土壤采集方法范例(3篇)
土壤采集方法范文篇1
关键词:油田土壤环境保护土壤质量调查采样布点
中图分类号:TE34文献标识码:A文章编号:
前言
党的十把推进生态文明、建设美丽中国摆在突出地位。政府高度重视土壤环境保护工作,石油开采的特殊性质,决定了其生产过程长期与土壤环境发生直接关系,会对周边区域土壤环境造成一定的影响和改变。
我国现阶段开展的土壤环境的调查工作重点关注农业用地的土壤肥力、重金属、残留农药等。对于城市工业用地土壤环境的调查方法和评价标准尚处于研究探索阶段。但是,随着新兴城市建设和传统城市不断向外扩张,对油田工业用地产生挤压,改变土地利用功能,改善原有工业用地的土壤环境、保护人体健康、提高土地的经济利用价值的需求越来越大,本文将以油田工业用地环境为背景探讨土壤环境调查工作中点位布设方法。
油田建设和运行对于土壤环境的影响分析
石油类污染物已被列入我国危险废物名录。石油被释放到土壤后,其中,一部分在土壤中可以作为微生物生存的碳源而被降解,而另一部分不易被降解的组分在土壤中产生累积效应,破坏土壤结构,改变其物理化学性质,在向地下渗透过程中还沿地表扩散、侵蚀土层,使之盐碱化、沥青化、板结化,并可能将有毒有害物质传递到土壤上种植的作物或深入地下水中,危害生态环境和人体健康。
工作方法
资料收集
收集油田以及周边地区的地形图、交通图、遥感影像图、环境保护区功能区划图;油田单位的厂区平面图;收集油田以及周边地区土类、成土母质等土壤信息资料;收集油田以及周边地区工作区域气候资料(温度、降水量和蒸发量)、水文资料等。
布点原则
一般油田场地的面积比较大,生产设施分布广泛,布点方法比较复杂。应考虑的基本原则包括:均匀性和随机性:代表性:野外工作可行原则:关注敏感区域
区域划分
在分析油田的生产环节和产污特点以及油田区域的土壤类型和成土母质等的基础上,进行初步的现场勘查可以将油田分为全局不点区、典型油井地块、典型联合站地块、输油管线区、环境敏感区。
全局布点区
全局布点的目的是了解整个油田区域的土壤环境质量状况而布设的控制性点位,为制作评价图件提供全局的数据。
典型油井地块
典型油井区域布点的目的是掌握油井附近土壤环境质量,了解油井在勘探开发、钻井、闭井对于周围土壤的影响。在现役油井和退役油井中,分别选择1至2个具有代表性的油井地块进行采样。
输油管线区
输油管线担负着将原油从采油井出送至联合站以及成品原油外输的重要任务,埋深一般在1至2米左右,在油田区域地下广泛分布。输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故是输油管线对于土壤污染的主要形式。管线所处的位置一般位于包气带区域,石油类污染物很容易会进入地下水并跟随其运动扩散到其他地区的土壤中。
环境敏感区
依据《建设项目环境影响评价分类管理名录》规定,环境敏感区是指依法设立的各级各类自然、文化保护地,以及对建设项目的某类污染因子或者生态影响因子特别敏感的区域,主要包括:自然保护区、风景名胜区、世界文化和自然遗产地、饮用水水源保护区、基本农田保护区、基本草原、森林公园、地质公园等。在这些区域加密布设采样点详细调查该区域的土壤质量。
点位设置
全局布点区的点位设置
全局布点布设依据《土壤地球化学测量规范》的要求,调查比例尺选择1:200000或者1:100000,调查的精度为每平方公里设置1至2个点,布点方法可以选择随机布点、分块随机布点和系统布点的方法如图1,采集表层0至20cm深度的土壤。
图1全局布点方法
典型油井地块的点位设置
油井周边点位布设以油井为中心至少设置5个采样点(图2),1个本底监测点,布置在采油井地下水流向的上游100m位置,要求点位周围500m范围内没有其他的采油井、固体废物堆积场地及其他污染源;2个扩散监测点,分别设置在垂直于地下水流向的两侧30m位置;2个污染监测点,依次布设在采油井地下水流向的下游方向30m和50m位置,每个点位采集纵向样品3个,采样深度0-20cm、40-60cm、100-120cm。
图2典型油井采样点位布置图
输油管线地带的点位设置
输油管线地带的土壤环境调查至少选择1条有代表性的输油主干线路进行重点调查。沿线分段布设多个采样点,纵向分层采样,采样深度至少延伸至管线底部20cm,每个采样点分别在0-20cm、40-60cm、100-120cm和管线底部位置采集样品,可以选择在管线的连接处或者曾经出现过漏油事故地段,采样时要注意对于输油管线的保护。
环境敏感区的点位设置
