【研究】西部某酸洗场地高密度环境调查与污染特征分析

摘要：以西北高原地区某酸洗厂为重点区，对面积约为800m2场地开展系统的高密度环境调查，结果表明：(1)该场地以重金属锌污染为主要污染因子，场地内土壤Zn浓度范围13.68~68800mg/kg，局部区域土壤pH异常、土壤Fe含量和Cl-浓度升高现象;(2)土壤Zn污染垂向迁移深，多数点位Zn污染(Zn含量超过200-500mg/kg)深度达10m以上，少数点位污染深度达15m以下，其中北区酸池5m以内、南区酸池3m以内和下水管道及两侧区域3-10m深度范围内为重污染;(3)场地土壤pH异常范围与锌污染范围一致，土壤Cl-浓度和Fe浓度与Zn浓度具有相关性，可作为判断土壤锌污染程度和范围的辅助因子;(4)现场速测的Zn含量与实验室总量测定结果一致性强，在pH异常区域的现场速测pH值与实验室测定结果的一致性较好，现场速测结果可作为污染表征的基础依据。推测酸池泄漏、含重金属洗液长期下渗和工业废水的直接排放为场地污染主要原因。

关键词：高原;酸洗车间;土壤污染;锌;酸污染

近年来，在国家生态文明大方向指导下，西部高原城市进行空间规划布局调整，一些工业企业搬迁后产生的污染场地面临土地利用类型改变和再开发利用。包括铬、镉、汞、砷、铅、锌、铜等在内的重金属污染源土壤和地下水，往往缺乏规范的调查、评估和修复程序而暴露于日益频繁的人类活动中，对周边居民和环境构成严重威胁。锌是动植物生长发育所必需的微量元素，但也是公认的有害重金属元素之一，高浓度的土壤锌含量对植物、作物具有较大的生态毒性从而在食物链中富集，此外，高浓度土壤锌也可以引起土壤微生物的行为变异从而改变土壤质量。该企业有南北酸池两块区域，分别位于旧厂址东北角厂门口和原热浸镀锌车间内北侧，占地面积接近450m2。其中东北角区域酸池4座，热浸镀锌车间内北侧5座，大池尺寸为9.8m×3.3m×1.2m，小池尺寸为9.8m×1.4m×1.2m。另有废酸储蓄池两座，深度在2.5m左右。生产工艺为使用稀释后盐酸对钢材原料除锈，生产过程中添加有酸雾抑制剂。生产历史有10余年时间，每年纯HCl使用量约为200t，个别酸池(北区N6)发生底部防渗破裂泄漏现象。目前酸池内残留废酸、结晶物已经全部清除，但仍有防渗膜、耐火砖等池体结构存在。生产过程中导致的潜在历史遗留酸和重金属等污染问题，需要开展场地环境调查工作。

1.材料与方法

1.1土壤样品采集

已拆除酸洗车间(南北两区)的酸池及车间周边，使用快压式套管钻机，采用回转跟管干钻方式，钻深至污染层下1-2米。南北两区总计钻土孔36个，采取岩芯依次摆放。点位如图1。将岩芯遇土壤变层或重污染带使用200ml广口玻璃瓶采集土壤剖面样品检测重金属含量，压实后密封，分类放入装有蓝冰的低温保存箱中，于零下10度室外保存。

图1调查区域点位示意图

1.2样品分析方法

钻探过程中现场使用XRF手持式荧光分析仪对取出岩芯每隔0.5米速测土壤中重金属含量，测试时间为60s。选择30%-50%样品进行实验室分析。土壤pH的现场测定方法参考NY/T1377-2007标准方法，使用50ml离心管，称取约5g固体样品，和20ml纯净水混合，震荡摇匀后，使用精密pH试纸或便携式pH计测上浮液pH值。实验室送检土壤样品中：锌、铁等金属参考USEPA7000B-2007，采用原子吸收分光光度法测定;土壤锌浸出毒性测定参考GB5085.3-2007，采用石墨炉原子吸收光谱法测定;土壤pH参考USEPA9045D-2004，采用玻璃电极法测定;氯离子采用容量法测定;土壤有机质SOM参考NY/T1121.6-2006采用重铬酸钾滴定法测定。此外，还测定了土壤粒径分布。此外，采集3-5组土壤原状样开展土工试验，主要包括以下参数的测试获取：土壤粒径分布、土壤容重、含水量、天然密度、饱和度、孔隙比、空隙率、塑限、塑性指数、液性指数、实验室垂直渗透系数和水平渗透系数以及粒径分布曲线等物理参数。

1.3数据分析方法

使用Excel、OriginPro7.5、Surfer10.0等软件对检测结果进行数据分析和空间绘图。对实验室检测结果和现场速测结果进行相关性分析，利用相关系数对速测结果进行校正，应用于数据分析过程中。参考姜林等提出的场地污染评估的多证据分析技术，对样品检测结果进行正态分布检验，同时将土壤中Zn浓度与Cl-浓度和Fe浓度进行相关性分析以辅助判断场地Zn污染情况。结合原厂区功能分布和管线分布情况，分析场地产生污染的可能性及原因。