污染場(chǎng)地土壤污染調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

孫中文

（烏魯木齊京誠檢測(cè)技術(shù)有限公司，新疆 烏魯木齊 830011）

1 引言

在改革開放后，我國各個(gè)城市的發(fā)展屬于粗放式的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，重點(diǎn)是促進(jìn)我國各個(gè)工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在此過程中，缺乏對(duì)周邊環(huán)境和土壤的關(guān)注度，使得一些工業(yè)企業(yè)在發(fā)展中沒有重視工業(yè)中的廢渣、廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境和土壤的影響，使生態(tài)環(huán)境和土壤造成了污染。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，我國進(jìn)一步將各個(gè)城市的發(fā)展重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到對(duì)環(huán)境的綠色友好發(fā)展中，加大對(duì)生態(tài)環(huán)境和土壤的重視力度。然而，在一些城市中，土壤已經(jīng)遭到了非常嚴(yán)重的污染，在治理土壤時(shí)需要消耗較大的治理費(fèi)用。此時(shí)，可以通過對(duì)污染場(chǎng)地土壤污染的調(diào)查分析進(jìn)一步掌握土壤的具體污染情況，并準(zhǔn)確地分析出土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，根據(jù)調(diào)查和評(píng)估的結(jié)果制定出相應(yīng)的治理措施，為后期土壤防治奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)而言之，對(duì)污染場(chǎng)地土壤污染進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和分析可以進(jìn)一步促進(jìn)各個(gè)城市的發(fā)展，從而提升城市規(guī)劃發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)進(jìn)度，還可以提高城市中生態(tài)環(huán)境的品質(zhì)，為人們的日常生活提供舒適安全的生態(tài)環(huán)境。因此，對(duì)污染場(chǎng)地土壤污染調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有著非常大的意義。

2 污染場(chǎng)地土壤多環(huán)芳烴的具體分析與研究

2.1 污染場(chǎng)地土壤中多環(huán)芳烴分布規(guī)律

在絕大多數(shù)污染場(chǎng)地的土壤中，因?yàn)橐恍┕I(yè)廢渣、廢水以及雜質(zhì)等原因，使得土壤中積存了大量的多環(huán)芳烴，而該種多環(huán)芳烴進(jìn)入到土壤中，會(huì)發(fā)生一系列的分配、沉降、遷移等，影響多環(huán)芳烴在土壤中的具體分布情況。多環(huán)芳烴在土壤中呈現(xiàn)豎直方向的分布情況，在具體土壤表面150 mm的豎直區(qū)域中多環(huán)芳烴的含量最多，而在200 mm以下的區(qū)域中，多環(huán)芳烴的含量在逐漸減少。相關(guān)專家在對(duì)土壤中多環(huán)芳烴分布的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，土壤中多環(huán)芳烴的分布規(guī)律是按照W（5-20）>W（a.5）>W（20-40）>W（0-1a0）的規(guī)律[1]。與此同時(shí)，有些研究人員在對(duì)某地區(qū)污染場(chǎng)地土壤污染的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，多環(huán)芳烴的分布規(guī)律為在土壤的表層和次表層區(qū)域中多環(huán)芳烴的含量最多，而隨著土壤深度的加大，相應(yīng)的多環(huán)芳烴的含量也在逐漸降低[2]。而外國專家對(duì)土壤中多環(huán)芳烴分布的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)[3]，多環(huán)芳烴的分布是按照有機(jī)物的圈層的規(guī)律，其中，多環(huán)芳烴在有機(jī)物圈層四環(huán)中的含量最多，之后是5環(huán)、6環(huán)、3環(huán)，而含量最少的是2環(huán)。多環(huán)芳烴在土壤中會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的吸附功能，從而參與土壤水的實(shí)際運(yùn)移過程中，進(jìn)而對(duì)環(huán)境造成惡劣的影響。多環(huán)芳烴的吸附是依靠自身與固體表面之間的化學(xué)力、靜電以及范德華力作用，在相對(duì)較快的吸附過程中，多環(huán)芳烴可以準(zhǔn)確快速地移動(dòng)到污染土壤的硫水表面進(jìn)行吸附。而在慢的吸附過程中，多環(huán)芳烴移到污染土壤基體難到達(dá)的區(qū)域中，此部分多環(huán)芳烴不容易被土壤中的微生物分解和利用，進(jìn)而存留在土壤環(huán)境中，發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)土壤造成一定的影響[4]。

2.2 土壤中多環(huán)芳烴的遷移轉(zhuǎn)化

2.2.1 多環(huán)芳烴在土壤中的具體化學(xué)反應(yīng)

