湖南某重金属污染场地土壤环境调查
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作者:陈锴
摘要：本研究针对湖南某重金属污染场地开展土壤环境调查，布设14个点位，采集66个土壤样品，分析土壤主要污染物。结果表明，该场地土壤主要存在钒、砷、铬等重金属污染，超标率达到了40%以上，大部分区域土壤污染深度在2m以上。土壤中污染物会随雨水的冲刷向周围扩散，使周边的土壤、水体、农田等受到污染，应引起重点关注。研究结果可为同类场地的土壤调查提供参考。
关键词：重金属;钒;污染场地;土壤
Abstract：The study is focus on an investigation about soil environment whose datas were taken in one heavy metal pollution site of Hunan province.The investigator set up 14 sites and collected more than 66 soil samples to analyze the main soil pollutants.The results show that the site soil is mainly contaminated by vanadium， arsenic， chromium and other heavy metals，whose exceeded rate is more than 40%. And the depth of the soil pollution in most areas is more than 2m.The pollutants in the soil are spread to the surrounding with the erosion of rain so that the surrounding soil， water， and the farmland are affected too，which should be paid more attention to.The results in the research can provide reference for soil investigation of similar sites.
Key words：Heavy metal;Vanadium;Contaminated site;Soil
1 背景
湖南某地已探明的矿藏有铁、锰、锑、锌、钒等20多种，有色金属矿产丰富。20世纪初不少人私自开采、冶炼，导致山体破坏，环境污染，并成为历史遗留问题。此类工业污染场地对土壤的污染常见报道和研究[1-3]，但对于钒冶炼企业对土壤的污染调查却不多见[4]。本研究调查的场地原驻有一家违法冶炼钒矿小企业。2005年在未办理任何手续的情况下该企业擅自开工建设，并于同年建成投產。在非法炼钒过程中，采用钒矿钙化焙烧工艺生产五氧化二钒，生产产生的废水、废气、废渣未经任何污染防治设施处理直接排放。其中，废水主要由浸泡焙烧成球后的钒矿产生，经过厂区内水池沉淀后进行循环使用，少量外排;废气经过山顶一根约50m的烟囱直接排放，产生的大量冶炼废渣露天堆积。由于冶炼工艺落后、未采取有效的环境保护措施，生产期间，周边群众投诉不断，当地政府接到群众举报后及时关停了该厂。关停后，含重金属的冶炼废渣未经任何处理长期露天堆放在冶炼厂周边，经降雨淋溶的影响，已经造成区域内更大范围内及深度的土壤污染，本次调查拟查明场地内重金属污染范围及程度，为下一步的污染治理打下科学基础。
2 研究方法
2.1 场地概况
整个场地基本分为3个平台，最低平台主要为冶炼后废渣倾倒区;中间平台主要生产区间;最高的平台上主要为烟囱。原生产厂房已经依法拆除，建筑垃圾散乱堆积在场内;原水浸池和污水池中遗留有大量的冶炼废渣，未得到妥善处置;同时，原生产过程中排放废气的烟囱未拆除，该烟囱位于山顶，由于原厂生产时间不长、且关停时间已久，烟囱内虽未见烟灰等残留物，但因年代久远存在一定的安全隐患。厂房周边有大片农田和几十户居民，存在环境污染风险，影响周边居民身体健康。
2.2 采样方法
本调查场地内的固体废物大多数零散分布在场地各处，并没有明显按一定顺序排列、分层，并且已经停产，根据《工业固体废物采样制样技术规范》（HJ/T 20-1998），并参考相关重金属污染场地调查方法[5-6]，本调查采用简单随机采样法。按照堆存的固体废物原来的状况随机从固体废物堆中采集样品，共设置14个固体废物和土壤采样点。
