内容介绍

《土壤优控污染物监测方法》以其“课题三：优控污染物的监测技术系统”之子课题“土壤环境优控污染物监测技术研究”为依托，以建立具有国际先进水平优控污染物监测体系为目标，针对国内实际情况，在吸收国际先进环境监测方法技术基础上进行了充分的研究和验证，重点研制了土壤介质采样技术方法、前处理方法和分析方法。这些分析方法不仅适合于环境保护部提出的68种优先控制污染物，也适用于土壤中其他同类化合物的分析，其中有些方法目前正在转化成环境保护部标准方法。

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常见污染物监测方法可分为化学分析法和仪器分析法，其中化学分析法主要有滴定分析法和重量分析法，仪器分析法主要有电化学分析法、光谱分析法、色谱分析法等。随着科学技术的不断发展，一些新的测试手段和技术，如色谱/质谱联用、中子活化法、生化分析法、各种射线强度的物理检测法也被广泛应用于环境污染的监测中。

下面着重介绍下污染物监测的常用监测分析法：

污染物监测化学分析法

化学分析法是以物质的化学反应为基础的分析方法，主要用于常量物质的分析，在环境污染物监测中已较少应用。它是环境监测分析方法的基础，主要有滴定分析法和重量分析法等。

⑴滴定分析法

根据不同的反应类型，滴定分析法又可分为酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法及沉淀滴定法等。

①酸碱滴定法

酸碱滴定法是基于酸碱反应的分析方法，又称为中和滴定法，用已知物质的量的浓度的酸或碱来滴定未知浓度的碱或酸，当指示剂指示到达终点后，计算被测物质的量。其理论基础是酸碱平衡理论。

此法优点是反应速度快，反应进行的程度高，副反应极少，确定反应计量终点的方法简便，但其不足之处是实验操作过程比较繁琐。在环境监测中，常用此法测定土壤、肥料、各种水体等的酸碱度及氮和磷的含量、农药中的游离酸等。

②络合滴定法

络合滴定法是以络合反应为基础的分析方法，又称为配位滴定法。在络合反应中，配位剂提供电子对，中心离子接受电子对，所以，从广义上讲，络合反应也属于酸碱反应的范畴。但是由于配位剂与中心离子一般形成逐级络合物，即副反应较多，准确滴定较为困难，而且金属指示剂的选择也需要满足一定的条件，因而也限制了络合反应的使用范围。

此法优点在于可以同时测定两种或多种离子混合溶液中的单个离子含量和总含量，主要是通过加入不同性质的络合掩蔽剂，同时调节酸度范围等条件来实施的。最常用的配位剂是乙二胺四乙酸(EDTA)，能与多数金属离子形成稳定性较好的配合物，无逐级络合现象，反应定量关系明确，而且反应速率快、水溶性好，广泛应用于各种金属离子的滴定。在环境污染物监测中主要用于测定水中钙、镁、氰化物以及水的总硬度等。

③氧化还原滴定法

氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的分析方法。在氧化还原滴定法中，可以利用指示剂在化学计量点附近的颜色的改变来指示终点。此法优点是可以测定许多无机物和有机物；缺点是氧化还原反应机理比较复杂，有些反应常因伴有副反应而没有明确的计量关系，另外有些反应虽然在热力学上判断可以进行，但因反应速率缓慢而给分析应用带来困难。适当的氧化性和还原性标准溶液均可以作为滴定剂，常用的氧化还原滴定法有高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法与间接碘量法、溴酸钾法和硫酸铈法等。在污染物监测中，高锰酸钾法主要用于地表水、饮用水和生活污水中的化学需氧量COD等的测定。碘量法用于水中溶解氧的测定。

④沉淀滴定法

沉淀滴定法是基于沉淀反应的分析方法，这一分析方法的理论基础是被分析物与滴定剂生成沉淀的反应。沉淀滴定法应用较广的是生成微溶性银盐的反应，即银量法。银量法根据其终点指示剂不同分为莫尔法、佛尔哈德法和法扬司法。其中佛尔哈德法的优点是可在酸性环境下进行测定，干扰少，选择性高。沉淀滴定法的缺点主要是沉淀反应形成的沉淀很多没有固定组成，而且有些沉淀本身溶解度较大，在化学计量点时反应不够完全，另外有些沉淀反应速度较慢，尤其对于晶形沉淀易形成过饱和现象，还有些沉淀反应没有合适的指示剂指示终点。在污染物监测中该方法可以用于测定卤素以及CN^—、SCN^—等离子。

上述介绍的四种滴定分析法的共同点是四种滴定反应均是以消耗准确计量的标准物质来测定待测物质的含量，适用于浓度高的物质，准确度高；四种滴定反应随着滴定剂的加入，在化学计量点附近会产生滴定突跃，进而使指示剂变色以指示滴定终点；滴定分析误差均可用林邦误差公式。其不同点是，四种滴定分析法在滴定过程中的反应产物浓度变化不同。酸碱滴定与沉淀滴定产物的浓度是一常量，而络合滴定和氧化还原滴定产物的浓度为一变量；在相同条件下，络合和氧化还原滴定曲线的突跃大于酸碱和沉淀滴定曲线的突跃(酸碱、沉淀滴定不适于低浓度测定)。

⑵重量分析法

重量分析法是通过物理或化学反应将被测组分与试样中的其他组分分离后，转化为一定的称量形式，由称得的质量计算得到被测组分的含量。重量法根据分离方法的不同，一般分为：气化法、沉淀重量法、电解重量法和萃取重量法。

重量法的优点是准确度高。它直接通过分析天平称量就可得到分析结果，无须使用容量器皿测定的数据，也不需要基准物质作比较，测定的误差一般小于0.1%。缺点是操作繁琐，不适用于微量组分的测定。

