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土壤污染鑒別方法

發布時間:2023-06-05 16:49:29

A. 水污染對農業危害的調查鑒定方法是什麼

農業環境污染的調查與鑒別方法
摘要農業和農村環境是人類生存、經濟發展和社會安定的基礎和根本保證;但是,隨著經濟的發展,人口進一步增長,各種工業廢棄物和農用化學物質不斷地湧入農業環境,使得農業環境的污染負荷增加和農業本身產生的污染問題日益嚴重,農業環境污染糾紛已成為基層農業、環保部門所面對的一個重要問題。就如何調查、
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鑒別農業生產受到了環境污染,從大氣、灌溉水、土壤3個方面進行了闡述。
關鍵詞農業;環境污染;調查;鑒別
農業環境受污染後,污染物對作物可以產生化學作用和物理作用。化學作用表現為污染物進入植物細胞中與內含物起化學反應,發生一系列變化,或是累積在作物內;物理作用指的是污染物堵塞氣孔或侵入植
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株體內,填塞細胞間隙,引起機械損傷。上述作用的結果是影響作物的生長發育,造成產量下降,或使農產品中帶有殘留毒素,失去其經濟食用價值。
污染物主要通過空氣、灌溉水、土壤及直接接觸等多種途徑來影響作物。空氣中的有害氣體與作物接觸後,主要影響作物的產量,改變農產品品質;空氣中的顆粒狀污染物除了沉降到土壤外,還可以粘附
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在植株體上或被作物吸收,造成糧食、蔬菜污染。灌溉水被污染時,污水流入農田可以直接與作物接觸,對作物造成各種影響。污水中的有害物質沉積到土壤中,又將污染土壤。有的污水還能破壞土壤結構,引起土壤肥力下降。施用化學農葯時,有一部分農葯可以不經其他環境途徑直接沾附在作物體上,除了可能對作物產生葯害外,還會通過沾附與吸收的途徑進入農產品中,造成農
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葯殘留污染。
不論是空氣、灌溉水污染,還是施用農葯和肥料,大部分污染物最後都要進入土壤,經過不斷積累,導致土壤污染。土壤污染後,不僅影響作物生長、污染農產品,而且土壤中的污染隨水流失後,還會給地面水和地下水帶來污染。
1作物受空氣污染危害的調查與鑒別
引起大氣污染的物質主要來自
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2個方面,一是自然界各種過程中產生的,即所謂的「自然源」,主要指火山噴發、森林火災等會釋放出有害物質。二是人類生產和生活活動過程中產生的,即所謂的「人工源」。廣泛而又嚴重地引起大氣污染的大氣污染源主要是「人工源」。所以一般所說的大氣「污染源」通常是指「人工源」。重要的大氣污染源可分為工業企業污染源、交通運輸污染源、農業污染源。
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大氣污染對農作物的致害特徵主要包括以下幾方面:一是有明顯的方向性,主要分布在污染源的下風向。二是受害程度表現為距污染源越近受害越高,越遠受害越輕,受害范圍以污染源為中心呈放射扇面狀分布。三是大氣污染主要是使上部葉片、葉尖受害,出現點狀、條狀、塊狀斑點症狀,根系較少受害。
由於作物受空氣污染危害產生的症狀與病蟲害、旱害、凍害
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、微量元素缺乏、施肥不足、農葯危害和自然衰老等症狀有相似之處,易混淆,所以在判斷作物受害原因時,必須做全面調查。內容包括調查基本情況,如危害發生的時間、地點,受害面積、程度,污染物情況,當地污染歷史,發生危害時的氣象情況。另外,要進行田間現場調查,如受害作物的種類、分布規律,作物生長狀況、受害症狀。然後進行實驗室分析鑒定。必要時還要對
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非污染區進行調查,以便作對照,同時做人工熏氣實驗,最後經綜合分析,才能做出正確的判斷。
1.1田間調查
為找出作物受害原因,首先要進行田間現場調查。作物受空氣污染危害有以下幾個特點:
(1)作物受害往往限定在一定的地區范圍內,這個范圍與空氣污染物的擴散范圍相一致,多半呈帶狀分布。
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(2)離污染源越近的地方,作物的受害程度越嚴重。但煙囪很高時,受害最嚴重之處是距離煙囪高度的10~20倍遠的地方,而不是緊靠煙囪附近的地方。
(3)受害地區有明顯的方向性。受害嚴重的地區多位於污染源的下風向處(指發生污染時的風向)。
(4)同一受害地區,往往是多種植物(包括作物、樹木和
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其他野生植物等)同時受害,這和病害及其他災害隻影響某一種或幾種作物的特點是不同的。
(5)作物受害的症狀及發生部位大致是一定的。
(6)傷害在較短的時間內發生,症狀也多在較短的時間內出現。新的症狀很少是在較長時間內一個一個慢慢出現。
(7)氣體擴散後,如果遇到高大的障礙物,如建築物、喬
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木樹叢、山丘等,則被遮蔽處的作物和其他植物一般受害較輕或不受害。
從以上7方面特點可以初步判斷作物受害是否來自於空氣污染。
如果已確定是因空氣污染造成危害後,要確定造成作物受害的是哪種污染物,還必須了解附近工廠排放有害氣體的種類和數量,同時要掌握不同作物對不同污染物的抗性資料和傷
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害症狀資料,即哪些作物對哪些空氣污染物敏感,不同作物受不同的空氣污染物危害後,產生的症狀有何特點(包括症狀出現的部位、形狀和顏色)。根據受害作物的種類和出現的典型症狀,可以初步鑒別出污染物的種類。
1.2測定葉片和空氣中污染物含量
(1)作物葉片的測定。某些空氣污染物經氣孔進入作物體
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內後,大部分積累在被吸收部位或其附近。對這部分含量進行測定也可作為判斷作物是否因空氣污染而受害的依據。但這種方法只適用於一部分污染物,如氟化氫、二氧化硫、氯氣及重金屬等,因這些污染物在作物葉片內的含量范圍都是比較固定的。其他污染物,如氧化煙霧、二氧化氮、碳氫化合物等則不用這種方法。
採集作物樣品時,要注意在污染區內採集包括有受害症狀的
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、無受害症狀的同一種類及品種作物上的相同葉齡和葉位的葉片。每個采樣點采200~300g樣品裝入聚乙烯塑料袋中。在非污染區內也採集2~3個地點的相同種類、品種、部位、葉齡的健康葉片作為對照樣品。樣品採回後,如果有泥沙、塵土及其他污染物質附在葉面上時,可將一部分樣品用水輕輕地沖洗干凈,作為水洗樣品。方法是取一定量(一般為50g),用一定量(
