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池州市某卫生院土壤环境现状调查

2022-05-06刘赵文方骏姚怀宇叶姗

安徽农学通报 2022年8期
关键词:重金属土壤

刘赵文 方骏 姚怀宇 叶姗

摘 要:选取池州市原灌口乡卫生院4个不同位置的采样点,对不同采样点土壤中的挥发性有机化合物、半挥发性有机化合物及重金属等进行了检测分析。结果表明,经与土壤评价标准对比,土壤中所有检测出的污染物均在土壤评价标准值以下,不会影响人体健康,无需再进行风险评估。

关键词:土壤;重金属;发性有机化合物;半挥发性有机化合物

中图分类号 X825 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2022)08-0148-05

1 引言

随着我国工程建设和社会经济的飞速发展,建设用地土壤污染情况也越来越严重。一些原有的工业用地、公共区域建设用地及医疗卫生用地拆迁后遗留下来的土壤环境污染问题对居民生活环境造成了严重影响[1]。重金属污染是土壤污染的重要组成部分,重金属污染来源主要分为随大气沉降和固体废物等途径进入土壤[2]。相比于其他污染源,土壤重金属污染具有隐蔽性、滞后性特点[3],很难被人体感官所识别,且从污染到产生危害被察觉往往滞后时间比较长,从而错过了最佳处理时间;并且还具有积累性、分布不均匀性和不可逆性等特点[4]。

目前,国内土壤重金属污染治理途径主要有以下2种,一是改变重金属在土壤中的存在状态,使其由活化态转为稳定态;二是从土壤中除去重金属[5]。常见的治理技术有工程治理技术、物理化学治理技术、生物治理技术[6]。为了使原有地块得到合理的开发利用,有必要对地块的土壤污染状况进行调查,从而保障后续用地的安全性。研究表明,我国城市、城郊和农村均存在不同程度的农田重金属污染问题,涉及全国83.9%的省份和22.5%的地级市[7-8]。为切实加强土壤污染防治,国务院于2016年5月31日发布了《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”),各省市也相继出台土壤污染防治工作方案,对受污染耕地提出了明确的防治要求。土壤重金属污染问题受到了越来越多的关注,其污染和分布特征及评价成为环境科学研究的热点问题[9-10]。随着土壤环境问题严重性的持续暴露,学者们开展了不少土壤重金属溯源[11]及风险评价方面的研究。

我国矿山开发,工业污染以及化肥农药的过量使用,使得农用土壤人为富集特征凸显,尤其是在矿山周边和市郊。农田土壤面临重金属污染,与人体健康密切相关的农田土壤重金属污染和农作物安全成为关注的重点。为了安全有效地开发利用现有的建设用地,根据《关于加强工业企业关停、搬迁及原址地块再开发利用过程中污染防治工作的通知》(环发[2014]66号),有必要对建设用地土壤污染进行调查,并进行风险评估,确保建设用地的安全开发利用。

本研究主要針对原灌口乡卫生院被废弃闲置后,通过污染识别、现场取样、分析测试,获取该地块内土壤污染情况的信息,判断场地土壤是否受到污染以及污染物的种类和污染程度是否符合新建灌口公办幼儿园的用地标准,为相关部门开展建设用地场地调查提供参考。

2 材料与方法

2.1 研究区概况 池州市位于安徽省西南部的长江南岸,地理位置为东经116°38′~118°05′,北纬29°33′~30°51′之间。本次调查地块为殷汇中心学校场地,校区总用地面积约1300m2。该地块为原灌口乡卫生院,使用权类型为国有划拨,自2003年起,场地一直处于闲置状态,地表构筑物也随之废弃,经贵池区政府相关部门协调将该地块划拨于殷汇中心学校,计划新建公办幼儿园。

