土壤普查中土壤采樣點(diǎn)的布設(shè)原則和方法

為獲取有代表性的土壤樣品，土壤采樣布點(diǎn)必須遵循隨機(jī)和等量的原則。樣品是由總體中隨機(jī)采集的一些個(gè)體所組成，個(gè)體之間存在變異。因此樣品與總體之間，既存在同質(zhì)的“親緣"關(guān)系，樣品可作為總體的代表，但同時(shí)也存在著一定程度的異質(zhì)性，差異愈小，樣品的代表性愈好；反之亦然。為了使采集的監(jiān)測(cè)樣品具有好的代表性，必須避免一切主觀因素，使組球總體的個(gè)體有同樣的機(jī)會(huì)被選入樣品，即組成樣品的個(gè)體應(yīng)當(dāng)是隨機(jī)地取自總體。另一方面，一組需要相互之間進(jìn)行比較的樣品應(yīng)當(dāng)有同樣的個(gè)體組成，否則樣本大的個(gè)體所組成的樣品，其代表性會(huì)大于樣本少的個(gè)體組成的樣品。所以“隨機(jī)"和“等量"是決定樣品具有同等代表性的重要條件。

一、布點(diǎn)原則
土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)方法和布設(shè)數(shù)量是根據(jù)其目的和要求，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查結(jié)果確定該區(qū)域內(nèi)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。同時(shí)必須遵循如下5個(gè)原則。

（一）全面性原

布設(shè)的點(diǎn)位要全面覆蓋不同類(lèi)型調(diào)查監(jiān)測(cè)單元區(qū)域。

（二）代表性原則

針對(duì)不同調(diào)查監(jiān)測(cè)單元區(qū)域土壤的污染狀況和污染空間分布特征采用不同布點(diǎn)方法，布設(shè)的點(diǎn)位要能夠代表調(diào)查監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量狀況。

（三）客觀性原則

具體采樣點(diǎn)選取應(yīng)遵循“隨機(jī)"和“等量"原則，避免一切主觀因索，使組成總體的個(gè)體有同樣的機(jī)會(huì)被選入樣品，同級(jí)別樣品應(yīng)當(dāng)有相似的等量個(gè)體組成，保證相同的代表性。

（四）可行性原則

布點(diǎn)應(yīng)兼顧采樣現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，考慮交通、安全等方面情況：保證樣品代表性zui大化、zui大限度節(jié)約人力和實(shí)驗(yàn)室資源。

（五）連續(xù)性原則

布點(diǎn)在滿足本次調(diào)查監(jiān)測(cè)要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)兼顧以往土壤調(diào)查監(jiān)測(cè)布設(shè)的點(diǎn)位情況，并考慮長(zhǎng)期連續(xù)調(diào)查監(jiān)測(cè)的要求。

二、布點(diǎn)方法

（一）簡(jiǎn)單隨機(jī)

將監(jiān)測(cè)單元分成網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格編上號(hào)碼，決定采樣點(diǎn)樣品數(shù)后，隨機(jī)抽取規(guī)定的樣品數(shù)的樣品，其樣本號(hào)碼對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格號(hào)，即為采樣點(diǎn)。隨機(jī)號(hào)碼的獲得可以利用抽簽的方法。簡(jiǎn)單隨機(jī)布點(diǎn)是一種*不帶主觀限制條件的布點(diǎn)方法。

（二）分塊隨機(jī)

根據(jù)收集的資料，如果調(diào)查監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的土壤有明顯的凡種類(lèi)型，則可將區(qū)域分成幾塊，每塊內(nèi)污染物較均勻，映間的差異較明顯。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)。在正確分塊的前提下，分塊布點(diǎn)的代表性比簡(jiǎn)單隨機(jī)布點(diǎn)好，如果分塊不正確，分塊布點(diǎn)的效果可能會(huì)適得其反。

（三）系統(tǒng)隨機(jī)

將監(jiān)測(cè)區(qū)域分成面積相等的幾部分（網(wǎng)格劃分），每網(wǎng)格內(nèi)布設(shè)一采樣點(diǎn)，這種布點(diǎn)稱(chēng)為系統(tǒng)隨機(jī)布點(diǎn)。如果區(qū)域內(nèi)土壤污染物含量變化較大，系統(tǒng)隨機(jī)布點(diǎn)比簡(jiǎn)單隨機(jī)布點(diǎn)所采樣品的代表性要好。布點(diǎn)方式示意見(jiàn)圖3.1 。

三、點(diǎn)位數(shù)量

土壤監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)數(shù)量要滿足樣本容量的基本要求，即由均方差和絕對(duì)偏差、變異系數(shù)和相對(duì)偏差計(jì)算樣品數(shù)是樣品數(shù)的下限數(shù)值。

