土壤样品的采集和处理是土壤分析工作的一个重要环节，采集有代表性的样品是测定结果能如实反映土壤环境状况的先决条件。一般情况下，采样误差要比分析误差大得多。因此，必须周密地考虑采样方案。

一、采样方案的拟订

采样方案的选择在土壤污染与环境质量评价研究中起着重要的基础性作用。一个理想的采样方案应包括合理的采样布点方法与适宜的采样密度，要求基于此方案所得到的结果既能达到工作所需精度，又尽可能减少采样成本、简化采样工作程序。在一定的经济、设备条件下，应根据研究目的不同而采用不同的采样方法。

(一)采样方案制订的一般步骤

(1)明确采样的目的

在方案的制订过程中首先要明确调查采样的目的。农产品质量安全生产的区域性土壤环境本底调查是在不清楚哪些地方有污染、有什么样的污染以及有多大的污染程度上进行的摸底调查；土壤环境背景调查是针对无污染的土壤或相对被认为无污染的土壤进行的采样分析；土壤污染源与土壤污染事故的调查是在相对较为清楚哪儿有污染、大致是什么样的污染以及污染程度的基础上进行的污染源追踪调查。不同的目的，采样方案差别很大。

(2)了解采样工作区的基本情况

为了制订科学的采样方案，必须对采样工作区进行尽可能多地了解，如土壤类型、地形地貌、河流、农业与工业生产情况、居民点与工矿分布情况等，并收集有关的工作图(如土壤图、地形图和行政区划图等)。有些情况下还需要进行实地考察并进行探察性采样，以便制订更详细的采样计划。

(3)采样方案的初步制订

在明确采样目的和了解采样工作区基本情况后，结合项目的经费支持力度，从理论上进行采样方案的初步制订，将拟采样点标注在工作底图上。采样方案应包括样品数量、采样点布置、是单点采样还是混合采样、每个样品的重量、用何种采样工具和装样工具以及样品如何标识记录等。不同分析项目的样品，样品装载材质要求不同。重金属分析样可用布袋或塑料袋，有机污染物分析样用广口玻璃瓶，外加黑色塑料袋防光解。采样工具一般用竹刀或不锈钢工具。

(4)采样方案的修订

在实际采样过程中，采样点的布置与样品数量可根据采样工作区的现实情况做适当的调整，以更符合实际清况和调查目标为宗旨。尤翻生采样过程中发现特殊情况时，需要增力口采样的数量。

(二)采样密度的确定

土壤的不均一性是造成采样误差的最主要原因。土壤是固、液和气三相组成的分散体系，各种外来物进入土壤后要进行流动、迁移和混合均较为困难，所以采集的样品往往具有局限性。通常环境样品的采样和分析代价非常高，尤其是一些POPS物质，如二噁英(Dioxins)目前分析样品费用较高，费时较长。通过采样点的优化可以在保证精度的条件下减少样品数量，从而节省采样与分析费用。如果对每一个土壤样品要测定多项指标，则整体上需要的采样点数取决于需要最大采样点数的指标。

一个采样区需要采多少点，取决于土壤中某种污染物在空间上的均质化程度和所要达到的精度。采样点数一般可用下式确定(Crepin et al. 1993):

n＝t²s²/D²              (12-1)

式中，n为应采样点数；t为在设定的自由度和概率时的t值(由t值表查得)；S²为方差，从其他研究中预先得知或由公式s² =(R/4)²求得，R为采样中可能遇到的全距;D为期望的围绕平均值的变异范围。

举例：

假设某区域土壤PCBs含量的变化范围为0～13 mg/ kg，在设定95％的概率和平均值的变异在1.5 mg/kg内(即±1.5)条件下，先假设自由度为10(查t值表得t =2.228),

n＝(2.228)²(13/4)²/(1.5)²＝23

如果所计算的样点数大于10，则需用新的自由度时的t值重新计算样点数。当自由度为23时，查t值表得t=2.069，则样点数为：

n＝(2.069)²(13/4)²/(1.5)²＝20

从上述公式可知，如果土壤中某污染物空间变异缩小，或所要求的概率降低，或预期的平均值的变异范围扩大，均可减少样点数。所要求的概率与预期的平均值的变异范围可根据具体调查目的进行合理的划定。

美国EPA(1989)对土壤污染调查采样数量作了规定。在第一次取样后估计所需样品数量按下面的公式来计算：

n≥[(Z_a＋Z_β)/D]²＋0.5Z_a²(单样本单侧t-检验)           (12-2)

或n≥2[(Z_a＋Z_β)/D]²+0.25Z²_a(双样本单侧t-检验)         (12-3)

式中，Za为根据给定的显著性水平a的标准正态分布概率百分数(根据a可查表)，Z_β同Z_a类似；D=d/CV，其中d为在(1-β)概率下可检出的规定的高于背景或标准值的百分数(一般选用10%～30%) ;CV为实测样品的变异系数。对于两尾概率为a的临界ta值表，Z_a和Z_β应变成相应的Z_a/2和Z_β/2。所以，土壤污染监测样品的采集数量可根据监测区域面积的大小，按以往的经验布点，根据测定结果(主要是样品的变异程度)再评价采样密度，如果不能满足统计需要，要重新补采样品(刘廷良等1997)。

举例：

假设 Cv=30％，置信区间(1-a)=80％，权重(1-β)=95％，最小可测相对偏差d=20％。查表，当自由度无限大时，Z_a＝0.842，Z_β＝1.645，D=20％/3％；由此可得：

n≥(0.842＋1.645)/(20/30)]²+0.5(0.842)²

n≥13.917＋0.354=14.269

通常取整数，因此最小采样数为：n＝15。