2.2 可能污染源种类、性质及分布 根据对地块历史资料信息的分析可知,可能对土壤造成污染的是原灌口乡卫生院正常运作期间产生的医疗废物,当时环保意识缺乏,并未对医疗废物统一收集后交由专业机构处置,主要分布在医院综合楼周边。原灌口乡卫生院产生的医疗废物为主要污染调查和评价的重点对象,根据上级政府指导文件要求,同时结合地块历史情况分析,对地块土壤可能造成污染的重金属、半挥发性有机物和挥发性有机物等进行全面调查。

2.3 样本采集 按照调查评估技术指南的要求布设,本次调查根据实际测量和资料分析,本项目调查面积总计约为1300m2。本次调查将地块面积较小,因场地内建构筑尚未进行拆除,因此在污染可能性最高的综合楼周边进行布点,根据场地现场实际情况,在取样过程中调整布点位置。由于场地周围多为居民住宅或农田菜地,场地东侧为丘陵地,从未作为生产用地使用,土壤扰动相对较小。本次调查共布设4个土壤采样点,其中3个土壤采样点布设于地块区域内,1个土壤对照取样点布设于场外。本次现状调查土壤采样点点位见图1。

2.4 土壤采样深度设计 本次采样纵向布点参照《污染场地环境监测技术导则(HJ25.2-2014)》,扣除地表非土壤硬化层厚度的深度为本次采样深度。调查地块内每个采样点位采集1个表层土样,钻井深度为0.2m,取样深度和土壤对照取样点取样深度均为0~0.2m。土壤采样点位位置及依据见表1。

2.5 土壤环境检测项目和测定方法 为了调查地块及周边土壤受污染的程度,根据相关技术导则,结合地块的实际情况,确定监测因子。根据保守性原则,本项目土壤的检测指标为挥发性有机化合物、半挥发性有机化合物、六价铬、砷、镉、铜、铅、汞、镍,检测方法如表2所示。全部包含《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)中45项检测指标和场地特征污染物监测指标。

2.6 污染物评价标准和方法

2.6.1 评价标准 本次场地环境现状调查,首先根据《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)进行筛选评价。根据此标准,该地块未来规划为学校,评价时均参照第一类用地土壤污染风险筛选值。本项目土壤评价标准见表3。

2.6.2 单污染指数评价法 单污染指数是评价样点土壤单种重金属的污染程度。计算公式如下:

Pi=[CiSi]

式中,Pi为土壤重金属元素i的污染指数,Ci为i元素的实际浓度,Si为i元素的评价标准。设Xa、Xc、Xp分别为《土壤环境质量标准》(GB36600-2018)中对应的一级标准、二级标准和三级标准值。

当Ci≤Xa时,

Pi=[CiSi]=[CiXa]

若Pi≤1,表示无污染。

2.6.3 内梅罗综合污染指数法 内梅罗综合污染指数法不仅可以反映出存在土壤中的各种污染物的平均污染状况,也可以突出给环境造成的严重危害大的污染物。其计算公式为:

PN=[(Cx/Sx)2max+(Cx/Sx)2ave2]

式中:PN——综合污染指数;

(Cx/Sx)max——污染指数的最大值;

(Cx/Sx)ave——污染指数的平均值。

根据上述2种方法我们将土壤重金属污染程度列为以下5个水平,如表4所示。

2.6.4 潜在危害生态指数评价 为了进一步确定该填埋场土壤重金属含量对生态环境是否有影响,应用Hakanson(1980)潜在生态危害指数法[12],采用背景值作为本研究的参照值(国家环境保护总局,1990),从不同的标准定量划分出潜在生态危害的程度。污染物的潜在风险参数和潜在生态风险总指数计算公式如下:

[Ex=Tx×Cx/Ce]

[RI=x=13Ex]

式中:Ex——潜在生态风险参数;

Tx——毒性系数;

Cx——测得值,mg/kg;

Ce——背景参照值,mg/kg;

