基于土壤監測質量控制問題探索與分析

陳舒影，何 強，于聰聰

（臺州市佳信計量檢測有限公司，浙江 臨海 317000）

土壤是生態環境不可獲缺的一部分。但是隨著經濟的快速增長，導致個別工廠污染嚴重，同時也給土壤環境造成了嚴重的負擔。從國家出臺了相關的政策那時起，土壤環境的治理工作就從未停止。而目前，關于土壤問題的有關數據的準確性和完整性還不能得到充分的保障［1］。因此，想要確保數據的準確性、完整性，對土壤質量進行科學的研究，就必須引起有關部門的高度重視。

1 土壤質量監測在控制土壤污染中的作用

隨著我國經濟的迅速增長，各個行業都在緊跟時代的腳步，但許多行業的粗放經營方式卻導致了土壤環境的惡化，而且愈發的嚴重。據有關調查結果顯示，粗放型工業，如工業和農業等，對土壤環境造成的污染最為嚴重［2］。諸多影響導致土壤環境的監測與治理工作進行地非常困難。其中最主要的原因是是土壤環境基礎調查工作比較薄弱，資料不全面、不系統。尤其是土壤中的有機物質含量測定資料很少，而且這些有機物質常常會對身體造成更大的影響。為了進一步強化土壤環境管理，我國對土壤環境質量的監管更加嚴格，出臺了一系列相關的法律法規，加大對土壤環境質量的監控，統籌規劃、統籌資源，從而實現對土壤環境的全面覆蓋，保護土壤環境。

2 土壤環境監測的誤差來源

土壤環境監測是一項非常復雜的工作，誤差存在于各項工作的各個方面。因此，要對這些問題進行詳細的分析，并從根源上加以解決。對土壤環境監測誤差的歸類，大致可分為3種：制樣誤差、分析誤差和取樣誤差。

2.1 采樣誤差

造成取樣誤差的原因，是由于土壤的非均勻性。通俗來講，就是由于不同地點的土壤成分有一定的差別，但是由于采樣不合理、不全面、樣品處理不到位等原因，造成了采樣資料不夠精確，從而對土壤環境質量的監測效果產生了一定的影響。取樣是初始階段的基本工作，這樣的錯誤是基本錯誤。目前尚無一種能徹底消除這一錯誤的辦法，但可以采用均勻磨的方法。具體來講，就是碾碎泥土，促進其均勻的攪拌。之后對其進行監測，從而降低誤差。抽樣錯誤的具體分類可以歸納為：距離不均勻產生的誤差、分組、分割誤差、連續選擇誤差等。

2.2 制樣誤差

在干燥、研磨、篩選、儲存等工序時發生的問題，對不同的試樣組分的交叉污染，或是由于被試驗樣品成分的揮發或污染，或組分物態改變，或在貯存過程中，由于容器內對測組分的吸附，或在貯存中不進行分樣等都是造成制樣誤差的原因。樣品的運輸和儲存需要通過多個環節，包括送樣單位、分析實驗室、取樣機構等，如果有一個環節出現問題，就會導致檢測的結果出現偏差。所以我們要仔細操作，減少誤差的產生。

2.3 分析誤差

在樣品的加工和實驗室的測量誤差中，會有一些分析上的錯誤，比如儀器上的錯誤，樣品的分解、人工的測量等等，這些都是隨機的。但由于實驗室管理嚴格，分析誤差較小。

3 土壤環境監測組織要求

3.1 組織的相關機構

土壤環境與人們的生活密切相關，因此，對其進行監測、防治和治理的重要性不言而喻。如何有效地改善土壤環境監測工作，是當前最棘手的問題。要想有效地進行土壤環境監測，就需要建立一個合格的測土配方實驗室，完善全過程質量監控系統，全面實施監控，在監控過程中，要嚴格安裝監控要求操作，加大質量保證。

