重慶市晏家工業(yè)園區(qū)土壤中釩和鋅含量的調(diào)查與評(píng)價(jià)

周洵平 ,張永江 ,陳本壽，文 勇

(1．重慶化工職業(yè)學(xué)院，重慶 610065； 2．重慶市長(zhǎng)壽區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，重慶 401220)

1 引言

當(dāng)前，工業(yè)園區(qū)中企業(yè)聚集，在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、加工過(guò)程“三廢”排放中重金屬污染物越來(lái)越多，工業(yè)園區(qū)土壤作為大氣、水體和固體廢棄物中污染物的重要受納體，重金屬會(huì)在土壤中長(zhǎng)期滯留，通過(guò)吸入揚(yáng)塵，皮膚接觸等途徑毒害人類(lèi)健康，誘發(fā)癌癥等致命疾病[1]，對(duì)工業(yè)園區(qū)的居民身體健康造成潛在威脅。國(guó)內(nèi)外對(duì)工業(yè)區(qū)及周邊土壤重金屬污染進(jìn)行了持續(xù)研究，結(jié)果表明：工業(yè)園區(qū)土壤中的部分重金屬高于當(dāng)?shù)赝寥赖闹亟饘俦尘爸礫2]；部分工業(yè)區(qū)土壤重金屬含量達(dá)到重度污染[3]；工業(yè)區(qū)附近土壤重金屬污染嚴(yán)重，不適合種植蔬菜[4]等。近年來(lái)，重慶市晏家工業(yè)園區(qū)的工業(yè)企業(yè)得到了快速發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的同時(shí)，由此導(dǎo)致的土壤污染也日趨嚴(yán)重。因此，開(kāi)展晏家工業(yè)園區(qū)土壤中釩和鋅的污染狀況調(diào)查和評(píng)價(jià)，不僅可為當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)加強(qiáng)工業(yè)園區(qū)的環(huán)境管理和治理提供依據(jù)，而且對(duì)我國(guó)工業(yè)園區(qū)土壤釩和鋅污染的研究也具有重要意義。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

重慶市晏家工業(yè)園區(qū)為國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)長(zhǎng)壽經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)晏家組團(tuán)，位于長(zhǎng)壽區(qū)西北部，緊鄰長(zhǎng)江黃金水道，與重慶兩江新區(qū)相鄰，離重慶主城區(qū)僅45 km，距江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)僅50余km，渝利、渝懷、渝萬(wàn)鐵路和渝宜、長(zhǎng)涪、三環(huán)高速交織交匯，高鐵、動(dòng)車(chē)通勤開(kāi)行，交通極為便利。園區(qū)發(fā)展綜合化工(生物醫(yī)藥)、新材料、裝備制造三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)，重慶市晏家工業(yè)園區(qū)的工業(yè)企業(yè)得到了快速發(fā)展，現(xiàn)有石油化工、天然氣化工、氯堿化工、生物質(zhì)化工、精細(xì)化工和新材料、裝備制造企業(yè)300多家，“三廢”排放量大，面臨環(huán)境問(wèn)題突出，為掌握晏家工業(yè)園區(qū)土壤中釩和鋅污染狀況，通過(guò)對(duì)晏家工業(yè)園區(qū)的土壤中釩和鋅進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析工業(yè)園區(qū)土壤中釩和鋅含量并進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，為晏家工業(yè)園區(qū)的土壤污染防治提供參考。

2.2 樣品的采集與制備

在前期對(duì)晏家工業(yè)園區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上,以具有典型性、代表性和隨機(jī)性及對(duì)晏家工業(yè)園區(qū)建成區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查并取樣，取0～20 cm表層土壤，同時(shí)記錄 GPS定位信息,共取樣51個(gè)。

2.3 樣品的測(cè)定與分析

將土壤樣品凍干后，挑除植物殘?bào)w和石礫，研磨過(guò)100目尼龍篩，土壤中釩和鋅含量依照《場(chǎng)地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估篩選值》(DB50/T 723-2016)中釩和鋅含量處理-分析測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定，并同時(shí)使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，以確保監(jiān)測(cè)的精確度。

2.4 土壤中釩和鋅污染評(píng)價(jià)方法

目前，對(duì)土壤中重金屬元素評(píng)價(jià)方法很多,結(jié)合晏家工業(yè)園區(qū)土壤特征,使用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)工業(yè)園區(qū)土壤現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。單因子指數(shù)法適用于特定區(qū)域單一重金屬污染因子的評(píng)價(jià)，全面綜合地反映土壤的重金屬污染程度普遍采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 結(jié)果與分析