RI——潜在生态风险总指数。

本文毒性系数采用Hakanson(1980)潜在生态危害指数法,徐争启等[13]。3个样品土壤中,6种重金属元素的潜在生态风险采用表5的评价标准[14]。

3 结果与分析

3.1 检测结果 对所有样品的实验室检测结果进行统计,将有检出的点位及污染物列出,根据检测结果,土壤pH在5.73~8.01。本次场地环境现状调查土壤中的重金属汞、砷、铅、镉、铜、镍等在场地内广泛存在,检出率均达到100%。土壤中重金屬的六价铬及挥发性有机物有和半挥发性有机物低于检出限。研究区6种重金属元素的主要统计特征见表6、7,其中低、中、高风险以《土壤环境质量标准》(GB36600-2018)中建设用地土壤污染风险筛选值和风险管控值为标准确定。当土壤中重金属元素浓度小于等于风险筛选值时,建设用地土壤污染为低风险,一般情况下可以忽略;浓度介于风险筛选值和风险管制值之间时,建设用地土壤污染为中风险,原则上应当采取相关的安全利用措施进行管理修复;浓度大于风险管制值时,建设用地土壤污染为高风险,无法满足质量安全标准,原则上需要实施严格管控措施。

3.2 土壤重金属污染评价 采用土壤环境平均背景值作为此研究的参照值,计算得出3个采样点6种重金属的污染指数,如图2和表8所示。由图2单污染指数评价标准分析显示,本项目各污染元素单污染指数均小于1,其中铅、镍单污染指数高于其他元素,但均在《土壤环境质量标准》(GB36600-2018)中对应的一级标准内,对应评价方法中土壤单种重金属的污染程度为无污染。从表8可以看出,T1、T2、T3的内梅罗综合污染指数均小于0.7。T1的单因子污染水平表现为:镍>铅>砷>汞>铜>镉;T2的单因子污染水平表现为:铅>镍>砷>汞>铜>镉;T3的单因子污染水平表现为:镍>铅>砷>汞>铜>镉。根据表8内梅罗综合污染指数法土壤受到的重金属污染程度等级区划分可知,各污染因子均属于清洁水平。

3.3 土壤重金属潜在生态风险评价 从表9可以看出,3个点的6种重金属的Ex表现为:重金属汞,T3=T1=T2;重金属砷,T1>T3>T2;重金属铜,T3>T2>T1;重金属镉,T2>T1>S3;重金属镍,T3>T1>T2;重金属铅,T2>T3>T1。3个采样点的RI大小表现为:T2>T3>T1。以土壤环境平均背景值为参照值,所测的3个点位的Ex和RI均远低于标准值,其单项潜在生态风险程度和潜在生态风险程度均处于低风险水平。

3.4 不确定性分析 该地块前期的建设和生产情况、环保措施落实等情况不易掌握,因此污染识别具有一定的不确定性,但检测指标已全部包含《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)中45项检测指标和场地特征污染物监测指标。本次调查采样点严格按照国家导则进行布置,但由于一些疑似污染区域的建构筑物尚未拆除,为保证安全,采样人员及设备难以进入作业,故只能在接近疑似污染源的区域布置采样点,因而本阶段调查不排除这些点位周围存在污染物质超标的可能性。

4 结论

本次调查地块为池州市贵池区殷汇中心学校地块,调查面积约1300m2。本次调查共布设4个土壤表层取样点(包括1个土壤对照点),共计采集4个土壤样品,对地块内可能受到污染的土壤进行了采样分析,较真实、全面、准确地反映了该场地的环境质量状况。土壤分析检测项目包括汞、砷、铅、镉、铜、镍、六价铬、VOCs、SVOCs,依据第一类用地土壤污染风险筛选值等对检出污染物质是否超标做出评价。

本次调查结果显示,该场地土壤pH在5.73~8.01,土壤中的重金属汞、砷、铅、镉、铜、镍等均有检出,其中镉、汞、砷含量在3个点位的含量均较低,各污染因子均属于清洁水平,其单项潜在生态风险程度和潜在生态风险程度均处于低风险水平。

该项目土壤中所有检测出的污染物均在土壤评价标准值以下,不会影响人体健康产生,无需再进行风险评估。

参考文献

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(责编:张宏民)

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