東莞某廢棄電鍍工業(yè)園土壤重金屬污染調(diào)查與生態(tài)風險評價

摘要：對廣東省東莞市某廢棄電鍍工業(yè)園土壤進行采樣，檢測并評價場地土壤環(huán)境狀況，檢測了As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni、Co、V共8項

指標，結(jié)果表明土壤環(huán)境質(zhì)量尚可，但也存在一定的安全隱患，研究成果可為電鍍企業(yè)搬遷后的環(huán)境監(jiān)測評價提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

關鍵詞：電鍍工業(yè)園；土壤重金屬污染；生態(tài)風險

基金項目：河北省自然科學基金面上項目（D2021106004）；河北省地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測與保護重點實驗室開放課題（JCYKT202102）；東莞市社會發(fā)展科技（重點）項目（20231800940562）

引言

土地置換開發(fā)已成為城市土地可持續(xù)利用的重要手段[1]。隨著城市更新和產(chǎn)業(yè)升級調(diào)整，一些工業(yè)企業(yè)搬遷或者關停，遺留下的污染場地往往存在嚴重的環(huán)境問題。特別是電鍍企業(yè)，其生產(chǎn)過程中排放大量的重金屬廢水，如果這些重金屬廢水排放不當，又深入土壤并在其中積累到一定程度時，不僅會引起土壤質(zhì)量惡化，還會影響污染土壤治理與修復項目的進展。

本文以廣東省東莞市某廢棄電鍍工業(yè)園為研究對象，對其土壤樣品檢測結(jié)果進行分析，并就土壤重金屬污染修復治理方法進行探討。研究結(jié)果不但可為污染土壤修復工作的開展，以及為修復后的場地合理規(guī)劃利用提供科學的理論依據(jù)，而且對改善和提高當?shù)爻擎?zhèn)環(huán)境質(zhì)量、保障人體健康、維護社會穩(wěn)定具有重要意義。

1研究區(qū)域概況

某廢棄電鍍工業(yè)園面積為40024.96m2，調(diào)查歷史沿革情況可知，其在1994年前內(nèi)含農(nóng)用地及居民樓（新興樓），并興建廠房等，主要用途為工業(yè)用地，園內(nèi)工業(yè)企業(yè)于1994～2021年陸續(xù)搬遷，其在2021年3月至今主要為空置廠房、居民樓。

2研究區(qū)域土壤樣品采集與理化性質(zhì)分析方法

土壤作為環(huán)境的“匯”，承接了環(huán)境中的大部分污染物，對人體健康造成潛在威脅。本研究通過現(xiàn)場調(diào)查，對某廢棄電鍍工業(yè)園進行土壤重金屬污染分析與生態(tài)風險評價。

2.1 土壤樣品采集

2.1.1 重點行業(yè)企業(yè)區(qū)域

區(qū)域面積約18931.00m2，按每1600m2（40m×

40m網(wǎng)格）不少于 1個采樣點位的總原則，共布設22個土壤采樣點。

2.1.2 非重點行業(yè)企業(yè)區(qū)域

區(qū)域面積約17845.60m2，按每1600m2（40m×

40m網(wǎng)格）不少于1個采樣點位的總原則，共布設13個土壤采樣點。

2.1.3 居住和道路區(qū)域

區(qū)域面積約3248.36m2，按每6400m2（80m×

80m網(wǎng)格）不少于1個采樣點位的總原則，共布設1個土壤采樣點。

2.2 土壤理化性質(zhì)分析方法

采集土壤樣品并密封于聚乙烯自封袋運回試驗。首先在樣品處理室中經(jīng)自然風干，并仔細挑除碎石和植物、動物殘體等；然后經(jīng)研磨過10目（2mm）尼龍網(wǎng)篩，部分樣品繼續(xù)研磨過60目（0.25mm）尼龍網(wǎng)篩；最后保存用于土壤基本理化性質(zhì)分析。土壤中重金屬As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni、Co、V（其中As為類金屬，為方便表達，本文統(tǒng)稱“重金屬”）的測定采用HF-HNO3-HNO3消解、電感耦合等離子體質(zhì)譜（PerkinElmer SCIEX）檢測，為電鍍工業(yè)園搬遷后評估其遺留場地土壤環(huán)境提供科學依據(jù)。