在敏感区的土壤环境调查精度采用1:50000的比例尺,每平方公里设置4个点左右,布点方法可以选用随机、系统或分块随机的方法。每个点位采集纵向样品3个,采样深度0-20cm、40-60cm、100-120cm。
结语
对油田场地进行土壤环境质量调查,科学合理的设计采样布点方案是后续土壤质量分析、评价和污染修复等各项工作的前提和基础,直接关系到调查工作的质量。在依据传统土壤环境调查规范的基础上,点位布设方案应根据油田生产过程、污染特点和所处区域的环境特征对油田进行分区,重点考虑全局区域、典型油井地块、输油管线地带以及环境敏感区,根据分区的环境特征和调查目标有针对性的选则点位设置方案。
参考文献
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土壤采集方法范文
[关键词]土壤修复重金属污染生态效应
中图分类号:R124文献标识码:A文章编号:1009-914X(2014)44-0103-02
前言
土壤环境中的重金属主要来源于矿业活动的排放,其他来源还包括污灌和污泥滥用、农药和化肥的不合理施用、农用薄膜和化石类燃料的不完全燃烧等。国务院于2011年2月18日正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》因此,重金属污染土壤的修复技术研究是当前环境保护的重要课题之一。本文重点介绍国内外有关重金属污染土壤的修复技木研究进展。
1.重金属污染土壤的特点
1.1具有隐蔽性和滞后性。土壤重金属污染不像大气污染、水污染及废弃物污染那样直观。
1.2具有累积性。重金属污染物质在土壤中不易迁移,容易在土壤中不断积累而超标。
1.3具有不可逆转性。在土壤中,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解,某些重金属污染的土壤可能要100―200年时间才能够恢复。由于土壤地球物理化学的自然形成过程极其缓慢,一般每百年以0.5-2.0cm厚度的速率进行,这就意味着土壤资源一旦遭到污染或人为干扰后将很难在短时期内得以恢复。
1.4具有难治理性。土壤重金属污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法往往很难恢复,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,通常成本较高,治理周期较长。
2.重金属污染土壤的修复技术
2.1生物修复
生物修复是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物,实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。生物修复包括植物修复、微生物修复、动物修复等。
(1)植物修复
植物萃取技术是目前研究及应用最多的植物修复技术。近年来,陈同斌等通过田间试验发现蜈蚣草具有富集As、Pb的能力。同时还具有较强的耐As,pb,Zn,Cu毒性能力,是一种修复多种重金属污染土壤(As,Pb污染为主)的优良品种。扶杂草植物中筛选出3种Cd超富集植物:龙葵、球果薄菜、三叶鬼针草。3种植物在土壤中Cd质量分数为25―50mg/kg时。地上部中Cd质量分数均能达到l00mg/kg,并且在污染区试验中也取得了较好效果。
(2)微生物修复
微生物对重金属的生物吸附与富集作用是指土壤微生物可通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子。2007年,王瑞兴等选取到一种土壤菌,利用其在底物诱导下产生的酶化作用,分解产生CO32-矿化固结土壤中的有效态重金属(以Cd2+的处理为代表),使其沉积为稳定态的碳酸盐;对被复合重金属(Cd,Cu,Pb,Zn等)污染的土壤样进行微生物修复的实验中,有效态重金属去除率达50%~70%。杜立栋等从Pb矿区土壤中分离筛选出一株青霉菌,对人工培养基中有效Pb的最大去除率达96.54%。而且富集效果比较稳定,可应用于Pb矿区土壤生物修复。
(3)动物修复技术
动物修复在国外有较长的研究史,国内研究则处于摸索阶段。它包括将生长在污染土壤上的植物体、果实等饲喂动物,通过研究动物的生化变异来研究土壤污染状况,或者直接将土壤动物,如虹蝴、线虫饲养在污染土壤中进行有关研究。同时,在重金属污染的土壤中放养蚯蚓,待其富集重金属后,采用电激、清水等方法驱出蚯蚓,集中处理,对重金属污染土壤也是一种经济有效的土壤生态恢复措施。
