土壤污染环境监测的质量控制和评价方法

摘要：土壤是人类赖以生存的基本物质，其环境质量与人体健康密切相关，但近年来，随着我国工业化、城市化进程的不断加快，土壤污染问题日趋严重，已成为全社会普遍重视的问题，加强对土壤污染状况的监测，提高监测结果的精度与可信度，是我国土壤环境保护与管理的关键。本篇文章对土壤污染环境监测的质量控制和评价方法进行分析，从而保障土壤污染得到有效控制。

关键词：土壤污染；环境监测；质量控制

随着我国经济的快速发展及城市化进程速度的加快，土壤污染问题日益突出。土壤污染对人体健康和生态环境具有不可逆性的破坏。因此，要实现对土壤污染的有效治理，必须建立一套科学的监测系统，并对其进行严格的质量控制。本研究旨在通过对现有土壤污染监测技术及评价方法的总结，为相关研究和实践提供参考依据。

一、土壤污染环境监测质量的控制措施

（一）做好数据收集工作

在土壤污染监测过程中，要结合地区的具体条件，明确实际需要，保证监测工作的正常开展。在监测过程中，要按照质控标准进行资料的采集，并对资料进行汇总，以便更好地进行监控。通过对土壤类型、利用、地质、植被、工业、人口等方面的调查，综合采集数据，进行污染因素的计算，并对环境监测的效果进行全面的反馈。

以某地的土壤污染为例，对特定位置的污染系数进行了分析，实地调查确认该区域为农业养殖区，数据与实际情况相符，为后续的监测工作提供了保证。为此，需要不断地改进资料，弄清造成污染的成因，以推动环境保护向高质量方向发展。污染因素可利用下面的公式进行计算：

其中，实测的污染物浓度为监测期间所测得的污染物浓度，而背景污染物的浓度则为无污染时所含的污染物的浓度。利用该公式，可求出污染系数，进而对土壤的污染程度进行评估。

（二）确保土壤采样质量

土壤样品的取样方式对测定结果有很大的影响，取样所引起的误差甚至超过了测定试验的结果。所以，在取样过程中，一定要严格遵守有关的技术规范和标准执行。布点应按照“随机”“等量”的原则，采取简单随机、分块随机或系统性随机方式布点，以保证采样点的代表性。样品采集一般分为预备采样、正式采样和补充采样三个阶段，不同类型和用途的土壤采样也有不同的方法和要求，在运输过程中，必须仔细完成采样记录、样品标签以及信息登记表的填写，以避免样品的损失、混淆和污染。同时，样品的准备和储存同样至关重要，对于那些易分解或易挥发的不稳定成分，应采取低温保存和运输措施，并迅速将样品送至实验室进行分析检测。不同种类的样品，其保存时间和条件也有所区别。

（三）明确监测工作的顺序

在对受污染的土壤进行监测时，需要明确具体的监测工作次序。有关部门要根据土壤环境监测的需要，对相应的监测体系进行科学的设计，并对其进行优化，以保证有关人员在规范的工作顺序下，能有条不紊地进行工作。环境生态部门需要加强对其管辖范围内的区域环境的管理，制订符合现实的工作政策，对整个运行系统进行进一步的优化，保证实际的监测工作程序的合理性和具体化。在对土壤环境进行监测时，要制定科学的监测方案，包括监测地点、监测时间、监测频率、采样方式等。取样时应采用合适的仪器，以确保标准。最大限度地保护和运送样本，例如采用冰冻或冷冻，以保证样本能够安全地送到实验室用于分析。在处理过程中，对离群点进行检查和处理，并对其质量进行评估。在完成资料汇报后，对监测成果进行解读，并就如何治理土壤污染问题，提出相应的政策建议，并进行资源的调配，最终达到工作目标。

（四）积极应用大数据技术

土地资源是人类赖以生存和发展的重要资源，也是最重要的自然资源。面向现代化的迅猛发展，为了精确地监测土壤污染并真实有效地反映其环境状况，以便及时发出预警，环境保护和科研工作者应积极采纳大数据技术。利用大数据技术卓越的数据处理和分析功能，可以全面了解土壤污染的动态变化和未来趋势。在具体的监测工作中，有关部门可灵活利用大数据遥感监测（如图1），将地理信息系统（GIS）与遥感监测技术相结合，对土壤污染环境进行全面、细致的全局扫描。这种方法不但能极大地提高监测的效率与准确性，而且能使我们更准确地对土壤状况进行更深入的分析与判断。

另外，为加强土壤资源的管理，加强土壤环境的保护，有关部门应积极建设一个信息化的管理平台，并利用这个平台对土壤污染进行统一的管理与分析。在此基础上，通过项目的实施，实现对土壤污染的预警与治理，为我国土壤环境的健康可持续发展提供科学依据[1]。

图1：大数据遥感监测土壤污染

二、土壤环境质量评价

（一）空白值评价

空白值评价法是一种简便、操作难度较低的土壤环境监测手段。在应用此方法前，技术员必须预备并校准不同批次的土壤环境监测样本，并挑选两个空白样本作为后续检测的基准。在对不同土壤样品进行检测时，应重视土壤样品间的误差，尽量使其误差保持在一个合理的范围之内。当空白土壤样品测量结果与规范不符或不准确时，应对其进行相应的改进，在监测观察图上增加空白值。在对比分析后验证土壤样品的结果，进而评价土壤环境质量。相关公式如下：

