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農(nóng)田地膜殘留量檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-29 19:14:46 更新時(shí)間：2025-07-28 19:14:47

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

農(nóng)田地膜殘留量檢測(cè)：守護(hù)土壤健康的關(guān)鍵

隨著農(nóng)用地膜在提高地溫、保水保墑、抑制雜草、增產(chǎn)增收等方面發(fā)揮的巨大作用，其在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用量持續(xù)增長(zhǎng)。然而，地膜（尤其是非降解地膜）在自然環(huán)境中難以分解的特性，導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤殘留問(wèn)題。長(zhǎng)期累積的地膜碎片破壞土壤結(jié)構(gòu)，阻礙水分和養(yǎng)分運(yùn)移，影響作物根系生長(zhǎng)，降低土壤生物活性，形成“白色污染”，對(duì)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)峻威脅。因此，科學(xué)、準(zhǔn)確地檢測(cè)農(nóng)田土壤中的地膜殘留量及其分布特征，是評(píng)估污染現(xiàn)狀、制定有效防控措施、推廣可降解地膜替代、以及進(jìn)行污染修復(fù)治理的基礎(chǔ)性工作，對(duì)于保障國(guó)家糧食安全和生態(tài)安全具有重要意義。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

農(nóng)田地膜殘留量的檢測(cè)通常涵蓋以下核心項(xiàng)目：

1. 殘留總量檢測(cè)：測(cè)定單位面積或單位體積土壤中地膜殘留物的總質(zhì)量（通常以kg/ha或g/m2表示）。這是最基礎(chǔ)的量化指標(biāo)。

2. 殘留碎片數(shù)量與粒徑分布：統(tǒng)計(jì)單位面積內(nèi)不同粒徑等級(jí)（如>25mm, 10-25mm, 5-10mm, 1-5mm, <1mm）地膜碎片的具體數(shù)量及其比例。粒徑分布能反映地膜老化破碎程度及其潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（小碎片更難回收且風(fēng)險(xiǎn)更高）。

3. 殘留深度分布：分析地膜殘留在土壤不同垂直深度（如0-10cm, 10-20cm, 20-30cm等）的分布情況，了解其遷移規(guī)律。

4. 地膜材質(zhì)定性/定量分析：通過(guò)化學(xué)方法確定殘留地膜的聚合物類型（如聚乙烯PE、聚丙烯PP等）及其主要添加劑成分，為溯源和可降解性評(píng)估提供依據(jù)。

5. 土壤物理性質(zhì)影響評(píng)估（可選關(guān)聯(lián)項(xiàng)目）：檢測(cè)殘留地膜對(duì)土壤容重、孔隙度、團(tuán)聚體穩(wěn)定性、導(dǎo)水率等物理參數(shù)的影響。

關(guān)鍵檢測(cè)儀器

農(nóng)田地膜殘留量的準(zhǔn)確檢測(cè)依賴于一系列專業(yè)儀器設(shè)備：

1. 采樣工具：土壤采樣鉆（螺旋鉆、環(huán)刀等）、鐵鍬、鏟子、定位工具（GPS）、樣品袋（網(wǎng)袋防止碎片丟失）、標(biāo)簽等。

2. 篩分與清洗設(shè)備： * 標(biāo)準(zhǔn)土壤篩（如孔徑1mm, 5mm, 10mm等）：用于將土壤樣品逐級(jí)篩分，分離不同粒徑的地膜碎片。 * 沖洗裝置：水槽、噴淋設(shè)備或特定清洗機(jī)，用于將篩上物中的泥沙等雜質(zhì)沖洗干凈，凸顯地膜碎片。 * 干燥設(shè)備：恒溫烘箱，用于將清洗后的地膜碎片及雜質(zhì)徹底烘干。

3. 分離與挑揀工具：鑷子、放大鏡或體視顯微鏡，用于從烘干的篩上物中仔細(xì)辨識(shí)并手動(dòng)挑揀出地膜碎片（肉眼區(qū)分困難時(shí)尤為重要）。

4. 稱量設(shè)備：高精度電子天平（精度至少0.001g），用于稱量挑揀出的地膜碎片總質(zhì)量及各粒徑級(jí)碎片的質(zhì)量。

5. 材質(zhì)分析儀器（如需定性）： * 傅里葉變換紅外光譜儀：通過(guò)特征吸收峰快速、無(wú)損地鑒定地膜聚合物的主要類型。 * 熱重分析儀/差示掃描量熱儀：通過(guò)熱行為特征輔助鑒別聚合物類型。 * 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀/裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：用于分析添加劑成分或降解產(chǎn)物。

6. 記錄與分析設(shè)備：數(shù)碼相機(jī)（記錄碎片形態(tài)）、計(jì)算機(jī)及統(tǒng)計(jì)軟件（處理數(shù)據(jù)）。

