广州市典型工业企业周边土壤环境质量初步调查

＊葛 楹

（广东省广州生态环境监测中心站 广东 511400）

广州市是国内特大型城市，工业企业众多，工业企业聚集的地方，往往周边也存在生产农作物的农田和居民活动的公园绿地等，根据2005年广州市土壤环境质量调查监测显示，广州市农田土壤环境质量与农业产品的质量受到不同程度污染，局部工业集中区、污灌区域和流域下游土壤污染形势严峻。本次初步调查是针对广州市上千家土壤污染型工业企业的分布类型，充分考虑不同工业企业由于生产过程和排污方式的不同而对工业企业周边土壤污染的种类、程度存在差异，结合工业企业周边土地利用现状，主要调查周边的土壤理化指标、重金属、有机污染物等，并根据土壤环境质量标准对监测数据进行评价，分析污染程度。

据调查，广州市内三种比较典型的工业企业（电镀行业、印染纺织业和稀土工业）比较符合本项目要求，调查组现场核实了工业企业周边土壤状况，并进行了布点、采样和分析，分析了工业企业周边农田土壤理化指标、重金属和有机污染物含量等的现状，对三种工业企业周边农田土壤污染种类、程度的差异性以及成因进行初分析，为研究广州市工业企业周边农田土壤环境质量现状进行了探索，重点对不同工业企业周边农田土壤重金属污染种类、程度的差异性以及成因进行分析，为下一步企业周边土壤环境质量的调查进行支撑性工作，为逐步完善广州市土壤污染数据库，进而为建立和优化土壤环境监测网络进行技术探索，对土壤环境保护和污染治理，保障农产品质量和人体健康，促进经济社会可持续发展具有意义。

1.工业企业筛选和情况

（1）筛选典型企业。广州市有印染、电镀、采矿、医药、纺织、石油加工、防腐等工业对土壤环境质量存在很大的风险。选取广州市工业企业分布相对较为集中的区域，通过行业规模和周边土壤利用情况，筛选了典型的三种工业企业进行初步调查监测。布点之前对监测地区进行现场勘探，确定监测点位周边情况：包括调查监测地区的自然环境特征：水文气象、地形、土壤类型、土壤性状、特征等；不同工业企业的工艺生产过程以及其废水、废气、废渣的处理及污染物排放种类、分布、排放途径和排放量等；了解不同工业企业周边土壤污染的来源、历史、面积等基本情况，确定采样密度、方法。

表2 典型工业企业周边土壤点位监测结果汇总表（无机项目为mg/kg，有机项目为μg/kg，pH、阳离子交换量及有机质含量除外）

经过废水、废气排放的综合筛选，包括起排放量、企业规模和特殊性等，综合考虑，废水型企业相对废气型企业来说对土壤的排污风险会更大，所以选取三个不同类型的典型工业企业（工业区），即共设置三个采样分区，分别是电镀行业、印染纺织业和稀土工业，见表1。

表1 工业企业基本概况

（2）工业企业情况。①电镀行业（工业区）。包括金属电沉积、化学沉积、转化膜处理等表面处理工艺技术在内的应用技术。其中，废水的主要来源是生产中的清洗、镀液过滤、镀液的废弃、更新以及镀液的跑、冒、滴、漏等。废气的产生主要存在于电镀生产的各个主要环节中，主要有镀件的酸洗以及电镀车间镀槽的铬酸雾，废气中主要有含酸液的微气泡和含铬酐的微气泡（俗称铬酸雾）。本次调查的电镀行业工业区位于广州市南部，位于水网密集的地方，拥有各类电镀企业11家。

②印染纺织业。印染纺织业包括纺织、印染、化纤、服装和纺织专用设备制造等五个部分。排放的印染废水是我国工业系统中重点污染源之一。废水具有水量大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、水质变化大、成分复杂等特点，属较难处理的工业废水之一。本次调查的印染纺织业厂区占地约6万多平方米，承接全棉、混纺等针织布的染整加工，是广州市的废水排放大户，占排放总量的10%以上。

③稀土工业。稀土元素是镧系元素加上与其同族共17种元素的总称。随着稀土元素在农业以及非核工业中的应用日趋广泛，再加上稀土矿山的持续开采，导致大量稀土元素进入水体和土壤。本次调查的稀土工业是南方离子型中、重稀土全分离的生产型企业，占地面积4万余平方米，生产原材料有稀土原矿、盐酸、液碱等，主要产品有17种稀土元素及其单一氧化物（Sc、Pm除外），主要生产工艺为湿法萃取分离。其废水产生主要来源于萃余液、沉淀母液及洗液等，主要通过物化、气浮、生化等工艺处理，最终排放至河中。废气产生则主要来源于储灌区、溶料车间和沉淀车间，经碱液喷淋处理，达标排放。

2.布点和监测

（1）布点。①本次调查的电镀行业确定初步调查区域约5km2，采用800m×800m网格法均匀布点，理论上在网格中心部位取样，根据调查对象的污染类型，沿企业废水排放水道400m内加密布点，另外，在企业厂界周边以及潜在污染区域加密布点，现场共布设24个采样点，在纳污口上游约1.7km处设置一个对照点。