1．由均方差和絕對(duì)偏差計(jì)算樣品數(shù)

用下列公式可計(jì)算所需的樣品數(shù)：

N=t2s2 /D2

式中：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，可從先前的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。

示例：某地土壤多氯聯(lián)苯（PCB）的濃度范圍0-13 mg/kg，若95％置信度時(shí)平均值與真值的絕對(duì)偏差為1.5 mg/kg,s為3.25 mg/kg，初選自由度為10，查t=2.23則

N＝(2.23)2 (3.25)2 /(1.5)2＝23

因?yàn)?3比初選的10 ，大得多，重新選擇自由度查t值計(jì)算得：

N＝(2.069)2 (3.25)2/(1.5)2＝20

20個(gè)土壤樣品數(shù)較大，原因是其土壤PCB含量分布不均勻（(0-13 mg/kg )，要降低采樣的樣品數(shù)，就得犧牲監(jiān)測(cè)結(jié)果的置信度（如從95％降低到90%）或放寬監(jiān)測(cè)結(jié)果的置信度（如從1.5 mg/kg增加到 2.0 mg/kg) 。

2．由變異系數(shù)和相對(duì)偏差計(jì)算樣品數(shù)

N= t2s2/D2可變?yōu)椋?/p>

N=t2Cv2/m2

式中：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；Cv為變異系數(shù)，％，可從先前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%。

沒(méi)有歷史資料的地區(qū)、土壤變異程度不太大的地區(qū)，一般Cv可取10%-30％粗略估計(jì)。實(shí)際工作中土壤布點(diǎn)數(shù)量還要根據(jù)調(diào)查目的、調(diào)查精度和調(diào)查區(qū)域環(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個(gè)點(diǎn)。

3．區(qū)域土壤環(huán)境調(diào)查

按調(diào)查的精度不同可從2.5 km、5 km、10 km、20 km、40 km中選擇網(wǎng)距網(wǎng)格布點(diǎn)，區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)即為土壤采樣點(diǎn)數(shù)量。

四、注意事項(xiàng)

(1) 布點(diǎn)驗(yàn)證：點(diǎn)位布設(shè)不能最終確定前，可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及預(yù)采樣相結(jié)合，根據(jù)背景資料與現(xiàn)場(chǎng)考察結(jié)果，采集一定數(shù)量的樣品分析測(cè)定，用于初步驗(yàn)證污染物空間分異性和判斷土壤污染程度，為布點(diǎn)方式作適當(dāng)?shù)尿?yàn)證。

(2) 補(bǔ)充布點(diǎn)：正式采樣、監(jiān)測(cè)結(jié)束后，若發(fā)現(xiàn)布設(shè)的樣點(diǎn)未能滿足調(diào)查目的，則要增設(shè)采樣點(diǎn)補(bǔ)充采樣。

(3）點(diǎn)位布設(shè)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，遇到下列幾種情形的，應(yīng)予以調(diào)整。

① 當(dāng)采樣區(qū)落在大面積為水面（河湖、庫(kù)）區(qū)域時(shí)，應(yīng)取消該區(qū)域點(diǎn)位；網(wǎng)格內(nèi)部分區(qū)域?yàn)楹樱ê?、?kù)）區(qū)內(nèi)時(shí)，應(yīng)將點(diǎn)位平移至網(wǎng)格區(qū)內(nèi)的最近距離的非河（湖、庫(kù)）區(qū)選擇備采點(diǎn)。②當(dāng)采樣區(qū)以農(nóng)田土壤為主，采樣點(diǎn)落在公路帶時(shí)，在公路兩側(cè)300 m以外分別選取一個(gè)點(diǎn)作為備采點(diǎn)采樣。③當(dāng)采樣區(qū)落在高原區(qū)，區(qū)域受人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)影響較小，可適當(dāng)縮減區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，在適合采樣地布設(shè)點(diǎn)位，使監(jiān)測(cè)結(jié)果基本可代表高原區(qū)域內(nèi)所有土壤環(huán)境質(zhì)量。④避免在山林（草、沙）區(qū)中心地帶選點(diǎn)。⑤坡腳、洼地等具有從屬景觀特征的地點(diǎn)不設(shè)采樣點(diǎn)。⑥城鎮(zhèn)、住宅、道路、溝渠、糞坑、墳?zāi)垢浇忍幦藶楦蓴_大，失去土壤的代表性，不宜設(shè)采樣點(diǎn)。⑦盡量避開(kāi)多種土類(lèi)、多種母質(zhì)母巖交錯(cuò)分布的地區(qū)布設(shè)采樣點(diǎn)。