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一般為300mL)的蒸餾水洗滌,將洗滌後的水溶液作為水洗溶液進行加熱、蒸發、濃縮後再進行測定。水洗樣品測得的數據為進入葉片內的污染物含量。
采來的葉片樣品(即非水洗樣品)和水洗樣品要盡早放入鼓風乾燥箱內,先在90~100℃下烘30min,再在60~70℃下乾燥數小時,然後粉碎,過1mm篩,裝入廣口瓶內作為待分析樣品保存。
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作物樣品分析測定的主要項目是氟、硫、氯和重金屬等。如果葉片中某一污染物質的含量顯著高於清潔區,就有可能是空氣污染。
(2)空氣樣品的測定。直接測定空氣中污染物質的含量也是判斷作物是否因有害氣體造成危害的依據之一。但由於作物的急性危害大部分是由於工廠突然排放高濃度有害氣體所致,當作物出現傷害症狀時,高濃度的有害氣體已經被稀釋
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擴散。這樣測得的結果就不能代表當時的實際濃度。不過在低濃度有害氣體長期對作物作用的情況下,這種測定還是十分重要的。
污染物質在空氣中的存在形式、濃度不同,以及所採用的分析方法的靈敏度不同,採集空氣樣品的方法也不同。普遍採用的是動力采樣法,如溶液吸收法,即將大量的空氣通過液體吸收劑或固體吸附劑,將欲分析的物質吸收、吸附或阻
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留,使原來在空氣中濃度較小的物質得到濃縮,然後再進行測定。還有填充柱采樣法、低溫冷凝濃縮法等;另一類采樣方法是直接采樣法,當空氣中被測組分濃度較高,或所用的分析方法靈敏度很高時,可選用直接採取少量氣體樣品的采樣法。如注射器采樣法、塑料袋采樣法、固定容器采樣法等。
2灌溉水污染的調查
2.1調查的目的與要求
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(1)判斷某水源能否用於灌溉。如果農業上需要利用某一水源進行灌溉,首先要深入細致地調查是否有各類污水排入,然後對水質進行分析測定,將結果與灌溉水質標准進行比較,就可初步判斷出該水源能否用於灌溉。
(2)判斷作物受害的原因。當發現某一地塊里作物受害後(包括生長發育受危害或農產品受毒物污染),為判斷受害的原因是否來自灌溉水,首先,
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要調查受害作物的分布情況。如果只在污水灌溉區內發現有受害現象,而在清水灌區內無此現象時,則可初步確定受害是因灌溉水污染所致。其次,要對受害作物進行症狀調查,將受害症狀與各種已知毒物對作物所產生的症狀進行比較,則可初步找出污染物的種類。另外,對受害地塊的灌溉水、土壤和作物中的污染物還要進行分析測定,並與清水灌區作比較,這樣得出的結論更符合
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實際情況。
(3)查出造成農業受害的污染源。當發現作物受害是由於灌溉水污染所造成之後,就要較快找出排放使作物受害的污染物的有關工廠,以便及時採取措施,制止污染。這種調查首先要了解排放這種污染物的都是哪些工廠?工廠排水口污染物的濃度是多少?其次要了解污染物從工廠排出後到農田這一段距離內的消長變化情況。如果工廠廢水是排入河道
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的,則廢水進入河道處及其上、下游等處也應該進行調查。
2.2水樣的採集與保存
(1)采樣時間。一般應在整個灌溉季節隨時采樣。考慮到氣象條件等因素會影響水質,采樣最好選在晴天、水質比較穩定的時候進行。
如果調查水質污染的動態變化情況,則在一年四季要多次采樣,具體次數根據水源的季節
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變化特點和與水源污染有關的工廠企業排污特點而定。如果灌溉水源為地面河水,則在河流的封凍期、汛期、枯水期和平水期都要采樣;如果直接引用工業廢水或城市污水灌溉,由於污水的成分和含量經常發生變化,不僅一年內要經常采樣測定,而且在一晝夜之內也應定時連續採集污水樣品,分別進行測定。
(2)采樣地點。對以地面水(包括河流、湖泊、水庫、池
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塘等)、地下水作為灌溉水源的,應設在水源取水口處。對以工業廢水和城市污水作為灌溉水源的,如屬自流灌溉的,應選在渠首;如屬固定或臨時機械提灌的,應選在提水站出水口;如果在灌入農田前設有污水處理場或簡易的土氧化塘、污水沉澱池等專門設施的,應選在這些設施的出水口處。如果不單是作為灌溉水污染調查,而是作為一般河流、湖泊等自然水體污染調查時,
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則布置采樣點要根據各河流、湖泊的具體情況來定。河流的采樣點應選在支流與主流匯合之前和匯合口點的下游、兩條河水已充分混合的地方。
(3)采樣方法。一般水體水深超過3m時,各斷面上下布置2個采樣點,3m以內時可只取表層水樣。表層水樣應該採集水面20~50cm處的水。
3土壤污染調查及土壤環境質量評價
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3.1評價標準的依據
(1)土壤背景值是評價土壤環境質量(特別是否有污染源)的重要參考依據。土壤背景值是指在一定地區范圍內,在沒有人為污染的情況下,一定類型土壤中某些元素的自然含量平均值,也稱為土壤自然本底值。這種背景值由於限於一定地區范圍內,所以也叫區域土壤背景值。
在沒有人為污染和自然污染的
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情況下,土壤中污染物的含量在自然含量范圍內一般不至發生危害。如果土壤中污染物的含量超過了背景含量,說明其中可能有人為影響而引起積累。由於人為影響進入土壤中的物質與自然狀態下存在於土壤中的物質在形態與性質上是不同的,因此,它們所產生的危害也是不同的。
(2)土壤污染對作物及整個農田生態系統的影響是評價土壤環境質量(特別是土壤污染
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程度)的主要依據。作物是人和家畜的主要食物和飼料來源,土壤則是作物的生長基地。由於土壤污染可以影響作物的生長發育,給人類帶來經濟上的損失(產量下降),或是通過土壤-作物系統,污染農產品,給人、畜健康帶來危害。因此,反映土壤與作物之間關系的主要標志是作物的產量及農產品中有毒物質的含量。對於不同的污染物,這種危害與影響的情況也不同。
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B. 固體廢物的危害主要體現在哪幾個方面 危險廢物從哪幾方面鑒別

