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四川省某化工渣场土壤中重金属Ba、As、Mn等元素空间分布特征分析

发布时间: 2023-10-19 来源:乐鱼体育网页版入口/硫酸钡
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产品介绍

  本文以四川省某工业渣场为研究对象,依据场地的情况,确定了45个钻孔,按照10~20 cm分层为土壤取样,测定了土壤中钡(Ba)、砷(AS)、锰(Mn)等重金属元素及硫酸根离子、氯离子的含量及特征分布。分析根据结果得出调查场地土壤主要受污染因子为钡、氯离子和硫酸盐,其次为砷、锰。

  重金属污染严重影响了一个区域的经济发展水平,并对该地区的食品安全及人体健康构成了威胁。因土壤污染而造成的“毒米”、“毒菜”事件不断在新闻媒体上报道,尤其是2013年湖南“镉米”事件给人类带来了很大的恐慌。准确的环境状况综合评价(包括土壤重金属的污染特征、来源和生态风险评价等)对于了解该地区重金属污染状况预测及有效的预防和治理,具备极其重大战略意义[1]-[14]。

  本文以四川省自贡市某化工渣场土壤重金属分布为研究对象,对其多种元素进行了含量测定,揭示化工渣场土壤中Cr,Hg,As 等元素的富集特征与空间分布规律,旨在为化工渣场堆积地区中土壤环境保护、土壤污染治理、土壤环境风险预警、土壤资源合理规划利用等提供参考依据。

  研究区域位于自贡市,场地整体面积约为55,200 m2,于1938年建立,主要由某氯碱化工有限责任公司及周边大量小型私营化工厂的生产废料露天堆积而形成,场地中心地理位置坐标东经104°4547.71,北纬29°2333.68。东临张家坝化工建材厂,西接川渝挖掘机培训学校,南至自贡市新纪元恐龙景观制作有限公司及洗涤厂,北至自贡市三和包装有限公司。项目调查范围见图1。调查区气候为亚热带湿润季风气候类型,冬暖夏热,雨量适中,年均气温17.5℃~18℃,极端温度为-6℃和42℃。区内全年主导风向为夏季西北风、冬季北风,夏季平均风速1.8 m/s,冬季平均风速1.5 m/s。年平均湿度为77.5%。区内年降雨量1100 mm 左右。

  图1.研究区域踏勘现状(左图为钡渣等废渣,右图为场地东侧河流,拍摄时间2018年6月25日)

  踏勘调查渣场发现,研究区域中东部较低,西南及东北部较高,西南区域因常年堆积的废渣形成的“渣山”约高出场地平局海拔12~15 m 如图1所示,东北区域“渣山”约高出16~20 m;现场堆积混乱,如图2所示。渣场的东面区域为2018年新建的渗滤液挡墙,挡墙长约200 m,墙外有一条渗滤液收集沟,收集的渗滤液用泵抽入污水处理厂做综合处理。

  本研究区域布设点位主要是根据《场地环境调查技术导则》(HJ 25.1-2014)、《场地环境监视测定技术导则》(HJ 25.2-2014)、北京市《场地环境评价导则》(DB11/T 656-2009)、《建设用地土壤环境调查评估技术指南》等有关技术标准。按照网格布点法,每1600 m2 布设一个钻孔点位,共计布设44个钻孔点位(如图2所示)。取样深度由渣土接触面与原状土壤表层开始,表层取样深度0~20 cm,其后每间距0.5 m 深度取一个样,直至该区基岩层(强风化带)。本次详查野外取样工作于2018年7月2日开始,至2018年8月3日完成。共取土壤样220件,所有样品皆送至四川省冶金地质勘查局分析测试中心做多元化的分析检测。

  样品测定包括现场快速检测及室内检测。现场快速检测主要使用设备有XRF(美国nov-X System)、便携式pH 计(PHBJ-260),浊度测定仪(GDYS-101SZ)、便携式电导率仪(DDBJ-350 型)、掌上溶氧计(JPB-607型)等。室内检测样品220件。相关指标检测的新方法参考国内有关标准、USEPA 等相关检验测试标准,具体检测指标与方法见表1。

  常规数理统计分析采用excel 软件完成,主成分分析和统计相关检验分析采用DPS@15.1数据处理系统完成,空间分布图通过ArcGIS@10.1 软件制作。

  样品分析结果数据繁多,为分析土壤中各种化学元素随深度的分布特征,现取ZK-07#检测结果为例(采用深度取60 cm 间距),土壤检验测试的数据信息,如表2所示。

  利用ArcGIS10.1 绘制研究区域土壤级种重金属空间分布如图3~22所示。元素含量空间分布图中,以黄色及以上标识不同层位土壤中该元素超标区域,图中蓝色框线为调查场地实际范围,红色外框线为场地四周区域范围,所显示的土壤深度为去除上层覆渣的相对深度。

  调查区域土壤中砷的均值为8.72 mg/kg,主要分布在1.29~88.43 mg/kg 范围内,根据《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(发布稿)(GB36600-2018)的评价标准(砷筛选值——60 mg/kg),土壤检测样品220件,超标样品数为2件,样品超标率为0.91%,最大超标倍数为0.474倍,超标点位主要分布在ZK-35#(污染深度3.0~3.6 m)。

  调查区域土壤中锰的均值为636.41 mg/kg,主要分布在119.6~9057 mg/kg 范围内,根据《场地土壤环境评估筛选值》(DB 50/T 723-2016 重庆市区域标准)中商服/工业用地标准限值(锰——2000 mg/kg),超标样品个数3个,样品超标率为1.36%,最大超标倍数为3.469倍,超标点位主要分布在ZK-01#(污染深度0.4~1.8 m)。

  不同深度土壤中氯离子含量空间分布如图15~18所示。根据室内检测结果分析及图15~18 分析可知,调查区域土壤中氯离子均值为2.0 g/kg,主要分布在0~18.4 g/kg 范围内,区域背景值为0.04 g/kg;硫酸根均值为0.944 g/kg,主要分布在0~6.8 g/kg 范围内,区域背景值为0.02 g/kg。

  调查场地土壤主要受污染因子为钡、氯离子和硫酸盐,其次为砷、锰。调查场地土壤质量不满足《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(发布稿)(GB36600-2018)中二类用地筛选值,也不满足《场地土壤环境评估筛选值》(DB 50/T 723-2016 重庆市区域标准)中商服/工业用地标准限值,土壤中氯离子和硫酸盐含量相比该区土壤背景值异常偏高。建议有关部门开展相关修复方案设计等工作。