3.2 人員要求

土壤環境監測工作人員的專業素質對土壤環境質量的評價有很大的影響。選擇檢測人員首先要符合相關規定，不能出現其它違規的操作。其次，檢測人員必須達到能力、資質和健康這三大要求，要求具有一定的專業知識和能力，有相關的資格證書，若已入職的員工經考試合格，但其證書還沒有簽發，則其一切工作均應由持證人員進行，并由主管人員對其所負之責任。在入職前，對其進行體檢，體檢合格后方能錄用。

3.3 儀器設備的要求

為保證土壤質量的準確，需要采用專業的、合格的設備。在實施前，應按照有關的法律法規，應用有關的專業機構對其進行專門的檢驗，經檢驗合格后才能進行下一步的工作。一般而言，土壤環境監測所需要的設備主要有土壤樣品烘干設備、土壤樣品粉碎機、土壤樣品定量器、樣品托盤、土壤養分速測儀、攪拌酸度計、純水制備設備和一系列附屬設備。該儀器可以組合式在實驗室中進行常規分析，從而加快了測定的速度。不同的測量方法對應不同的測量儀器，具體見表1。

表1 土壤監測分析方法及實驗儀器

4 樣品采樣、制樣的質量控制

4.1 采樣方法及樣品數量

在進行土壤環境質量的實際監測時，必須遵循“等量”和“隨機”的原則。隨機分布可分為三種，即塊隨機、系統隨機、簡單隨機三種。在取樣過程中，必須嚴格遵循3個階段，即前期、正式、補充這3個階段。若取樣單位面積較小，則可以直接取樣，并嚴格遵守《土壤環境監測技術規范》中的取樣標準［3］，進行取樣工作。

4.2 樣品采集的質量控制

在取樣的品質控制中，有關工作人員要深入實地，進行合理的考察。對取樣地點的設定進行審核，同時還要對取樣周期進行審核，以考察二者的代表性和合理性，并根據不同的要求，制訂合理的取樣方案。在取樣的時候，一定要防止污染環境，并做好保存和記錄。

4.3 樣品運輸及貯存中的質量控制

樣本收集完成后，要將樣本送入實驗室進行檢測。但在運輸、儲存的過程中，一定要防止污染，若檢測不出來，就必須將其保存在冰箱中。

4.4 樣品制備的質量控制

樣品需要按照風干、粗磨、細磨、分裝4個步驟進行制備。在樣品制備過程中，應分別設置專門的實驗室，以避免樣品的污染。試樣的分裝需要工作人員用干凈的工具。在樣品制樣和管理的過程中，工作人員需要清點樣品的數量和種類等，并對樣品的質量和特性進行核實，不能出現標簽和樣品不對應等問題。如果樣品中的有機物揮發度較高，應該用特殊方式裝備，不能和普通的樣品裝備方式混淆。工作人員完成一系列工作之后，必須簽字確認。

5 實驗室的質量控制

5.1 實驗室分析質量控制

5.1.1 精密度控制

精密度，指的是在相同的樣品反復分析時，在一定的控制條件下，根據不同的方法所得出的結果，看結果的一致程度。通過精密度可以充分反映出測量系統、分析方法中存在的隨機 誤差大小，它包括重復性、平行性和重復性三種精度。在精確度控制方面，所有批次的樣品，在進行全部項目的分析時，均按20%的比例制造平行試樣，如果試樣少于5件，平行試件必須有兩件或者以上。對平行樣本的檢測，若合格率低于95%，不但要對該批樣品進行再次檢測，而且要在平行樣本中添加1-2%的平行樣品，直至平行樣本的檢測合格率達到95%以上。

5.1.2 準確度控制

首先，必須采用質量控制的樣本，或采用標準的材料。在常規的分析中，只要保證質量控制的兩個樣品都符合要求，那么質量控制樣品的檢測值就會在一個允許的范圍內，否則就是檢測的結果無效，所以需要進行進一步的檢測。

其次，進行標定回收率的測試。若所選擇的產品既無質量控制樣品，又無標準物質，則可通過添加標樣回收測試來檢驗其準確性。在此工藝中，要確保一定的加標率，即在一批試樣中，從10%至20%的試樣中進行隨機抽樣，對樣品進行標記和回收。當樣本數量少于10個時，應提高一定的加標率，確保同一批次的同一樣品不少于1個。在測定加標量的過程中，要根據所測組分的含量，來確定加標量，如果是高的，就是1～2倍，如果是低的，就是2～3倍，這樣才能保證加標率在允許的范圍之內。

