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关于城市典型区域土壤现状研究

2018-06-05辛宏斌

再生资源与循环经济 2018年5期
关键词:周边地区锦州市点位

辛宏斌

(辽宁省锦州市环境监测中心站,辽宁锦州121001)

在我国,对城市环境空气质量、水源地及固定源挥发性有机物污染等方面的研究较多,但对城市土壤的污染与治理方法研究报道甚少,加强城市土壤特征与环境质量的研究[1,2]已迫在眉睫。土壤是构成城市生态系统环境的重要组成部分,而且承受着来自工业生产、生活及农药化肥等重金属元素以及有机物的各种物质的污染。据估计,我国受农药、重金属等污染的土地面积达上千万公顷,全国每年就因重金属污染而减产粮食多达1 200万t[3]。土地污染已经对我国生态环境质量、食物安全和社会经济可持续发展构成严重威胁。

锦州地处辽宁省西南部,具有物产资源丰富和工业发达等地域优势,并且正在加快辽西区域金融中心的建设。近年来,随着城市工业进程的加快,工业区及周边环境污染问题日益受到人们的关注。文中选择3个典型区域及其周边土壤为研究对象,进行土壤有机物和重金属污染现状监测与研究,同时进行土壤环境质量风险评价。本研究对摸清城市典型区域及周边土壤环境污染状况,制定锦州市土壤详查方案和城市发展规划,加强土壤污染防治,有效防控土壤环境风险,逐步改善土壤环境质量,促进生态城市的建设具有现实意义。

1 样品采集与分析

1.1 布点原则

依据《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166—2004)和辽宁省土壤污染状况详查相关技术规定,废气污染企业和固体废物集中堆放场地及周边地区土壤点位以污染源为中心,在主导风向布设监测点位;废水污染企业及其周边地区土壤点位,按照水流方向带状布点,采样点位按水流方向自纳污口由密渐疏,布点数量根据废水排放的水道的长度确定;工业区及周边地区土壤采集,按照园区大小进行网格布点,区域内的网格结点数即为采样数量。

1.2 样品采集概况

本次典型地区土壤污染状况调查分为3个区域,分别是重污染企业及周边地区、固体废物集中堆放场地及周边地区和工业区及周边地区。采用对角线布点法,分别采0~20 cm深度的表层土壤样品,每个采样点取3个样品混合,去除土壤中的杂物,并分别按照四分法取样,共获取75个代表性的样品,详见表1。

1.3 样品制备与分析

样品采集后放于通风良好、整洁、无尘、无易挥发性化学物质并无阳光直射的风干室,在风干室将土样放置于风干盘中,除去土壤中混杂的砖瓦石块、石灰结核、根茎动植物残体等,置阴凉处自然风干。将风干的样品经初磨和过筛后,再用玛瑙球磨机研磨到土样全部通过孔径0.15 mm的尼龙筛,装瓶并进行样品预处理,详见表2。

表1 典型区域土壤调查样品采集情况

表2 土壤分析方法

2 土壤污染状况综合评估

本研究参照全国土壤污染状况调查重点区域土壤污染风险评估技术规定,将调查的3个区域重污染企业及周边地区、固体废物集中堆放场地及周边地区和工业区及周边地区土壤采用健康风险评估参考值进行评估。

2.1 评估方法与风险等级

环境风险评估方法采用第i种元素的临界限量CRi,参照《土壤环境质量标准》GB 15618—1995三级标准。

采用Rapant et al[4]提出的环境风险指数(EnvironmentaI risk index,IER)进行表征,计算公式如式(1)。

式中:IERi为超过临界限量的第i种元素的环境风险指数;CAi为第 i种元素的分析含量,mg/kg;CRi为第 i种元素的临界限量,mg/kg;IER为待测样品的环境风险指数。

如果 CAi<CRi,则定义 IERi的数值为 0。Rapant同时给出了相应的环境风险的划分标准,用以定量地分析污染的土壤或沉积物中样品的环境风险程度的大小。环境风险指数的分级标准见表3。