3.1 工業(yè)園區(qū)土壤中釩和鋅含量特征分析

對(duì)晏家工業(yè)園區(qū)進(jìn)行取樣調(diào)查，結(jié)果顯示(表1)，土壤中釩和鋅均未超過(guò)重慶市《場(chǎng)地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估篩選值》(DB50/T 723-2016)中商服/工業(yè)用地篩選值，土壤質(zhì)量滿足工業(yè)園區(qū)建設(shè)用地要求，但其中釩、鋅的最小值與最大值差異較大，不同區(qū)域土壤中釩、鋅含量差別較大，且最大值均超過(guò)國(guó)家背景值，說(shuō)明工業(yè)園區(qū)正處于發(fā)展過(guò)程中，部分區(qū)域由于開(kāi)發(fā)較晚，對(duì)土壤的影響較小，但開(kāi)發(fā)較早的部分區(qū)域，受企業(yè)生產(chǎn)、污染物排放和道路運(yùn)輸?shù)扔绊?，土壤釩、鋅有顯著上升。釩和鋅含量的變異系數(shù)均超過(guò)50%，說(shuō)明這兩種重金屬含量受周?chē)h(huán)境及人為因素影響較大，同時(shí)其含量最大值分別為國(guó)家背景值的237.17%和533.17%，說(shuō)明晏家工業(yè)園區(qū)部分區(qū)域土壤中釩和鋅也存在不同程度的積累現(xiàn)象,應(yīng)予以重視。

表1 研究區(qū)域土壤中重金屬含量描述性統(tǒng)計(jì)

3.2 工業(yè)園區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)土壤中重金屬污染程度的方法很多，目前普遍采用的方法有單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)，根據(jù)土壤中各金屬元素測(cè)定值與土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算重金屬污染指數(shù)，即為單因子指數(shù)，其計(jì)算公式為：

Pi=Ci/Si

(1)

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計(jì)算公式為：

P={[(Ci/Si)2max+(Ci/Si)2ave]/2}1/2

(2)

上式中Ci為實(shí)測(cè)值，Si為土壤重金屬元素的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，目前我國(guó)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)工業(yè)用地的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，考慮工業(yè)園區(qū)土壤滿足維護(hù)人體健康要求，鋅的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995) 中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，且研究區(qū)域所測(cè)土壤樣品偏堿性，因此取pH>7.5值的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。釩的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用前蘇聯(lián)于1984年規(guī)定了土壤中釩的最高允許質(zhì)量分?jǐn)?shù)為150×10-6[6](表2)。

表2 研究區(qū)域土壤中重金屬污染程度評(píng)價(jià)

由表2可知，單因子污染指數(shù)Pi值排序?yàn)殇\>釩，其最大污染指數(shù)均大于1，為輕度污染，表明研究區(qū)域部分土壤中釩和鋅存在明顯的局部聚集和污染現(xiàn)象[7～9]。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計(jì)算結(jié)果表明，研究區(qū)域內(nèi)土壤中釩和鋅綜合污染指數(shù)為0.99，污染等級(jí)為2級(jí)，屬于尚清潔(警戒線)，說(shuō)明研究區(qū)域土壤雖然未受到污染，但綜合污染指數(shù)已大于0.7，為警戒線范圍，晏家工業(yè)園區(qū)土壤中釩和鋅有污染趨勢(shì)。

4 結(jié)論

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和布點(diǎn)采樣，將專(zhuān)業(yè)化驗(yàn)室分析測(cè)試獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并用單因子指數(shù)和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：①晏家工業(yè)園區(qū)中土壤中釩和鋅均未超過(guò)重慶市《場(chǎng)地土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估篩選值》(DB50/T 723-2016)中商服/工業(yè)用地篩選值，土壤質(zhì)量滿足工業(yè)園區(qū)建設(shè)用地要求。②土壤中釩和鋅單因子污染指數(shù)最大值均超過(guò)1，部分區(qū)域土壤中釩、鋅元素屬于輕度污染，土壤中釩、鋅污染程度由高到低依次為鋅>釩。③所測(cè)土壤重金屬的內(nèi)梅羅綜合污染綜合指數(shù)為0.99，屬于警戒級(jí)，但總體污染狀況仍屬較清潔。④所測(cè)土壤中釩和鋅最大值均超過(guò)國(guó)家背景值，說(shuō)明園區(qū)部分區(qū)域土壤中釩和鋅有顯著上升。⑤綜上所述，因園區(qū)土地開(kāi)發(fā)、企業(yè)生產(chǎn)、污染排放和道路運(yùn)輸?shù)扔绊?，土壤中釩和鋅含量有顯著上升，工業(yè)園區(qū)部分區(qū)域土壤中釩和鋅屬存在明顯的局部聚集和污染現(xiàn)象，在今后晏家工業(yè)園區(qū)的運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境管理，開(kāi)展土地利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)并采取切實(shí)可行的環(huán)保措施，避免園區(qū)土壤的釩和鋅污染加劇。