根据污染场地地块地层分布情况，固废采样钻孔分为浅孔和深孔两类：（1）浅孔的钻探深度计划为2m-4m，分别为M1、M2、M3、M4、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13及M14，浅孔每个钻孔采集5个土壤样品，采样深度分别为0～0.5m、0.5～1m、1～1.5m、1.5～2m及2m以上土壤样品;（2）深孔钻探深度计划点位为M5，钻孔深度为6m，采样深度分别为0～0.5m表层废渣样、0.5～3m废渣混合样、3～4m废渣土壤混合样、4～5m土壤样品及5～6m土壤样品。另一个深孔钻探深度计划点位为M6，钻孔深度为8m，采样深度分别为0～0.5m表层废渣样、0.5～5m废渣混合样、5～6m土壤混合样、6～7m土壤样品及7～8m土壤样品。共计采集5个固废样品及66个土壤样品，以M1为例，固废样品各层分别编号为M1-1、M1-2、M1-3、M1-4及M1-5。
同时，场地4个方位采集用人工挖掘方式采集4个土壤表层样品作为背景点，分别为背景点东、背景点南、背景点西、背景点北。
2.3 检测分析
根据同类型项目污染数据，本次调查主要检测5种重金属（钒、砷、锑、铬及镉）和pH。测试方法均为国家或行业相关检测标准。 3 结果与讨论
3.1 检测情况
毒性浸出试验情况：对M5、M6表层固废进行毒性浸出（酸浸）试验结果，参照《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007），检测结果均在浸出毒性鉴别标准值范围内，可判定该废渣固废不属于危险废物。接着按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）的相关要求，废渣浸出（水浸）检测结果各检测因子检测值均未超过《污水综合排放标准》（GB8978-1996）标准限值，因此判定该场地内废渣属于第I类一般工业固体废物。
钒超标情况：采样点M1、M2、M3、M4、M6、M7、M8、M9、M10和M14重金属钒的检测值超过《重金属污染场地土壤修复标准》（DB43/T1165-2016）居住用地标准200mg/kg的限值，最大超标倍数达到28.99倍，场地内14个点位中10个点位样品存在超标，超标率达到了70%。
砷超标情况：采样点M2、M4、M6、M8、M10和M14重金属砷浓度超过居住用地标准50mg/kg的限值，最大超标倍数为4.40倍，场地内14个点位中6个点位样品存在超标，超标率达到了40%。
铬超标情况：采样点M1、M3、M4、M7、M8、M10和M14重金属铬浓度超过居住用地标准400mg/kg的限值，最大超标倍数为0.19倍，场地内14个点位中6个点位样品存在超标，超标率达到了40%。
锑、镉这两种重金属未检测出超标现象。
4个土壤背景点各重金属污染因子检测指标基本上都在《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）三级标准限值内，因此判定目前该场地周围土壤和农田土壤暂时没有受到污染。
3.2 污染深度
综合分析超标污染因子钒、砷和铬的污染深度，除了M2点和M4点位周边，采样深度在2m以上钒、砷和铬的检测值均不超标;采样深度在1.5m处钒、砷和铬仍然存在超标，因此确定场地大部分区域土壤污染深度为2m。M2点位周边污染深度为4m;M4点位周边污染深度为3m。
3.3 污染面积
首先根据污染土壤及周边背景值监测结果和场地地形情况，确定场地不超标范围;然后，根据超标点位超标值和附近不超标点位背景值，采用内插法确定超标点位边界点，最后，根据内插法确定的边界点，采用平滑曲线将确定的点连接起来，确定场地污染范围。据此，确定场地污染土壤面积13780m2。
4 结语
场地区域内污染土壤中钒、砷、铬等重金属含量已超过相应的环境质量标准限值，遇雨水天氣或山体滑坡，污染土壤中的重金属会随着雨水的冲刷以地表径流的形式向周围扩散，使周边的土壤、水体、农田等受到污染，存在安全隐患，应重点关注。
参考文献
[1]吴霞，刘轩志，冯秋分，等.云南省某电池厂遗留场地调查及风险评估[J].绿色科技，2017（14）：126-129.
[2]陈莉娜，张帅，许石豪，等.典型有机化工遗留场地的健康风险评估[J].广东化工，2017，44（9）：192-195.
[3]钟为章，牛建瑞，周冰，等.石家庄某铬污染场地土壤现状调查与评价[J].环境工程，2017（04）：149-153.
[4]林海，田野，董颖博，等.钒冶炼厂周边陆生植物对重金属的富集特征[J].工程科学学报，2016（10）：1410-1416.
[5]张斌，陈辉，万正茂，等.污染场地环境调查现场采样技术现状及存在问题的探讨[J].工业安全与环保，2017，43（9）：82-86.
[6]潘琼，程运林.土壤重金属污染现状调查与评价[J].环境与可持续发展，2013（6）：47-49.
收稿日期：2020-03-30
作者简介：陈锴（1984-），男，研究生学历，研究方向为环境保护类工程咨询及企业节能环保、绿色发展咨询。
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