3 研究區(qū)域土壤重金屬污染與健康風險評價

3.1 土壤污染評價

重金屬Cu在所有土壤樣品中均有檢出，濃度為0～4039.07mg/kg。平均濃度超過《土壤環(huán)境質(zhì)量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600-2018）[2]中第一類用地篩選值（2000mg/kg），最大超標倍數(shù)為2.01。

3.1.1 單因子污染指數(shù)

單因子污染指數(shù)是指對土壤中一種污染物進行單獨評價，如式（1）所示。

Pi = Ci /Si

式中 Pi —土壤中重金屬i的污染指數(shù)；Ci—土壤中重金屬i的實測濃度，mg/kg；Si—土壤中重金屬i的評價標準，mg/kg。

土壤中重金屬評價標準如表1所示。

3.1.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)能更全面地反映土壤中各污染物的平均污染水平，如式（2）所示。

式中 Pn—綜合污染指數(shù)；Pmax—重金屬單因子污染指數(shù)中的最大值；Pavg—重金屬單因子污染指數(shù)的算術(shù)平均值。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級標準如表2所示。

3.1.3 土壤重金屬污染評價指標

土壤重金屬污染指數(shù)統(tǒng)計情況如表3所示。

3.1.4 小結(jié)

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，采用單因子污染指數(shù)分析，結(jié)果顯示各重金屬污染程度都屬于清潔（安全）。單因子污染指數(shù)法只適用于1種污染物在特定區(qū)域的污染程度評價[3]，不能全面反映土壤環(huán)境中多種重金屬污染的綜合水平，因此對于點位較多，又需分層取樣的場地，不適用單因子污染指數(shù)法。

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分析，結(jié)果顯示As、Cd、Pb、Hg和V屬于清潔（安全），Co屬于尚清潔（警戒），Cu屬于輕度污染，Ni屬于中度污染。

3.2 對人類健康的風險評價

3.2.1 場地風險評價的定量計算

暴露評估指對人群通過各類環(huán)境介質(zhì)接觸污染物的強度、持續(xù)時長等進行預測、估算的過程，是健康風險評價的定量依據(jù)[4]。通過暴露評估可確定潛在敏感人群與暴露途徑，以及調(diào)查和估算暴露人群的活動方式、暴露頻率、暴露時間、平均體重等暴露參數(shù)，計算日均暴露量[5]。

重金屬污染物主要通過經(jīng)口攝入、皮膚接觸、呼吸吸入3種途徑進入人體。本研究同時考慮重金屬污染物給兒童與成人的健康風險及影響；選用《建設用地土壤污染風險評估技術(shù)導則》（HJ 25.3-2019）中推薦的模型和相關參數(shù)進行健康風險評價[6]，3種途徑暴露量通過平均每日劑量（Average Daily Doses，ADD）進行估算，計算方法如式（3）、式（4）、式（5）所示。

式中 ADDing—經(jīng)口攝入的每日劑量，mg/d；ADDderm—皮膚接觸的每日劑量，mg/d；ADDinh—呼吸吸入土壤顆粒物的每日劑量，mg/d；InhR—每日吸收量，m3/d；IngR—土壤攝入量，mg/d；C—土壤中污染物的含量；CF—轉(zhuǎn)換系數(shù)，kg/mg或m3/cm3；EF—年暴露頻率，d/a；ED—暴露時長，a；BW—體重，kg；AT—平均作用時間，d；SA—皮膚暴露面積，cm2；PEF—土壤顆粒物生產(chǎn)因子，m3/kg；ABF—皮膚吸附系數(shù)；SL—皮膚黏附因子。

風險評價相關參數(shù)取值[7]及其單位如表4所示。

3.2.2 毒性評價

毒性評估包括分析關注污染物的致癌、非致癌效應，以及關注污染物經(jīng)不同暴露途徑對人體健康的毒性危害機理和劑量-效應關系[8]。其中，As不但具有慢性非致癌風險，同時還具有致癌風險；Pb和Cd具有非致癌性風險[9-14]。

