引言
本文选取的场地位于某城市工业区,历史上曾作为多家化工企业的生产基地,包括染料制造、电镀加工及金属冶炼等。随着产业结构调整,这些企业逐渐搬迁或关闭,场地随后被闲置。近年来该场地拟被开发为居住与商业混合用途区域,然而长期的工业生产活动导致场地土壤遭受了重金属及其他有害物质的污染。因此开展全面的土壤污染调查与评估对于确保场地未来的安全开发和利用具有重要意义。
一、场地概况与调查方法
(一)场地基本情况
本研究选取的场地位于某城市工业区,占地面积约50公顷,历史上曾作为多家化工企业的生产基地,包括染料制造、电镀加工及金属冶炼等。自上世纪90年代末起,随着产业结构调整,这些企业逐渐搬迁或关闭,场地随后被闲置,部分区域被用作临时仓库或垃圾堆放点。近年来随着城市规划的推进,该场地拟被开发为居住与商业混合用途区域。场地地形相对平坦,北部紧邻一条河流,南部为城市道路,东侧为现有居民区,西侧则为未开发的空地。由于长期的工业生产活动,场地土壤遭受了重金属(如铅、铬、镉等)及其他有害物质的污染,对周边环境和未来开发构成潜在威胁。
(二)采样方案设计
为确保采样结果的代表性和准确性,本研究设计了周密的采样方案。根据场地的历史使用情况和现状,将其划分为若干个采样单元,每个单元约0.5公顷,确保覆盖整个场地。采样点的选取遵循均匀分布与重点区域加密相结合的原则,特别是在疑似污染源附近、河流沿岸及排水口等关键位置加密采样点。采样深度设定为0-2米、2-4米和4-6米三个层次,以反映不同深度土壤的污染状况。采样工具选用不锈钢土钻,确保采集的土壤样品不受外界污染。每个采样点采集的土壤样品混合均匀后,装入密封袋中并标注采样点编号、采样深度及采样日期等信息,随后送至实验室进行重金属含量检测。
(三)检测指标与方法
本研究主要关注场地土壤中重金属的污染状况,因此选定了铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)等五种具有代表性的重金属元素作为检测指标。这些元素因其毒性、持久性及在环境中的普遍性而被广泛关注。检测方法采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),该方法具有高精度、高灵敏度和多元素同时分析的能力,适用于土壤中重金属的微量分析。在检测前土壤样品需经过干燥、研磨、过筛等预处理步骤,以确保样品的均一性和代表性[1]。
二、调查结果与分析
(一)重金属含量分布特征
根据采样和检测结果,场地土壤中重金属含量呈现出一定的分布特征。靠近原化工企业生产区的土壤重金属含量较高,特别是铅和镉的含量远超国家土壤环境质量标准。随着距离的增加,重金属含量逐渐降低,但在某些区域,如河流沿岸和排水口附近,由于水流冲刷和沉积作用,重金属含量仍然较高。在不同深度上,重金属含量也表现出差异。通常表层土壤(0-0.5米)的重金属含量最高,随着深度的增加,含量逐渐降低。这与历史上的工业生产活动、废弃物堆放及地表径流等因素有关。
(二)污染程度评估
依据国家土壤环境质量标准,对场地土壤的重金属污染程度进行了评估。结果显示铅、镉、铬等多种重金属元素在多个采样点的含量均超过了标准限值,表明该场地土壤存在不同程度的污染。其中铅污染最为严重,主要集中在原化工企业生产区及附近区域。镉污染次之,但也较为普遍。铬、汞、砷等元素的污染程度相对较低,但仍有个别采样点超标。综合评估结果,该场地土壤重金属污染程度较高,特别是铅和镉的污染问题突出,需要采取有效的治理措施以降低风险。
(三)污染源识别