固體廢物的危害表現在:


1、侵佔土地

固體廢物不像廢氣、廢水那樣到處遷移和擴散,必須佔有大量的土地。城市生活垃圾如不能得到及時處理和仔帶此處置,將會佔用農田,破壞農業生產,以及地貌、植被、自然景觀等。


2、污染土壤

固體廢物如果處理不當,有害成分很容易經過地表徑流進人土壤,殺滅土壤中的微生物,破壞土壤的結構,從而導致土壤健康狀況惡化。


3、水污染

大量的固體廢物直接向行春江河湖海傾倒,不僅減少了水域面積,淤塞航道,而且污染水體,使水質下降。固體廢物對水體的污染,有直接污染地表水,也有的下滲後污染了地下水。

4、大氣污染

固體廢物向大氣飄散固體廢物在收運、堆放過程中未做密封處理,有的經日曬、風吹、雨淋、焚化等作用,揮發了大量廢氣、粉塵;有的發酵分解後產生有毒氣體,向大氣中飄散,造成大氣污染。

5、影響市容環境衛生

固體廢物在城市裡大量堆放而又處理不妥,不僅妨礙市容,而且有害城市衛生。城市念迅堆放的生活垃圾,非常容易發酵腐化,產生惡臭,招引蚊蠅、老鼠等滋生繁衍,容易引起疾病傳染。

危險廢物的鑒別方法主要有兩種:一是危害特性鑒別法;二是危險廢物定義法


某種廢物只要具備一種或一種以上的危險特性,就屬於危險廢物。由於危險特性種類較多,從實用的角度通常主要鑒別廢物的腐蝕性、可燃性、反應性、毒性這4種性質。

定義:危險廢物是指在操作、儲存、運輸、處理過程中,產生的喪失原有利用價值或者雖未喪失利用價值,但被拋棄或者放棄的固態,半固態和置於容器中的氣態的物品、物質以及法律行政法規規定納入固體廢物管理的物品物質。在處置不當時會對人體健康或環境帶來重大威脅的廢物。

