浅谈污染场地土壤调查布点和采样方法

许子平

（广州检验检测认证集团有限公司，广东广州 510000）

0 引言

随着经济社会快速发展，人们的环保意识增强，污染防控与治理成为社会各界关注的要点。以土壤污染为例，主要包括无机污染物、有机污染物两大类，评估污染程度、确定污染原因、制定治理方案，都离不开污染场地土壤调查数据[1]。现有法律法规中，对土壤污染调查工作提出明确标准和要求，提高调查布点与土壤采样的科学性、规范性是进行数据分析的基础，也是污染治理修复的关键一环。现有文献报道中，相关研究多集中在污染原因和处理方法上，关于土壤调查布点与采样的内容较少。

1 污染场地土壤调查流程和目标

1.1 调查流程

（1）污染识别。有外源污染物进入土壤，土壤质量明显下降，且污染物浓度超过限值，说明土壤发生污染；（2）调查分析。对污染场地的土壤进行全面分析，收集地质、水文、气候等资料，制定现场采样计划方案，明确调查工作目标；（3）采样评估。按照规范要求对污染土壤采样，经实验室检测确定污染物类型、浓度，评估污染带来的风险。

1.2 调查目标

（1）在调查过程中，得到全面的资料，确定污染范围，分析土壤污染与地下水污染之间的关系；（2）根据相关资料和参数，划定土壤污染等级，确定污染严重程度；（3）将污染场地划分为清洁区和污染区（轻度、中度、重度），为后续治理修复工作提供参考。

2 污染场地土壤调查布点方法

2.1 布点原则

（1）点面结合。由点及线再到面，保证点位布设的全面性，确保采样的代表性；（2）分区布点。在不同污染区域内进行布点，调整不同区域的布点密度，污染程度越高，点位布设越密集；（3）经济适用。结合现场实际情况，合理采用快速检测、经验判断等方法调整点位，在保证调查结果准确性的同时，尽量实现成本效益的最大化。

2.2 准备工作

（1）获得污染场地的使用资料，包括历史、规划、生产状况、污染排放、治理措施等，安排专业人员现场勘察，与现场人员交流，走访知情人，如政府官员、生态环境部门人员、附近居民等，对场地污染情况进行总体了解；（2）以污染场地为核心，对周边敏感区域进行考察，重点了解地下管网、地下水的分布情况，分析土壤污染与水污染的关系，提高点位布设的科学性、准确性[2]；（3）根据以上掌握的资料，制定布点实施方案，合理配置人员、设备和资金。

2.3 布点方法

（1）系统布点。污染场地环境复杂，土壤污染物类型多样，而且污染源分布不均，此时应采用系统布点法，对污染源进行重点监测。实际操作时，可将污染场地划分为大小相同的网格，网格线的交点即为采样点；（2）随机布点。污染场地内的污染源分布较为均匀，污染物类型单一，土地使用功能相近，此时宜采用随机布点法，兼顾质量与效率。实际操作时，先将污染场地均匀划分为多个区域，然后随机挑选几个区域进行布点，该点位要具有较强的代表性，能反映出整个污染场地的实际情况；（3）分区布点。污染场地内的土地功能划分清晰，例如划分生产区、生活区、污染处理区等，此时可采用分区布点法，针对不同区域进行布点。实际操作时，将污染处理区作为重点，增加布点密集度；生产区是次重点，生活区是普通点，有助于减少人力成本，提高调查工作效率。

3 污染场地土壤调查采样方法

3.1 准备工作

污染场地土壤调查工作中，土壤采样是一个关键环节，直接影响了调查分析结果[3]。采样前的准备工作包括：（1）进行现场调查研究，确认布点位置，制定采样方案并进行完善；（2）以采样方案为准，明确采样目标和控制因素，准备采样需要的仪器、设备及其他物资；（3）对调查人员进行安全教育，严格执行相关规范标准，并做好应急预案，面对突发状况时能冷静、有效处理。

3.2 采样流程

调查人员进入污染场地后，土壤采样流程：（1）再次确认点位，保证点位准确无误，且具有代表性；（2）备齐采样需要的工具设备，通常土壤采样使用土钻、铁铲、铁锹等，能满足全层、等量、便捷的要求。地下水采样需使用贝勒管，与胶囊式样品过滤器、手泵、排空套件等配套组件连接后，方便样品收集；（3）样品保存，土样一般使用塑料袋、布袋、玻璃瓶进行保存，水样使用塑料瓶、玻璃瓶、顶空瓶进行保存。保存的同时进行标记，明确样品的名称、采样部位、时间等信息；（4）将采样工具设备清理干净，对现场进行修复，必要时填埋整平。

3.3 采样方法

污染场地土壤调查采样主要分为表层采样、分层采样两种方法。表层采样法的采样范围是从地表向下50cm，适用于对照点土壤采样或排除深层污染的土壤采样。实际操作时，使用铁铲、铁锹即可完成采样。如果取样范围内有其他杂质（如石块、杂草、树根等），则要在采样前进行处理，保证采集样品的单一性；分层采样法是将土壤划分为不同的层次，如表层、中层、深层，对不同深度的土壤分别采集、保存、检测。实际操作时，需要使用专业的设备工具，例如土钻、打井辅助设备、专用土样采集器等。

