GSR公开课第二十讲：不同阶段土壤环境采样的技术要求

主讲人：尹炳奎 博士

（2022年4月28日）

尹炳奎，上海洁壤环保科技有限公司总经理，博士，高级工程师，深圳市土壤环境保护专家库专家。长期从事土壤和地下水环境采样与修复等领域工作，熟悉油库、加油站、填埋场、河湖、热脱附等特殊场景的采样技术与管理要求，在常规地下水监测井、地下水分层监测井、巢式地下水监测井、水文地质勘察、土壤气、地下水修复井、地下水原位修复等方面有丰富的实践经验和技术积累。曾就职于上海优斯（URS），北京高能等专业公司，从业15年以来，负责或参与完成3000余个场地调查现场采样项目，100余个场地调查咨询与修复项目。已发表10余篇专业论文，申请20余项环境采样与修复相关的专利。

 

课程概要：

结合自身经历和经验，介绍土壤环境采样行业15年的发展历程，从钻机到技术规范，探讨采样领域的变化和趋势。

 

课程内容：

一、背景概述

1969年，美国加州发生大规模漏油事件，引起媒体与大众对环保的关注，1970年4月22日为第一届世界地球日，促成了美国国家环保署（USEPA）的成立以及多条环境保护法案的通过，更催生了1972年联合国第一次的人类环境会议。

生态环境部新闻发言人刘友宾4月22日在北京举行的新闻发布会上表示，土壤是地球母亲珍贵的“皮肤”。保护好土壤生态环境，让地球母亲容光焕发，永葆生机与活力，是每个地球儿女共同的责任和义务。一季度，全国土壤环境状况总体稳定，土壤环境风险得到基本控制。

在历经了上世纪60年代的第一次全国土壤普查与80年代的第二次全国土壤普查，第三次全国土壤普查将于今年展开。第三次土壤普查的工作主要由农村农业部主导，普查对象侧重土地“命脉”的农用地。

 

二、土壤采样的定义与从业要求

（一）土壤采样的定义

土壤采样是指采集土壤样品的方法，包括采样的布设和取样技术，采剖面图样，应在剖面观察记载结束后进行。在采样前应先将剖面整修、清理，削去最表层的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部位取样。土壤采样（监测）方法参照国家环保局的《环境监测分析方法》，《土壤元素的近代分析方法》（中国环境监测总站编）的有关章节进行。

上述《土壤元素的近代分析方法》于1992年出版，在该书的第二章“土壤样品的采集”中提到：“土壤环境样品的采集是土壤环境科研、监测的重要环节，是土壤环境分析的前提。能否获得科学、准确、有代表性、典型性的土壤样品，是各种土壤环境科研工作的基础。如果这一环节的问题解决得不好，布点采样工作缺乏科学性，所采集的样品没有典型性和代表性，样品分析、数据处理等其它环节再精细，也将前功尽弃。土壤环境样品的采集工作一般可划分为布点设计、土样采集及样品的处理加工和管理等三个重要环节”。土壤样品的采集工作涉及不同单位之间的联合作业，如咨询、钻探和实验室。

2018年，中华人民共和国农业农村部提出了由江苏省农业委员会、江苏省农业科学院、江苏省质量和标准化研究院与中国科学院南京土壤研究所共同起草的GB/T 36197《土壤质量 土壤采样技术指南》，采样方法可参考指南中的4.1-4.3。

（二）土壤采样的由来

“每当描述一块土壤时，一般不可能对整块土壤进行检验，因此必须进行采样。所采集样本需尽可能全面的代表要描述的整体。同时宜采取预防措施确保土壤在采样和检验间隔期间尽可能不发生变化，通常采样所得的样本称为扰动样本，即采样过程中土壤颗粒变得松散和分离。如需要采集非扰动样本，比如用微生物学或岩土工程，样本的采集须确保土壤颗粒及孔隙结构能保持原始状态。”

（三）土壤的采样技术

选择的采样技术：宜能实现土壤物质样本的采集，所获得样本可提交实验室进行检验和分析，可用于建立采样点有关自然土壤或人为土壤的土壤学/分布状况及其化学、矿物学、生物学组成和物理性质方面的基本信息。

选择的采样装备：宜考虑地下可能存在的物质种类以及需要进行的检验分析。宜谨慎操作避免出现交叉污染、挥发物质损失、接触空气造成的组分变化，或在采样和分析间隔期间发生的变化。

采样技术通常包括两个单独的步骤：到达采样点（去除覆盖物或者封闭物、挖掘或钻孔以达到希望的采样深度）与采集样本。这两个步骤相互依赖，但均应满足采样原则的要求。

我们习惯性称之为“土壤采样”，土壤相关的采样还包括水样采样（地下水、地表水）、土壤气采样（如填埋场、污染场地等）。

（三）土壤采样从业的基本要求

样品采集是需要跋山涉水、刨土挖坑的科技劳动，因此对于采样工作者的从业要求有：优秀的身体素质、过硬的专业技术素质、良好的思想品质与丰富的工作经验。具体的采样要求可以参考《土壤元素的近代分析方法》中的2.2.3。

 

