廣州市典型工業(yè)企業(yè)周邊土壤環(huán)境質(zhì)量初步調(diào)查

＊葛 楹

（廣東省廣州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 廣東 511400）

廣州市是國(guó)內(nèi)特大型城市，工業(yè)企業(yè)眾多，工業(yè)企業(yè)聚集的地方，往往周邊也存在生產(chǎn)農(nóng)作物的農(nóng)田和居民活動(dòng)的公園綠地等，根據(jù)2005年廣州市土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測(cè)顯示，廣州市農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量與農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量受到不同程度污染，局部工業(yè)集中區(qū)、污灌區(qū)域和流域下游土壤污染形勢(shì)嚴(yán)峻。本次初步調(diào)查是針對(duì)廣州市上千家土壤污染型工業(yè)企業(yè)的分布類型，充分考慮不同工業(yè)企業(yè)由于生產(chǎn)過(guò)程和排污方式的不同而對(duì)工業(yè)企業(yè)周邊土壤污染的種類、程度存在差異，結(jié)合工業(yè)企業(yè)周邊土地利用現(xiàn)狀，主要調(diào)查周邊的土壤理化指標(biāo)、重金屬、有機(jī)污染物等，并根據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析污染程度。

據(jù)調(diào)查，廣州市內(nèi)三種比較典型的工業(yè)企業(yè)（電鍍行業(yè)、印染紡織業(yè)和稀土工業(yè)）比較符合本項(xiàng)目要求，調(diào)查組現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)了工業(yè)企業(yè)周邊土壤狀況，并進(jìn)行了布點(diǎn)、采樣和分析，分析了工業(yè)企業(yè)周邊農(nóng)田土壤理化指標(biāo)、重金屬和有機(jī)污染物含量等的現(xiàn)狀，對(duì)三種工業(yè)企業(yè)周邊農(nóng)田土壤污染種類、程度的差異性以及成因進(jìn)行初分析，為研究廣州市工業(yè)企業(yè)周邊農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行了探索，重點(diǎn)對(duì)不同工業(yè)企業(yè)周邊農(nóng)田土壤重金屬污染種類、程度的差異性以及成因進(jìn)行分析，為下一步企業(yè)周邊土壤環(huán)境質(zhì)量的調(diào)查進(jìn)行支撐性工作，為逐步完善廣州市土壤污染數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而為建立和優(yōu)化土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)探索，對(duì)土壤環(huán)境保護(hù)和污染治理，保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和人體健康，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有意義。

1.工業(yè)企業(yè)篩選和情況

（1）篩選典型企業(yè)。廣州市有印染、電鍍、采礦、醫(yī)藥、紡織、石油加工、防腐等工業(yè)對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。選取廣州市工業(yè)企業(yè)分布相對(duì)較為集中的區(qū)域，通過(guò)行業(yè)規(guī)模和周邊土壤利用情況，篩選了典型的三種工業(yè)企業(yè)進(jìn)行初步調(diào)查監(jiān)測(cè)。布點(diǎn)之前對(duì)監(jiān)測(cè)地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘探，確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位周邊情況：包括調(diào)查監(jiān)測(cè)地區(qū)的自然環(huán)境特征：水文氣象、地形、土壤類型、土壤性狀、特征等；不同工業(yè)企業(yè)的工藝生產(chǎn)過(guò)程以及其廢水、廢氣、廢渣的處理及污染物排放種類、分布、排放途徑和排放量等；了解不同工業(yè)企業(yè)周邊土壤污染的來(lái)源、歷史、面積等基本情況，確定采樣密度、方法。

表2 典型工業(yè)企業(yè)周邊土壤點(diǎn)位監(jiān)測(cè)結(jié)果匯總表（無(wú)機(jī)項(xiàng)目為mg/kg，有機(jī)項(xiàng)目為μg/kg，pH、陽(yáng)離子交換量及有機(jī)質(zhì)含量除外）

經(jīng)過(guò)廢水、廢氣排放的綜合篩選，包括起排放量、企業(yè)規(guī)模和特殊性等，綜合考慮，廢水型企業(yè)相對(duì)廢氣型企業(yè)來(lái)說(shuō)對(duì)土壤的排污風(fēng)險(xiǎn)會(huì)更大，所以選取三個(gè)不同類型的典型工業(yè)企業(yè)（工業(yè)區(qū)），即共設(shè)置三個(gè)采樣分區(qū)，分別是電鍍行業(yè)、印染紡織業(yè)和稀土工業(yè)，見(jiàn)表1。