C. 環境分析方法的方法

主要方法有化學分析法,儀器分析法,生物分析法和分子生物學檢驗法。其中化學分析法分為質量分析法、 滴定分析法。儀器分析法分為光學分析法、電化學分析法、 色譜分析法、質譜分析法等。 重量分析法,定量分析中的一種經典方法。18世紀中葉,羅蒙諾索夫首先使用天平稱量法,對物質在化學變化中量的改變進行了測定,並證明了質量守恆定律,實際上為定量分析中的重量分析法奠定了基礎。重量分析法要求有精密的分析天平,19世紀分析天平稱量准確度達0.1毫克;20世紀出現了微量分析天平和超微量分析天平,稱重的准確度分別達到 0.001和0.0001毫克,擴大了重量分析的應用范圍。
重量分析法是准確地稱量出一定量試樣,然後利用適當的化學反應把其中欲測成分變成純化合物或單體析出,採用過濾等方法與其他成分分離,經乾燥或灼燒後稱量,直至恆重,求出欲測成分在試樣中所佔比例。除了這種直接測定法外,還可採用間接測定法,即將試樣中欲測成分揮發掉,求出揮發前後試樣重量差,從而求得欲測成分的含量。重量分析法根據所用分析操作的方法分為沉澱法、均相沉澱法、電解法、氣體發生(吸收)法和萃取法等。在環境污染物分析中,重量法常用於測定硫酸鹽、二氧化硅、殘渣、懸浮物、油脂、飄塵和降塵等。重量分析法廣泛應用於化學分析。隨著稱量工具的改進,重量分析法也不斷發展,如近年來用壓電晶體的微量測重法測定大氣飄塵和空氣中的汞蒸汽等。 容量分析法,又稱滴定法,是一種經典的方法。19世紀初期,L.蓋呂薩克提出了氣體定律,奠定了氣體容量分析方法的理論基礎。後來,他把測量氣體和液體體積的分析方法應用於實際。容量分析法是利用一種已知濃度的試劑溶液(稱為標准溶液)與欲測組分的試液發生化學反應,反應迅速而定量地完成(即達到反應終點)後,根據所用標准溶液的濃度和體積(從滴定管上讀取)及其當量關系,算出試液中欲測組分的含量。終點的鑒定除利用指示劑的變色目視鑒定外,還可應用各種儀器的方法來鑒定,如電位滴定法、光度滴定法、高頻滴定法、電流滴定法、電導率滴定法、溫度滴定法等。近年來在容量分析中已採用各種型式的自動滴定儀。
容量分析的優點是操作簡便,迅速、准確,費用低,適用於常規分析。根據所利用的反應種類,容量分析法可分為中和滴定法、氧化還原滴定法、沉澱滴定法、絡合滴定法等。在環境污染分析中,容量分析法應用於生化需氧量、溶解氧、化學需氧量等水污染常規分析指標分析,以及揮發酚類、甲醛、氰化物、氟化物、硫化物、六價鉻、銅離子、鋅離子等污染物的分析。 根據試液顏色深淺的程度,把試液與顏色深淺程度不同的已知標准溶液相比較,來確定物質含量的方法。
1729年P.包蓋爾提出了包蓋爾定律,即組成相同的呈色溶液,如液層厚度相等時,則色的強度相同。1760年J.H.朗伯特提出與包蓋爾定律近似的朗伯特定律,即濃度相同的呈色溶液,色的強度與液層的厚度成比例。1852年A.比爾提出了比爾定律,即液層厚度相等時,色的強度與呈色溶液的濃度成比例。這些定律奠定了比色分析法的理論基礎。1854年J.迪博塞克和J.奈斯勒等將這些理論應用於定量分析化學領域。1873年C.維洛特首先應用分光光度法以進行光度分析。光度法不像比色法那樣比較呈色溶液顏色的強度,而是測定呈色溶液的透光度或吸光度。1874年Н。Г。葉戈羅夫首先將光電效應用於比色分析,他所設計的光電光度計就是現代光電比色計的雛型。1894年出現了浦夫立許光度計;1911年出現了貝爾格光電比色計;1941年出現了貝克曼DU型分光光度計。後來又出現自動記錄的分光光度計、示波器分光光度計、雙波長分光光度計和數字顯示分光光度計等。光度法的靈敏度和准確度不斷提高,應用范圍也不斷擴大。
比色分析法如以肉眼觀察比色管來比較溶液顏色的深淺以確定物質含量的,稱為目視比色法。利用光電池和電流計來測量通過有色溶液的透射光強度,從而求得被測物質含量的方法叫作光電比色法;所用的儀器稱為光電比色計。 比色法和分光光度法以朗伯特-比爾定律(亦稱光的吸收定律)為基礎,即溶液的吸光度與溶液中有色物質的濃度及液層厚度的乘積成正比例。其數字關系式為lg(Io/I)=K·C·L。式中Io為入射光的強度;I為透射光的強度;L為光線通過有色溶液的液層厚度;C為溶液中有色物質的濃度;K為常數(對於某種有色物質在一定波長的入射光時,K為一定值),稱為消光系數(也稱吸光系數)。K值的大小隨L和C的單位而改變,如果L以厘米表示,C以摩爾/升為單位,則此常數稱為摩爾吸光系數(或摩爾消光系數),常以ε表示。
比色分析法的主要優點是准確、靈敏、快速、簡便而費用又低。測定物質的最低濃度一般可達每升10-10克,如經化學法富集,靈敏度還可提高2~3個數量級。測定的相對誤差通常為1~5%。
比色分析法和分光光度法在環境污染分析中已被普遍採用,但污染物必須先與顯色試劑作用轉化成有色化合物後才能進行測定。目前已研製出各種效果良好和非常靈敏的有機顯色劑。金屬離子、非金屬離子和有機污染物均可用這種方法測定。 利用化學物質在紫外光區的吸收與紫外光波長間的函數關系而建立起來的分析方法。紫外光譜的波長范圍可分為近紫外區(200~400纖米)和遠紫外區(10~200纖米),前者常用於化學分析,後者因空氣吸收波長在 200纖米以下的紫外線,測量須在真空中進行,所以在分析上較少應用。
分子吸收紫外輻射常是其外層電子或價電子被激發的結果。電子愈易激發,則吸收峰的波長就愈長。
