土壤重金属污染调查分析

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院，甘肃 兰州 730046）

1 项目概况

平凉市房丽美建材有限公司成立于2008年12月10日，位于平凉市工业园区东一路1号，公司占地面积约166500m2，建筑面积约3万m2，总投资约12000万元，该公司经营范围包括建筑陶瓷、艺术陶瓷生产、批发，建筑材料、建材机械设备制造等[1]。该公司有两条生产线，一线生产抛光砖、二线生产仿古砖，主要生产各种规格的中高档陶瓷地板砖。公司目前投入使用有2条全自动的先进生产线，在职员工293人，2014年地板砖产量约为500万m2。该企业主要生产工艺流程包括瓷质抛光砖生产工艺流程和煤气生产过程流程。瓷质抛光砖生产工艺流程：经理化分析合格原料通过配料后制料，球磨制浆之后造粉，模压制成型、干燥、在1200℃以上的温度下烧成，然后抛光、分级，防污处理、包装、入库。煤气生产过程流程：采用的是两段煤气发生炉，分为上、下段煤气，内分为五个层次，被称为灰渣层，氧化层，还原层，干馏层和干燥层[2]。干燥层上面为空层，氧化层与还原层称为气化层，一般常规温度为气化剂52℃～62℃，顶部煤气温度110℃～120℃，底部温度200℃～300℃，炉内产生上、下段煤气经过净化设备处理，可分为冷却降温、除尘、除焦油、轻油后进入气柜，再由加压风机送到陶瓷生产车间使用。

三废系统及其收集系统：①废水，生产废水循环利用，生活污水经一体化地埋式污水处理设施处理后用于绿化。主要废水污染物有酚水、煤焦油等。②废气，厂内废气主要为煤气发生炉废气。两段式煤气发生炉设有旋风除尘器、电捕焦油器、电捕清油器以及冷却煤气的水封水，燃煤烟气经以上设备处理后进行外排（烟尘总去除率96%，SO2总去除率40%）。主要废气污染物有一氧化碳、苯酚等。③废渣，该公司生产线生产过程中的制浆、成型、拣选、包装工段会产生不合格产品及边角料，这些废料均可回收重新利用，煤气发生炉产生的煤灰煤渣、炉渣，由周边企业外运作为建筑材料综合利用；焦油密闭收集，经有资质的危废处理单位集中进行处理。

2017年7月15日晚该地区突降暴雨，雨量之大加之持续时间较长，受雨水冲刷影响，致使煤焦油发生泄漏，沿厂区排洪渠流至附近农田。

调查面积确定为1.38a，由两个地块组成，均呈长方形。在污染调查区域内较为均匀的布设采样点12个，采样点间距约为10m，其中表层土壤采样点12个、地表以下30cm土壤采样点12个、探槽土壤采样点12个。采取土壤样品37件，采取地下水样品1件，采取污水渠水样品1件。

检测项目：重金属离子（Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg）、多环芳烃类有机污染物（16个），共计24项，或满足本次场地污染调查要求。

2 场地土地利用与污染史

调查区东北部为农业用地，且为旱地，以第四系粉砂质土壤为主，两者距离较近，企业在生产期间必须做好周围农业用地的防污、减污和监管等预防措施。根据历史记录资料和现场走访发现，附近场地土壤和地下水从未受到过污染。

3 场地水文地质概况

崆峒区地热水主要有下白垩系盆地厚层状矿岩构成的蓄热和蓄水层，其上为第三条泥岩构成的保温或隔水层。其热源和水源主要来自盆地西部地六盘山山前断裂带的补给，其地热水大概范围西至六盘山，东至庆阳宁县一带，属甘肃省陇东地热区。平凉市崆峒区西南坡村地热井，水温17℃～20℃，矿化度0.81g/1，水文队普查钻孔深250m揭露出下白垩系含水层，水头高出地面30m，自流量8800t/d，水温25℃，属地热异常点。调查范围内无地表水体分布，地下水位埋藏较深，土壤干燥～潮湿，场地水文地质条件简单。

4 污染特征

4.1 土壤污染特征

2017年7月15日晚上突降大暴雨，冲垮煤焦油收集池，导致煤焦油顺企业东北侧的排洪渠泄漏至农田。事故发生后，第一时间采取了清除治理措施，并对附近可能污染地块中的农作物进行砍伐，以便露出表层土壤，铲除表层约5cm厚的污染土壤，并送至环保处理中心处理。现场清除治理工作持续2天。污染物主要成分为煤焦油，泄漏量大约240kg，沿企业排洪渠向东流至农田，污染面积大约1.38a。

4.2 地下水污染特征

该场地地下水位埋藏较深，约为11.0m。煤焦油在土壤中沿垂直方向渗露较浅，事故发生时且对表层土壤进行了清除处理，初步判断此次污染对地下水不会造成污染。此外，重金属元素的下渗作用是在长期的淋滤等作用下进行的，在本次污染事件发生后立即清除地表土层约5cm，有效的防止了重金属元素下渗，加之该区域地下水埋藏较深，因此重金属元素污染地下水的可能性较小。

