電鍍廠周邊農(nóng)田土壤重金屬污染特征及綜合評(píng)價(jià)

摘要：本文對(duì)某電鍍廠南北兩側(cè)農(nóng)田土壤進(jìn)行采樣分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，查明重金屬污染原因。由于企業(yè)內(nèi)部管理缺失，在雨季地表徑流作用下，重金屬?gòu)碾婂儚S大門、溝渠等遷移至農(nóng)田。其間通過單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)和潛在生態(tài)危害指數(shù)評(píng)價(jià)，對(duì)污染區(qū)域進(jìn)行分級(jí)，為后續(xù)監(jiān)測(cè)提供依據(jù)，也為污染土壤的風(fēng)險(xiǎn)管理奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：土壤；重金屬；污染特征；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2023）05-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.05.034

Abstract： This paper conducts sampling analysis on the soil of farmland in the south and north sides of a certain electroplating plant， combined with on-site investigation， to identify the causes of heavy metal pollution. Due to a lack of internal management within the enterprise， heavy metals migrate from electroplating plant gates， ditches， etc. to farmland under the influence of surface runoff during the rainy season. During this period， the polluted areas are graded through single factor pollution index evaluation and potential ecological hazard index evaluation， providing a basis for subsequent monitoring and laying a foundation for risk management of contaminated soil.

Keywords： soil; heavy metals; pollution characteristics; comprehensive evaluation

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，電鍍產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛做出重要貢獻(xiàn)[1-2]。但是，由于電鍍產(chǎn)業(yè)管理不規(guī)范、偷排漏排嚴(yán)重、監(jiān)管不到位等原因，部分電鍍企業(yè)周邊環(huán)境遭受嚴(yán)重污染，直接危害人體健康[3]。因此，開展電鍍企業(yè)周邊土壤重金屬污染狀況調(diào)查具有重要意義。本文以已查明存在重金屬污染的某電鍍廠周邊農(nóng)田為研究對(duì)象，采集農(nóng)田土壤樣品，分析土壤中重金屬濃度、分布特征及風(fēng)險(xiǎn)，為污染土壤的風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

某電鍍廠為鍍鋅廠，建于20世紀(jì)50年代，占地面積為1 800 m2，主要為零件鍍鋅。2012年，該電鍍廠停產(chǎn)，鍍鋅生產(chǎn)車間場(chǎng)地閑置。土壤污染狀況調(diào)查顯示，地塊內(nèi)土壤中鉻、鋅、鎳、六價(jià)鉻超過《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600—2018）的第二類用地篩選值，該地塊已采取相應(yīng)管控措施。該電鍍廠南北兩側(cè)為農(nóng)田，東西兩側(cè)為林地，企業(yè)疏于管理，雨季雨水向外直排，農(nóng)田存在重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。

2 樣品采集與分析

該電鍍廠東西長(zhǎng)約為60 m，本次調(diào)查在南、北農(nóng)田分別布設(shè)3個(gè)采樣點(diǎn)，采集表層（距地表0～20 cm）和淺層（距地表20～40 cm）的土壤樣品，各采樣點(diǎn)樣品實(shí)行多樣點(diǎn)采集，按照十字交叉法均勻混合后組成組合樣送檢。土壤樣品測(cè)試指標(biāo)有13項(xiàng)，分別為pH、Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg、Cr、Cd、六氯環(huán)己烷、雙對(duì)氯苯基三氯乙烷、苯并[a]芘、氰化物，農(nóng)作物樣品測(cè)試指標(biāo)為Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg、Cr、Cd，檢測(cè)分析執(zhí)行《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）。另外，在采樣測(cè)試基礎(chǔ)上，用X射線熒光光譜儀（XRF）進(jìn)行快速掃描測(cè)試，大致圈定污染范圍。

3 農(nóng)田土壤污染特征

通過土壤樣品采集及XRF快速檢測(cè)結(jié)果可知，該電鍍廠南北兩側(cè)農(nóng)田存在Cu、Zn、Ni、Cr等重金屬污染，均分布于0～20 cm的表層土壤中，20～40 cm土壤中Cr、Zn、Ni高于該地區(qū)背景值，但均未超過《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）的篩選值。