在污染物监测中，重量分析法常用来检测大气中颗粒物、水中的油和悬浮物等。

电化学分析法

电化学分析法是利用物质的电化学性质进行定量分析的一类方法，是仪器分析的一个重要分支。该法具有简便、快速、灵敏、较准确及易于实现自动连续测定等特点。所用仪器结构简单、价格低廉、适用范围广、技术容易掌握，既可作为常规分析工具，又可用于微量和痕量的分析，该方法在环境监测中占有重要地位。电化学分析法依据电化学原理的不同，可将其进一步划分为电位分析法、库仑分析法和极谱分析法。

污染物监测电位分析法

电位分析法是利用电极电位与化学电池电解质溶液中某种组分浓度的对应关系而实现的定量测定的方法，电位分析法可分为直接电位法和电位滴定法。直接电位法或称离子选择电极法，利用膜电极把被测离子的活度表现为电极电位，在一定离子强度下，活度可转换为浓度，实现分析测定。电位滴定法是利用电极突变来指示滴定终点的滴定分析法。直接电位法测定的只是某种离子的平衡浓度，而电位滴定法测得的是某种参与滴定反应物质的总浓度。

在电位分析法中所用的离子选择性电极主要有卤素离子电极、气敏电极、阳离子选择性电极等，它们在环境监测中有着广泛的应用。

氟离子电极是应用最广泛、较稳定的一种阴离子选择性电极，是卤素离子电极的一种，中国和美国都将它作为测定水中氟离子的标准方法。氟离子电极已成功地应用于自来水、天然水、海水、饮料、空气、尿液、植物、土壤等各种试样的测定。不同的气敏电极可以分别测定大气，烟道气中的NO₂、SO₂、CO₂等物质，氨气敏电极可测定水样、土壤中的铵态氮、硝酸盐氮，飘尘中的氨和工厂排放废气、空气、废水中的氨，以及重金属合金中的氮等。

污染物监测吸收光谱法

吸收光谱法是基于每种物质都有其特征性的吸收光谱，据此可对物质进行定量和定性分析的方法。吸收光谱法已经广泛应用于环境污染物的检测领域，其主要包括目视比色法、紫外一可见分光光度法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法等。

吸收光谱法中除了红外吸收光谱法外，其他的吸收光谱法广泛应用于水质监测、空气质量监测以及土壤监测中的微量及痕量环境污染物的定性定量分析。

污染物监测生物监测法

生物监测技术是利用生物个体、种群或群落对环境污染及其随时间变化所产生的反应来显示环境污染状况。例如，根据指示植物叶片上出现的伤害症状，可对大气污染作出定性和定量的判断；利用水生生物受到污染物毒害所产生的生理机能(如鱼的血脂活力)变化，测试水质污染状况等。这是一种最直接也是一种综合的方法。生物监测包括生物体内污染物含量的测定、观察生物在环境中受伤害症状、生物的生理生化反应、生物群落结构和种类变化等技术。

土壤监测采样点的布设

布设原则：

1、合理的划分采样单元；

2、对于土壤污染监测，坚持“哪里有污染就在哪里布点”；

3、采样点不能设在田边，沟边，路边及堆肥周边等。

土壤监测监测方法

监测方法包括土壤样品的预处理和分析测定方法两部分。

1、土壤样品的预处理：

采来的土壤样品，应及时进行风干，以免发霉而引起性质的改变。其方法是将土壤样品弄成碎块平铺在干净的纸上，摊成薄层放于室内阴凉通风处风干，经常加以翻动，加速干燥。切忌阳光直接曝晒，风干后的土样再进行磨细过筛处理

2、分析测定方法：

原子吸收光谱法，分光光度法，原子荧光光度法，气相色谱法，电化学法及化学分析法等。

污染物监测是测定环境中污染物代表值的过程。代表值的测定，受多种因素的影响。由于污染物本身的状态、价态变化大，分析时干扰因素多，污染物的含量甚微等特点，因此除对测定点的选择，监测项目的选定、采样时间、采样方法、分析方法及数据处理等问题都需要认真对待外，还应对环境污染物的分析技术提出更高的要求。但是为保证污染物监测工作顺利进行，得到准确的分析结果，还应遵循以下原则：

⑴优先污染物

科技进步、工业发展使世界上化学品的数量已达几千万种之多，而且每年以一万多种的速度增加，而进入环境的化学品已达10万种以上。人们不可能也没必要对每一种化学品都进行监测，只能有重点地、针对性地对部分污染物进行监测和控制。这就需要对众多有毒污染物进行分级排队，从中筛选出潜在危害性大，在环境中出现频率高的污染物作为监测和控制对象。经过优先选择的污染物称为环境优先污染物，简称优先污染物。

优先污染物是指难以降解、在环境中有一定残留水平、出现频率较高、具有生物积累性、毒性较大以及现代已有检出方法的化学品。对优先污染物进行的监测称为优先监测。环境监测应遵循“优先污染，优先监测”的原则。美国是最早开展优先监测的国家，20世纪70年代中期就规定了水和污水中129种优先监测污染物，其后又提出了43种空气优先监测污染物。中国环境优先监测研究也已完成并提出了“中国环境优先污染物黑名单”。

⑵优先监测

对优先污染物进行的监测称为优先监测，环境监测应遵循优先监测的原则。优先监测原则就是对下列污染物实行优先监测：

①对环境影响大的污染物；②已有可靠监测方法并获得准确数据的污染物；③已有环境标准或其他依据的污染物；④在环境中的含量已接近或超过规定的标准浓度的污染物；⑤环境样品有代表性的污染物。