化工企業(yè)場地土壤重金屬的檢測與分析

陳 涓

（湖南省分析測試中心有限公司，湖南 長沙 410000）

引言

當(dāng)今城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)下，很多工廠和公司因生態(tài)環(huán)境污染而被關(guān)停、倒閉和遷建。廢舊土地資源將逐漸整體規(guī)劃為城市綠地、公用設(shè)施乃至住宅用地。以往工廠和公司在生產(chǎn)過程中排出的三廢等污染物難以避免會污染土壤層，造成重金屬、有機(jī)化學(xué)有害物質(zhì)等污染物含量高的現(xiàn)象。除此之外，交通出行、工業(yè)生產(chǎn)、工程建設(shè)、大氣沉降等因素的影響下，也會加重土壤重金屬污染[1]。重金屬具備移動性差、隱敝、易聚集、難溶解等特性，且可以生物鏈轉(zhuǎn)移，會對人體健康造成直接或間接地危害。因此，本文對化工企業(yè)場地土壤重金屬情況進(jìn)行檢測和分析，通過了解該地土壤重金屬污染情況，作為土壤恢復(fù)或者修復(fù)的一項指標(biāo)，為土地的進(jìn)一步合理利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

某化工廠位于湖南長沙，于2014 年因重金屬污染關(guān)停并轉(zhuǎn)。該企業(yè)建立于2006 年，主要從事電解錳生產(chǎn)、銷售；電解錳原材料及錳系列等產(chǎn)品的銷售，2017 年停止生產(chǎn)。該化工企業(yè)場地土壤污染源為重金屬污染，因生產(chǎn)過程中填產(chǎn)生大量重金屬元素埋于地下，雖然已經(jīng)進(jìn)行清理，但因土壤深層污染較為嚴(yán)重，一直尚未進(jìn)行再次合理開發(fā)利用。為靈活運(yùn)用該地域土地資源，提升綠地總面積，提升土地資源生產(chǎn)效率，修復(fù)生物的多樣性，對廢舊土地資源開展了土壤重金屬檢測分析。

1.2 土地采集和制備

1.2.1 設(shè)定采樣點

分析全部場所的劃分狀況，依據(jù)2019 年我國出臺的《建設(shè)用地土壤環(huán)境調(diào)查評估技術(shù)指南》和《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》，對場地土壤重金屬污染情況進(jìn)行檢測分析。首先進(jìn)行污染識別，然后對涉嫌污染區(qū)域進(jìn)行初步調(diào)查篩選。設(shè)置取樣點時，每個取樣點的連接范圍不得超過400 m2，其它區(qū)域不得超過1 600 m2。

在涉嫌污染區(qū)設(shè)置取樣點時，選擇網(wǎng)格布點，根據(jù)每400 m2至少一個取樣點的原則，設(shè)置34 個；其它區(qū)域根據(jù)每1 600 m2至少一個取樣點的原則，設(shè)置36 個。并于場地上游設(shè)置對照點，數(shù)量1 個，共設(shè)置71 個采樣點。取樣過程中，保持最低土壤垂直方向采樣深度以上（1.5 m），0.5 m/個，餅根據(jù)取樣時的地勢、建筑物和風(fēng)向等因素，調(diào)整取樣深度。

1.2.2 確定分析項目

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況及《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GBl 5618—1995）確定本次調(diào)查分析項目為鉻、砷、鎳、鉛共4 個項目。

1.2.3 樣品采集

將土壤樣品儲存在準(zhǔn)備好的廣口玻璃瓶中，采集時和儲存時要快速，盡量縮短時間，避免因在空氣中暴露時間較長產(chǎn)生二次污染。裝入玻璃瓶后密封好，將樣品運(yùn)到4 ℃下的試驗室進(jìn)行分析；填好詳細(xì)的現(xiàn)場記錄卡，包含顏色、土壤層深度、土壤質(zhì)地等。樣品貼好標(biāo)簽，標(biāo)明采樣人、編號、日期。

1.3 方法[2]

土壤重金屬的測量：按照《土壤質(zhì)量鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》（GB/T 17141—1997）的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量，土壤樣品重量精確為0.2 g，在聚四氟乙烯鉗鍋電熱板上添加HNO3-HF-HClO4，進(jìn)行消解、定容。Cr、Ni、As 和Pb 重金屬的含量用原子吸收分光光度法測量。為確保得到數(shù)據(jù)信息的真實度和穩(wěn)定性，在試驗操作過程中設(shè)定平行樣品，各重金屬的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）不超過5%。

