土壤污染现状与监测方法概述

指出了中国土壤污染现状严重，土壤部分区域污染问题突出，污染污染因子呈一定的现状地域性。归纳了土壤污染物种类和常用监测方法及标准，监测分析了当前土壤污染监测面临的概述问题，提出了相应的土壤解决对策与发展建议。并对未来土壤环境监测进行了展望，污染标准的现状更新，污染物监测因子的监测增加，监测仪器的概述智能化将成为未来的土壤监测的发展方向；遥感技术的发展将会使土壤污染可视化，原位监测将得到大量推广应用。土壤 

1 引言

土壤是污染现代社会的物质承载基础， 关系到人民生产生活的现状方方方面， 加强土壤环境污染控制是监测推进生态文明建设的重要内容和美丽中国的客观要求。长期以来，概述 人们对土壤污染的认识与大气污染和水环境污染相比具有滞后性， 这源于土壤污染具有隐蔽性和潜在性， 它不向大气污染和水污染一样具有人体直接接触和理性感官认识， 但土壤污染的潜在性和隐蔽性更决定了认识土壤污染的困难， 污染的复杂性以及危害的不确定性。随着人们健康意识地提升以及对食品安全的重视， 承载家园的土地以及种植作物的农用地的是否受到污染直接关系到民众的生活水平。2016年国务院印发《土壤污染防治行动计划》， 明确提出了完成土壤环境监测等技术规范修订、形成土壤环境监测能力、建设土壤环境监测网络、深入开展土壤环境质量调查、定期对重点监管企业和工业园区周边开展监测等工作任务。因此， 国家开始了摸清土壤污染家底的计划， 相继推动了农用地土壤污染状况详查和重点行业企业污染状况详查， 并将分别于2018年和2020年底完成相应地工作计划。

2 土壤污染现状

2014 年4 月17 日， 环境保护部和国土资源部发布了《全国土壤污染状况调查公报》， 认为全国土壤环境状况总体不容乐观， 部分地区土壤污染严重， 耕地土壤环境质量堪忧， 工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。耕地土壤点位超标率为19.4%， 其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%， 主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8 种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2. 7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。

从污染分布情况看， 南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出， 西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、铅4 种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势[3]。但部分专家认为该公报仅是一个数据成果， 没对数据形成原因作深入分析， 缺乏评价标准， 未评估高背景值影响以及进行污染溯源性分析， 因此对认识我国的土壤污染状况具有相当的局限性。但环保部门一直非常重视土壤环境监测工作， 在“六五”、“七五”、“八五”期间， 就开展了土壤环境背景值调查， 并相继确定了土壤环境监测国控点， 构建国家土壤环境监测网， 落实土壤环境例行监测的监测思路， 以进一步推进土壤环境监测和保护[4]。

3 土壤污染物及监测方法

3.1 土壤污染物

要认清土壤污染， 首先得认清土壤污染物。土壤污染物包括无机污染物和有机污染物两大类， 无机污染物包括重金属、酸、盐等， 有机污染物包括多环芳烃、石油烃、农药、二噁英及新型污染物， 如抗生素、溴代阻燃剂等。我国的土壤重金属污染已经威胁到农产品质量安全和人体健康， 全国约有19.4%的耕地调查样点超过土壤环境质量限量标准。由于我国土壤污染程度的区域尺度空间分布不均衡以及造成污染的重金属种类繁多、受污染的地区经济水平差异较大。

随着工业的迅猛发展， 人为因素导致大量的有机污染物进入农田土壤， 又由于其在土壤具有较强的毒性和一定的持久性， 不仅会造成土壤质量退化， 而且会对农作物产生毒害作用， 甚至还会通过食物链的迁移进入人体内， 由于其致癌性和致畸性等对人体健康造成严重损害， 引起人们的广泛关注。认识土壤污染的污染因子种类、深度和广度是彻底摸清土壤污染的重要手段， 但中国由于幅员辽阔， 调查任务的艰巨性以及土壤环境监测方法的复杂性， 决定了只能按一定的布点方法， 并选取一些有代表的污染因子和监测点位进行监测评估我国的土壤污染水平。“十三五”期间开展的土壤例行监测， 监测指标为8项金属外， 还监测pH等理化指标以及多环芳烃等， 2018年土壤背景点监测增加53种非常规项目元素全量；2017年开始的全国农用地土壤污染状况详查等， 针对表层、深层样品分别制定测试指标， 表层土壤测试项目分必测项目和增测项目， 必测项目包括重金属8项 (总量及可提取态) 、多环芳烃和土壤pH， 农产品协同点位土壤样品增加土壤理化性质指标 (有机质、机械组成、阳离子交换量) ， 各个省市可以根据实际情况增加土壤二噁英、酚类化合物、氟化物、总石油烃、锑、钒、锰、钴、钼、铊、锡等特征污染物， 深层土壤样品测无机污染指标镉、汞、铅、砷、铬、铜、锌和镍等52项， 国家对土壤污染物的监测向门类更多更全发展。

3.2 土壤监测方法

目前多数土壤环境监测方法针对的是土壤中的无机污染物和有机污染物， 按测定地点方式可以分为采样后现场测定 (原位测定) 和实验室测定 (异位测定) 2种。实验室测定方法中， 针对土壤中的无机物， 有光学分析法 (原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法等) ， 电感耦合等离子体质谱法， 以及传统化学分析法。其中光学分析法试用范围广， 灵敏度高， 应用广泛；质谱法可实现定性定量分析， 自动化程度高， 但价格昂贵；化学分析法操作简便， 但耗时费力， 且不同人员可能差异较大。针对土壤中的有机物， 主要有色谱分析法， 主要包括气相色谱法、液相色谱法、气质联用以及液质联用等。随着突发环境事件的增加， 人们对应急环境监测的认识逐步提高， 便携式测定仪正被逐步开发出来， 主要包括便携式X射线荧光光谱法和便携式气相色谱质朴联法， 但距离替代传统实验室测定方法仍有较大差距。

