江苏某电镀场地污染特征调查

谭林立，许航，王俊霖，韩晓月（江苏圣泰环境科技股份有限公司，南京 210007）

江苏某电镀场地污染特征调查

谭林立，许航，王俊霖，韩晓月
（江苏圣泰环境科技股份有限公司，南京 210007）

以江苏省靖江某电力器材厂场地土壤与地下水为研究对象，分析该场地土壤、地表积水与地下水中重金属污染状况，结果表明：该场地受重金属Zn、Cd污染，土壤样品超标率均为30%，与土壤环境质量二级标准值相比，Zn和Cd最大超标倍数分别为1.5倍和6倍；水质样品中主要为地表积水存在重金属污染问题，此外氯化物浓度也明显高于背景值，说明该场地存在一定的环境健康风险，因此,在再利用之前需对污染场地进行修复。

1 引言

工厂在生产过程中污染物的排放与泄露会使土壤与地下水受到严重污染，而随着中国城市面积的不对扩张，许多城市为调整产业结构而实施城市布局“退二进三”战略，原来处在主城区的工业企业纷纷搬迁，因其生产过程中所造成的环境污染问题，这些土地不能被直接使用，从而形成了大量工业污染遗留场地[1]。

电镀企业普遍存在规模小、工艺简单和管理不规范等特点，极易造成场地重金属污染[2～4]，因此,为保护人们的健康安全，需要对这些污染场地进行污染状况调查并修复。本文以江苏省靖江某电力器材厂场地土壤与地下水为研究对象，分析该场地土壤与地下水中重金属污染状况，为场地污染土壤修复提供技术支撑。

2 材料与方法

2.1 样品采集区概况

本区属亚热带湿润季风气候，具有气候温和、雨量充沛、四季分明、阳光充足、无霜期长、长江无冰冻等特点，常年主导风为东南风，平均风速为3.6m/s，历年最大风速为20m/s。年平均气温15.2℃，近年最低气温-8℃，最高气温39℃，年平均降雨量为1 050mm，年平均气压为1 013mpa，年平均相对湿度为67%。靖江地处江南水网区，属长江北岸冲积平原，区内地表水系十分发育，主要受大气降水的影响。

场地周边主要为住宅区、酒店、超市，没有其它企业，该场地原所属企业生产过程中的主要污染因子为重金属类，敏感点是周围已建成的住宅区。

2.2 布点与采样

在高污染风险区域内划分了8个监测地块，每个监测地块的面积＜1 600m2，其尺寸和位置见图1中的枚红色网格，在每个监测地块的中心位置进行布点（见图1中实心点）。对于场区施工挖出的土也进行了采样，编号为c1～c10，同时在网格外部布设三个土壤背景采样点，编号为b1～b3。根据土质分层情况确定纵向采样点在0.5～1.0m深处取样。设置两个浅层地下水样采集点。同时在网格线外部布设一个对照采样点，以确定地下水的背景值。浅层地下水取样的深度为3.0～4.0m。共采集土壤样品数为13个，地表水样品数为2个，地下水样品数为3个。

图1 监测地块分布图(单位：m）

考虑场地的污染风险因子为重金属，不存在挥发的可能性，且高风险区域的场地地面高低起伏，考虑目前场地状况，土壤采样采用铁锹或挖机取土样；一般区域采样根据现场情况，采用挖机和Geoprobe结合的方法，根据现场情况再做调整。地下水采样采用Geoprobe设备进行。

2.3 样品处理与分析

样品的处理与保存按照《土壤环境监测技术规范》、《地下水环境监测技术规范》、《地表水和污水监测技术规范》等实施。

监测指标：土壤的为pH、砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、铅（Pb）、锌（Zn）、汞（Hg）。地下水的pH、总硬度、高锰酸盐指数、氯化物、硫酸盐、砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、铅（Pb）、锌（Zn）、汞（Hg）、六价铬（Cr6+）。

所有的样品的污染物参数测试由通过CMA认证的检测单位首选国家标准和和规范中规定的分析方法，对于国内没有的标准分析方法的项目，此次采用EPA等的检测方法检测。

2.4 土壤及水环境安全质量评价

采用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法[5]评价土壤重金属污染程度，单项污染指数公式为：

式中：Pi为土壤中污染物i的单项污染指数，Ci土壤中污染物i的实测浓度，Si为土壤中污染物i评价标准。Pi＜1，表示土壤未受污染物i污染；Pi＞1表示土壤受污染，Pi越大，受污染程度越重。单项污染指数只能代表某一种污染物的环境质量状况，不能反映环境质量的全貌，为全面反映各种污染物对土壤环境质量的影响，突出高质量分数污染物对土壤环境质量的影响作用，采用综合污染指数进行评价。综合污染指数公式为：

式中，P综合为内梅罗综合污染指数；P最大为单项污染指数中的最大值；P平均参加评价的单项污染指数的算术平均值。

土壤环境质量分级是土壤质量评价的基本内容。按综合污染指数分级标准：P综合≤0.7时，土壤环境质量等级为1级，安全级，清洁；0.7＜P综合≤1时，土壤等级为2级，处于警戒级，尚清洁；1＜P综合≤2时，土壤等级为3级，土壤污染物超过标准值，视轻污染；2＜P综合≤3时，土壤等级为4级，土壤受到中度污染；P综合＞3时，土壤等级为5级，土壤污染已相当严重。