3.1 北部農(nóng)田土壤重金屬污染特征

該電鍍廠北部污染農(nóng)田的土壤pH在7.68～7.89，主要污染物為Zn、Ni、Cr、Cu，最大超標(biāo)倍數(shù)分別為17.25、8.10、27.31、1.73，如表1所示。結(jié)合XRF異常追蹤，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，污染區(qū)域呈扇形分布，北部農(nóng)田污染的主要原因是農(nóng)田與電鍍廠間的溝渠在地表徑流作用下將污染物遷移至農(nóng)田中。垂向樣采集發(fā)現(xiàn)，北部農(nóng)田重金屬污染均分布于距地表0～20 cm的表層。

3.2 南部農(nóng)田土壤重金屬污染特征

該電鍍廠南部污染農(nóng)田的主要污染物為Zn、Cr，最大超標(biāo)倍數(shù)分別為1.63、1.80，綜合污染面積為447 m2，呈扇形分布，如表2所示。垂向樣采集發(fā)現(xiàn)，南部農(nóng)田重金屬污染主要分布于距地表0～20 cm的表層。從主要污染原因來(lái)看，雨季，在地表徑流作用下，污染物從電鍍廠大門及溝渠遷移至農(nóng)田。

4 土壤污染綜合評(píng)價(jià)

4.1 單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)

采用單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)土壤污染程度，其計(jì)算公式為

式中：Pi為單因子污染指數(shù)；Ci為土壤中污染物i的實(shí)測(cè)濃度；Si為污染物i在《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）中的篩選值。

參照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016），土壤污染等級(jí)分為5級(jí)，即清潔、輕微污染、輕度污染、中度污染、重度污染。經(jīng)采樣測(cè)試，土壤樣品中六氯環(huán)己烷、雙對(duì)氯苯基三氯乙烷、苯并[a]芘、氰化物均未檢出，因此本次調(diào)查主要對(duì)重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)。經(jīng)數(shù)據(jù)分析，該電鍍廠南部農(nóng)田土壤中，鎘、鉛、砷、汞均不超標(biāo)，污染以鋅、鉻為主，鎳、銅主要在北部距離溝渠較近處超標(biāo)。該電鍍廠周邊農(nóng)田土壤污染等級(jí)劃分如圖1所示。

北部農(nóng)田13個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中，3個(gè)為重度污染，2個(gè)為中度污染，2個(gè)為輕度污染，6個(gè)為輕微污染；南部農(nóng)田11個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中，3個(gè)為輕度污染，8個(gè)為輕微污染。雨季，在地表徑流作用下，電鍍廠內(nèi)污染源通過大門和溝渠向外擴(kuò)散，造成農(nóng)田污染，因此污染區(qū)呈扇形分布，越靠近大門和溝渠，污染程度越高。

4.2 潛在生態(tài)危害指數(shù)評(píng)價(jià)

潛在生態(tài)危害指數(shù)的計(jì)算公式為

式中：RI為潛在生態(tài)危害指數(shù)；Eri為重金屬i的潛在生態(tài)危害系數(shù)；Tri為各重金屬的生物毒性響應(yīng)系數(shù)；Csi為表層土壤重金屬i的測(cè)定值；Cni為重金屬i的背景值。

重金屬污染的潛在生態(tài)危害分級(jí)如表3所示[4]，其生物毒性響應(yīng)系數(shù)如表4所示[5-6]。該電鍍廠周邊農(nóng)田潛在生態(tài)危害綜合評(píng)價(jià)如圖2所示。北部農(nóng)田監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，3個(gè)為中等生態(tài)危害，2個(gè)為強(qiáng)生態(tài)危害，8個(gè)為輕微生態(tài)危害；南部農(nóng)田監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，4個(gè)為中等生態(tài)危害，7個(gè)為輕微生態(tài)危害，中等生態(tài)危害以上與單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)圈定的中度污染范圍基本一致，均分布于靠近溝渠及大門處。

5 結(jié)論

該電鍍廠疏于管理，雨季雨水向外直排，已經(jīng)造成周邊農(nóng)田存在重金屬污染，污染區(qū)呈扇形分布，靠近溝渠及大門處污染較重。經(jīng)單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)和潛在生態(tài)危害指數(shù)評(píng)價(jià)，中度污染以上的潛在生態(tài)危害程度較高，有必要在中度污染以上區(qū)域內(nèi)采集農(nóng)作物果實(shí)樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定果實(shí)中重金屬富集程度，進(jìn)而確定是否需要修復(fù)。建議對(duì)歷史上可能造成農(nóng)田污染的企業(yè)周邊農(nóng)田開展土壤調(diào)查，查明歷史生產(chǎn)企業(yè)周邊農(nóng)田污染現(xiàn)狀，為污染土壤的風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)。

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