2.2物理修复
(1)置换法
置换法主要分为客土法、换土法,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤一植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准。客土法和换土法则是用于重污染区的常见方法,在这方面日本取得了成功的经验。
(2)玻璃化技术
玻璃化技术是指把重金属污染区土壤置于高温高压下,使之形成玻璃态物质,将重金属固定其中,从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。该技术方法工程量大,费用偏高,其最大的特点是见效快,适用于对受到重金属污染严重的土壤进行抢救性修复工作。
2.3化学修复
化学钝化多用于原位土壤修复,是修复重金属污染土壤的重要途径之一,通过施人一些钝化剂以降低土壤中重金属有效态含量,从而减少迁移及对农作物的毒害。
(1)化学钝化技术
A.无机改良剂的应用
近年来,石灰石、天然沸石、赤泥、骨粉、钙镁磷肥等作为改电剂修复重金属污染土壤的研究逐步成熟。其中石灰作为重金属污染土壤化学固定的常用物质,其对重金属的固定主要通过提高土壤pH值,使重金属生成氧化物或以碳酸盐的形态沉淀起作用,明显降低土壤重金属的有效态含量;天然沸石作为一种优良的铅污染土壤修复材料,通过调节土壤pH值和阳离子交换量抑制重金属铅的生物活性;赤泥可通过提高土壤pH影响重金属的赋存形态,降低重金属的有效性;骨粉可有效降低酸性重金属污染土壤的酸度,提高pH,增强土壤的吸刚性能,促使+壤重金属有效态含量和生物可给性降低;钙镁磷肥是酸性土壤中常用的修复材料,可降低土壤交换态镉含量,使其向缓效态转化。
B.有机改良剂的应用
对于矿区酸性重金属污染土壤具有养分流失严重和有机质缺失的特点,合理施用有机肥可提高土壤养分,增加土壤团粒结构,改善土壤理化性质。有机物料有助予恢复土壤微生态环堍系统,降低土壤中有毒重金属的生物可给性,从而减少对作物的毒害。常见的有机固化物包括禽畜粪便、无害化后的作物秸秆、豆科绿肥和污泥等。
C.螯合技术
螯合剂对土壤中重金属的活化作用主要是通过螯合剂与土壤溶液中的重金属离子结合,降低土壤液相中的金属离子浓度,促进重金属在植物地上部的积累:并且对重金属Pb、cu、zn、cd、Ni等有很强的活化能力。
3.技术路线概述
3.1土壤污染特征调查
通过开展土壤重金属污染调查与评价,掌握修复区详细的污染状况,为下阶段土壤修复提供依据,土壤特征调查可分现有资料收集和修复区污染状况前期调查两个步骤进行。
3.2修复区污染状况调查主要内容
(1)样点布设。根据前期收集的资料,由于前期采样调查取样点较少,针对这种状况,根据综合污染型土壤监测单元布点要求,采取网格布点的方法,对土壤污染进行全面的评价。
(2)现场勘查校正。通过现有资料确定的调查区域内理论监测点位,还要通过必要的现场勘查,最终对理论布点数目和位置进行检验和优化。现场环境条件不具备采样条件需要调整点位的,现场点位调整后要对地图网格所布点进行调整,最终形成调查区域内实际需要实施监测的点位集。
(3)采样检测。采样采表层样及深层样,网格布点样品采样深度为20cm,深层取样分五层取样:0~20cm;20~40cm;40~60cm,土壤样品采集1kg左右,装入样品袋,如潮湿样品可内衬塑料袋(供无机化合物测定)。采样的同时,由专人填写样品标签、采样记录;标签一式两份,一份放入袋中,一份系在袋口,标签上标注采样时间、地点、样品编号、监测项目、采样深度和经纬度。采样结束,需将底土和表土按原层回填到采样坑中,方可离开现场,并在采样示意图上标出采样地点,避免下次在相同处采集剖面样。
(4)污染评价。土壤重金属评价采用内梅罗指数法。根据国家环保总局颁布的《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004)规定,土壤环境质量评价标准常采用国家土壤环境质量标准、区域土壤背景值或部门(专业)土壤质量标准。
(5)绘制修复场地污染物分布图。根据样品测试结果,结合我国的《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》和《危险废物鉴别标准―毒性物质含量鉴别(GB5085.6-2007)》,对典型污染场地的污染现状、污染程度及范围以及污染迁移转化的趋势及规律等进行剖析,根据潜在重点污染区域的检测结果,得到重金属浓度在不同位置变异,进一步确定修复区污染特征,明确污染浓度及范围。
