北极星环境修复网讯:作者介绍

徐志豪1, 吴 健2, 王 敏2, 黄宇驰2, 鄢忠纯2, 吴建强2, 黄沈发2

(1.东华大学 环境科学与工程学院,2.上海市环境科学研究院, )

摘 要：[目的] 揭示典型复垦工业场地中重金属元素污染特征及潜在生态风险，为此类工业复垦场地管理和治理提供科学依据。[方法] 分析上海市33块典型复垦工业场地表层、中层和深层土壤中8项重金属(砷、镉、铬、铜、镍、铅、锌、汞)的含量，采用内梅罗指数法和潜在生态风险指数法对复垦工业场地土壤重金属污染进行生态风险评价。[结果] ① 复垦工业场地土壤中重金属整体风险可控，17个点位重金属含量超过风险筛选值，其中以表层土壤中Cu和Zn污染最为突出，最大超标倍数分别为3.24，3.73倍。下层土壤中重金属平均含量均低于上海市土壤背景值，部分点位存在一定的重金属累积；② 复垦工业场地表层、中层和深层土壤重金属内梅罗综合污染指数分别为1.21，0.78，0.73，分别处于轻度污染、尚清洁和尚清洁水平，其中表层Cd和Zn污染最为突出；③ 除表层土壤Hg(中度)和Cd(中度)外，其余重金属元素均存在轻微生态风险，表层土壤潜在生态风险指数(RI)为107.22，总体潜在生态风险接近中等水平，中层及深层土壤处于轻微潜在生态风险水平。[结论] 复垦工业场地土壤重金属存在一定程度的累积性污染，其中Cu，Cd，Hg和Zn污染较为突出，考虑到毒性响应因素，则Hg和Cd更应引起关注。

关键词：复垦工业场地; 土壤垂直剖面; 重金属; 内梅罗; 潜在生态风险

土壤是水体、大气及各类营养元素和化学物质的过滤器和缓冲器，也为人类提供了生存发展所需的物质基础。在工业化高速发展的进程中，各类污染物不断在土壤中积累，导致土壤环境质量急剧下降，其中重金属污染因其生物积累性和毒性危害而备受关注。上海市作为全国老工业基地之一，工业发达，随着城市化的快速推进，土地资源日趋紧张，为缓解人地矛盾，大量工业企业关停并转，尤其是近年来低效工业用地复垦还耕力度加大，亟需掌握这些工业遗留场地的污染状况，探明场地土壤重金属污染特征，以保障人居环境安全和农产品安全。目前，对复垦场地土壤重金属污染的研究主要集中于矿区周围，而针对城市复垦工业场地的研究相对缺乏。不同于矿山复垦土地，工业场地内的地下储罐、原辅料输送管线的“跑冒滴漏”均可能会对场地深层土壤乃至地下水造成污染。而场地复垦过程对土壤环境的扰动也易使下层土壤外露，进而对外界产生潜在危害和影响。因此，本研究利用上海市近年来推进低效工业场地复垦还耕的契机，选择典型行业的33块复垦工业场地进行土壤分层采样检测，分析其重金属污染特征及潜在生态风险，以期为此类工业复垦场地管理和治理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集、处理与测定

选择上海市33块典型复垦工业场地，行业类型主要涉及金属制品、机械加工、化工等。根据现场踏勘及行业污染特征，结合原企业生产工艺流程，在场地内识别其生产车间、贮存区、废物处置区等潜在污染区域，每个场地设置3～4个采样点，采用梅花布点法使用螺旋钻机采集各采样点表层(0～0.5 m)、中层(地下水水位以上，1～3 m)及深层(地下水水位以下，3～6 m)土壤混合样品各500 g左右，装入采样瓶封装。在实验室室温自然风干样品，拣出枯枝落叶、砖瓦块和垃圾等侵入体，然后将样品碾碎，全部通过2 mm尼龙筛并充分混合，用玛瑙研钵进一步研磨，使之全部通过0.149 mm尼龙筛备用。土壤样品经盐酸―硝酸―氢氟酸―高氯酸消解后，采用USEPA6010C-2007方法，利用2100DV等离子发射光谱仪对As，Cd，Cr，Cu，Ni，Pb和Zn进行检测；经硫酸―硝酸―高锰酸钾消解后，采用《GB/T17136-1997》方法，使用NICMA-3000测汞仪对Hg进行检测。测定过程中，随机选取10%土壤样品做平行样，与样品测试结果偏差在20%以内，符合质控要求。

1.2 评价方法

1.2.1 内梅罗污染指数法 内梅罗污染指数法是国内外普遍采用的土壤重金属综合评价方法之一，不仅能反映不同污染物对环境的综合污染状况，还考虑了高含量污染物对环境质量的影响。其计算公式为：