三、土壤采样的历程

（一）土地用途分类

根据中华人民共和国土地管理法，国家编制土地利用总体规划，规定土地用途，将土地分为农用地、建设用地和未利用地。其中建设用地是指建造建筑物、构筑物的土地，包括城乡住宅和公共设施用地、工矿用地、交通水利设施用地、旅游用地、军事设施用地等。本次分享主要针对建设用地土壤采样的发展。

（二）建设用地土壤采样工作的发展

依据个人的理解，可以将我国土壤采样的工作分为四个阶段：2007年之前的是萌芽阶段，2007-2013年是探索阶段，2014-2020年是发展阶段，2021年至今是稳定阶段。

1、萌芽阶段：-2007

（1）技术规范

代表性的规范包括《土壤元素的近代分析方法》（1992），《土壤环境质量标准》（GB15618-1995），《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》（2004）等内容。

（2）技术要求

参考《土壤环境检测技术规范》（HJ/T 166-2004），样品采集分为区域环境背景土壤采样、农田土壤采样、建设项目土壤环境评价监测采样、城市土壤采样与污染事故监测土壤采样；样品布点包括梅花、对角线、蛇行与棋盘等多种方式；土壤监测误差的占比通常是：采样误差 > 制样误差 > 分析误差。

《地下水环境监测技术规范》（HJ/T 164-2004）中提到了对于国控监测井的建设与管理的相关内容，且在3.2.2中提到地下水水质检测通常采集瞬时水样。外资咨询公司主要参考ASTM的Standard Guide for Environmental Site Assessments: Phase Ⅱ Environmental Site Assessment Process（E1903-97）。是农用地调查、地质勘查、现场筛查的主要技术依据。

（3）项目分享

外企咨询公司来华投资，技术参考ASTM的标准，常规调查过程为“物探-PID筛查-现场辨识-土壤采样-地下水过滤-采样-送样检测”。

2、探索阶段：2007-2013

（1）技术规范

包括《展览会用地土壤环境质量评价标准》（暂行，上海），《场地环境评价导则》（2007，北京），《重庆市环境保护条例》（2007）。

（2）技术要求

调查参考2007版《场地环境评价导则》，土壤参考HJ166。地下水参考HJ164，监测井孔径≥15cm，井管内径≥10cm，洗井可以气洗或其他方法，也给出一些参数和临界值。《展览会用地土壤环境质量评价标准》（暂行）（HJ 350-2007），采样参考HJ166，适用于展览会用地，是暂行标准，其中的Ⅱ类也包括了绿化、商用等类型。

（3）从业情况

探索阶段的从业单位主要有外企咨询公司、各地环科院所、科研单位与大型企业。这一阶段内，引进了Geoprobe钻机，之后结合收割机底盘与传统钻机，增加了传统钻机移动性的同时也降低了作业人员的强度。

（4）项目分享

外企来华投资，参考ASTM的标准，用1寸井、2寸井、4寸井来取样，引进的Geoprobe钻机相较于传统钻机具有更高的安全性，且设备状态稳定。各地环科院所、咨询公司与修复企业也开始进入该行业。

3、发展阶段：2014-2020

（1）技术规范

发展阶段内的重要内容包括：出台的HJ25系列导则（2014发布，2019修订），《土壤污染防治行动计划》（2016），《土壤污染防治法》（2019），2019年北京DB11/T 656修订，2016-2020年的全国土壤污染状况详查（农用地、重点行业企业等），2019年HJ1019实施，关于印发地下水污染防治实施方案的通知（2019），HJ164修订（2020），土壤15618修订（2018），地下水14848修订等。

重点行业企业用地调查样品采集保存和流转技术规定参考图1，本技术规定仅适用于重点行业企业用地调查疑似污染地块土壤和地下水样品的采集、保存和流转，这个是目前采样工作的最高级别要求。

图1. 重点行业企业用地调查样品采集保存和流转技术规定

土壤参考HJ1019（VOC），地下水监测井参考HJ164，HJ1019（VOC）。受水文地质专业习惯、设备类型的影响，地区之间差异比较大，对于钻机的适用类型也有差异。

（2）项目分享

发展阶段内的详细调查较多，用到MIP、Petro Flag、FID等技术，也用到了三维模型、EVS、Voxler、GMS等。该阶段内启动的全国重点行业企业详查，技术要求非常高，要求大团队作业，作为钻探单位，与各地顶级的设计咨询单位和检测单位协同作业。

4、稳定阶段：2021-

（1）技术规范

稳定阶段的重要内容包括《区域性土壤背景含量统计技术导则（试行）》（HJ1185-2021），《地下水管理条例》（2021），各地区也逐渐推出土壤与地下水的标准与征求意见稿。

（2）技术要求

要求具有较好的延续性与稳定性，土壤参考HJ1019（VOC），地下水监测井参考HJ164，HJ1019（VOC）。

（3）项目分享

项目主要涉及园区地下水、分层地下水监测井、土壤气与修复井。

 

四、趋势

依据个人判断，未来土壤采样行业的发展中，大型的项目会越来越少，个性化项目与详细调查项目会越来越多；对于现场作业要求精细化，精准调查，多轮调查，模拟验证；进口钻机达到了平衡期，钻机的国产化与个性化是趋势；从定点到“采与测”全过程，对各单位的专业配合度会要求更高更紧密。

 

课程总结：高铭晓、邓璟菲、董璟琦