3.4 样品保存

采集到的土壤和地下水样品要根据类型和性质进行合理保存，否则会影响最后的检测分析结果[4]。以土样为例，如果是无机土壤，可用塑料袋或布袋保存。如果是含有挥发物质的土壤，则要使用密闭、不透光的玻璃瓶保存，并且严格控制环境温度，送检时置于特定温度的样品箱内。如果是含有重金属的土壤，使用塑料瓶保存，并根据重金属的特点添加保护剂。当土壤送至实验室，整个采样工作结束，及时整理相关资料，形成真实完整的记录，主要内容包括本次调查项目的基本情况、采样点位信息、环境情况、采样使用的工具设备、人员组织情况等。

3.5 测试分析

采样完成后，需要在实验室内进行测试分析。以X 射线荧光光谱分析（X-Ray Fluorescence，XRF）为例，该技术是目前常用的一种快速检测技术。其原理是分析样品发出的X 射线，其中包含了被分析样品化学组成的信息，对化学组成元素进行定性分析与定量分析。最初，XRF 应用在土壤重金属检测中，随着技术的进步，该检测技术的应用范围更加广泛，例如有机农业的土壤检测、肥料重金属筛查、工业污泥回收进料检测等。XRF 快筛法具有操作简单、灵敏度高、干扰因素少、不破坏样品等优点[5]。即使是管制最严苛的农业用地与饮用水水源水质保护区，采用手持式XRF 荧光元素分析仪（型号50kV KMX-RAY K-500），仍能有效进行分析与评估，XRF 荧光元素分析仪对重金属的检测能力如表1 所示。

表1 XRF荧光元素分析仪对重金属的检测能力

4 典型案例分析

为了进一步探究XRF 快筛法在土壤样品分析中的价值，结合典型案例，对比XRF 分析结果和实验室数据，提出污染土壤的治理修复对策。

4.1 调查区域概况

某污染场地调查项目，区域内是以采矿、选矿为主要生产业务的重工业集中地，前期开展铅、锌、锑矿洗选工作，后期用来存放选矿废水和尾砂，如今已停产闲置多年。该场地土壤污染主要是铅、锌、砷等重金属污染，污染严重部位是排土场和尾矿库。结合以往的调查数据，本次调查工作选择在尾矿渣底部，该部分是最严重的污染区域。

4.2 土壤调查采样分析

（1）实验检测设备。本次土壤调查工作中，现场检测采用XRF 快筛法，设备型号是50kV KMX-RAY K-500。实验室内所用设备主要有ASF-9710 原子荧光光度计、ZA-3700 原子吸收分光光度计、Icap-7400 电感耦合等离子体发射光谱仪等。土样检测项目及方法：1）砷，依据GB/T 22105.2-2008，检出限为0.01mg/kg；2）铅，依据HJ 491-2019，检出限为10mg/kg；3）锌，依据HJ 803-2016，检出限为1mg/kg；4）锰，依据HJ 803-2016，检出限为0.4mg/kg。

（2）采样和实验方法。依据《土壤环境监测技术规范》《建设用地土壤污染状况调查技术导则》等文件，在本污染场地的尾矿渣处进行打孔，深度为8m，分别在土壤岩芯0.5m、1.5m、2.0m、3.5m、5.5m、6.5m、7.5m处采样，每个样品采集2 组，分别标记为A、B，A 样品采用XRF 法检测，B 样品在实验室内检测。

（3）结果对比分析。由表2 可知，针对砷、铅、锌、锰4 个指标的检测，XRF 检测数据与实验室检测数据的相对误差在1.1%～22.6%。XRF 检测砷、铅、锰的数据误差较小，检测锌的数据误差较大。说明本次采样分析工作中，XRF 快筛法测定土壤中的砷、铅、锰元素准确度较高。

表2 XRF检测数据与实验室检测数据的相对误差

4.3 治理修复对策

（1）建立土壤质量监测体系。我国地域广阔，土地资源丰富、类型多样，不同污染场地中，土壤的污染特征也具有较大差异。要想提高污染防治水平，就要建立土壤质量监测体系，动态掌握土壤的质量变化，推动区域性、全国性土壤质量调查工作的开展。通过调查与监测，能对土壤环境产生整体认知，进一步优化资源配置，分区、侧重开展污染治理工作，提高治理科学性。

（2）合理采用修复技术。针对土壤污染，目前常用的修复技术包括物理法、化学法、微生物法三大类，合理选择修复技术才能提高治理效果。以微生物修复技术为例，以土壤中的微生物为对象，利用生物富集、生物转化等原理，对重金属进行固定、转化，对有机污染物进行降解，最终降低土壤的毒性[6-7]。

（3）大力推行绿色清洁生产。土壤污染的源头是重工业生产，在工业转型升级的大背景下，推行绿色清洁生产技术是避免污染产生的重要手段。治理修复工作中，要求政府部门大力提倡清洁生产，加强企业环境监测，实行土壤污染责任追究制，倒逼企业进行技术升级与生产创新。同时，对相关人员、企业进行宣传教育，增强环境保护意识，认识土壤污染与地下水污染之间的关系，从自身做起、从小事做起，推动绿色清洁生产技术的应用。

5 结语

土壤污染不仅破坏了生态环境，还会危害生物安全健康。污染场地土壤调查工作是进行污染治理与修复的基础，科学布点与规范采样才能保证分析结果的准确性。本文重点介绍了XRF 快筛法在土壤采样分析中的应用，结果证实与实验室数据的相对误差较小，可在类似项目中推广。