紫外分光光度計一般用氫燈做輻射源,用石英棱鏡或光柵做單色器,用光電倍增管做檢測器。吸收池的材料一般為石英或硅石,長度為 1~10厘米。若用氘代替氫,其發射強度在紫外區短波長處可增加三倍。
簡單的無機離子和它的絡合物以及有機分子,可在紫外光譜區進行檢定和測量。有效的溶劑有水、飽和碳氫化合物、脂族醇和醚。能吸收紫外輻射的有機化合物至少要含有一個不飽和鍵,如C=C,C=O,N=N以及S=O,以起發色團的作用。吸收峰的波長隨著發色團的不飽和程度的增大而增長。一些化合物及其最大吸收波長如右表所示。
紫外分光光度法在環境污染分析方面的應用主要有以下幾方面:①在大氣污染分析中真空紫外線氣體分析儀已應用於分析汽車廢氣;紫外氣體分析儀可應用於分析臭氧、二氧化氮、氯氣。氣態氨在190~230纖米波長上有幾條強烈的吸收帶,可用於直接測定氨氣的濃度。②某些多環芳烴和苯並(a)芘在紫外區有強吸收峰,常用此法測定。③某些含有共軛體系的油品在紫外光區具有特徵吸收峰,故可用此法測定油類污染。④此法還可用於測定食物、飲料、香煙、水質、生物、土壤等試樣中可能含有的致癌物質,以及殘留農葯、硝酸鹽和酚等。⑤此法也可與色譜分析聯用,待測試樣先經色譜柱,然後讓色譜柱洗脫液流經紫外分光光度計的吸收槽以檢測試樣所含的痕量污染物。近年來迅速發展起來的高速液相色譜儀均配備有紫外檢測器。 也叫紅外光譜分析法,是一種儀器分析方法。物質在紅外光照射下,只能吸收與其分子振動、轉動頻率相一致的紅外光線,因此不同物質只能吸收一定波長的入射光而形成各自特徵的紅外光譜,而對一定波長紅外線吸收的強弱則與物質的濃度有關。根據這一原理可進行物質定性、定量分析及復雜分子的結構研究。
在環境分析化學中,紅外分光光度法主要用於 450~1000厘米-1紅外區有吸收的氣體、 液體和固體污染物。在測定大氣污染時,採用多次反射長光程吸收池和傅里葉變換紅外光譜儀,可測ppm至ppb級濃度的易揮發性氣體(乙炔、胺、乙烯、甲醛、氯化氫、硫化氫、甲烷、丙烯、苯、光氣等)。在大氣中發現的一種新化合物過氧乙醯硝酸酯,就是經過紅外光譜法和質譜法的鑒別後確定的。用紅外光譜法還發現了美國洛杉磯空氣中有臭氧存在。用傅里葉變換紅外光譜可測定水中濃度在1ppb以下的有機污染物和農葯。與質譜法相比,紅外光譜法可以很容易地區分污染物的各種異構體。紅外光譜法是鑒別水中石油污染的主要方法之一。紅外光譜法可用於大氣污染化學反應的測定。氣相色譜-紅外光譜聯用技術可以測定低沸點、易揮發的有機污染物。由於利用了氣相色譜的分辨能力,突破了紅外光譜法原來只適用於純化合物的限制,因此氣相色譜-紅外光譜聯用也能應用於混合物的測定。 利用元素的原子蒸汽(火焰或石墨爐產生)吸收銳線光源(空心陰極燈或無極放電燈)的光進行定量分析的方法。主要優點:①選擇性好,干擾少,在分析復雜環境樣品時容易得到可靠的分析數據。②儀器操作簡便,費用較低。③靈敏度高,可用於微量樣品分析。用火焰原子吸收法可測定樣品含量至毫克每升級,用石墨爐法可測至微克每升級,靈敏度高於高頻耦合等離子體法。④測定含量范圍廣,既能進行痕量元素分析,又能測定基體元素的含量。穩定的原子吸收分光光度計,其准確度能達到0.1~0.3%,可與經典容量法相比擬。
原子吸收光譜法加測汞和氫化物發生器等附件,測定靈敏度可比石墨爐更高,汞、砷、硒、碲、鉍、銻、鍺錫、鉛的測定范圍可提高1~2個數量級。原子吸收光譜法已廣泛用於測定水、飄塵、土壤、糧食以及各種生物樣品中的重金屬元素。用原子吸收光譜法測定的元素已達七十多種。原子吸收光譜法中以火焰法比較成熟,使用最多,但對於環境樣品,分析靈敏度還不夠高。石墨爐法雖不夠成熟,卻是一種靈敏度很高的分析手段。
原子吸收光譜法的缺點是:①測定每種元素都要更換專用的燈,不能同時作多元素分析。②各種干擾作用比高頻耦合等離子體法更大。③對共振線位於真空紫外區的元素測定有困難。④對固體樣品的測定比較困難。⑤對某些高溫元素如鈾、釷、鋯、鉿、鈮、鉭、鎢、鈹、硼等的測定靈敏度太低。 利用原子蒸汽在電或熱的激發下產生的光譜,通過光譜儀照相記錄或光量計直接讀數的定量分析方法。主要特點是能一次同時測定多種金屬元素,選擇性好,干擾少,能直接分析液體和固體樣品,適合於定性和多種元素定量分析。分析范圍液體為毫克/升到微克/升,固體分析靈敏度為1%至0.001%。採用化學分離富集後再行測定,可提高靈敏度 1~2個數量級。在環境保護中可用於分析水、飄塵、土壤、糧食以及各種生物樣品等。缺點是要用照相干板記錄,分析周期長;對於超痕量元素的定量分析,靈敏度不夠;直接分析固體樣品時,誤差較大。
傳統的發射光譜分析,是用溶液干渣法分析溶液,碳槽粉末法分析固體;以交流電弧或直接電弧作為激發光源;使用中型石英光譜儀或光柵光譜儀,照相干板記錄。基體影響將使分析誤差加大。最近,在溶液干渣法中引入鋰鹽為緩沖劑,使基體影響減少,分析准確度大大提高,因而發射光譜法在一定程度上成為一種通用的定量分析方法。碳槽粉末法由於工作曲線斜率低,誤差大,還未能成為通用的定量分析方法。
