摘要：對(duì)廣東省東莞市某廢棄電鍍工業(yè)園土壤進(jìn)行采樣，檢測(cè)并評(píng)價(jià)場(chǎng)地土壤環(huán)境狀況，檢測(cè)了As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni、Co、V共8項(xiàng)

指標(biāo)，結(jié)果表明土壤環(huán)境質(zhì)量尚可，但也存在一定的安全隱患，研究成果可為電鍍企業(yè)搬遷后的環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：電鍍工業(yè)園；土壤重金屬污染；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

基金項(xiàng)目：河北省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（D2021106004）；河北省地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題（JCYKT202102）；東莞市社會(huì)發(fā)展科技（重點(diǎn)）項(xiàng)目（20231800940562）

引言

土地置換開(kāi)發(fā)已成為城市土地可持續(xù)利用的重要手段[1]。隨著城市更新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)調(diào)整，一些工業(yè)企業(yè)搬遷或者關(guān)停，遺留下的污染場(chǎng)地往往存在嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。特別是電鍍企業(yè)，其生產(chǎn)過(guò)程中排放大量的重金屬?gòu)U水，如果這些重金屬?gòu)U水排放不當(dāng)，又深入土壤并在其中積累到一定程度時(shí)，不僅會(huì)引起土壤質(zhì)量惡化，還會(huì)影響污染土壤治理與修復(fù)項(xiàng)目的進(jìn)展。

本文以廣東省東莞市某廢棄電鍍工業(yè)園為研究對(duì)象，對(duì)其土壤樣品檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，并就土壤重金屬污染修復(fù)治理方法進(jìn)行探討。研究結(jié)果不但可為污染土壤修復(fù)工作的開(kāi)展，以及為修復(fù)后的場(chǎng)地合理規(guī)劃利用提供科學(xué)的理論依據(jù)，而且對(duì)改善和提高當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)環(huán)境質(zhì)量、保障人體健康、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義。

1研究區(qū)域概況

某廢棄電鍍工業(yè)園面積為40024.96m2，調(diào)查歷史沿革情況可知，其在1994年前內(nèi)含農(nóng)用地及居民樓（新興樓），并興建廠房等，主要用途為工業(yè)用地，園內(nèi)工業(yè)企業(yè)于1994～2021年陸續(xù)搬遷，其在2021年3月至今主要為空置廠房、居民樓。

2研究區(qū)域土壤樣品采集與理化性質(zhì)分析方法

土壤作為環(huán)境的“匯”，承接了環(huán)境中的大部分污染物，對(duì)人體健康造成潛在威脅。本研究通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)某廢棄電鍍工業(yè)園進(jìn)行土壤重金屬污染分析與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

2.1 土壤樣品采集

2.1.1 重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)區(qū)域

區(qū)域面積約18931.00m2，按每1600m2（40m×

40m網(wǎng)格）不少于 1個(gè)采樣點(diǎn)位的總原則，共布設(shè)22個(gè)土壤采樣點(diǎn)。

2.1.2 非重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)區(qū)域

區(qū)域面積約17845.60m2，按每1600m2（40m×

40m網(wǎng)格）不少于1個(gè)采樣點(diǎn)位的總原則，共布設(shè)13個(gè)土壤采樣點(diǎn)。

2.1.3 居住和道路區(qū)域

區(qū)域面積約3248.36m2，按每6400m2（80m×

80m網(wǎng)格）不少于1個(gè)采樣點(diǎn)位的總原則，共布設(shè)1個(gè)土壤采樣點(diǎn)。

2.2 土壤理化性質(zhì)分析方法

采集土壤樣品并密封于聚乙烯自封袋運(yùn)回試驗(yàn)。首先在樣品處理室中經(jīng)自然風(fēng)干，并仔細(xì)挑除碎石和植物、動(dòng)物殘?bào)w等；然后經(jīng)研磨過(guò)10目（2mm）尼龍網(wǎng)篩，部分樣品繼續(xù)研磨過(guò)60目（0.25mm）尼龍網(wǎng)篩；最后保存用于土壤基本理化性質(zhì)分析。土壤中重金屬As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni、Co、V（其中As為類金屬，為方便表達(dá)，本文統(tǒng)稱“重金屬”）的測(cè)定采用HF-HNO3-HNO3消解、電感耦合等離子體質(zhì)譜（PerkinElmer SCIEX）檢測(cè)，為電鍍工業(yè)園搬遷后評(píng)估其遺留場(chǎng)地土壤環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

3 研究區(qū)域土壤重金屬污染與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

3.1 土壤污染評(píng)價(jià)

重金屬Cu在所有土壤樣品中均有檢出，濃度為0～4039.07mg/kg。平均濃度超過(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）[2]中第一類用地篩選值（2000mg/kg），最大超標(biāo)倍數(shù)為2.01。

3.1.1 單因子污染指數(shù)

單因子污染指數(shù)是指對(duì)土壤中一種污染物進(jìn)行單獨(dú)評(píng)價(jià)，如式（1）所示。

Pi = Ci /Si

式中 Pi —土壤中重金屬i的污染指數(shù)；Ci—土壤中重金屬i的實(shí)測(cè)濃度，mg/kg；Si—土壤中重金屬i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/kg。