多環(huán)芳烴進(jìn)入土壤環(huán)境中，不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)被微生物分解，而是會(huì)逐漸地積累，當(dāng)積累到一定量時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。多環(huán)芳烴的半衰期≥2個(gè)月，最長(zhǎng)的半衰期是四五年。多環(huán)芳烴在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在土壤中某些礦物質(zhì)的作用下轉(zhuǎn)化為其他成分的物質(zhì)。與此同時(shí)，多環(huán)芳烴還會(huì)在光照的作用下，轉(zhuǎn)為為一些酚類或者芳香族酸類的其他物質(zhì)或者是毒性較高的多環(huán)芳烴的物質(zhì)。

2.2.2 多環(huán)芳烴在土壤環(huán)境中的生物降解與轉(zhuǎn)化過程

當(dāng)多環(huán)芳烴進(jìn)入到土壤中時(shí)，會(huì)根據(jù)土壤中的實(shí)際情況，將土壤表面的污染經(jīng)過液態(tài)逐漸遷移到深層土壤中。絕大多數(shù)多環(huán)芳烴在土壤中是以吸附態(tài)或乳化態(tài)的形式存在，并且會(huì)受到土壤中各種因素的影響，從而發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化的過程。其中經(jīng)過一系列的物理遷移、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生變化，進(jìn)一步改變?cè)谕寥拉h(huán)境中的分布情況。在土壤環(huán)境中，有機(jī)物質(zhì)會(huì)在植物細(xì)胞中進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，從而降低植物中的毒素含量。在土壤環(huán)境中的多環(huán)芳烴會(huì)從植物的根部逐漸進(jìn)入到植物的整體內(nèi)部區(qū)域中，并逐漸積累，在達(dá)到一定含量后發(fā)生多環(huán)芳烴的轉(zhuǎn)化過程，通過基化作用將多環(huán)芳烴轉(zhuǎn)化為單環(huán)芳烴和經(jīng)基化合物并積累在土壤中的植物體內(nèi)，最終經(jīng)過相應(yīng)的食物鏈進(jìn)入到人體內(nèi)，影響著人體的健康水平[5]。此外，土壤中的多環(huán)芳烴可以借助微生物進(jìn)行降解處理，微生物品種的不同以及代謝水平的不同，導(dǎo)致降解效果不同。在降解的過程中，微生物可以將多環(huán)芳烴視為自身代謝過程中的碳源和能源。而另一種方法微生物將多環(huán)芳烴與其他有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合，從而保證自身的代謝水平，進(jìn)一步降低土壤中多環(huán)芳烴的含量。多環(huán)芳烴屬于一種難降解的有機(jī)污染物，在進(jìn)入到土壤中時(shí)，降解一小部分難降解的污染物，而絕大多數(shù)的多環(huán)芳烴積存在土壤中，隨著時(shí)間的推移，多環(huán)芳烴自身的毒性、可提取性以及有效性等逐漸降低，此過程就屬于多環(huán)芳烴的老化過程。

3 污染場(chǎng)地土壤污染調(diào)查與分析

3.1 污染場(chǎng)地土壤主要特征

3.1.1 土壤的隱蔽性和滯后性

在污染場(chǎng)地的土壤中，土壤受到污染很難被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和察覺，具有一定的隱蔽性和滯后性，在后期通過對(duì)土壤樣品的分析、植物的檢測(cè)以及其他性質(zhì)，才能進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)土壤受到了污染。

3.1.2 土壤的累積性

與其他污染相對(duì)比，土壤中的污染容易產(chǎn)生積聚，污染物難分解，進(jìn)而在進(jìn)入到土壤中時(shí)不容易被有機(jī)質(zhì)分解或利用，此時(shí)就會(huì)在土壤中出現(xiàn)遷移、擴(kuò)散等現(xiàn)象，進(jìn)一步加大了土壤的污染程度，使得污染物在土壤中逐漸地積累。

3.1.3 土壤污染具有不均勻性

在土壤中，由于土壤性質(zhì)在每個(gè)區(qū)域中存在一定的差異以及微生物在土壤中的具體分布也存在差異，進(jìn)一步使污染物在土壤中的移動(dòng)速度出現(xiàn)了差異，使土壤中每種污染物的分布出現(xiàn)了差異。