水环境重金属污染评价采用《地下水质量标准》及《地表水环境质量标准》。

2.5 质量控制与数据分析

采集现场质量控制样是现场采样和实验室质量控制的重要手段。在采样过程中，同种采样介质，采集一个现场重复样和一个设备清洗样。现场重复样是从相同的源收集并单独封装分别进行分析的两个单独样品；设备清洗样是采样前用于清洗采样设备与监测有关，并与分析无关的样品，以确保设备不污染样品。为保证测定结果的准确，每批加2个标样，2个空白，2个管理样，2个回收率，10%的平行。标准值与测定值之间的变异系数范围在1.3～8.7，且同批的2个标样的测定值间的变异系数小于10%，表明其平行性较好，能满足测定要求。

采用Excel 2007以及SPSS 19.0对数据进行统计与分析。

3 结果与讨论

3.1 土壤重金属含量及污染评价

对农田表层0～20 cm土样中重金属含量进行描述性分析，得出各项统计指标，结果如表1所示。土壤中Cr 、Zn 、Pb 、Cd 、As 和Hg 的平均含量分别为15、58、2.3、0.06、2.9和0.06mg/kg，其中，Zn、Pb、Cd元素平均含量高于周边土壤背景值，特别是Zn和Cd，与土壤环境二级标准值相比样品超标率达30%，最高含量分别为302和1.8mg/kg。从最小值和最大值的分布上看，各元素含量的极差很大，特别是Zn与Cd，这意味着着研究区内局部地区的土壤重金属由人为活动引入[6,7]。

表1 土壤重金属含量统计分析（μg/L）

通过内梅罗指数法对土壤重金属污染水平进行评价，结果（表2）表明，在10个表层土壤样品中主要存在两种重金属元素的超标问题，样品超标率为30%，Zn与Cd超标的点位均为C2、C7和C9，通过内梅罗指数综合评价表明，这三个点的污染状况分别为中度污染、重度污染和重度污染，表明重金属Zn与Cd超标是造成这三个样地土壤污染的主要因素。且这三个样点的pH值分别为4.2、4.4、4.7，而该场地原为靖江电力器材厂使用，该厂主要生产输电线路电塔等电力器材，主要的产污环节为镀锌和酸洗。所以，企业生产活动是造成土壤中Zn和Cd超标以及土壤pH值偏低的主要原因。根据有关学者研究，电镀作业会造成厂区土壤重金属浓度的超标[8]。

表2 土壤重金属污染评价

表3 水样监测结果统计表

3.2 水质污染状况

有研究表明，电镀厂属于重污染行业污染场地，会对周围环境构成了一定的影响，包括土壤、作物、水体和底泥等[9,10]。所以，对场地地表水及地下水pH、总硬度、高锰酸盐指数、氯化物、硫酸盐、砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、铅（Pb）、锌（Zn）、汞（Hg）、六价铬（Cr6+）进行测定，结果见表3。与对照水样QW相比，地表积水1跟地表积水2的部分指标浓度均较高，其中地表积水1中氯化物、Zn、Cd浓度分别是是QW的55倍、312倍和5.6倍；地表积水2中的氯化物、Zn浓度分别是QW的3.9倍和45倍。此外，地下水cw1的氯化物浓度也明显高于背景值，所以，酸洗液存在向地下水渗透的危险。

本次调查场地规划用地为住宅类，场地内地表水为人体非直接接触的娱乐用水区，所以以《地下水质量标准》及《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准为依据进行评价[9,10]，部分地表水环境质量标准基本项目标准限值如表4所示，结果表明，地表积水Ⅰ中Zn和Cd的浓度高于地表水Ⅳ类标准，建议及时对此点位所处的积水坑的水进行处理，防止其下渗污染下层土壤。此点位位于镀锌车间附近，为较高污染风险的区域，由于地表土层有扰动，污染物有随雨水下渗的可能，有必要在此区域附近做进一步的补充监测调查。

表4 部分地表水环境质量标准基本项目标准限值

4 结语

通过对场地土壤与重金属含量调查分析得出，电镀遗留场地存在重金属超标问题。在土壤及地下水中的主要污染物类型为Zn与Cd，在土壤样品中，Zn与Cd超标率为30%；在水质样品中，主要为地表水1中Zn与Cd浓度超标，此外，酸洗作业导致了地表土壤与地表水部分点位严重酸化，并用进一步向下渗透的危险。

对于重金属超标的土壤，建议进一步采取措施，进行修复。目前，对于重金属污染土壤的主要修复方法为客土法及固化稳定化法，在施工前，需要实施小规模试验，取得针对本场地土壤理化特征以及污染物浓度范围的固化药剂混合比例等参数，确定各项物料投加量，同时制定详细的工程实施方案和施工组织设计方案。

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谭林立（1981～），男，江西莲花人，工程师/硕士，从事土壤调查与修复研究，（电子信箱）TANLL2004@126.com。

Soil and groundwater has researched in Electric power equipment factory.The field which in jingjiang city Jiangsu province.After analyzing the pollution of heavy metals in soil and groundwater，Results indicate that the area polluted by heavy metal Zn and Cd and approximately 30% exceeded the soil quality standard.When Compared with Soil environmental quality of the secondary standard,The largest exceeding multiple of Zn and Cd were 1.5 times and 6 times;The main heavy metal pollution problems is about the surface water,Chloride concentrations are also significantly higher than the background value.It Shows that the site has certain environmental health risks,contaminated sites also need to be repaired before reuse.

污染场地；土壤；重金属；污染特征

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