(6)修复方案设计。根据修复区修复的土地利用功能,确定了药剂比例及土壤调理剂的配比及过程的控制条件。得到后期大规模修复所需要的运行参数,进而做出具体的详细的修复方案。具体修复方案如下:
A、修复区不同污染程度划分方案:确定修复区域位置,可根据污染情况将修复区根据污染程度,划定高、中、低浓度区,根据污染程度的不同,做不同的设计。
B、土壤污染治理实施方案:确定药剂配方、加药比、选择最合适的原位稳定剂施加方式和控制条件。
C、修复后农作物恢复种植方案:为了探究稳定化修复对农产品安全的保护情况,预计选择2种当地常见作物在修复区种植。
D、修复验收方案:目前稳定化修复还没有成熟的验收体系,本项目选用土壤浸出为验收方法,但最终标准需根据场地调查情况及小试情况做调整。
4.结论
通过对国内外重金属污染土壤的修复技术研究的综述,可以看出重金属污染土壤的修复技术将越来越受到人们的关注,进一步探索和研究其在重金属去除方面的应用,具有十分重要的意义。结合当前的研究发现重金属污染土壤的修复还可以从以下几个方面努力:
4.1做好修复试点,逐步解决土壤重金属污染问题。开展重金属污染土壤修复技术示范,在重金属污染防治的重点区域进行污染评估,因地制宣地采用生物、物理、化学等措施开展重金属污染土壤治理。
4.2以生态文明为指导,探求实现重金属污染土壤修复治理与景观美化、生态建设与经济效益有机结合的治理模式。
4.3注重重金属污染防治管理、制度、措施及方法创新,逐步建立企业环境信息披露制度和重金属污染物产生、排放详细档案。
参考文献
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土壤采集方法范文
关键词:花秋镇油菜;土壤养分;配方施肥
中图分类号:S634.3文献标识码:ADOI:10.11974/nyyjs.20160732042
土壤肥力是土壤为植物生长供应和协调营养条件、环境条件的能力,是衡量土壤生产力的综合指标。土壤养分状况是土壤肥力的基础。掌握土壤肥力状况,才能保持土壤环境的良性循环,以实现农业可持续发展[1]。近几年,由于桐梓县产业结构调整,其他乡镇油菜种植面积不断减少,而花秋镇油菜种植面积一直维稳。大多数农民在不了解土壤肥力的情况下盲目施肥,以致施肥效益下降,造成土壤养分不均衡。因此,摸清桐梓县花秋镇油菜主产区土壤养分状况,结合油菜需肥特性,提出耕地用养结合和充分发挥生产潜力的施肥建议,从而促进当地油菜增产、增收,实现油菜产业可持续发展。
1材料与方法
1.1土壤样品采集
按照当地油菜种植面积、地形地貌,土壤类型,肥力高低,室内采用土地利用现状图和土壤图套合,根据套合单元确定取样点,以13.33hm2为一个取样单元进行布点以保证采样点不仅具有典型性和代表性,还要兼顾空间分布的均匀性[2]。根据采样布点图,选择有代表性的地块,采用对角线进行采样,采样深度为0~20cm。采样时间集中在2012―2015年9月底―10月初油菜前茬收获后油菜未施底肥和移栽前。共采集土壤576个土壤样品。
1.2土壤养分含量分析
采集土样在室内风干后过2mm和0.25mm筛进行室内检测,检测指标包括有机质、全氮、速效磷、速效钾、缓效钾、有效硼。所有化验项目采用实验室常规分析法[3]。
土壤有机质含量的检测采用重铬酸钾容量法-外加热法;土壤全氮含量测定采用全自动定氮仪法;土壤有效磷含量测定采用0.5moL/L碳酸氢钠浸提-钼蓝比色法;土壤速效钾含量测定采用1moL/L醋酸铵浸提-火焰光度计法;土壤PH值采用电位法(水土比2.5:1);土壤水溶态硼含量的测定采用沸水浸提-姜黄素比色法。
1.3油菜配方施肥计算油菜养分平衡补增施法[4]
1.3.1计算生产200kg油菜需要吸收养分量
经查资料,每形成100kg油菜籽需要吸收纯氮4.57kg,五氧化二磷各2.4kg,氧化钾4.55kg,那么生产200kg油菜籽需要吸收纯氮9.14kg,五氧化二磷4.8kg,氧化钾9.1kg。
1.3.2土壤可提供养分量
纯氮提供量=土壤碱解氮×0.0864=6.91kg;五氧化二磷提供量=土壤有效磷×0.072kg=2.30kg;氧化钾提供量=土壤速效钾×0.072kg=19.0kg。
1.3.3应施养分量
应施纯氮:9.14-6.91=2.23kg;应施五氧化二磷:2.4-1.15=1.25kg;应施氧化钾:9.1×0.3=2.73kg。
