農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境采樣中土壤樣品采集點(diǎn)的布設(shè)

李健 范學(xué)臻

摘要? ? 規(guī)范農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境檢測(cè)中的土樣采集對(duì)保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全有重要意義。本文從土壤樣品采集的布點(diǎn)原則、方法、數(shù)量、注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了論述與分析，以期提高土壤樣品采集過(guò)程的科學(xué)性與合理性。

關(guān)鍵詞? ? 農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地;環(huán)境質(zhì)量;土壤樣品;樣點(diǎn)布設(shè)

中圖分類號(hào)? ? S159? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? B

土壤是植物類農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的載體，其對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全影響很大。為了采集到具有典型代表性的土壤樣品，布點(diǎn)的隨機(jī)性和等量性是必須重點(diǎn)考慮的因素。總體樣品是由多個(gè)個(gè)體共同組成，考慮到樣品總體和個(gè)體間的同質(zhì)和異質(zhì)，為了減少試驗(yàn)誤差和提高樣品代表性，應(yīng)最大化避免采樣人員與方法帶來(lái)的差異因素，以提高樣品的代表性，使檢測(cè)數(shù)據(jù)具有更高的科學(xué)性與合理性[1]。

1? ? 布點(diǎn)原則

檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)理性分析評(píng)估檢測(cè)的對(duì)象與目的，并結(jié)合采樣地點(diǎn)總體布局，合理、科學(xué)地布設(shè)土壤樣品采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。重點(diǎn)結(jié)合以下5個(gè)因素進(jìn)行布設(shè)點(diǎn)位。

1.1? ? 全面性

布設(shè)的點(diǎn)位要將所有不同類型的土壤監(jiān)測(cè)單元全部納入考慮范圍，以期獲得全面的數(shù)據(jù)，避免漏檢部分樣品，尤其是具有代表性的樣品。

1.2? ? 客觀性

采樣點(diǎn)的布設(shè)與選取應(yīng)遵循“隨機(jī)、等量”原則，最大化避免主觀因素，保持每個(gè)個(gè)體樣品進(jìn)入樣品總體的幾率相等，同級(jí)別樣品應(yīng)當(dāng)有近乎相等的個(gè)體組成，保證相同的代表性。

1.3? ? 可行性

布點(diǎn)前，分析人員應(yīng)對(duì)采樣現(xiàn)場(chǎng)深度了解，結(jié)合采樣點(diǎn)實(shí)際情況，綜合考慮交通、天氣、安全等方面情況，制定具有可行性的采樣方案，最大限度節(jié)約人力和實(shí)驗(yàn)室資源。

1.4? ? 代表性

考慮到不同調(diào)查區(qū)域的土壤污染狀況和污染空間存在差異，在制定采樣方案過(guò)程中，要制定不同的布點(diǎn)方法，布設(shè)的點(diǎn)位要能夠最大化代表被監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的土壤質(zhì)量狀況。

1.5? ? 連續(xù)性

布點(diǎn)方案應(yīng)最大化滿足本次調(diào)查的要求，但考慮到土壤質(zhì)量狀況是一個(gè)不斷變化的動(dòng)態(tài)的過(guò)程，因而應(yīng)兼顧以往土壤監(jiān)測(cè)布設(shè)的點(diǎn)位情況及以往土壤樣品的檢測(cè)情況，綜合考慮長(zhǎng)期、連續(xù)調(diào)查監(jiān)測(cè)的要求，對(duì)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)點(diǎn)形成一段時(shí)間內(nèi)較為完整的檢測(cè)數(shù)據(jù)，以更加科學(xué)地指導(dǎo)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤保護(hù)工作。

2? ? 布點(diǎn)方法

2.1? ? 簡(jiǎn)單隨機(jī)

將監(jiān)測(cè)的區(qū)域根據(jù)面積大小分為不同的單元網(wǎng)格，給每個(gè)網(wǎng)格編號(hào)加以區(qū)分。根據(jù)需要采集的樣品數(shù)量，在網(wǎng)格內(nèi)隨機(jī)確定采樣點(diǎn)。一般情況下，簡(jiǎn)單隨機(jī)布點(diǎn)可視為一種不帶主觀限制條件的布點(diǎn)方法，可以排除采樣人員主觀因素的影響，在監(jiān)測(cè)區(qū)域土壤信息不多以及技術(shù)人員水平差異不大的情況下適宜采用。

2.2? ? 分塊隨機(jī)

該方法適用于監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)有明顯的幾種土壤類型。可根據(jù)土壤類型將區(qū)域進(jìn)行分塊，再將每塊作為一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，在每個(gè)監(jiān)測(cè)單元內(nèi)再隨機(jī)布點(diǎn)。該方法要求對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域土壤類型有較詳細(xì)、深入的了解與掌握。在現(xiàn)實(shí)采樣過(guò)程中，應(yīng)考慮實(shí)際情況，對(duì)采樣土壤類型充分了解。如果資料掌握情況較好，使用分塊布點(diǎn);反之，使用簡(jiǎn)單隨機(jī)布點(diǎn)。

2.3? ? 系統(tǒng)隨機(jī)

系統(tǒng)隨機(jī)布點(diǎn)是將采樣或監(jiān)控區(qū)域分為等面積的不同的單元網(wǎng)格，每網(wǎng)格內(nèi)布設(shè)一采樣點(diǎn)。在區(qū)域內(nèi)土壤污染物含量變化較大時(shí)，宜采用該方法。該方法要求在滿足監(jiān)測(cè)要求時(shí)，盡可能多的分布單元網(wǎng)格，以掌握區(qū)域內(nèi)更詳細(xì)的資料。總體上，該方法布點(diǎn)比簡(jiǎn)單隨機(jī)布點(diǎn)采集的樣品具有更好的代表性[2]。

