化工企业场地土壤重金属的检测与分析

陈 涓

（湖南省分析测试中心有限公司，湖南 长沙 410000）

引言

当今城市经济的快速发展和经济结构的调节下，很多工厂和公司因生态环境污染而被关停、倒闭和迁建。废旧土地资源将逐渐整体规划为城市绿地、公用设施乃至住宅用地。以往工厂和公司在生产过程中排出的三废等污染物难以避免会污染土壤层，造成重金属、有机化学有害物质等污染物含量高的现象。除此之外，交通出行、工业生产、工程建设、大气沉降等因素的影响下，也会加重土壤重金属污染[1]。重金属具备移动性差、隐敝、易聚集、难溶解等特性，且可以生物链转移，会对人体健康造成直接或间接地危害。因此，本文对化工企业场地土壤重金属情况进行检测和分析，通过了解该地土壤重金属污染情况，作为土壤恢复或者修复的一项指标，为土地的进一步合理利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

某化工厂位于湖南长沙，于2014 年因重金属污染关停并转。该企业建立于2006 年，主要从事电解锰生产、销售；电解锰原材料及锰系列等产品的销售，2017 年停止生产。该化工企业场地土壤污染源为重金属污染，因生产过程中填产生大量重金属元素埋于地下，虽然已经进行清理，但因土壤深层污染较为严重，一直尚未进行再次合理开发利用。为灵活运用该地域土地资源，提升绿地总面积，提升土地资源生产效率，修复生物的多样性，对废旧土地资源开展了土壤重金属检测分析。

1.2 土地采集和制备

1.2.1 设定采样点

分析全部场所的划分状况，依据2019 年我国出台的《建设用地土壤环境调查评估技术指南》和《建设用地土壤污染状况调查技术导则》，对场地土壤重金属污染情况进行检测分析。首先进行污染识别，然后对涉嫌污染区域进行初步调查筛选。设置取样点时，每个取样点的连接范围不得超过400 m2，其它区域不得超过1 600 m2。

在涉嫌污染区设置取样点时，选择网格布点，根据每400 m2至少一个取样点的原则，设置34 个；其它区域根据每1 600 m2至少一个取样点的原则，设置36 个。并于场地上游设置对照点，数量1 个，共设置71 个采样点。取样过程中，保持最低土壤垂直方向采样深度以上（1.5 m），0.5 m/个，饼根据取样时的地势、建筑物和风向等因素，调整取样深度。

1.2.2 确定分析项目

根据现场调查情况及《土壤环境质量标准》（GBl 5618—1995）确定本次调查分析项目为铬、砷、镍、铅共4 个项目。

1.2.3 样品采集

将土壤样品储存在准备好的广口玻璃瓶中，采集时和储存时要快速，尽量缩短时间，避免因在空气中暴露时间较长产生二次污染。装入玻璃瓶后密封好，将样品运到4 ℃下的试验室进行分析；填好详细的现场记录卡，包含颜色、土壤层深度、土壤质地等。样品贴好标签，标明采样人、编号、日期。

1.3 方法[2]

土壤重金属的测量：按照《土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法》（GB/T 17141—1997）的标准进行测量，土壤样品重量精确为0.2 g，在聚四氟乙烯钳锅电热板上添加HNO3-HF-HClO4，进行消解、定容。Cr、Ni、As 和Pb 重金属的含量用原子吸收分光光度法测量。为确保得到数据信息的真实度和稳定性，在试验操作过程中设定平行样品，各重金属的相对标准偏差（RSD）不超过5%。

1.4 污染程度评价标准[3]

该调查场地所在区域规划为发展备用地，拟作住宅地，场地土壤污染状况评价筛选值采用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）中的第一类用地筛选值，以及《场地土壤环境风险评价筛选值》（DB11/T 811—2011）中的住宅及公共用地筛选值作为评价依据。

2 结果与讨论

2.1 土壤中重金属含量样品统计分析

对采集的土壤重金属含量样品进行检测，结果显示4 项重金属（Cr、Ni、As 和Pb）项目中，并非所有元素全部超标。超标元素主要是砷和铅，特别是砷比标准筛选值超出5 倍之多[4]。土壤样品统计分析，如表1所示。

表1 土壤样品统计分析

经过分析可知，土壤重金属浓度中含量最高的为砷。如表2 所示，按照土壤深度来看，深度从0.5 m～1.5 m内浓度最高的金属元素均为铬，具有最大平均值。

表2 不同深度中不同重金属平均值

2.2 污染成因分析

2.2.1 企业生产经营活动过程中的污染

污染物最终还是会储存在土壤，化工企业在生产过程中会产生一些污染物，大部分情况下在自然环境中释放出的污染物还是会进入土壤。该企业的生产时间约为10 年，场地土壤因为长期使用累积的污染比较明显，特别是长期性排出和累积的重金属污染物数量越来越多，更容易污染土壤产生危害，导致重金属含量过高[5]。

场地内的污染物通常来源于生产车间，生产车间周边更容易出现重金属污染物，且含量较高。在特定因素的影响下，化工厂企业受到时间和技术等因素的限制，生产工艺流程和机器设备相对较差，甚至采购的原料也有较高的有害成份，污染物排量较大。

化工企业的早期发展中，生产经营和管理模式为粗放式状态，很多制度和规则不够完善，环境保护意识不足，特别是受到我国环境保护工作起步较晚的影响，在处理土壤污染时，缺乏相应的方法和对策，土壤污染问题比较严重。

2.2.2 企业拆除活动过程中的污染

2017 年该化工企业关停迁建，原场地一直闲置，生产设备拆除后依然保留部分构筑物。但是因拆除较早，拆除规范不过关，环境污染治理方案不够完善，缺乏相对的方法，污水、固体废弃物、残余物和残余污染物会对土壤造成严重污染。

2.2.3 场地废弃后的污染

2017 年该化工企业关停关停迁建后长期处于废弃状态，对于重金属产生的污染和场地中其它的残留废弃物并未及时处理。被雨水等长期淋溶后，污染物扩散至深层土壤层，导致土壤污染深度不断增加。

3 结论

1）用《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（GB 36600—2018）和《场地土环境风价筛选值》（DB11/T 811—2011）作为筛选依据，对比标准筛选值可知，企业化工场地中重金属元素含量尚未超过筛选值，不过砷和铅金属元素存在样品超标现象，超标数量分别为有4 和2，超标率分别为2.86%和1.43% 。

2）分析企业化工场地土壤重金属污染的分布特点，从0.5 m～1.5 m均存在不同程度的污染。其中，砷和铅的超标点位相同，坐落于生产车间周边。尽管很少，但工业化生产导致的环境污染特性相对显著。

3）化工企业场地中一部分土地存在严重的砷和铅重金属污染，重新开发利用前，需要做好人体健康风险测评工作，控制在人体健康能接受范围内。