②本次调查的印染纺织行业主要考虑废水排放对土壤的污染。污水排放按水流方向，在排放口起下游400m内，由密渐疏布设，具体布设方法以纳污口为起点，沿企业废水排放水道，距纳污口10m、50m、100m、200m、400m处，各设置1个采样点，同时，沿排水道纵向分支道，距分叉点10m、50m、100m、200m分别设置1个采样点，另外，根据实际地形地貌，在各工厂厂界周边100m范围内及其余潜在的污染区，选择布设若干采样点，共布设26个点位，在排污口上游约1.6km处设置一个对照点。

③本次调查的稀土行业确定研究区域约2.7km2，采用300m×300m网格法均匀布点，理论上在网格中心部位取样，按水流方向自纳污口起1000m内，由密渐疏布设，具体布设方法以纳污口为起点，沿废水排放水道，距纳污口10m、50m、100m、200m、400m、800m、1000m处，各设置1个采样点，考虑废气的影响，在主导风向向下，分别距厂界100m、300m、600m、1000m处各布设一个采样点，总共布设26个点位，在排污口上游约1km的布设对照点。本次初步调查共设置了79个点位。

（2）采样。工业企业排污导致的土壤污染一般都集中在土壤浅表层，本次采样采集在0～20cm的表层土壤为检测物，采用梅花布点方式取5点取样，混匀后用四分法取2kg混合土样装入样品袋为1个样品。

（3）监测项目。根据不同工业企业的工业生产过程及其污染物排放情况，本次初步调查研究监测项目主要为土壤理化性质3项（pH、阳离子交换量、有机质含量），重金属8项（镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍），还有有机物苯并（a）芘1项一共计12项检测内容。

3.监测结果分析

(1)土壤理化性质监测结果

样品pH值均值为5.76，范围在3.89～8.57之间，有机质含量均值为2.2%，范围在0.2%～9.7%。阳离子交换量均值为13.2cmol（+）/kg，范围在2.5～49.1cmol（+）/kg之间。

(2)重金属监测结果

本次企业周边其中稀土行业周边一个点位重金属砷异常，电镀企业周边一个点位重金属铬、铜、锌、镍均异常，样品重金属超标率49.4%，除铅之外，镉、汞、砷、铬、铜、锌、镍7种重金属均出现超标，超标率在2.5%～22.0%之间。其中镉、铜、镍超标较明显，超标率分别为19.0%、22.0%和17.7%。汞、砷、铬和锌等重金属超标率分别为2.5%、2.5%、3.8%和7.6%。

各重金属元素均具有较大的变异系数，均接近或超过50%，反映各元素在区域分布有较大的波动。对照1990年广州市土壤背景值，土壤污染累积指数（实测平均含量/广州市背景值）除砷、铬小于1之外，铅等于1之外、其他重金属元素土壤污染累积指数均大于1。可见，镉、汞、铜、锌和镍等重金属均存在不同程度外来输入。

图1 典型工业企业周边土壤点位监测结果比较

(3)有机物监测结果

有机物苯并（a）芘均值为未检出。

(4)不同企业类型结果差异分析

图2 不同类型企业周边土壤各项污染物均值状况

本次调查的电镀行业周边土壤的铬、铜、锌和镍的平均浓度显著高于印染纺织行业和稀土行业周边土壤，镉、汞、铅和苯并（a）芘在各类型土壤中均值差异不大，砷除稀土行业的个别点位含量较大，其他差异不大。电镀行业铜、镍的其超标率也相对较高，分别为64.0%和56.0%，镉的超标率大致一致。

4.结论

(1)重金属存在污染

本次调查的79样品中，共有39个重金属超标样品，重金属样品超标率49.4%，镉、汞、砷、铬、铜、锌、镍7种重金属超标率在2.5%～42.5%之间，存在重金属污染。

电镀行业周边土壤的铬、铜、锌和镍的平均浓度显著高于印染纺织行业和稀土行业周边土壤，镉、汞、铅和苯并（a）芘在各类型土壤中均值差异不大，砷除五矿稀土1个点位含量较大，其他差异不大。

各不同类型企业周边土壤点位的主要污染物均有不同，根据土壤污染分担率公式计算：

电镀行业周边土壤的铜、锌、镍污染较明显污染物分担率分别为16.0%、15.1%、18.4%；印染纺织行业周边土壤点位的镉、汞、铜污染均较为明显，镉的污染物分担率为26.4%，汞、铜其次，污染物分担率分别为20.8%和14.0%；稀土行业周边土壤点位的镉、汞、锌污染较明显，镉的污染物分担率为26.5%，汞、锌其次，污染物分担率分别为11.8%和14.5%。

(2)局部土壤存在污染

电镀企业周边某区域点位的土壤样品中，镍、锌、铜、铬和镉超标，符合电镀企业特征污染物的特征；稀土行业某区域点位砷超标。