1.空白值计算公式：

其中，BV表示空白值，B1和B2分别表示两个空白样品的测定值。

2.土壤样品测定值与空白值的差值计算公式：

其中，表示土壤样品测定值与空白值的差值，V表示土壤样品的测定值。

3.误差控制范围计算公式：

其中，E表示误差百分比，表示土壤样品测定值与空白值的差值，V表示土壤样品的测定值。

4.调整监测方法后的空白值计算公式：

其中，BV'表示调整后的空白值，B1'和B2'分别表示调整后的两个空白样品的测定值。通过以上公式，可以对土壤环境监测过程中的空白值进行计算和调整，从而更准确地评价土壤环境质量[2]。

（二）准确度评价

在对土壤质量监测精度进行评估时，必须保证监测手段的正确性，并保证土壤样品中全量无机元素的合理比例。

假设全量无机元素的比例为P_i，其中i表示不同的无机元素种类。通过测定方法，我们可以获得不同批次土壤样品的数差测定记录，记为D_i，其中j表示不同的批次。实际监测环节可以表示为将全量无机元素按比例 P_i加入各个待测的土壤样品中，进而测定土壤样品的污染物种类和数量，得到测定数据M_ij，其中i表示无机元素种类，j表示土壤样品批次。

数据收集后，进行系统的分析和统计，包括数据清洗和处理，去除异常值或偏差值。假设清洗后的数据集为 M_ij。

在数据分析的基础上，采用统计学方法进行验证。例如，相关系数r可以用来衡量测定值M_ij与真实值T_ij之间的线性相关程度，其计算公式为：

其中，M_i和T_i分别表示测定值和真实值的均值（按元素种类i计算）。

方差分析（ANOVA）也可以用来检验不同批次或不同元素种类之间的测定结果是否存在显著差异。假设 F 为方差分析的统计量，其计算公式依赖于组间方差MS_B和组内方差MS_W，即：

其中，MS_B和MS_W的具体计算涉及测定数据的平方和与自由度等因素。最后，通过与真实值T_ij的比对，从而判断监控数据的准确性。当相关系数r接近 1，而方差分析表明，该检测方法是正确的，检测结果也是符合有关标准的。相反，若结果r值偏小或方差分析结果有显著差异，则应对检测方法进行优化与校正[3]。

（三）精密度评价法

在采用精度评定方法进行土壤质量测量时，必须借助土壤样品平均值。在获取稳定土壤样品之后，通过“多次测取平均值”的方法得到土壤样品的监测值以及变异系数。

假设土壤样品总数为N，从中抽取5%作为检测对象，即检测样本数为M_i。对于每个土壤样品，假设其质量为M_i（其中i表示第i个土壤样品），则所有检测土壤样品的质量总和为,土壤样品的平均质量（平均值）可以用以下公式计算：

变异系数是用来衡量相对离散程度的一个指标，计算公式为：

其中，是标准差，计算公式为：

将上述公式结合起来，可以计算出土壤样品的平均质量和变异系数，从而评价土壤样品的质量及其稳定性。

（四）质控图的评价

在环境监测中，质控图是保证数据准确可靠的一种重要手段。主要分为两大类：均数控制图和多样性控制图，这两种方法都具有各自的特点，符合不同的环境和要求。

一方面，均数控制图，顾名思义核心就是用监测数据的平均值来评估整个过程的稳定性和精度。在实践中，要使均数控制图得到更好的应用，就必须不断加强对农药残留含量的监控。这就要求在取样时，既要保证测定方法的准确性，又要对回收率进行多次确认，以保证其符合规定的要求。为了保证质控图能提供一个可靠的参考标准，确保所有监测数据都保持在控制之中，即数据变动在设定的界限范围内，这说明监测过程是稳定的，并且数据是可信的。

另一方面，多样性控制图在质量控制方面，则采取了更加灵活的方法，通过引进多种标样建立质量控制系统。在土壤污染监测中，控制图尤其重视回收率的变异情况，其方法是通过对每一个标样的对数变化来监测。若测定值能平稳地位于预先设定的上、下控制线，则说明目前采用的分析方法精度高、一致性好，且观测值分布合理，无反常偏差或系统偏差。这样的质控图不仅为数据的可靠性提供了有力证据，也确保了监测工作能够持续、有效地进行，为环境管理和决策提供了坚实的科学依据[4]。质控图评价方法如表1所示。

表1：质控图评价方法表

三、结束语

总之，进行土壤污染的环境监测对于保障人类健康和社会的持续进步至关重要。深化研究和应用质量控制与评估技术，能大幅提高土壤污染监测的准确性和可靠性，为制定科学的土壤保护和治理策略提供坚实基础。同时，持续的监测与分析能为政策制定者提供关键数据支持，帮助他们更深入地了解土壤污染的当前状况和未来走向，进而制定出更有力的法律法规和管理措施，确保土地资源的持续利用。

参考文献：

[1]黄国芳,孙东山,崔永峰,等.土壤污染环境监测的质量控制方法研究[J].环境与生活,2024,(11):78-81.

[2]丁国伟,张志杰.土壤污染环境监测的质量控制和评价方法探析[J].皮革制作与环保科技,2024,5(12):134-136.

[3]李春磊,郭霞.土壤污染环境监测的质量控制和评价方法探析[J].皮革制作与环保科技,2024,5(09):180-182.

[4]梁颖颖.浅谈土壤污染环境监测的质量控制和评价方法[J].绿色环保建材,2020,(08):42-43.