1.4 污染程度評價標(biāo)準(zhǔn)[3]

該調(diào)查場地所在區(qū)域規(guī)劃為發(fā)展備用地，擬作住宅地，場地土壤污染狀況評價篩選值采用《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600—2018）中的第一類用地篩選值，以及《場地土壤環(huán)境風(fēng)險評價篩選值》（DB11/T 811—2011）中的住宅及公共用地篩選值作為評價依據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤中重金屬含量樣品統(tǒng)計分析

對采集的土壤重金屬含量樣品進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示4 項重金屬（Cr、Ni、As 和Pb）項目中，并非所有元素全部超標(biāo)。超標(biāo)元素主要是砷和鉛，特別是砷比標(biāo)準(zhǔn)篩選值超出5 倍之多[4]。土壤樣品統(tǒng)計分析，如表1所示。

表1 土壤樣品統(tǒng)計分析

經(jīng)過分析可知，土壤重金屬濃度中含量最高的為砷。如表2 所示，按照土壤深度來看，深度從0.5 m～1.5 m內(nèi)濃度最高的金屬元素均為鉻，具有最大平均值。

表2 不同深度中不同重金屬平均值

2.2 污染成因分析

2.2.1 企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動過程中的污染

污染物最終還是會儲存在土壤，化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一些污染物，大部分情況下在自然環(huán)境中釋放出的污染物還是會進(jìn)入土壤。該企業(yè)的生產(chǎn)時間約為10 年，場地土壤因為長期使用累積的污染比較明顯，特別是長期性排出和累積的重金屬污染物數(shù)量越來越多，更容易污染土壤產(chǎn)生危害，導(dǎo)致重金屬含量過高[5]。

場地內(nèi)的污染物通常來源于生產(chǎn)車間，生產(chǎn)車間周邊更容易出現(xiàn)重金屬污染物，且含量較高。在特定因素的影響下，化工廠企業(yè)受到時間和技術(shù)等因素的限制，生產(chǎn)工藝流程和機(jī)器設(shè)備相對較差，甚至采購的原料也有較高的有害成份，污染物排量較大。

化工企業(yè)的早期發(fā)展中，生產(chǎn)經(jīng)營和管理模式為粗放式狀態(tài)，很多制度和規(guī)則不夠完善，環(huán)境保護(hù)意識不足，特別是受到我國環(huán)境保護(hù)工作起步較晚的影響，在處理土壤污染時，缺乏相應(yīng)的方法和對策，土壤污染問題比較嚴(yán)重。

2.2.2 企業(yè)拆除活動過程中的污染

2017 年該化工企業(yè)關(guān)停遷建，原場地一直閑置，生產(chǎn)設(shè)備拆除后依然保留部分構(gòu)筑物。但是因拆除較早，拆除規(guī)范不過關(guān)，環(huán)境污染治理方案不夠完善，缺乏相對的方法，污水、固體廢棄物、殘余物和殘余污染物會對土壤造成嚴(yán)重污染。

2.2.3 場地廢棄后的污染

2017 年該化工企業(yè)關(guān)停關(guān)停遷建后長期處于廢棄狀態(tài)，對于重金屬產(chǎn)生的污染和場地中其它的殘留廢棄物并未及時處理。被雨水等長期淋溶后，污染物擴(kuò)散至深層土壤層，導(dǎo)致土壤污染深度不斷增加。

3 結(jié)論

1）用《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（GB 36600—2018）和《場地土環(huán)境風(fēng)價篩選值》（DB11/T 811—2011）作為篩選依據(jù)，對比標(biāo)準(zhǔn)篩選值可知，企業(yè)化工場地中重金屬元素含量尚未超過篩選值，不過砷和鉛金屬元素存在樣品超標(biāo)現(xiàn)象，超標(biāo)數(shù)量分別為有4 和2，超標(biāo)率分別為2.86%和1.43% 。

2）分析企業(yè)化工場地土壤重金屬污染的分布特點，從0.5 m～1.5 m均存在不同程度的污染。其中，砷和鉛的超標(biāo)點位相同，坐落于生產(chǎn)車間周邊。盡管很少，但工業(yè)化生產(chǎn)導(dǎo)致的環(huán)境污染特性相對顯著。

3）化工企業(yè)場地中一部分土地存在嚴(yán)重的砷和鉛重金屬污染，重新開發(fā)利用前，需要做好人體健康風(fēng)險測評工作，控制在人體健康能接受范圍內(nèi)。