS照片能清晰辨识经纬度、时间、海拔信息、点位编号;拍摄剖面照时，剖面上沿部分至少有10 cm，下沿部分能显示剖面的底部，整张照片能清晰显示标尺的刻度和剖面的层次结构;采样人照片为采样人员正面照，应包含姓名、点位编号、经纬度等信息;采样后照片为回填后照片。

6采样难点及解决方法

剖面采样最难的是剖面分层，一是大多数参与此次剖面采样的人员都比较欠缺剖面采样经验;二是有时候各层土壤之间没有很明显的颜色区别，各层土壤的结构和质地差异较小，各层土壤的根系数量差别不是很大，很难判断如何分层。为解决土壤分层问题，特地成立了一个工作群，邀请具有丰富土壤剖面采样经验的广西大学的黄景老师加入工作群。每个采样小组挖好剖面后将剖面照片发到群里，请老师在线协助分层。

7质量控制

7.1采样人员管理

采样人员必须取得土壤采样上岗证，并报送中国环境监测总站备案。采样小组组长要具备丰富的土壤采样经验。采样人员采样前要经过技术培训，掌握土壤剖面采样技术规范。

7.2采样工具清洁

每次采完土壤样品，应及时清洁采样工具，避免交叉污染。

7.3样品保存

由于部分有机物具有挥发性，有机样品应保存在4℃以下的冷藏箱中，并尽快送回实验室分析。

7.4采样质量检查

采样质量实行三级质量检查制度，采样小组应当在现场对土壤样品及相关记录100%自检;采样单位应当抽检全部任务10%以上的现场记录;国家网土壤环境监测任务主体责任单位应当抽检全部任务2%以上的采样记录及相关资料。

国家网土壤环境监测任务主体责任单位组织采样单位之间的交叉检查，包括资料检查和采样现场检查，确保采样过程规范。

8结语

大部分土壤背景点布设于不受人为干扰或者干扰较小的深山老林中，采样时间又集中在炎热的6月份，采样人员挖掘剖面非常辛苦。个别省份在开展土壤剖面采样过程中甚至发生了人员受伤的情况。面对艰苦的条件，广西的采样人员还是客服了重重困难，严格按照土壤采样技术规范要求完成了国家布置的土壤背景点采样任务，确保采集的土壤样品具有代表性，为后续的土壤重金属及有机物分析奠定了坚实的基础，为国家制定相关的土壤政策提供科学依据。