土壤环境监测方法及其质量控制

郑静宜

（广州万绿检测技术有限公司，广东 广州 510520）

引言

土壤是生命之基，是重要的生态基础，土壤环境污染不仅会影响农产品的生长与安全，危害人体健康，还会引发其他次生生态问题，如地下水污染、大气污染、地表水污染等。目前，我国土壤环境因为各种各样的原因遭受严重的污染，不少地区的土壤都出现了不同程度的问题，且土壤污染类型与途径多样，保护土壤环境已经迫在眉睫。针对土壤污染问题，我们必须要采取合理的措施进行改善，其中，土壤环境监测是重要的一环，通过开展土壤环境监测工作，可以充分了解土壤环境的真实状况，并根据监测结果制定有针对性的技术路线与治理措施，提高土壤环境质量。2016 年国务院印发的《土壤污染防治行动计划》明确提出了完成土壤环境监测等技术规范修订、形成土壤环境监测能力、建设土壤环境质量监测网络等工作任务，说明国家对土壤环境保护及其监测工作的高度重视。为此，本文对目前土壤环境监测方法进行综述，并针对监测工作的各环节，提出相应的质量控制措施。

1 土壤环境监测方法

土壤环境监测是土壤防治管理的工作基础，而监测方法又是土壤环境监测工作的基础，只有完善的监测方法体系及较高的技术水平，才能保障监测的科学性及准确性，才能客观掌握土壤环境的真实状况。我国已经开展相关的环境监测工作，同时在原环境保护部印发的《“十三五”土壤环境监测总体方案》中制定和完善国家土壤环境监测技术规范和行业技术规范。目前依据国家标准、地质监测标准、农业标准等，我国现约有150 项土壤环境监测方法。参照土壤环境监测的国家标准和环保行业标准可知，其主要包含有机物监测方法17 个、无机物监测方法23 个、理化指标方法8 个以及放射性监测方法3 个。有机物的监测方法涉及到161 种组分的测定，其主要的分析方法采用气质联用，无机物的监测方法涉及55 种无机组分，主要采用荧光光谱法。然而，随着环境污染物种类不断的增加，这些污染物通过各种渠道汇集到土壤，现行标准方法尚未能覆盖全部。故而，随着我国科学技术水平的不断提高，也需要将高端精细的技术应用到土壤环境监测中来，使土壤监测方法更加先进高效，监测数据更加规范精准。目前多数土壤环境监测方法针对的是土壤中的无机污染物和有机污染物，按测定地点方式可以分为采样后现场测定和实验室测定。

1.1 实验室测定法

实验室测定方法中主要有光学分析法（原子发射光谱法、吸收光谱法、原子荧光光谱法等）和电感耦合等离子体质谱法。针对土壤中的无机物，最常用光学分析法进行分析，其应用广泛，灵敏度高，可以有效判断土壤中存在的无机物组分。质谱法多种仪器联用可以更加精确地分析组成成分，自动化程度高，但监测费用高。化学分析法操作简便，但耗时费力，人员差异性较大[1]。针对土壤中的有机物，主要有色谱分析法，主要包括气相色谱法、液相色谱法、气质联用以及液质联用等。土壤现场监测可以避免环境突发事件带来的影响，为了应对应急环境监测，便携式测定仪也被逐步开发出来，主要包括便携式X 射线荧光光谱法和便携式气相色谱质朴联法，但距离替代传统实验室测定方法仍有较大差距。

1.2 现场测定法

现场测定法是指在现场即对土壤环境样本进行选取和测定。该方法对土壤现场监测点的布设是有一定要求的，选取的位置应全面、准确表现出土壤的实际污染程度和污染分布。现场测定方法主要监测对象为土壤环境中的有机物或无机物，由于测定工作量大，故常采用便携式XRF 法、便携式气质联用法等。

2 土壤环境监测的质量控制措施

土壤环境监测的全过程依次包括监测点位布设、样品采集、样品运输流转、样品制备、样品保存等环节，目前，我国土壤环境污染趋势由单一型向复合型发展，污染物种类也在不断增加，污染物超标问题频频出现，使得土壤分析难度增大，为保证土壤环境污染质量监测数据具有科学性与准确性，质量控制措施应贯穿土壤环境监测的每一环节[2-3]。

2.1 样品采集与制备环节的质量控制

2.1.1 点位布设

为了保证采集的监测样品具有代表性，前期的布点采样必须避免一切主观因素，遵循随机、等量原则，严格按照《土壤环境监测技术规范》[4]进行，以确保后期监测分析的准确性。常见的布点方法主要包括简单随机法、分块随机法和系统随机法。工作人员可以针对不同的监测目的和类别，结合土壤环境监测区域的具体情况选用合适的布点方法并且明确本次采样数量。