5 场地污染评价

5.1 土壤污染评价

5.1.1 评价因子

重金属离子（Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg）、多环芳烃类有机污染物（16个），共计24个评价因子。

所采样品中酚类化合物含量检测结果大多为未检出，有检测结果的含量也极低，说明场地土壤中不存在酚类污染，本次土壤污染评价就不再考虑酚类。重金属元素含量检测结果大多数为未检出，暗示出重金属元素对土壤的污染很小。

5.1.2 评价指数

评价指数包括检出率、超标率、超标倍数、单项污染指数等。

5.1.3 评价标准

应采用场地背景值或标准值作为评价标准，土壤污染评价标准值采用《土壤环境质量标准（修订）》（GB15618—2008）中之规定。本次调查场地非国家规定的自然保护区，非集中式生活饮用水源地、牧场等其他需要特别保护地区的土壤，评价标准执行土壤环境第二级标准值。

5.1.4 评价方法

调查评价过程中采用干净土壤作为环境背景值点。本次需要评价的土壤监测点数量为35个。

（1）检出率法：①检出点率（%）=检出点数÷检测点数。检出点数=监测点数=35个，检出点率为100%，反映出24个评价因子在调查场地中存在，且分布较为广泛；②检出项率（%）=样品污染物检出项÷样品检测项。共计35个检测点，每个检测点的检出项均为24项，检测项也均为24项，检出项率为100%，反映出场地每个点的污染物检测清单较为准确。

（2）超标率法：超标率（%）=超标点数÷监测点数。两个土壤样中多环芳烃均有所超标，超标点数为2，监测点数为35，超标率为5.71%，超标率较低，反映出污染物在场地中的污染分布较少。

（3）超标倍数法：超标倍数=（某污染物实测值-某污染物标准值）/某污染物标准值。

35个土壤样品24个评价因子中8种重金属离子含量均低于第二级标准值；16种多环芳烃评价因子中有两个取样点的萘、苯并(a)蒽、䓛、苯并(a)芘、茚并(123-cd)芘等5种评价因子超标。

（4）单项污染指数法：

单项污染指数计算公式：

式中：I—某评价因子的单项污染指数，无量纲；C—某评价因子的实测值，单位为mg/kg；C0—某评价因子的场地背景值，单位为mg/kg；C标—某评价因子的标准值，单位为mg/kg。

35件土壤样品24个评价因子中8种重金属离子含量均低于第二级标准值；16种多环芳烃评价因子中有两个取样点的萘、苯并(a)蒽、䓛、苯并(a)芘、茚并(123-cd)芘等5种评价因子超标。场地污染物主要有萘、苯并(a)蒽、䓛、苯并(a)芘、茚并(123-cd)芘等，单项污染指数均大于0，说明污染物对场地农田运作有一定危害性。但单项污染指数又均小于2，说明这5种多环芳烃污染物对场地会有污染，但危害程度较小，后期只要采取积极有效的治理措施，即可将污染程度降到最低。此外，重金属元素含量均低于第二级标准值，因此，对该区域的污染可忽略不计。

5.2 地下水污染评价

以地下水样品的检测结果，依据《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）对照分析，可得出地下水质量分类可划分为Ⅲ类；Ⅲ类以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。重金属元素含量均符合人类安全饮水标准，另外该场地地下水位埋藏深度较大，约为11m，地表污染物对30cm以下的土壤尚未造成污染，以此可推断本次污染事故未对场地地下水造成污染。

6 结论与建议

①该场地距离污染源泄漏点最近的两个取样点，表层土壤中半挥发性有机污染物有5个评价因子超标，具体为萘、苯并(a)蒽、䓛、苯并(a)芘、茚并(123-cd)芘等，土壤有污染风险；这两个取样点地下30cm处（点1-1、点2-1）以及其他33个取样点的评价因子含量均未超标，土壤风险评价为安全；场地地下水环境安全；②场地污染物泄漏面积为1.38a，土壤污染深度小于30cm，污染物的超标倍数均小于1，单项污染指数均小于2，仅在取样点1-2和取样点2-2处有一定程度污染，但危害程度较低，后期只要采取治理措施，加强监测，即可降低或消除危害；③污染物泄漏事故发生后，生产企业在第一时间采取了积极有效的应急处理措施，才使污染范围和深度得到控制；④5种超标因子中的苯并(a)蒽、䓛、苯并(a)芘和茚并(123-cd)芘都属于致癌物，且为半挥发性有机物，建议生产企业应以最快最有效的措施降低或消除该类污染；⑤污染面积较小，且当时进行了有效处理，建议对污染较严重的区域采用客土法进行物理修复，即可满足要求。