3.1.4 土壤的不可逆轉(zhuǎn)性

在污染場(chǎng)地中，一些工業(yè)區(qū)域所產(chǎn)生的重金屬、廢渣、廢水等雜質(zhì)進(jìn)入到土壤中，使得土壤受到了污染，而且此類物質(zhì)不容易被微生物降解，在土壤中逐漸累積，導(dǎo)致土壤中的污染物含量逐漸增加，更關(guān)鍵的是在短時(shí)間內(nèi)土壤中的污染物不可逆轉(zhuǎn)，需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間才能夠被微生物降解。

3.1.5 土壤的治理具有艱巨性

當(dāng)土壤受到污染時(shí)，如果只依靠減少污染源的排放，土壤很難在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到原狀。與此同時(shí)，治理受到污染土壤時(shí)，需要花費(fèi)較多的費(fèi)用，治理的周期較長(zhǎng)、難度較大。工業(yè)廢棄物進(jìn)入到土壤中，會(huì)影響到土壤正常的理化性質(zhì)，降低土壤生產(chǎn)潛力，影響了土壤的性能，甚至土壤污染會(huì)進(jìn)入到地下水中，從而影響到水源的安全[6]。

3.2 污染場(chǎng)地土壤環(huán)境容量

土壤環(huán)境容量又稱土壤負(fù)載容量，用于維持土壤的正常結(jié)構(gòu)與功能，并保證農(nóng)產(chǎn)品的生物學(xué)產(chǎn)量與質(zhì)量的前提下，土壤環(huán)境所能容納污染物的最大負(fù)荷量。簡(jiǎn)單說，土壤環(huán)境容量是對(duì)土壤中各種污染物進(jìn)行總量控制與環(huán)境管理的重要指標(biāo)之一，通過對(duì)影響土壤環(huán)境的一系列污染的控制和各項(xiàng)行為的控制進(jìn)一步保證土壤自身的凈化性能，使得土壤可以處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)中。土壤種類的不同，所對(duì)應(yīng)的土壤環(huán)境容量也存在一定的差異。而在相同土壤條件下，對(duì)各種污染物的容量也存在較大的差異。土壤環(huán)境容量取決于污染物的性質(zhì)，土壤凈化能力的大小，污染物的總量以及土壤的背景值。因而隨著污染場(chǎng)地中污染物總量的不斷增加以及污染物自身性質(zhì)會(huì)影響土壤環(huán)境容量的數(shù)值，降低土壤的性質(zhì)[7]。

在污染場(chǎng)地土壤中，各種重金屬污染物的殘留會(huì)影響土壤的酸堿度、有機(jī)質(zhì)的含量、質(zhì)地以及生產(chǎn)能力。此外，隨著污染物在土壤中的積累，降低了土壤的理化性質(zhì)，進(jìn)一步影響了土壤環(huán)境容量。例如，對(duì)于鎘元素來說，在酸性土壤中活性更大，在土壤環(huán)境容量中的關(guān)系是草甸褐土最多，而在紅壤性水稻土中的環(huán)境容量是最少的，草甸棕壤中鎘元素的環(huán)境容量適中。簡(jiǎn)而言之，在當(dāng)前污染場(chǎng)地土壤中，隨著各種污染物進(jìn)入到土壤環(huán)境中，降低了土壤環(huán)境容量，進(jìn)而影響了土壤中各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程和作物的正常生長(zhǎng)。

4 污染場(chǎng)地土壤污染調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

4.1 污染場(chǎng)地土壤污染的來源

4.1.1 大氣沉降造成的土壤污染

地球的大氣環(huán)境隨著時(shí)間的發(fā)展已經(jīng)形成一個(gè)穩(wěn)定性極強(qiáng)的大氣環(huán)境體系，其中各種物質(zhì)包括了硫、氮以及其他重金屬物質(zhì)的含量維持在穩(wěn)定數(shù)值中。但是隨著我國工業(yè)化水平的不斷提升，一些化石燃料的大量燃燒，排放出大量的酸性氣體和其他重金屬，進(jìn)一步破壞了大氣環(huán)境體系的穩(wěn)定性以及各種物質(zhì)含量的平衡。在對(duì)當(dāng)前污染氣體排放的調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，所排放的汞、鋅、鉛等重金屬的含量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了自然界所排放重金屬含量的數(shù)倍。更關(guān)鍵的是，人們?nèi)粘；顒?dòng)所排放出的二氧化硫，氮氧化氣體的含量已經(jīng)超過了自然界所排放氣體的6倍和1.5倍。而這些污染氣體的排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)破壞了大氣環(huán)境體系的平衡，進(jìn)而使得大氣中的一些有毒物質(zhì)沉降到土壤環(huán)境中，造成土壤污染。