综合分析场地历史使用情况、周边环境及重金属含量分布特征,初步识别了场地土壤重金属的主要污染源。历史上多家化工企业的生产活动是造成污染的主要原因,特别是染料制造、电镀加工及金属冶炼等过程中产生的废水、废气和固体废物,未经妥善处理直接排放或堆放,导致土壤中重金属积累。河流沿岸和排水口附近的重金属污染与工业废水排放和水流冲刷有关,场地南部的城市道路也是铅等重金属污染的一个来源,由于车辆尾气排放和轮胎磨损产生的含铅颗粒物随风沉积在土壤中,这些污染源的识别为后续的风险防控和污染治理提供了重要依据。
(四)风险评估
基于重金属含量检测结果和污染源分析,进一步进行了风险评估。评估结果显示,场地土壤中的重金属污染对生态环境和人类健康构成潜在风险[2]。特别是铅和镉的高含量区域,对周边居民的健康产生不良影响,如影响神经系统、造成肾脏损害等。重金属还通过渗透作用污染地下水,进而影响更广泛的区域。河流沿岸的重金属污染对水生生态系统造成破坏,影响生物多样性。
三、场地土壤中重金属污染讨论与建议
(一)污染成因分析
场地土壤重金属污染的形成是多种因素共同作用的结果,首要因素是历史上化工企业的生产活动,这些活动产生了大量含有重金属的废水、废气和固体废物,由于当时环保意识的缺乏和处理技术的限制,这些污染物未经妥善处理就直接排放或堆放在场地上,导致土壤中重金属的不断积累。场地周边的城市道路也是铅等重金属污染的一个重要来源,车辆尾气排放和轮胎磨损产生的含铅颗粒物随风沉积在土壤中。河流的水流冲刷和沉积作用也将上游的污染物带至场地,加剧了土壤的重金属污染。这些因素相互叠加,共同导致了场地土壤重金属污染的现状。
(二)风险防控措施
针对场地土壤重金属污染的风险,提出多种防控措施。一是对高污染区域进行严格管控,限制人员进入和土地使用,防止污染扩散和对人体健康造成危害。二是加强场地周边的环境监测,特别是对地下水、地表水和空气质量的监测,及时发现并处理潜在的污染问题。同时建立完善的应急响应机制,一旦发生污染事件能够迅速应对,减轻对环境的影响。还应加强公众教育和宣传,提高周边居民对重金属污染的认识和防范意识。
(三)修复技术建议
针对场地土壤重金属污染,提出多个修复技术建议。一是对于污染严重的区域,可采用土壤置换法,将受污染的土壤挖出并替换为干净土壤,以快速降低重金属含量。二是对于污染程度较轻的区域,可考虑使用植物修复技术,通过种植能吸收重金属的植物来逐渐净化土壤。化学稳定化技术也是一个有效的选择,通过向土壤中添加稳定化剂,改变重金属的形态,降低其生物可利用性和迁移性[3]。最后应综合考虑场地的具体情况、修复成本和技术可行性,制定针对性的修复方案,并加强修复过程中的环境监测和效果评估。
总结
本文对某城市工业区一约50公顷的场地进行了土壤重金属污染状况调查与分析,通过周密的采样和检测,发现场地土壤中铅、镉、铬等多种重金属元素含量超标,污染严重。污染源主要识别为历史上化工企业的生产活动、河流冲刷和沉积作用以及城市道路产生的含铅颗粒物。风险评估显示重金属污染对生态环境和人类健康构成潜在风险。针对此提出了严格的风险防控措施和针对性的修复技术建议,以降低污染风险并保护生态环境和人类健康。
参考文献
[1] 毛盼,王明娅,孙昂,等.某典型废弃硫酸场地土壤重金属污染特征与评价[J].环境化学, 2022(002):041.
[2] 侯德义,张凯凯,王刘炜,等.工业场地重金属污染土壤治理现状与展望[J].环境保护, 2021, 49(20):7.
[3] 安亚男.铅锌行业场地土壤重金属污染环境风险防控要素识别研究[D].中南大学,2023.