1.3.4应施肥料量
公式为应施某种养分量/所施肥料含量×所施肥料的利用率。应施尿素(kg/667m2)=2.23/0.46×0.3365=14.4kg/667m2;应施普通过磷酸钙(kg/667m2)=2.30/0.16×0.219=65.6kg/667m2;应施氯化钾(kg/667m2)=2.73/0.6×0.437=10.4kg。
2结果与分析
2.1花秋镇油菜主产区土壤PH值分析
由表1可见,花秋镇油菜主产区土壤pH值小于4.5的样本数只有5个,占总样本数的0.8%,pH值在4.5-6.5的样本数有335个,占总样本数的58.2%,参照土壤养分丰缺指标分级标准,土壤属于酸性,pH值在6.5-7.5的样本数有210个,占总样本数的36.5%,土壤属于中性,pH值在7.5-8.5的样本数有26个,占总样本数的4.5%,土壤属于碱性,pH值在大于8.5的样本数为0个,说明油菜主产区没有极碱性土壤。从以上分析可得,花秋镇油菜主产区土壤总体呈酸性和中性。
相关研究表明,油菜对土壤酸碱度反映敏感,其适宜生长的土壤pH值范围为6~7之间[5],也就是酸性和中性土壤之间。而花秋镇油菜主产区土壤pH值总体呈酸性和中性,为此在土壤酸碱度上不需要作特别改良。
2.2花秋镇油菜主产区土壤有效硼含量分析
相关研究表明,油菜是需硼量高,对硼反映敏感的作物。硼能促进油菜生殖器官的发育,加强花粉的萌发和花粉管伸长,硼能促进油菜植株体内碳水化合物合成和运输,所以油菜的硼营养状况会对其营养生长、生殖生长、产量和品质产生显著影响[6]。由表2可知,花秋镇油菜主产区有效硼含量小于0.2mg/kg的样本数为352个,占总样本数的61.1%,在0.2~0.5mg/kg的样本数为171个,占总样本数的29.7%,说明,花秋镇油菜主产区有效硼含量总体趋势为严重缺硼和轻度缺硼。在严重缺硼的土壤上应用含氧化硼11%的硼砂按照1.58kg/667m2与有机肥、氮磷钾配合施用作基肥,在轻度缺硼的土壤上可以在油菜苗期和抽薹期叶面喷施硼肥。
2.3花秋镇油菜主产区土壤速效养分含量分析
油菜需要量最大的3种营养元素。氮磷钾配合施用能显著提高油菜产量,促进养分的均衡吸收,明显改善植物生长状况,提高抗性[6]。由表3、4可知,花秋镇油菜主产区土壤碱解氮含量平均值为116mg/kg,最大值为283mg/kg,最小值为32mg/kg,土壤碱解氮含量在100mg/kg以下的样本量为252个,占总样本量的43.7%,在100~200mg/kg的样本量为324个,占总样本量的56.3%;土壤有效磷含量平均值13.8mg/kg,最大值54.8mg/kg,最小值2mg/kg,土壤有效磷含量在10mg/kg以下的样本量占总样本量的34%,在10~40mg/kg的样本量占总样本量的65%;土壤速效钾平均值132mg/kg,最大值380mg/kg,最小值41mg/kg,速效钾含量在100~250mg/kg的样本量占总样本量的82%;说明花秋镇油菜主产区有近50%土壤面积缺氮和磷,50%以上的土壤面积氮磷钾含量适宜或丰富。
2.4花秋镇油菜主产区养分应补施量
具体计算过程参见1.3。
由表5可知,根据花秋镇油菜主产区土壤氮磷钾平均含量得知土壤可提供纯氮、五氧化二磷、氧化钾分别为6.91、2.30、19.0kg/667m2。根据油菜目标产量200kg/667m2,按照贵州省土肥总站统计生产100kg油菜籽需要吸收纯氮磷钾的量,计算得知油菜需吸收纯氮9.14kg,五氧化二磷4.8kg,氧化钾9.1kg。根据贵州省土肥总站多年田间试验可知,油菜氮磷钾的利用率分别分别为33.65%、21.9%、43.7%,计算可得油菜应补施尿素14.4kg/667m2,普通过磷酸钙65.6kg/667m2,氯化钾10.4kg/667m2。
3结论
通过在花秋镇油菜主产区采集土样进行化验分析土壤养分含量和油菜养分需求量可知:在花秋镇油菜主产区土壤总体呈酸性和中性,有效硼含量缺乏,土壤速效氮磷有近50%土壤面积缺乏,速效钾含量丰富,建议在油菜主产区增施氮磷硼肥。通过油菜养分补缺增施法计算可知,油菜在单产200kg/667m2条件下氮磷钾最佳配比为尿素10.4kg/667m2,普通过磷酸钙65.6kg/667m2,氯化钾10.4kg/667m2。
参考文献
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