近年來,發展了直流和高頻耦合等離子體光源,結合使用光電記錄,提高了分析的精度、靈敏度和速度,減少了基體效應,有較好的再現性,較寬的線性動態范圍,並可同時測定多種元素,是一種新的分析手段。但高頻耦合等離子體為光源的儀器價格昂貴,氬氣消耗量大,分析成本高,對於環境樣品的分析靈敏度不夠。直流等離子體光源的靈敏度雖不及高頻耦合等離子體光源,但儀器價格低,氬氣消耗小,對人體健康影響小,所以近年來發展很快。 X射線熒光分析的基本原理是以高能X射線(一次X射線)轟擊樣品,將待測元素原子內殼層的電子逐出,使原子處於受激狀態,10-12~10-15秒後,原子內的原子重新配位,內層電子的空位由較外層的電子補充,同時放射出特徵X射線(二次X射線)。特徵X射線波長λ和原子序數Z有一定關系:λ ∝1/Z2。測定這些特徵譜線的波長或能量可作定性分析;測量譜線的強度,可求得該元素的含量。
X射線熒光分析法所用的激發源有X射線管、放射性同位素、電子、質子或α 粒子等。測定方法有波長色散法和能量色散法兩種。波長色散法是一種經典方法。能量色散法採用Si(或Li)半導體探測器和多道分析器,可同時測定鈉以上的全部元素,它的解析度比波長色散法低些,但能適用於多元素分析。
X射線熒光分析法具有快速、准確、 測定范圍寬、能同時測定多種元素、自動化程度較高和不破壞樣品等優點,故已廣泛地應用於環境污染監測。如測定大氣飄塵中痕量金屬化合物;藉助電子計算機,自動監測大氣飄塵以及大氣中二氧化硫和氣溶膠吸附的硫,也適用於測定各種水體懸浮粒子中的重金屬以及溶解於水中的痕量元素。 物質吸收了某一波段的光線(激發光)後,引起能級躍遷,發出波長比激發光的波長稍長些的光線,這種光線稱為熒光。測量熒光光譜特性及其強度以確定該物質及其含量的方法,稱為熒光分析法。如被測樣品的濃度很低,其熒光強度便與物質的濃度成正比,根據這種特性,可以進行物質的定量分析;不同物質具有不同的熒光激發光譜和發射光譜,根據光譜的特性可以進行物質的定性分析。特別是熒光分光光度計能得到兩種光譜(激發光譜和發射光譜),用這兩種光譜圖鑒定物質,比使用吸收光譜法更為可靠。
熒光分析所用的儀器有目測熒光計、光電熒光計和熒光分光光度計等。每種儀器均由光源、濾光片或單色器、液槽和探測器等部件組成。
熒光分析法的靈敏度很高,比一般的分光光度法高2~3個數量級,能檢測10-11~10-12克的痕量物質。熒光分析法還具有實驗方法簡便、取樣容易、試樣用量少等優點,因而是一種重要的分析技術。目前用熒光分析法測定的元素已達60多種,化合物數百種。在環境污染分析中,熒光分析法已被廣泛地應用於測定致癌物和其他毒物,如苯並(a)芘等多環芳烴、β-萘胺、黃麴黴毒素、農葯、礦物油、硫化物、硒、硼、鈹、鈾、釷等。 氣相色譜-質譜聯用技術(GC-MS)
由氣相色譜儀與質譜儀結合使用的一種新型完整的分析技術,可進行復雜混合化合物的定性定量分析。通常還配備電子計算機,以構成氣相色譜-質譜-計算機系統。氣相色譜儀與質譜儀的結合,中間大多要經過一界面裝置(分子分離器),解決色譜柱出口(通常為常壓)與質譜儀離子源(真空度為10-4~10-7)之間的壓降過渡的問題;分子分離器還能對進入質譜儀的色譜餾分起到濃縮作用。但毛細管柱色譜儀與質譜儀的結合也有採取不經分子分離器的直接耦合方式。一般採用的分子分離器有噴嘴、多孔玻璃、多孔銀、多孔不銹鋼、聚四氟乙稀毛細管、硅橡膠隔膜、導通率可變的狹縫、塗有硅酮的銀-鈀合金管、膜片-多孔銀等類型。試樣餾分隨載氣進入分子分離器時,由於餾分分子量與載氣分子量相差較大,空間擴散能力不同,從而在大抽速泵的抽力下大部分載氣與試樣餾分在分子分離器里得到分離。典型的雙噴嘴式分子分離器見圖3,氣相色譜-質譜聯用裝置示意圖見圖 4。
質譜儀是用以分析各種元素的同位素並測量其質量及含量百分比的儀器。它是由離子源、分析器和收集器三個部分組成。用於氣相色譜-質譜聯用技術的質譜儀有磁式質譜儀和四極矩質譜儀兩種類型。前者分辨本領高(R=1000~150000),靈敏度也高(10-9~10-13克),而且質量范圍較寬,並可增設峰匹配、亞穩技術等功能,但掃描速度不如後者。四極矩質譜儀靈巧輕便,掃描速度快,特別適合於毛細管柱色譜窄峰情況,但分辨本領一般只能達到R=1000~3000,而且質量范圍窄,存在質量歧視效應。氣相色譜-質譜聯用技術中經常用到的質譜技術有:①電子轟擊技術,用來了解樣品的結構信息和分子組成,是質譜中最為常用的技術。②化學電離技術,可獲得電子轟擊技術無法獲得的某些化合物的分子信息。③單離子檢測技術,對被測化合物的特徵離子質量進行單離子檢測可得到高信噪比質量色譜圖,靈敏度比掃描全部譜圖質量范圍高2~3個數量級,同時可對未得到分辨開的色譜峰進行甄別。此法對可疑色譜峰的鑒別尤其有用。與氣相色譜的保留值相結合可直接給出可靠的定性結果。④質量碎片技術,通過跳躍掃描技術同時掃描所選定的多個特徵離子。這項技術專一性強、靈敏度比總離子流高2~3個數量級(一般可達10-10~10-12克)。與計算機相結合可發展為強度匹配技術和計算機化的質量碎片技術。
用於氣相色譜-質譜聯用的氣相色譜技術與普通氣相色譜技術不同之處在於:對載氣流率和固定液的流失更為敏感。因受質譜儀真空度所限,載氣流率不易達到最佳化,同時,在載氣種類的選擇上,由於分子分離器原理的要求,只能選取那些擴散系數與樣品化合物相差甚遠的輕質量氣體。一般多採用氦或氫。用於氣相色譜-質譜聯用的色譜柱固定液分離效率要高,熱穩定性要好,固定液在柱中的含量要低,以保證高效低流失。常用的固定液有:SE-30,SE-52,SE-54,OV-1,F-60,QF-1,Dexsil 300,Dexsil 400,PPE-20,SF-96等類型。最近石英毛細管彈性柱也廣泛用於氣相色譜-質譜聯用技術中。