表3 环境风险指数的分级

2.2 健康风险评估

(1)重污染企业主要包括发电、化工、造纸、电镀、石化和农药6个污染行业,在厂区及周边地区共布设了52个监测点位。重污染企业及周边地区产生风险的污染物主要为砷、铅、锌、锰和苯并[a]芘。其中,砷元素有1个点位风险等级为Ⅱ级低风险,该点位于锦州市金城乡;铅元素有4个点位有风险状态,其中1个点位风险等级为Ⅱ级低风险,另外3个点位风险等级为Ⅲ级中等风险,这4个点位位于义县白庙子乡;锌元素有8个点位风险等级为Ⅱ级低风险,这8个点位分别为发电厂北、锦州市金城乡、义县九道岭复兴堡村、太和区郭家村、石化公司东、太和区钟屯村、太和区二郎洞村和太和区王屯村;另外2个点位风险等级为Ⅲ级中等风险,这2个点位位于太和区郭家村、黑山县大虎山镇西村;锰元素有1个点位风险等级为Ⅱ级低风险,该点位于太和区王屯村;苯并[a]芘有2个点位风险等级为Ⅱ级低风险,这2点分别位于凌海市大业乡八角村、锦州市太和区兴隆街道87号。其他污染物各点位风险等级为Ⅰ级无风险。

(2)固体废物集中堆放场地及周边地区共布设了8个监测点位,其产生风险的污染物为锌元素。有1个点位风险等级为Ⅱ级低风险,该点位位于锦州市高新区商大里乡社区村,距垃圾场1 200 m。锌元素其他点位及其他污染物各点位风险等级均为Ⅰ级无风险。

(3)本次调查的汤河子工业区及周边共布设15个点位,其产生风险的污染物为铬、锌和锰。其中,铬元素2个点位风险等级为Ⅱ级低风险,分别位于锦州市太和区女儿河乡金厂堡村和锦州市太和区女儿河乡西白村;锌元素有3个点位风险等级为Ⅱ级低风险,分别位于锦州市太和区女儿河乡金厂堡村、锦州市太和区女儿河乡西白村、锦州市太和区汤河子街道汤北里;锰元素有2个点位风险等级为Ⅱ级低风险,分别位于锦州市太和区女儿河乡金厂堡村和锦州市太和区女儿河乡西白村;其他污染物各点位风险等级均为Ⅰ级无风险。

3 污染防治对策

3.1 加强土壤监测系统网络化

建立和完善土壤污染状况基础数据库,定期对辖区内土壤环境质量进行核查,根据不同区域和重点污染企业建立系统的档案资料。优先监测重点地区的土壤污染物,及时进行调查、研究并制定实施对策。为进行全省土壤污染状况调查及污染源普查,建立土壤污染状况及其污染物来源分析奠定基础。

3.2 合理采用土壤的修复技术

针对受污染土壤的类型不同,选择适合土壤的修复技术,解决土壤污染现状是目前土壤修复研究的重点问题。植物修复相对于物理修复和化学修复等方法,它具备生态环保、应用面积大、创造经济效益、不造成二次污染和易被公众接受等优势,并且具有提高土壤通气效率及减少表面土壤侵蚀等作用,特别是花卉植物在修复土壤的同时又美化了环境[5]。目前,植物修复主要针对受重金属污染的土壤;采用好氧堆肥的方法主要解决受多环芳烃污染的土壤;对于一些复合型的土壤污染可采用联合修复技术,比如采用化学氧化与超声联合修复技术解决受甲苯和二甲苯污染的土壤[6]。

3.3 强化质量管理和宣传

目前,辽宁省首要工作是全省土壤污染状况详查,强化质量管理,并加强宣传教育,使人们在土壤利用时,能够牢固树立可持续利用的理念,真正使土壤资源在被人类利用的同时,使其生态功能逐渐改善,达到可持续利用之目的。

[1] 卢瑛,龚子同.城市土壤分类概述[J].土壤通报,1999,30(专辑):60-64.

[2] 张孝飞,林玉锁,俞飞,等.城市典型工业区土壤重金属污染状况研究[J].长江流域资源与环境,2005,14(4):512-515.

[3] 卢瑛,龚子同,张甘霖,等.南京城市土壤重金属含量及其影响因素[J].应用生态学报,2004,15(1):123-126.

[4] Rapant S,Kordik J.An environmentaI risk assessment map of the SIovak RepubIic:AppIication of data from geochemicaI atIases[J].Environ GeoI,2003,44(4):400-407.

[5] 王海慧,郇恒福,罗英,等.土壤重金属污染及植物修复技术[J].中国农学通报,2009,25(11):210-214.

[6] 罗孝俊,杨卫东,党志.有机污染物的土壤治理方法及研究进展[J].矿物岩石地球化学通报,2000,19(2):130-135.

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