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华东某人造板工业场地土壤与地下水污染状况调查研究

2024-10-30 68 上传者：管理员

摘要：为了解某人造板工业厂污染场地土壤及地下水污染状况，对场地开展土壤和地下水的调查。采用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)二类用地筛选值作为土壤参考筛选值。结果表明：厂区内土壤未受到工业活动污染，地块环境质量满足后续土地开发利用的要求。

关键词：
人造板工业
土壤
土壤污染防治
地下水
污染调查
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近些年，随着城市发展理念及水平提高，部分工业企业地块的土地利用性质发生转换，根据《中华人民共和国土壤污染防治法》(2019年1月1日起施行)第五十九条“用途变更为住宅、公共管理与公共服务用地的，变更前应当按照规定进行土壤污染状况调查”。

针对工业用地转变成其他类型的用地[1]，用地性质转换前需进行场地环境调查并通过健康风险评估来确定场地是否存在风险，从而采取一定的修复措施[2]。美国、欧美等国家针对污染工业场地再利用前的场地环境调查和健康风险评价开展工作较早[3-5]，而我国针对此类研究起步相对较晚，但是相关研究进步迅速，比如张文毓针对国内VOCs调查评估存在的问题，详细回顾和分析了国际上土壤气监测技术、风险评估模型，以及多证据风险评估方法研究及应用，并在此基础上提出了未来我国VOCs污染场地调查评估领域的发展建议[6]。李培中等以京津冀地区某氯代烃污染场地为研究对象，逐级优化形成针对场地污染调查的全周期场地概念模型，为精准地掌握该场地实际污染情况提供了良好的工作基础和科学支撑。

在以上研究的基础上，本次以我国华东地区某人造板工业污染场地为研究对象，开展场地土壤和地下水调查与采样分析，通过危害识别来确定场地的目标污染物，运用人体健康风险评价方法进行暴露评估和毒性评估确定场地的健康风险。旨在了解人造板工业场地的污染特征和风险水平，为场地的后期开发利用提供依据。

1、材料与方法

1.1研究区概况

本次研究某人造板工业遗留场地，面积52132.98平方米，该厂成立于2005年，生产期间主要从事密度纤维板和杨木化机木纤维的生产，年产量均为10万立方米，主要原辅材料为：木材、石蜡、尿素、甲醛(37%、液态)、液碱(30%氢氧化钠、液态)、过氧化氢(液态)、硅酸钠、DTPA(二乙基三胺五乙酸)等，年用电量100万千瓦时，年用水量500万吨。目前该厂区已停工，主要污染来自原辅材料、废气、废水和固废，废气主要来源于调胶、热压过程产生的甲醛和氨，废水主要来源于循环冷却水，固废主要为下脚料、除尘粉尘、浆渣和废油类。

根据人员访谈和现场勘查，调查地块四周涉及的工业企业类型有化肥、造纸、热电、机械加工类企业，涉及的污染因子为石油烃、砷、汞、多环芳烃、硫化物、氟化物、氨氮、钛、p H、甲醛、可吸收卤化物(AOX)等。周边工业企业对地块的潜在影响途径主要有大气沉降、地面漫流、垂直入渗等。

1.2样品采集

在前期调查基础上，结合场地污染识别，根据《建设用地土壤污染状况调查技术导则》(HJ25.1-2019)、《建设用地土壤环境调查评估技术指南》等要求，采用分区布点、判断布点与网格布点相结合原则，布设土壤采样点24个，如图1所示。重点关注区为原备料车间、备料车间内地下沉淀水池、制浆车间、维修间加密布点；料场和空地范围均匀布点；地块紧邻西北侧罐区位置布点监测。

采样深度：地块以下第2层为厚度4 m左右的粉土，防渗性能较好，一般污染物不会穿透，同时土壤点位钻探深度：根据稳定水位埋深，一般选择稳定水位线下0.5 m进行终孔，结合地块污染物迁移途径、土层分布及地下水埋深情况以及现场快筛，综合确定钻探深度定为4.5 m，每个土壤大层采集一个土壤样品，直至采集到终孔深度土壤样品为止。并新建3口地下水监测井。

土壤样品采用SH-30型钻机进行钻探取样，土壤重金属样品经便携式XRF检测仪测定、混合均匀后用不锈钢铲进行均质采集；土壤VOC样品直接在钻头上取样，避免扰动使其挥发影响检测结果；其他类型土壤样品(SVOC类、TPH、其他特征污染物)用不锈钢铲取原状土样品。土壤VOC样品收集使用60 m L玻璃瓶，并以甲醇溶剂做保护，密封防止挥发。土壤重金属、SVOC、总石油烃样品和其他特征性污染物土壤样品均用125 m L玻璃瓶收集，装满压实后密封。场地内办公室设有冰箱，因此现场采集的所有样品均直接送至办公室冰箱暂时保存，直至到实验室。回实验室后，将样品置于低温冰箱内保存。