總體而言，對(duì)于土壤污染監(jiān)測(cè)，要堅(jiān)持哪里有污染就在哪里布點(diǎn)的原則，常用的布點(diǎn)方法有對(duì)角線布點(diǎn)法、梅花形布點(diǎn)法、棋盤式布點(diǎn)法、蛇形布點(diǎn)法、放射狀布點(diǎn)法和網(wǎng)格布點(diǎn)法。

3? ? 布點(diǎn)數(shù)量

對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析時(shí)，對(duì)布點(diǎn)數(shù)量的基本要求是要滿足總樣本容量的要求，即滿足所采集的樣品要能夠如實(shí)、全面地反映監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況下所確定的采樣點(diǎn)數(shù)。一般，可以采用以下幾種方法確定。

3.1? ? 由均方差和絕對(duì)偏差計(jì)算布點(diǎn)數(shù)量

用下列公式可計(jì)算所需的樣品數(shù)：

式（1）中：N為樣品數(shù);t為選定置信水平（土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)一般選定為95%）一定自由度下的t值;s2為均方差，可從其他研究或者從極差R[s2=（R/4）2]估計(jì);D為可接受的絕對(duì)偏差。

3.2? ? 由變異系數(shù)和相對(duì)偏差計(jì)算布點(diǎn)數(shù)量

式（2）中：N、t含義同上;Cv為變異系數(shù)，一般情況下，可從查閱到的其他研究資料中估計(jì);m為可接受的相對(duì)偏差，土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)一般限定為20%～30%。特殊情況下，對(duì)于沒(méi)有監(jiān)測(cè)資料的地區(qū)，或者土壤性狀差別程度較小的地區(qū)，Cv可按照10%～30%進(jìn)行粗略估計(jì)。

在實(shí)際工作中，土壤樣品的布點(diǎn)數(shù)量更多是要綜合考慮監(jiān)測(cè)目的、數(shù)據(jù)要求精度和監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的綜合環(huán)境狀況等因素確定。一般要求每個(gè)監(jiān)測(cè)單元最少設(shè)3～5個(gè)點(diǎn)。

4? ? 注意事項(xiàng)

4.1? ? 布點(diǎn)驗(yàn)證

點(diǎn)位布設(shè)應(yīng)當(dāng)與監(jiān)測(cè)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查以及預(yù)采樣相結(jié)合，這樣可以根據(jù)資料與現(xiàn)場(chǎng)考察結(jié)果，及時(shí)調(diào)整布設(shè)方案的不足之處。可以預(yù)采集一些樣品進(jìn)行初步分析，依據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行布點(diǎn)。

4.2? ? 調(diào)整點(diǎn)位布設(shè)方案的情形

一是在農(nóng)業(yè)種植區(qū)域內(nèi)且有公路帶時(shí)，適宜在公路兩側(cè)250～500 m以外的區(qū)域分別選取1個(gè)點(diǎn)布設(shè);二是當(dāng)監(jiān)測(cè)區(qū)域受人類生產(chǎn)活動(dòng)影響較小時(shí)，可以適當(dāng)減少布設(shè)點(diǎn)位;三是坡腳、洼地等具有從屬景觀特征的地點(diǎn)不設(shè)采樣點(diǎn);四是遇到人為干擾嚴(yán)重的地區(qū)，如墳?zāi)埂⒌缆贰锨浇忍帲贿m宜布設(shè)采樣點(diǎn);五是點(diǎn)位布設(shè)過(guò)程中、樣品采集過(guò)程中、區(qū)域監(jiān)測(cè)結(jié)束后，即整改區(qū)域土壤監(jiān)測(cè)方案實(shí)施過(guò)程中及事后，若發(fā)現(xiàn)布設(shè)的樣點(diǎn)未能滿足調(diào)查目的，可以及時(shí)增設(shè)布設(shè)點(diǎn)位[3]。

4.3? ? 過(guò)程控制

一是布設(shè)點(diǎn)采取的土壤厚度應(yīng)一致;二是布設(shè)點(diǎn)都是隨機(jī)決定的，經(jīng)過(guò)在田間仔細(xì)觀察調(diào)查情況后，一般按“S”形線路隨機(jī)定點(diǎn)采樣，可以避免誤差，提高混合樣品的代表性[4];三是如果是混合樣品，則由均勻一致的許多點(diǎn)組合而成，各點(diǎn)的差異不能太大，或者根據(jù)土壤差異情況分別采集幾個(gè)混合土樣，使分析結(jié)果更能說(shuō)明問(wèn)題[5]。

5? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1998.

[2] 李玲，陳偉強(qiáng)，江輝，等.3S在土壤布點(diǎn)與采樣中的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017，23（6）：388-391.

[3] 王玉豐，趙斌，姜娟，等.遼寧省耕地地力調(diào)查布點(diǎn)及采樣問(wèn)題與建議[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（3）：27-29.

[4] 孫書靜.土壤養(yǎng)分速測(cè)的土樣采集方法[J].蔬菜，2010（9）：24-25.

[5] 李想.農(nóng)用地土壤布點(diǎn)原則及污染防治建議[J].環(huán)境與發(fā)展，2018，30（9）：64.