本文采用US EPA綜合風險信息系統(tǒng)（IRIS）中的非致癌物RfD值與致癌物SF值作為健康風險評估依據(jù)[14-17]。相關參數(shù)如表5所示。

3.2.3 風險表征

致癌效應與非致癌效應2個方面按式（6）計算。

CR=∑ADD×SF

式中 CR—致癌風險指數(shù)；SF—致癌斜率因子。

CRgt;10-4被認為存在顯著致癌風險；CR在10-6～10-4之間被認為是可接受的范圍。

3.2.4 土壤重金屬污染物健康風險評價結(jié)果

本研究選取As為代表，根據(jù)上述土壤重金屬污染與健康風險評價方法，計算得出，該廢棄電鍍工業(yè)園土壤重金屬CRinggt;10-6，說明該廢棄工業(yè)園土壤重金屬污染有顯著的致癌風險。具體如表6所示。

結(jié)語

綜上所述，某廢棄電鍍工業(yè)園的土壤重金屬檢測結(jié)果顯示，內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)為0～2.658；As、Cd、Pb、Hg、V屬于清潔（安全），Co屬于尚清潔（警戒），Cu屬于輕度污染，Ni屬于中度污染；土壤環(huán)境質(zhì)量尚可，但As具有致癌風險。

參考文獻

[1]李海東，胡國長，燕守廣.礦區(qū)生態(tài)修復目標與模式研究[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報，2022（08）：963-971.

[2] GB 36600-2018，土壤環(huán)境質(zhì)量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）[S].

[3]史瑾瑾.順德樂從地區(qū)土壤重金屬地球化學特征及污染評價[D].北京：中國地質(zhì)大學（北京），2014.

[4]單愛琴，張威，周洪英.徐州市不同功能區(qū)重金屬污染與健康風險評價[J].環(huán)境工程，2016，34（09）：125-129.

[5]張芳.農(nóng)村地下水重金屬特征及健康風險評價研究[D].石家莊：河北師范大學，2013.

[6] HJ 25.3-2019，建設用地土壤污染風險評估技術(shù)導則[S].

[7]徐松.IEUBK模型結(jié)合流行病學調(diào)查的兒童環(huán)境鉛暴露健康風險評估研究[D].武漢：華中科技大學，2011.

[8]張仲.寧陽化工園地下水污染健康風險評價研究[D].濟南：濟南大學，2016.

[9]韋友歡，黃秋嬋.鉛對人體健康的危害效應及其防治途徑[J].微量元素與健康研究，2008，25（04）：362-64.

[10]李仁聲.重金屬在水環(huán)境多相共存體系中再分配的研究[D].吉林：吉林大學，2008.

[11]劉霞，裴飛.淺析兒童玩具中的化學危害[J].標準科學，2014（04）：24-29.

[12]田洪磊.蘋果重金屬富集規(guī)律及甜菜渣吸附果汁重金屬的研究[D].西安：陜西師范大學，2006.

[13]韓國睿.成都某地區(qū)地下水環(huán)境健康風險評價研究[D].成都：成都理工大學，2014.

[14] FERREIRA-BAPTISTA L，MIGUEL ED.GeoChemistry and Risk Assessment of Street Dust in Luanda，Angola：A Tropical Urban Environment[J].Atmospheric Environment.2005，39（25）：4501-4512.

[15]段小麗，王宗爽，李琴，等.基于參數(shù)實測的水中重金屬暴露的健康風險研究[J].環(huán)境科學，2011，32（05）：1329-1339.

[16]徐猛，顏增光，賀萌萌，等.不同國家基于健康風險的土壤環(huán)境基準比較研究與啟示[J].環(huán)境科學，2013，34（05）：1667-1678.

[17]翟進乾.克里金（Kriging）插值方法在煤層分布檢測中的應用研究[D].太原：太原理工大學，2008.

作者簡介

高園園（1981—），女，漢族，河南開封人，講師，博士，研究方向為生態(tài)地區(qū)化學和環(huán)境修復。

加工編輯：王玥

收稿日期：2024-04-22