刀谞和胡冠九等全面总结了中国土壤环境监测方法现状， 分别归纳总结了土壤元素的主要测试方法、特点以及土壤元素环境监测标准方法。土壤环境污染监测中常用的标准方法是国家标准和行业标准， 截至目前， 中国有51个涉及土壤监测的国家和环保行业标准方法， 其中无机物和有机物监测方法分别为23个和17个。23个无机物监测方法涵盖了55种无机组分， 包括33个元素总量， 7种氧化物， 7种盐类以及9种元素有效态， 测定方法主要有8种：ICP-MS、波长色散X射线荧光光谱法、火焰原子吸收分光光度法、石墨炉原子吸收分光光度法、原子荧光法、分光光度法、离子选择电极法和重量法等。17个有机物监测方法涉及161个组分， 包括16种多环芳烃， 18种多氯联苯单体， 67种挥发性有机物， 17种二噁英类， 10种有机磷， 8种有机氯， 21种酚类等， 分析方法主要为GC、GC-MS、HPLC、HPLC-MS法等。随着土壤环境监测标准的不断提高， 以及监测技术的发展， 过去监测元素单一、标准方法缺乏的状况正在好转， 还有大部分标准在研究制定中， 对土壤元素监测工作的快速稳步发展有重要作用。

4 土壤监测面临的问题、建议及发展方向

4.1 当前土壤监测面临的问题

夏新等研究指出， 中国土壤环境保护工作起步滞后， 土壤环境监测方法体系与发达国家相比差距较大， 主要表现在统筹规划性不够、技术独立性不强、标准化程度不高以及多手段应用不足等几个方面。其他研究者也从不同角度论述了土壤环境监测现状及问题， 综合下来当前土壤监测面临的问题主要包括以下几个方面。

(1) 现行标准涵盖污染物数量不足。当前污染物种类呈逐年上升趋势， 现行标准方法未能全面覆盖各种化学品和污染物， 特别在环境应急监测中， 没有标准方法对污染物进行定性定量， 常常遇到弄不清突发环境事件中究竟什么为污染因子的情况。

(2) 标准方法未能及时修订更新， 标准方法未能跟上当前前处理和仪器检测水平， 不少污染物甚至只能使用较老的方法检测， 繁琐耗时， 检测一个样品不同因子时甚至要参照几个标准。

(3) 土壤环境监测缺乏大量基础性研究， 标准方法的完整性、科学性、操作性不足。如对土壤粒径要求不统一， 消解体系不统一。大量的方法标准将样品前处理和分析测定糅合在一起， 缺乏操作上额灵活性， 在前处理技术日新月异的同时由于方法标准未能及时修订更新发布而得不到及时应用， 而反观欧美发达国家则大多是将前处理和分析检测相对独立， 样品前处理单独成为标准还是融入分析方法中需要顶层设计。

4.2 土壤监测的发展建议

当前土壤监测面临的问题即为土壤监测未来发展的主要导向， 着力解决好当前面临的短板问题并从顶层设计上重视， 才能科学地推动土壤环境监测事业的发展。

(1) 应推进加快更新标准方法。随着科技进步带来的环境监测方法的不断推陈出新， 新的仪器设备检测重金属、有机物等， 精度高、操作简单、可同时测定多个项目， 但新科技往往因为该方法不是标准方法而得不到大量应用， 而新方法标准长时间得不到更新， 某些程度上抑制了新监测方法的实际应用。

(2)样品前处理方法单独成为标准还是融入分析方法中， 需要系统性地设计。近几年新出的单纯的前处理标准可能与之前“前处理+分析方法”的标准存在不一致的问题， 容易给前处理方法选用造成困扰。加快推进使用新检测仪器， 甚至为新仪器设置标准方法更新设置捷径， 从而让最新的科技成果能够服务于环境监测领域， 加快监测仪器推陈出新， 用科技手段服务于未来土壤监测事业。

4.3 土壤监测未来发展方向

土壤监测的发展方向主要依赖于土壤环境管理的水平和仪器发展水平。未来土壤环境监测会合理增加土壤污染物的控制种类， 同时使用更加自动化、智能化的样品消解， 样品提取等自动化前处理仪器， 甚至可以开发从前处理到检测分析的一体式设备， 大大降低人为操作的影响， 使检测分析更加标准化一。同时， 科学研究标准方法， 加强其系统性、协调性， 同时匹配监测方法和评价标准。最后， 原位监测可以实现快速、非破坏、大面积的污染物监测， 包括不仅限于便携式X荧光光谱仪、便携式GC-MS和遥感探测等， 这些技术突破定性或者半定量化实验阶段， 制定相应标准并得到大面积推广应用。

5 结论

土壤污染具有潜在性和隐蔽性， 我国部分区域的土壤污染问题较为突出， 呈现一定程度的区域分布特征。土壤污染物的种类逐年增多， 但监测污染物的数量不足， 新兴污染物没有相应的监测标准， 且现有标准得不到及时有效更新， 样品前处理单独成为标准还是融入检测方法中需要系统性设计。土壤环境监测未来将随着环境管理水平和仪器监测水平的提升而发生质的变化， 智能化的设备将得到推广应用， 遥感技术的发展将土壤污染可视化， 原位监测将制定标准并得到大量发展。

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