在氣相色譜-質譜聯用技術中的計算機系統能對採集的信息進行數據處理,並可將測定譜與儲存於計算機內的標准譜圖庫進行對照檢索,並自動給出最終測定結果。
氣相色譜-質譜聯用技術在環境分析中用於測定大氣、降水、土壤、水體及其沉積物或污泥、工業廢水及廢氣中的農葯殘留物、多環芳烴、鹵代烷以及其他有機污染物和致癌物。此外,還用於光化學煙霧和有機污染物的遷移轉化研究。
氣相色譜-質譜聯用技術在環境有機污染物的分析中佔有極為重要的地位,這是因為環境污染物試樣具有以下特點:①樣品體系非常復雜,普通色譜保留數據定性方法已不夠可靠,須有專門的定性工具,才能提供可靠的定性結果。②環境污染物在樣品中的含量極微,一般為ppm至ppb數量級,分析工具必須具有極高靈敏度。③環境樣品中的污染物組分不穩定,常受樣品的採集、儲存、轉移、分離以及分析方法等因素的影響。為提高分析的可靠性和重現性,要求分析步驟盡可能簡單、迅速,前處理過程盡可能少。氣相色譜-質譜聯用技術能滿足環境分析的這些要求。它憑借著色譜儀的高度分離本領和質譜儀的高度靈敏(10-11克)的測定能力,成為痕量有機物分析的有力工具。美國使用質譜儀發現了大氣中的過氧乙醯硝酸酯和二氧雜環丙烷的痕跡。 極譜分析法,是根據極譜學的原理建立起來的分析方法。這種分析法是將一面積極小的滴汞電極和一面積較大的去極化電極浸於待測溶液中,逐漸改變二極間的外加電壓,從而得到相應的電流-電壓曲線(極譜圖)。通過對電流-電壓曲線的分析和測量,即可求得試液中相應離子的濃度。
傳統的極譜分析法,靈敏度一般在10-4~10-5摩爾范圍內。近些年來提出了許多新的極譜分析方法。其中應用比較廣泛的有示波極譜法、方波極譜法、脈沖極譜法以及極譜催化法和反向溶出伏安法等。其中反向溶出伏安法在環境分析中使用較多。
反向溶出伏安法又稱為陽極溶出法。這種方法是使被測物質在適當的條件下電解富集在微電極上,然後改變電極的電勢,使富集的物質重新溶出。根據電解溶出過程所得到的極化曲線進行分析。這種方法的靈敏度很高,一般可以達到 10-7~10-10摩爾,可用來測定天然水、海水、生物樣品中的銅、鉛、鎘、銦、鉈、鉍、砷、硒、錫等元素。 根據溶液電導的變化進行測定的電分析方法。在水質監測中,水的電導率是評價水體質量的一個重要指標。它可以反映水中電解質污染的程度,是水質監測中的常測項目。
電導分析法也可以用來測定水中的溶解氧。由於一些非電導元素或化合物可以與溶解氧反應產生離子而改變溶液的電導性,因此可通過測量水體的電導變化來確定水中溶解氧的含量。例如金屬鉈與水中溶解氧反應產生Tl+離子和OH-離子,每增加0.035微西/厘米的電導率(西是西門子,電導單位),相應為1ppb的溶解氧。
大氣中的二氧化硫也常用電導法測定。其原理如下:二氧化硫與水反應生成亞硫酸,其中一部分離解生成氫離子和亞硫酸根離子,呈導電性:
SO2+H2O─→H2SO3
H2SO3匑2H++SO卲
因此使氣體樣品與具有一定電導的溶液以一定比例接觸,通過吸收二氧化硫後溶液電導的增加,就可以連續測定氣體樣品中二氧化硫的含量。此法測量范圍較大,但如果氣體樣品中含有溶於水並會產生電導性的其他氣體,則會影響測定結果的正確性。 包括電位滴定法和直接電位法。電位滴定法是一種儀器分析方法,是電容量分析法。這種方法是以某種能與被測物質反應的標准溶液滴入試液中,並在滴定過程中觀察指示電極電位的變化,根據反應達到等當點時待測物質濃度的突變所引起的電位突躍,來確定滴定終點,從而進行定量分析。此法可用於環境分析中工業廢水的酸鹼滴定、氧化還原滴定、沉澱滴定和絡合滴定等。直接電位法是通過直接測量對待測試液中離子濃度產生響應的指示電極的電位,來進行定量分析的。水質監測中pH值和氧化還原電位的測定都採用直接電位法。
近年來由於離子選擇性電極的產生和發展,使直接電位法在環境監測中得到了更廣泛的應用。例如,應用氟離子選擇性電極測定大氣、天然水和工業廢水中的氟離子,具有快速、准確、方便、靈敏等優點。氰離子選擇性電極、硝酸根電極、鹵族離子和硫離子等電極也都在環境監測中得到了應用。
固態膜鉛離子和鎘離子選擇性電極可以測定 10-7摩爾鉛離子和鎘離子。在實驗室內已開始應用於水、空氣、食品、生物樣品中鉛和鎘的測定。
用於直接電位法的離子選擇性電極種類頗多,中國研製和生產的電極有20多種,其中有些已應用於環境監測和污染控制。 在電解分析基礎上發展起來的一種電化學分析方法。它是通過測量電解反應所消耗的電量來計算結果的。庫侖分析法的基礎是法拉第電解定律。在電流作用下進行電極反應的物質的量與通過電解池的電量成正比。每通過 1法拉第電量,在電極表面即沉積或溶出1克當量的物質。若反應物質的分子量或原子量為M,電極反應時電子轉移數為n,通過電解池的電量為Q,則被測物質的重量W 即可由法拉第定律計算出來:(圖1)
在庫侖分析中,被測物質可以在控制電位下直接在電極上發生反應,也可以利用某種輔助物質在恆電流作用下在電極上發生反應,產生一種庫侖中間體,再與被測物質作用。前者稱為控制電位庫侖分析,後者一般叫做恆電流庫侖滴定。庫侖分析法在環境監測中應用較多。大氣中的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、臭氧和總氧化劑,水中的生化需氧量、化學需氧量、鹵素、酚、氰、砷、錳、鉻等都可以用此法測定。