土壤中重金屬評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

3.1.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)能更全面地反映土壤中各污染物的平均污染水平，如式（2）所示。

式中 Pn—綜合污染指數(shù)；Pmax—重金屬單因子污染指數(shù)中的最大值；Pavg—重金屬單因子污染指數(shù)的算術(shù)平均值。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

3.1.3 土壤重金屬污染評(píng)價(jià)指標(biāo)

土壤重金屬污染指數(shù)統(tǒng)計(jì)情況如表3所示。

3.1.4 小結(jié)

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，采用單因子污染指數(shù)分析，結(jié)果顯示各重金屬污染程度都屬于清潔（安全）。單因子污染指數(shù)法只適用于1種污染物在特定區(qū)域的污染程度評(píng)價(jià)[3]，不能全面反映土壤環(huán)境中多種重金屬污染的綜合水平，因此對(duì)于點(diǎn)位較多，又需分層取樣的場(chǎng)地，不適用單因子污染指數(shù)法。

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分析，結(jié)果顯示As、Cd、Pb、Hg和V屬于清潔（安全），Co屬于尚清潔（警戒），Cu屬于輕度污染，Ni屬于中度污染。

3.2 對(duì)人類健康的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

3.2.1 場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的定量計(jì)算

暴露評(píng)估指對(duì)人群通過(guò)各類環(huán)境介質(zhì)接觸污染物的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)長(zhǎng)等進(jìn)行預(yù)測(cè)、估算的過(guò)程，是健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的定量依據(jù)[4]。通過(guò)暴露評(píng)估可確定潛在敏感人群與暴露途徑，以及調(diào)查和估算暴露人群的活動(dòng)方式、暴露頻率、暴露時(shí)間、平均體重等暴露參數(shù)，計(jì)算日均暴露量[5]。

重金屬污染物主要通過(guò)經(jīng)口攝入、皮膚接觸、呼吸吸入3種途徑進(jìn)入人體。本研究同時(shí)考慮重金屬污染物給兒童與成人的健康風(fēng)險(xiǎn)及影響；選用《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2019）中推薦的模型和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[6]，3種途徑暴露量通過(guò)平均每日劑量（Average Daily Doses，ADD）進(jìn)行估算，計(jì)算方法如式（3）、式（4）、式（5）所示。

式中 ADDing—經(jīng)口攝入的每日劑量，mg/d；ADDderm—皮膚接觸的每日劑量，mg/d；ADDinh—呼吸吸入土壤顆粒物的每日劑量，mg/d；InhR—每日吸收量，m3/d；IngR—土壤攝入量，mg/d；C—土壤中污染物的含量；CF—轉(zhuǎn)換系數(shù)，kg/mg或m3/cm3；EF—年暴露頻率，d/a；ED—暴露時(shí)長(zhǎng)，a；BW—體重，kg；AT—平均作用時(shí)間，d；SA—皮膚暴露面積，cm2；PEF—土壤顆粒物生產(chǎn)因子，m3/kg；ABF—皮膚吸附系數(shù)；SL—皮膚黏附因子。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)相關(guān)參數(shù)取值[7]及其單位如表4所示。

3.2.2 毒性評(píng)價(jià)

毒性評(píng)估包括分析關(guān)注污染物的致癌、非致癌效應(yīng)，以及關(guān)注污染物經(jīng)不同暴露途徑對(duì)人體健康的毒性危害機(jī)理和劑量-效應(yīng)關(guān)系[8]。其中，As不但具有慢性非致癌風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還具有致癌風(fēng)險(xiǎn)；Pb和Cd具有非致癌性風(fēng)險(xiǎn)[9-14]。

本文采用US EPA綜合風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)（IRIS）中的非致癌物RfD值與致癌物SF值作為健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估依據(jù)[14-17]。相關(guān)參數(shù)如表5所示。

3.2.3 風(fēng)險(xiǎn)表征

致癌效應(yīng)與非致癌效應(yīng)2個(gè)方面按式（6）計(jì)算。

CR=∑ADD×SF

式中 CR—致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；SF—致癌斜率因子。

CRgt;10-4被認(rèn)為存在顯著致癌風(fēng)險(xiǎn)；CR在10-6～10-4之間被認(rèn)為是可接受的范圍。

3.2.4 土壤重金屬污染物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

本研究選取As為代表，根據(jù)上述土壤重金屬污染與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，計(jì)算得出，該廢棄電鍍工業(yè)園土壤重金屬CRinggt;10-6，說(shuō)明該廢棄工業(yè)園土壤重金屬污染有顯著的致癌風(fēng)險(xiǎn)。具體如表6所示。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，某廢棄電鍍工業(yè)園的土壤重金屬檢測(cè)結(jié)果顯示，內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)為0～2.658；As、Cd、Pb、Hg、V屬于清潔（安全），Co屬于尚清潔（警戒），Cu屬于輕度污染，Ni屬于中度污染；土壤環(huán)境質(zhì)量尚可，但As具有致癌風(fēng)險(xiǎn)。

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作者簡(jiǎn)介

高園園（1981—），女，漢族，河南開(kāi)封人，講師，博士，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)地區(qū)化學(xué)和環(huán)境修復(fù)。

加工編輯：王玥

收稿日期：2024-04-22