根据场地污染识别的结论，并结合《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)，本次土壤检测指标包括p H、重金属(砷、镉、总铬、铜、镍、铅、汞、六价铬)、VOCs(Volatile Organic Compoμnds，挥发性有机化合物)、SVOCs(Semi-Volatile Organic Compoμnds，半挥发性有机化合物)、特征因子(p H、氨氮、氟化物、硫化物、甲醛、石油烃)。

地下水监测指标共计41项，包含《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)中地下水质量常规指标37项以及石油类、多环芳烃(16种)、可吸附有机卤素(AOX)、甲醛。

本次调查共采集72个土壤样品(不含平行样)，3个地下水样品。

图1 研究区平面位置及采样点分布

1.3环境质量评价标准

该地块未来规划用途为《城市用地分类与规划建设用地标准》(GB 50137-2011)中的公共管理与公共服务用地。评价标准选用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)中第二类用地筛选值标准，未在GB36600-2018中列入的氨氮及氟化物参考标准《建设用地土壤污染风险筛选值》(DB13/T 5216-2020)第二类用地筛选值。区域地下水执行《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅲ类标准。土壤污染状况采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法进行综合评价[7]。

1.4健康风险评价

首先经场地调查确定污染场地中的污染物类型和污染状况，分析迁移转化机制及受体暴露途径，以毒理学研究结论为主要依据，结合目标污染物和受体，考虑多种暴露途径，利用数学方法计算人体的健康风险概率和程度[8-10]。目前健康风险评价模型方法较多[11-12]。本次将优先采用我国《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ 25.3-2019)中规定的模型参数来对该场地进行健康风险评价。

2、结果与讨论

2.1场地地质情况

根据本次勘探采样所揭示的土层情况，按地层沉积年代和成因类型，可将场地最大勘探深度范围内的地层划分为人工堆积层和第四纪沉积层。依据钻探资料和物理力学性质，自上而下可将其分为4个大层。第一层为杂填土层，杂色，结构松散，层底埋深：1.20 m～4.00 m，平均2.27 m；第二层为粉土和粉质粘土层，黄褐色-褐色，层底埋深：12.30 m～12.90 m，平均12.64 m；第三层为细砂层，黄褐色，密实，层底埋深：22.70 m～23.20 m，平均22.97 m；第四层为粉质粘土夹粉土，褐色，本次勘探该层未穿透。

区内地下水按埋藏条件为第四系孔隙潜水类型。水位动态主要受气象变化、开采条件补给控制。该区域地下水补给条件较好，主要以大气降水为主要补给来源，以地表蒸发、人工抽取为排泄方式。根据区域水文地质资料显示，地下水随季节变化较大，年变幅1 m～2 m左右。勘探期间，稳定水位在自然地坪以下2 m左右，区域地下水流向总体由西南向东北。

2.2场地土壤调查结果

调查结果表明，场地内土壤偏碱性，均检出6种重金属：砷、镉、铜、铅、汞、镍，挥发性有机物和半挥发性有机物均未检出，未发现超标因子，满足用地标准限值。检测结果如表1所示。

表1 土壤重金属检测结果统计

通过对不同深度污染物含量分析发现，场地表层各重金属均有检出，砷、镉、铜、铅、汞、镍平均值均表现出由杂填土层到粉黏土层随深度递减的规律[13]。与国内一些学者目前的研究结果一致，重金属污染物多集中于表层土壤中[14-15]。

2.3场地地下水污染状况调查结果

地下水检测结果中，微生物指标中菌落总数、总大肠菌群，感官性状及一般化学指标中浑浊度、溶解性总固体、氯化物、钠，毒理学指标中碘化物，不满足《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)Ⅲ类标准，其他因子均满足《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅲ类标准。地下水检测结果见表2。

表2 地下水样品检测结果

2.4土壤污染评价

根据单因子污染指数、多因子综合污染指数的计算公式，以《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》为评价标准分别计算出土壤重金属元素的污染指数，各点位以单因子的最大值来计算[16]，评价结果见表3。厂区内土壤重金属的综合污染指数最高为0.16，表明场地内土壤重金属没有超标，不存在重金属污染现象。

表3 土壤重金属污染评价结果

2.5场地健康风险评价

该地块所有污染物未超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)第二类用地筛选值，因此无需启动建设用地土壤污染风险评估工作，可以安全利用。

3、结论

(1)该人造板工业场地土壤重金属没有超标，不存在重金属污染现象，24个点位均满足GB36600第二类用地筛选值。

(2)在垂向上，重金属浓度均值表现出由杂填土层到黏土层随深度递减的规律。

参考文献:

[1]刘志全,石利利.英国的污染土地风险管理与修复技术[J].环境保护,2005,(10):69-73.

[2]郭鹏飞,仇雁翎,周仰原,等.杭州某污染场地土壤重金属污染调查及风险评价[J].云南化工,2018,45(5):212-216.

[6]张文毓,钟茂生,姜林,等.污染场地中VOCs的环境行为与调查评估技术[J].中国环境科学,2023,43(06):2814-2822.

[7]陈怀满.环境土壤学[M].北京:科学出版社,2005:522-523.

[8]臧振远,赵毅,尉黎,等.北京市某废弃化工厂的人类健康风险评价[J].生态毒理学报,2008,3(1):48-54.