表1 工業(yè)企業(yè)基本概況

（2）工業(yè)企業(yè)情況。①電鍍行業(yè)（工業(yè)區(qū)）。包括金屬電沉積、化學(xué)沉積、轉(zhuǎn)化膜處理等表面處理工藝技術(shù)在內(nèi)的應(yīng)用技術(shù)。其中，廢水的主要來(lái)源是生產(chǎn)中的清洗、鍍液過(guò)濾、鍍液的廢棄、更新以及鍍液的跑、冒、滴、漏等。廢氣的產(chǎn)生主要存在于電鍍生產(chǎn)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)中，主要有鍍件的酸洗以及電鍍車間鍍槽的鉻酸霧，廢氣中主要有含酸液的微氣泡和含鉻酐的微氣泡（俗稱鉻酸霧）。本次調(diào)查的電鍍行業(yè)工業(yè)區(qū)位于廣州市南部，位于水網(wǎng)密集的地方，擁有各類電鍍企業(yè)11家。

②印染紡織業(yè)。印染紡織業(yè)包括紡織、印染、化纖、服裝和紡織專用設(shè)備制造等五個(gè)部分。排放的印染廢水是我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)中重點(diǎn)污染源之一。廢水具有水量大、有機(jī)污染物濃度高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，屬較難處理的工業(yè)廢水之一。本次調(diào)查的印染紡織業(yè)廠區(qū)占地約6萬(wàn)多平方米，承接全棉、混紡等針織布的染整加工，是廣州市的廢水排放大戶，占排放總量的10%以上。

③稀土工業(yè)。稀土元素是鑭系元素加上與其同族共17種元素的總稱。隨著稀土元素在農(nóng)業(yè)以及非核工業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛，再加上稀土礦山的持續(xù)開(kāi)采，導(dǎo)致大量稀土元素進(jìn)入水體和土壤。本次調(diào)查的稀土工業(yè)是南方離子型中、重稀土全分離的生產(chǎn)型企業(yè)，占地面積4萬(wàn)余平方米，生產(chǎn)原材料有稀土原礦、鹽酸、液堿等，主要產(chǎn)品有17種稀土元素及其單一氧化物（Sc、Pm除外），主要生產(chǎn)工藝為濕法萃取分離。其廢水產(chǎn)生主要來(lái)源于萃余液、沉淀母液及洗液等，主要通過(guò)物化、氣浮、生化等工藝處理，最終排放至河中。廢氣產(chǎn)生則主要來(lái)源于儲(chǔ)灌區(qū)、溶料車間和沉淀車間，經(jīng)堿液噴淋處理，達(dá)標(biāo)排放。

2.布點(diǎn)和監(jiān)測(cè)

（1）布點(diǎn)。①本次調(diào)查的電鍍行業(yè)確定初步調(diào)查區(qū)域約5km2，采用800m×800m網(wǎng)格法均勻布點(diǎn)，理論上在網(wǎng)格中心部位取樣，根據(jù)調(diào)查對(duì)象的污染類型，沿企業(yè)廢水排放水道400m內(nèi)加密布點(diǎn)，另外，在企業(yè)廠界周邊以及潛在污染區(qū)域加密布點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)共布設(shè)24個(gè)采樣點(diǎn)，在納污口上游約1.7km處設(shè)置一個(gè)對(duì)照點(diǎn)。

②本次調(diào)查的印染紡織行業(yè)主要考慮廢水排放對(duì)土壤的污染。污水排放按水流方向，在排放口起下游400m內(nèi)，由密漸疏布設(shè)，具體布設(shè)方法以納污口為起點(diǎn)，沿企業(yè)廢水排放水道，距納污口10m、50m、100m、200m、400m處，各設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，同時(shí)，沿排水道縱向分支道，距分叉點(diǎn)10m、50m、100m、200m分別設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，另外，根據(jù)實(shí)際地形地貌，在各工廠廠界周邊100m范圍內(nèi)及其余潛在的污染區(qū)，選擇布設(shè)若干采樣點(diǎn)，共布設(shè)26個(gè)點(diǎn)位，在排污口上游約1.6km處設(shè)置一個(gè)對(duì)照點(diǎn)。

③本次調(diào)查的稀土行業(yè)確定研究區(qū)域約2.7km2，采用300m×300m網(wǎng)格法均勻布點(diǎn)，理論上在網(wǎng)格中心部位取樣，按水流方向自納污口起1000m內(nèi)，由密漸疏布設(shè)，具體布設(shè)方法以納污口為起點(diǎn)，沿廢水排放水道，距納污口10m、50m、100m、200m、400m、800m、1000m處，各設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，考慮廢氣的影響，在主導(dǎo)風(fēng)向向下，分別距廠界100m、300m、600m、1000m處各布設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)，總共布設(shè)26個(gè)點(diǎn)位，在排污口上游約1km的布設(shè)對(duì)照點(diǎn)。本次初步調(diào)查共設(shè)置了79個(gè)點(diǎn)位。

（2）采樣。工業(yè)企業(yè)排污導(dǎo)致的土壤污染一般都集中在土壤淺表層，本次采樣采集在0～20cm的表層土壤為檢測(cè)物，采用梅花布點(diǎn)方式取5點(diǎn)取樣，混勻后用四分法取2kg混合土樣裝入樣品袋為1個(gè)樣品。