5.2 質量控制圖

在對工程質量進行控制時，要根據有關規定，畫出相應的精度質控圖，并將其作為質量控制的重點。要求各批次的控制樣品的檢測值保持在上下警戒線及中間，以表明分析結果正常可靠；若測量值超過了上、下控制線，就說明分析已失去控制，因此該測量結果無法接受，應該立即找出原因，修正后重新測量；若測量值維持在上下控制線與警示線之間，則表明測量的結果仍可接受，但其結果已接近失控，故應加強監測。具體流程見圖1。

圖1 工程流程圖

5.3 土壤標準樣品

所謂的土壤標準樣品，是指通過直接使用模擬的土壤樣本或從土壤中直接制得的一種固體物質。它既能保持較好的穩定性，又能保持較長時間的穩定性。在檢測土壤中的物質的過程中，我們首先需要注意對儀器進行校準。其次檢測人員必須具有良好的素質或者取得相關的執照。最后將檢測的結果和標準結果進行對照，分析方法的正確性和精確度。在實際應用中，應選擇適當的標準樣品，以保證在含量水平、成分、背景結構等方面與被測試的樣品接近。若在基本組成、化學性質等方面有顯著差別，則屬于基態干擾，若繼續采用該土樣，則會造成較大的偏差。

6 監測報告的質量控制

在土壤環境監測中的最后一步就是監測報告，它能全面反映監測結果。并、通過對監測報告進行嚴格檢查，使得數據更加真實可靠。另外，還可以建立完善的質量管理責任制，對監測報告實行分級審核。在審查的時候，要對檢測人員進行明確的分工，明確他們的責任，如果發現資料有問題，首先要做的是核實，然后再進行分析，避免推諉責任，拖延時間。有關報告的編寫人員，應加強專業知識和技術，盡量避免人為失誤，降低報告中的疏忽和失誤。

7 案例分析

以污染企業周邊土壤為樣品，分別用原子吸收法和 X 射線熒光法對其進行銅、鉛、鋅、鉻和鎳的測定［4］。

7.1 方法精確度

由于受污染的工廠周圍的土壤中存在大量的重金屬，因此選擇了低、中、高三個濃度的土壤標準物，并將其壓制成薄片，按照要求的條件進行測定。試驗結果顯示，所用的各種元素的測量值與所給出的數值一致，從而證明了所提出的方法是正確、可靠的。

7.2 方法精密度

將GSS-2壓片按表2所示的方法重復10次，并對其進行統計，結果如表3所示。由表3可知，測量值的相對標準偏差為1.65%～4.70%，顯示了此方法的準確性。

表2 方法準確度 單位：mg/kg

表3 方法精密度 單位：mg/kg

7.3 兩種方法測定實際樣品的比較

采用原子吸收和X-射線熒光分析技術，分析了受污染地區土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的含量，見表4。

表4 兩種方法測定實際樣品的比較 單位：mg/kg

7.4 結論

（1）該方法具有預處理簡便、不需要稀釋的優點，可降低因酸堿用量過多而引起的環境污染及對人體健康的危害。

（2）該方法測定5種重金屬的檢測結果均滿足測量的需求。

（3）該方法用于5種重金屬的測量，測得的準確度高、可靠性強。通過對土壤標準樣品的分析發現，得到的結果與給定的數值相符且具有較高的精確性。兩種方法的結果吻合度良好，證明了此方法的準確度和可靠性。

8 結語

隨著我國對土壤環境的日益關注，更應加強對土壤環境的監測。在監測過程中，要嚴格按照技術規范和技術標準進行。各有關部門的工作人員必須加強對環境的質量管理，在各個階段中貫徹質量管理的思想，以使得到的結果更加全面、準確、可靠。本文就土壤環境質量監測中存在的一些問題和對策進行了分析，以期對土壤環境質量監測工作有所借鑒。