4.1.2 工業(yè)廢水和生活污水排放造成的土壤污染

近幾年，我國的污水排放總量持續(xù)增長(zhǎng)，2014年中國城市污水年排放量445.34億平方米，2018年增至521.12億平方米。而在2020年全國廢水排放過程中，化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷、石油類、揮發(fā)酚等量值分別為2 564.76萬噸、98.40萬噸、322.34萬噸、33.67噸、3 734.0噸、59.8噸。而在廢水中包含了多種有毒有害物質(zhì)，包括了汞、六價(jià)鉻、鉛、砷、揮發(fā)酚、氰化物等。其中在一些開礦區(qū)域所排放的工業(yè)廢水中包含了大量的重金屬化合物等，而這些污水的排放都會(huì)對(duì)土壤造成一定程度的影響，使一些有毒有害物質(zhì)進(jìn)入到土壤中，破壞了土壤中各種物質(zhì)的平衡[8]。

4.1.3 工業(yè)固廢和城市垃圾造成的土壤污染

當(dāng)前工業(yè)所產(chǎn)生的固體廢棄物主要是由一些開采行業(yè)、冶金、化工產(chǎn)業(yè)加工所產(chǎn)生的固體廢棄物，在這些廢棄物中包括了煤矸石、鉻渣、粉煤灰、堿渣等，當(dāng)前我國固體廢棄物的數(shù)量在降低，但是工業(yè)中所產(chǎn)生的固體廢棄物較多，因而會(huì)占據(jù)更多的土地面積，進(jìn)一步造成土壤的污染，另一方面，郊區(qū)化過程中，一些企業(yè)存在非法拆解、加工廢舊物資、焚燒、酸洗、土冶煉等活動(dòng)，進(jìn)一步導(dǎo)致郊區(qū)的土壤不能耕種，土壤受到嚴(yán)重的污染。而工業(yè)廢棄物所造成的土壤污染是非常嚴(yán)重的。2011年，云南省曲靖市一家化工公司違規(guī)堆放鉻渣20多年，直到附近養(yǎng)羊戶牲畜無故死亡才被發(fā)覺。2013年，遼寧省錦州市某鐵合金企業(yè)，違規(guī)堆放鉻渣，導(dǎo)致近20平方公里范圍內(nèi)的水質(zhì)遭受六價(jià)鉻污染，7個(gè)自然村1 800眼水井的水不能飲用。除了非法傾倒、焚燒工業(yè)固體廢物會(huì)引起土壤環(huán)境污染，在正常的工業(yè)固體廢物處置過程中，也容易產(chǎn)生二次污染。而當(dāng)前隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，與以往的城市垃圾不同，當(dāng)前城市中所造成的垃圾也存在較多的重金屬和其他有毒有害物質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致土壤受到了污染。

4.1.4 農(nóng)藥化肥施用造成的土壤污染

在當(dāng)前農(nóng)作物的種植過程中，農(nóng)民為了提高作物產(chǎn)量，會(huì)使用一些化學(xué)農(nóng)藥消滅雜草和害蟲。2020年，我國農(nóng)藥使用總量為26萬噸左右，其中有些農(nóng)戶在選擇農(nóng)藥時(shí)，并沒有根據(jù)農(nóng)作物的實(shí)際情況選擇相對(duì)應(yīng)的農(nóng)藥，在使用農(nóng)藥時(shí)為了方便沒有按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，降低農(nóng)作物產(chǎn)量的同時(shí)，還會(huì)將部分農(nóng)藥殘留在土壤中，而隨著時(shí)間的堆積，土壤中農(nóng)藥含量也會(huì)逐漸積累，從而造成土壤污染。

4.2 污染場(chǎng)地土壤的污染分級(jí)