D. 土壤檢測標准

森林土壤檢測標准:
1 GB 7866-1987 森林土壤交換性鉀和鈉的測定

2 GB 7868-1987 鹼化土壤交換性鈉的測定
3 GB 7870-1987 森林土壤碳酸鈣的測定
4 GB 7871-1987 森林土壤水溶性鹽分分析
5 GB 7872-1987 森林土壤粘粒的提取
6 GB 7873-1987 森林土壤礦質全量(二氧化硅、鐵、鋁、鈦、錳、鈣、鎂、磷)分析方法
7 GB 7874-1987 森林土壤全鉀、全鈉的測定
8 GB 7875-1987 森林土壤全硫的測定
9 GB 7876-1987 森林土壤燒失量的測定
10 GB 7877-1987 森林土壤有效硼的測定
11GB 7878-1987 森林土壤有效鉬的測定
12 GB 7879-1987 森林土壤有效銅的測定
13 GB 7880-1987 森林土壤有效鋅的測定
14 GB 7881-1987 森林土壤有效鐵的測定
15 GB 7883-1987 森林土壤易還原錳的測定
16 GB 8915-1988 土壤中砷的衛生標准
17 GB 9834-1988 土壤有機質測定法
18 GB 9835-1988 土壤碳酸鹽測定法
19 GB 9836-1988 土壤全鉀測定法
20 GB 9837-1988 土壤全磷測定法

E. 怎樣判斷土壤好壞如何提高土壤肥力

我們常常把土壤稱之為大地母親,是因為是作物生產之母,要增進土壤生產力首先要認識土壤,知道怎樣才是肥沃的土壤,進而要去知道自己耕作的土壤有什麼缺點,如何提高土壤肥力,使成為肥沃的土壤。從認識土壤到了解缺失因子,從保育到增進土壤肥力,都是確保作物增產及高品質的基礎。今天我們就來說說怎樣判斷土壤好壞?及相對應的如何提高土壤肥力!

總之,以上所常見的八大問題,不是所有的土壤都會存在,因此,首先需要從自己耕作的土壤判斷,可能有哪些問題存在,進而解決這些危害地力的瓶頸,土壤的地力或肥力,自然會改觀,也才能增進土壤的生產力。

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