2.1.2 样品采集

采集的样品反映当地土壤环境现状，因此样品采集环节对于土壤环境监测至关重要。针对该环节的质量控制，最重要的是采样人员的业务能力。对采样人员进行相关知识与技能培训，并考核其专业能力。采样人员要熟悉采样的各个流程，前期应走进监测现场进行有效勘探，准确记录采样点的信息，如采样点具体的地理位置、采样日期、采样深度和采样点数量等，同时也要搜集当地土壤与周边情况，如土壤类型、地质类型、地形地貌、植被种类、土地开发利用情况、土壤环境的污染源分布情况、污染源种类数量、农业生产、人口分布等相关数据，便于后期对采样点信息的查询以及有针对性地开展后续的监测与治理工作。此外，采样人员在开展采样工作时，要选择正确的采样工具与采用方法，以此确保采集样品能够真实客观反映当地的土壤环境现状。

2.1.3 样品运输与制备

样品采集完成后，要对样品标签、数量进行核对，核对无误后送至实验室。运输过程中应严防样品受到污染，注意低温、避光保存。样品送至实验室后根据不同的土壤特性分类，并在阴凉避光处保存。在土壤样品分析前，进行风干、粗磨、细磨和分装，这一环节的质量控制也至关重要。实验室需要分隔设置风干室和研磨室，风干室方位尽可能朝南，应防止阳光直射土壤样品，同时要保证通风良好，干净无尘，无易挥发性化学物质，在风干过程，适时地压碎、翻动，拣出碎石、砂砾、植物残体。此外，制样工具每处理一份样后擦抹（洗）干净，严防交叉污染，若有机物具备可萃性和挥发性等特点，需将新鲜土壤样品及时进行样品前处理。

2.2 实验室质量控制

2.2.1 实验室内部质量控制

实验室内部质量控制主要是通过控制分析人员的操作误差，将随机误差降到最低，以保证测试结果的准确度与精密度，使分析数据控制在置信水平上。因此，需要做好以下几点：

第一，加强对空白试验的质量控制。通常每批样品至少做2 个空白样，其相对标准偏差≤50%。当空白值超出标准方法的要求时，应对整个实验分析过程进行检查，如试剂、耗材与仪器等是否对样品分析造成污染，从而确定是在哪一环节引入大的系统误差，并通过措施减少，降低空白值。

第二，精密度控制。每批样品进行实验室分析时，平行样品数量不少于该批次样品数的20%。平行双样的测定合格率应大于95%，当不满足该条件时，除对该批次样品进行复测外，须再增加样品数10%～20%的平行样品进行分析测定，直至合格率满足要求。

第三，准确度控制。样品测定要采用对应的标准物质或质控样品进行质量控制，在精密度合格前提下，要确保质控样品测定值在标准范围内，否则可判定本批测定结果无效，需重新对该批次样品进行分析测定。对于可以进行加标回收实验的分析项目应进行不少于样品总数10%的加标回收分析，以此来检查测定准确度，绝对误差和回收率应符合要求。

第四，监测人员的质量控制。加强对土壤监测人员的培训，其专业素养与技能水平直接影响监测结果。监测人员应具备处理监测过程突发事件的能力，如突发停电、停气、仪器故障、监测结果超出允许误差范围等情况，监测人员应及时作出合理的判断，并视情况重新取样监测。

2.2.2 实验室间质量控制

实验室间质量控制又称实验室外部质量控制，通过参加实验室间比对和能力验证活动，检查各个实验室是否存在系统误差，发现内部发现不了的问题。如参加内外实验室认可机构组织的能力验证活动和实验室主管机构组织的比对活动、国内外同行实验室的比对活动等，这也为评价实验室监测结果的可靠性和有效性提供客观依据。此外，质量控制还要求相关实验室根据外部评审、能力验证、考核、比对等结果来评估其工作质量并采取相应的改进措施，以此提高实验室监测分析能力和水平。

2.3 完善土壤环境监测平台

要想将土壤环境监测工作落到实处，在质量控制还需依托一个完善可靠的土壤环境监测平台。针对不同地域的土壤污染状况、工农业生产与发展状况等，对监测管理体系及相关制度及时做出充分的调整及优化，对于存在严重受损或者环境敏感区域，如水源供应区，基本农田保护区等，应当建立专门的监测机构，从而真正地实现对土壤环境全面、系统、科学、可靠、精细、实时有效的监测，为后续的土壤生态治理提供具有价值的参考数据。

3 结语

土壤环境监测是土壤环境污染防治过程的重中之重，相关人员应当协调配合，形成上下联动抓落实的工作合力，从土壤环境监测平台、监测规范标准、监测环节、监测人员等各个方面做好质量控制工作，保障土壤环境质量监测数据具有代表性、准确性、标准性和可靠性，进而为改善土壤环境质量提供有力支撑。