為了進(jìn)一步對(duì)污染場(chǎng)地土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，需要建立起相應(yīng)的土壤污染等級(jí)劃分，對(duì)土壤的實(shí)際污染情況采取相應(yīng)的治理措施[6]。污染場(chǎng)地土壤的污染等級(jí)可以劃分為五個(gè)等級(jí)：第一是初級(jí)的污染，也就是某個(gè)地區(qū)中土壤污染的表層中一些重金屬元素的含量超過了未被污染狀態(tài)下土壤中各個(gè)元素的含量，進(jìn)而使得地球化學(xué)元素的區(qū)域性分布。此時(shí)就需要對(duì)造成土壤污染情況的原因進(jìn)行深入地分析，并立即采取相應(yīng)的治理措施，恢復(fù)土壤的狀況。第二等級(jí)是二次污染，由于工業(yè)在日常生產(chǎn)中所排放的廢渣、固體廢棄物以及其他物質(zhì)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所排放的一些農(nóng)藥等對(duì)該地區(qū)的土壤造成了污染，使得一些重金屬的含量超過標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下土壤表層中重金屬的含量，進(jìn)而使得一些土壤中各種元素的分布出現(xiàn)了差異。因此就需要對(duì)土壤中各種元素的變化趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)地分析，并根據(jù)該地區(qū)中的生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行土壤的評(píng)估。第三等級(jí)是第三級(jí)污染，在該等級(jí)中，因?yàn)楣I(yè)化生產(chǎn)所排放的大量廢棄物以及采礦企業(yè)排放的大量礦渣，進(jìn)而使得該地區(qū)土壤中各種元素的含量遠(yuǎn)超過了標(biāo)準(zhǔn)含量，而在各個(gè)礦化分布區(qū)域中相應(yīng)土壤元素的含量出現(xiàn)了顯著增加，更關(guān)鍵的是，地球化學(xué)元素的分布出現(xiàn)了異常狀態(tài)。當(dāng)土壤污染達(dá)到第三等級(jí)時(shí)，相關(guān)的工作人員一定要及時(shí)檢測(cè)土壤中元素含量的實(shí)際情況，并檢測(cè)土壤的生態(tài)狀況。第四等級(jí)是污染，各個(gè)工業(yè)企業(yè)在日常生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)中排放出許多廢棄物、污染水源，采礦企業(yè)所排放的大量礦渣和重金屬等，使得一些地區(qū)土壤表層中的重金屬元素含量出現(xiàn)了飛速提升，地球化學(xué)元素的分布出現(xiàn)了非常明顯的異常情況。當(dāng)土壤污染達(dá)到該等級(jí)時(shí)，一定要對(duì)土壤元素含量的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，從而準(zhǔn)確地分析出該地區(qū)中土壤污染的具體情況，以及是否會(huì)影響到人們的日常生活和安全。而最后是第五級(jí)污染，土壤污染是最嚴(yán)重的，土壤中各種元素的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了正常情況下的含量數(shù)值，而地球化學(xué)元素的分布主要是集中在異常區(qū)域的中部地區(qū)中。如果該地區(qū)土壤適用于農(nóng)業(yè)種植時(shí)，需要立即對(duì)土壤進(jìn)行治理和修復(fù)，進(jìn)一步恢復(fù)土壤的狀況。而如果是用于人們的日常生活居住，需要立即進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和實(shí)時(shí)檢測(cè)，有必要時(shí)需要搬離該地區(qū)。總而言之，對(duì)污染場(chǎng)地土壤污染的調(diào)查分析，相關(guān)的技術(shù)人員一定要根據(jù)該地區(qū)場(chǎng)地土壤的實(shí)際情況確定出污染等級(jí)，從而采取相應(yīng)的治理措施，最大化地減少土壤污染的擴(kuò)散和延伸。

5 結(jié)論

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市的發(fā)展規(guī)模在快速提升，進(jìn)一步增加了城市中工業(yè)企業(yè)的數(shù)量。而隨著工業(yè)企業(yè)的增加[9]，所排放出的固體廢棄物、廢渣、工業(yè)廢水以及其他污染物的數(shù)量在不斷地增加，進(jìn)而會(huì)對(duì)周邊的土壤造成一定程度的影響。此外，在日常生活中，城市中的生活垃圾和農(nóng)業(yè)垃圾也會(huì)對(duì)土壤造成污染。而這些垃圾經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的堆積，一些重金屬污染物以及難降解污染物會(huì)逐漸進(jìn)入到土壤中，一小部分被土壤中的微生物分解并利用，但是大多數(shù)的污染物積累在土壤中，隨著重金屬污染物含量的增加，嚴(yán)重影響著土壤的各項(xiàng)性質(zhì)。此時(shí)就需要對(duì)污染場(chǎng)地土壤污染進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和污染源進(jìn)行詳細(xì)分析與研究，從而根據(jù)研究和評(píng)估結(jié)果采取科學(xué)合理化的治理措施，最大化地減少污染土壤中重金屬污染物的含量，減少對(duì)土壤的污染程度，提高土壤中的各項(xiàng)性質(zhì)，使土壤中各種元素的含量維持在正常狀態(tài)下的含量范圍內(nèi)，避免造成對(duì)水源的后續(xù)污染，保證人們?nèi)粘Ｉ畹陌踩?/p>