（3）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。根據(jù)不同工業(yè)企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程及其污染物排放情況，本次初步調(diào)查研究監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要為土壤理化性質(zhì)3項(xiàng)（pH、陽(yáng)離子交換量、有機(jī)質(zhì)含量），重金屬8項(xiàng)（鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鋅、鎳），還有有機(jī)物苯并（a）芘1項(xiàng)一共計(jì)12項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容。

3.監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

(1)土壤理化性質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

樣品pH值均值為5.76，范圍在3.89～8.57之間，有機(jī)質(zhì)含量均值為2.2%，范圍在0.2%～9.7%。陽(yáng)離子交換量均值為13.2cmol（+）/kg，范圍在2.5～49.1cmol（+）/kg之間。

(2)重金屬監(jiān)測(cè)結(jié)果

本次企業(yè)周邊其中稀土行業(yè)周邊一個(gè)點(diǎn)位重金屬砷異常，電鍍企業(yè)周邊一個(gè)點(diǎn)位重金屬鉻、銅、鋅、鎳均異常，樣品重金屬超標(biāo)率49.4%，除鉛之外，鎘、汞、砷、鉻、銅、鋅、鎳7種重金屬均出現(xiàn)超標(biāo)，超標(biāo)率在2.5%～22.0%之間。其中鎘、銅、鎳超標(biāo)較明顯，超標(biāo)率分別為19.0%、22.0%和17.7%。汞、砷、鉻和鋅等重金屬超標(biāo)率分別為2.5%、2.5%、3.8%和7.6%。

各重金屬元素均具有較大的變異系數(shù)，均接近或超過(guò)50%，反映各元素在區(qū)域分布有較大的波動(dòng)。對(duì)照1990年廣州市土壤背景值，土壤污染累積指數(shù)（實(shí)測(cè)平均含量/廣州市背景值）除砷、鉻小于1之外，鉛等于1之外、其他重金屬元素土壤污染累積指數(shù)均大于1。可見(jiàn)，鎘、汞、銅、鋅和鎳等重金屬均存在不同程度外來(lái)輸入。

圖1 典型工業(yè)企業(yè)周邊土壤點(diǎn)位監(jiān)測(cè)結(jié)果比較

(3)有機(jī)物監(jiān)測(cè)結(jié)果

有機(jī)物苯并（a）芘均值為未檢出。

(4)不同企業(yè)類型結(jié)果差異分析

圖2 不同類型企業(yè)周邊土壤各項(xiàng)污染物均值狀況

本次調(diào)查的電鍍行業(yè)周邊土壤的鉻、銅、鋅和鎳的平均濃度顯著高于印染紡織行業(yè)和稀土行業(yè)周邊土壤，鎘、汞、鉛和苯并（a）芘在各類型土壤中均值差異不大，砷除稀土行業(yè)的個(gè)別點(diǎn)位含量較大，其他差異不大。電鍍行業(yè)銅、鎳的其超標(biāo)率也相對(duì)較高，分別為64.0%和56.0%，鎘的超標(biāo)率大致一致。

4.結(jié)論

(1)重金屬存在污染

本次調(diào)查的79樣品中，共有39個(gè)重金屬超標(biāo)樣品，重金屬樣品超標(biāo)率49.4%，鎘、汞、砷、鉻、銅、鋅、鎳7種重金屬超標(biāo)率在2.5%～42.5%之間，存在重金屬污染。

電鍍行業(yè)周邊土壤的鉻、銅、鋅和鎳的平均濃度顯著高于印染紡織行業(yè)和稀土行業(yè)周邊土壤，鎘、汞、鉛和苯并（a）芘在各類型土壤中均值差異不大，砷除五礦稀土1個(gè)點(diǎn)位含量較大，其他差異不大。

各不同類型企業(yè)周邊土壤點(diǎn)位的主要污染物均有不同，根據(jù)土壤污染分擔(dān)率公式計(jì)算：

電鍍行業(yè)周邊土壤的銅、鋅、鎳污染較明顯污染物分擔(dān)率分別為16.0%、15.1%、18.4%；印染紡織行業(yè)周邊土壤點(diǎn)位的鎘、汞、銅污染均較為明顯，鎘的污染物分擔(dān)率為26.4%，汞、銅其次，污染物分擔(dān)率分別為20.8%和14.0%；稀土行業(yè)周邊土壤點(diǎn)位的鎘、汞、鋅污染較明顯，鎘的污染物分擔(dān)率為26.5%，汞、鋅其次，污染物分擔(dān)率分別為11.8%和14.5%。

(2)局部土壤存在污染

電鍍企業(yè)周邊某區(qū)域點(diǎn)位的土壤樣品中，鎳、鋅、銅、鉻和鎘超標(biāo)，符合電鍍企業(yè)特征污染物的特征；稀土行業(yè)某區(qū)域點(diǎn)位砷超標(biāo)。