標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法

目前國(guó)際上和國(guó)內(nèi)主要采用基于物理篩分和人工挑揀的“重量法”作為標(biāo)準(zhǔn)的核心方法，具體步驟如下：

1. 樣地選擇與布點(diǎn)：根據(jù)檢測(cè)目的（普查、監(jiān)測(cè)、研究）采用隨機(jī)、網(wǎng)格或特定方式（如覆膜行、非覆膜行）布設(shè)采樣點(diǎn)。

2. 土壤樣品采集： * 確定采樣面積（常用1m x 1m樣方）和深度（通常0-30cm，可按層采集）。 * 挖取樣方內(nèi)的全部土壤（或按層挖?。?，裝入標(biāo)記好的樣品袋。

3. 樣品預(yù)處理： * 將采集的土壤樣品自然風(fēng)干或在低溫（<40°C）下烘干至易于處理的狀態(tài)。 * 小心破碎大土塊，避免過(guò)度破壞地膜碎片。

4. 分級(jí)篩分： * 使用一套不同孔徑（例如20mm, 10mm, 5mm, 2mm, 1mm）的標(biāo)準(zhǔn)篩，按孔徑從大到小疊放。 * 將風(fēng)干/烘干土樣置于最上層篩中，人工或機(jī)械振篩足夠時(shí)間。 * 收集每一層篩網(wǎng)上的篩上物。

5. 篩上物清洗與干燥： * 將每一級(jí)篩上物放入容器中，用水充分沖洗（可借助軟刷），去除附著的土壤顆粒。 * 將清洗后的篩上物（含地膜碎片、根系、石塊等）放入烘箱，在40-50°C下烘干。

6. 地膜碎片識(shí)別與挑揀： * 將烘干的篩上物平鋪在淺盤或白紙上。 * 人工使用鑷子在充足光照（或體視顯微鏡輔助）下，根據(jù)顏色（白色、黑色、透明等）、質(zhì)地（柔韌性、光澤）、形狀（多為片狀、卷曲狀）等特征，仔細(xì)辨識(shí)并挑揀出所有的地膜碎片。 * 對(duì)于極小碎片或與有機(jī)質(zhì)難以分辨的，可借助FTIR進(jìn)行快速篩查確認(rèn)。

7. 稱量與記錄： * 將挑揀出的地膜碎片按粒徑等級(jí)（對(duì)應(yīng)篩網(wǎng)孔徑）分別收集。 * 分別稱量每個(gè)粒徑等級(jí)碎片的總質(zhì)量（精確至0.001g）。 * 統(tǒng)計(jì)每個(gè)粒徑等級(jí)碎片的數(shù)量（對(duì)于<5mm或<1mm的微小碎片，可稱總重后估算平均單重再計(jì)算數(shù)量，或只計(jì)質(zhì)量）。 * 詳細(xì)記錄樣點(diǎn)信息、采樣深度、各粒徑級(jí)質(zhì)量及數(shù)量。

8. 結(jié)果計(jì)算： * 計(jì)算單位面積地膜殘留總量：所有粒徑級(jí)碎片總質(zhì)量（g） / 樣方面積（m2） = g/m2，換算成kg/ha。 * 計(jì)算不同粒徑級(jí)碎片質(zhì)量占比和數(shù)量分布。

9. 材質(zhì)分析（可選）：隨機(jī)選取代表性碎片進(jìn)行FTIR等分析，確定主要聚合物類型。

相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)行農(nóng)田地膜殘留量檢測(cè)時(shí)，應(yīng)遵循或參考相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際指南，以確保方法的規(guī)范性和結(jié)果的可比性：

1. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： * GB/T 25413-2010 《農(nóng)田地膜殘留量限值及測(cè)定》：這是中國(guó)目前關(guān)于農(nóng)田地膜殘留量測(cè)定的核心國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。它規(guī)定了重量法（篩分-沖洗-挑揀-稱量）作為標(biāo)準(zhǔn)方法，詳細(xì)說(shuō)明了采樣、樣方設(shè)置（1m x 1m）、篩分步驟（推薦使用5mm和1mm篩）、清洗挑揀方法、結(jié)果計(jì)算（單位面積殘留量，kg/ha）等。該標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定了不同區(qū)域（如干旱區(qū)、半干旱區(qū)等）的殘留量限值。 * GB/T 35795-2017 《全生物降解農(nóng)用地面覆蓋薄膜》：雖然主要針對(duì)降解膜性能，但其附錄中通常包含降解殘留物的收集和定量方法（也基于篩分和稱重），可借鑒用于降解地膜的殘留檢測(cè)。

2. 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/地方標(biāo)準(zhǔn)： * 一些農(nóng)業(yè)或環(huán)保部門可能會(huì)發(fā)布相關(guān)的行業(yè)技術(shù)規(guī)范或地方標(biāo)準(zhǔn)，作為對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充或針對(duì)特定作物/區(qū)域的細(xì)化。

3. 國(guó)際參考方法： * 國(guó)際上雖無(wú)完全統(tǒng)一的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，但歐美等國(guó)家在學(xué)術(shù)研究和環(huán)境監(jiān)測(cè)中普遍采用的也是類似的物理篩分