二甲双胍|土壤检测该如何采样才能减少误差呢?


二甲双胍|土壤检测该如何采样才能减少误差呢?
土壤本身是个高度不均匀的介质 , 采样误差远远大于分析误差 。
有研究对1亩地这样一个土体性质变化不大的地块随机选取9个样点 , 分别采集9个土样 , 分析土壤有效磷含量 。 结果发现样品间的方差是平行样的6倍 , 是仪器读数重复的73倍 , 足见采样误差比起仪器分析误差大得多 。
同样的 , 另一个案例对一个长40米宽32米的田块进行8米×8米的网格采样 , 对所采的20个样品分析全氮发现 , 采样误差远远大于分析误差 。
因此土壤污染研究中的采样问题可能成为时下土壤检测行业的难题 。 为此我们有必要说说土壤采样如何减少误差这一问题 。
土壤是个开放体系 。 在生态系统中 , 土壤位于水圈、大气圈、岩石圈和生物圈的核心圈 。 土壤圈本身是个开放体系 , 和四个圈层存在着物质和能量的交换 。 大气圈和水圈的污染物质一部分会进入土壤 , 造成土壤污染 。
根据进入途径的不同 , 重金属等污染物在空间分布上有着很大的差别 。 对于通过点源如冶炼厂的污染排放进入土壤的污染物 , 其以污染点为中心分布 , 同时 , 污染物的空间分布还受常年主导风向的影响显著 , 点源的影响范围和程度受到点源的排放量、烟囱高度、地形、气象条件的影响 。
对于水源污染 , 一般呈现沿着河流两岸污染的线型分布特征 , 且受地形影响很大 。 由于土壤具有较大的吸附性能 , 进入稻田后 , 重金属在田块中非常不均匀 。 据日本科学家研究 , 一个54米长的田块中 , 镉、锌、铅等元素的浓度可以相差一倍 , 镉分别是2.02和1.04毫克/千克 , 铜分别是348~168毫克/千克 , 锌分别是101~53.1毫克/千克;且田块左右两侧数值也不尽相同 。
而在我国台湾地区的研究中 , 一个50米的田块进水口的镉浓度可以高达7.0毫克/千克 , 而出水口可以低到0.2毫克/千克 , 相差高达35倍 。 如果没有多点采样 , 容易对田块的污染状况进行误判 。
在大气、水等环境要素中 , 唯有土壤是个最不均匀的介质 。 土壤是一个多相的疏松多孔体系 , 同时也是一个胶体体系、化学体系、生物体系 , 还是一个氧化还原体系 。
所以污染物进入土壤后会发生各种各样的物理、化学和生物学过程而重新分布 。 固然到达土壤表面的污染物主要分布于土壤的表面 , 但重金属主要是被黏土矿物部分吸附 , 因此其之后的分布则受到黏土矿物分布的影响 。
有研究测定土壤表层0~15厘米的土壤镉含量为5.0毫克/千克 , 但如果分离出其黏土部分 , 测定到的镉含量则高达18毫克/千克 。 由于土壤中镉主要吸附在其中的黏粒上 , 所以采集土样时主要土壤质地的差异将带来显著的影响 。
【二甲双胍|土壤检测该如何采样才能减少误差呢?】因此 , 在耕作过程中 , 土壤颗粒的再分布容易造成土壤重金属的分异 。 有日本科学家研究表明 , 在进行犁耙田后 , 由于土壤黏粒的上浮以及随后其沉淀于土壤表层 , 水田表层3厘米土层的重金属含量可以比其下的土层高出一倍以上 。 所以采样时务必上下均匀取样 , 否则容易带来误差 。
在进行重金属分析的采样过程中 , 除了避免采样工具和器具带入的污染外 , 必须确定采样方式(蛇形、对角线、梅花点等) , 进行多点采样(通常5点或以上)、采集混合样;单点采样则必须是上下均匀采样 。
而对其他有机污染物的采样 , 考虑到污染物的性质(挥发性、光分解等) , 更应该采取各种相对应的采样对策 , 以确保采样带来的误差降到最小 。