上海某典型电镀企业土壤污染特征

王昶童，严志楼，江有程

(上海兴东环保科技有限公司，上海 200131)

但随着我国城市化的推进和产业结构的调整，大量工业企业关停并转、破产、搬迁，遗留的地块被作为城市建设用地再次开发利用[1]。在汽车、机械装备、电子电器、五金、灯饰等制造业的蓬勃背景下，作为具有重要配套功能的电镀产业也得到高速发展[2]。电镀生产使用大量化学物质作为原料，决定了生产过程中会产生多种无机、有机污染物，这些污染物(尤其是有毒有害物质)进入土壤后会造成土壤污染。2016年发布的《土壤污染防治行动计划》[3]将电镀行业列为重点监管行业，2017年环境保护部制定的《重点排污单位名录管理规定(试行)》[4]也将电镀行业列为土壤污染重点监管行业，电镀成为目前我国土壤污染防治的重点。

本文对某生产近50年的电镀厂的土壤进行无机物和有机物的全方位调查，并对土壤中超标因子的污染特征进行了相应的分析与讨论，为电镀企业区域土壤污染预防以及电镀污染地块调查评估提供参考依据。

1 研究区概况

该电镀企业位于上海市浦东新区，区境地层为长江冲积层，地势东南高，西北低，地面高程在3.5～4.5 m。企业创办于1963年，占地面积为13897 m2，主要从事专业电镀加工。

本文研究范围为整个电镀企业区域，勘察深度(普遍最大深度为6 m)范围内揭露的地基土均属第四纪沉积物，土层特征分布为：(1)1层杂填土：灰黄/杂色、稍湿、松散，以粘性土为主，顶面埋深为0～0.3 m，厚度为0.4～1.6 m；(2)1层粉质粘土：灰黄色、湿、可塑，顶面埋深为0.3～2.7 m，厚度为0.7～3.1 m；(3)1层淤泥质粉质粘土：灰，饱和，软塑，顶面埋深为2.8～4.3 m，厚度为1.7～3.2 m。

2 材料与方法

2.1 点位布设与样品采集测试

参考《上海市建设用地土壤污染状况调查、风险评估、风险管控与修复方案编制、风险管控与修复效果评估工作的补充规定(试行)》(沪环土[2020]62号)，采用专业判断布点法在地块内可能的污染区域设置58个土壤监测点位，共采集257个土壤样品。土壤样品采样深度包括表层(0～0.5 m)、下层(地下水位以上)、粉质粘土层和淤泥质粉质粘土层。样品送至具实朴检测技术(上海)股份有限公司对pH、重金属(铜、镍、镉、铅、汞、钴、锑、铍、钒、锌、六价铬)、砷、氰化物、31挥发性有机物、21项半挥发性有机物和石油烃(C10-C40)进行检测分析。

2.2 评价标准

根据项目地块未来规划，采用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)中第一类用地土壤污染风险筛选值对土壤样品检测结果进行评估。

2.3 数据处理

3 结果与讨论

3.1 含量统计分析

地块内点位超标率为94.83%，污染类型包含重金属、石油烃(C10～C40)、挥发性有机物(氯代烃)和半挥发性有机物(多环芳烃)。由《全国土壤污染调查公报》(2014年)可知，全国范围内工业废弃地(主要涉及化工业、矿业、冶金业)的点位超标率为34.9%，主要污染物为锌、汞、铅、铬、砷和多环芳烃，说明本场地土壤在历史使用过程中受到电镀企业生产工艺的重度污染[5]。

从表1～表3看，检出样品中，除填土层石油烃(C10～C40)和粉质黏土层重金属钴的峰度系数小于3为低峰态，浓度分布较均匀外，其他因子峰度系数均大于3，浓度分布较集中，但低浓度与高浓度差异较大；填土检出样品中超标因子偏度系数均大于0，为右偏态分布，表明填土中大部分超标因子浓度高于均值。检出样品中，除粉质黏土层重金属钴和淤泥质粉质黏土层半挥发性有机物二苯并(a,h)蒽外，其他因子偏度系数大于0，为右偏态分布，表明土壤中大部分污染物各土层浓度高于均值。从变异系数来看，不同土层结构层中检出样品变异系数整体偏高，因子浓度分布离散程度较大，空间差异性较强，表明地块内受人类活动影响程度较大[6]。

3.2 污染评级与污染物垂直空间分布特征

单因子污染指数法可知土壤中污染影响最大因，但无法判定出不同元素对土壤的影响差别[7]。因此，结合内梅罗综合污染指数法对土壤重金属环境质量进行进一步评价。

从表4～表6看，各土层重金属均有不同程度的污染，内梅罗综合污染指数均大于3，评级为重度污染，表明地块内重金属污染严重；重金属除六价铬外，污染程度均随土壤深度逐渐减弱，六价铬污染程度随土壤深度在粉质黏土层减少，淤泥质粉质黏土层增加，表明污染已迁徙积累至深层土壤中。石油烃和半挥发性有机物填土层污染程度为警戒线，粉质黏土层和淤泥质粉质黏土层均无污染水平，表明该类物质自表土向下的土层土壤污染水平逐级递减。挥发性有机物填土层和粉质黏土层均无污染水平，淤泥质粉质黏土层为轻度污染，表明该类物质自表土向下的土层土壤污染水平逐级增加。

结合3.1章节统计分析，从图1可知，重金属、石油烃、半挥发性有机物(多环芳烃)超标率和检出率整体随土壤深度逐渐降低，挥发性有机物(氯代烃)在填土层和2 m以上的粉质黏土层无超标情况，超标样品数量较少，且集中分布在粉质黏土层和5 m以上的淤泥质粉质黏土层。

表1 填土层土壤样品统计分析表Table 1 Statistical analysis table of soil samples of fill layer

表2 粉质黏土层土壤样品统计分析表Table 2 Statistical analysis table of soil samples in silty clay layer

表3 淤泥质粉质黏土层土壤样品统计分析表Table 3 Statistical analysis table of soil samples of silty silty clay layer

备注：未检出数据按1/2检出限参与计算。

表4 土壤重金属污染评级表Table 4 Soil heavy metal pollution rating table

续表4

表5 有机物-石油烃&半挥发性有机物污染评级表Table 5 Organics-petroleum hydrocarbons & Semi-volatile organics pollution rating table

表6 有机物-挥发性有机物污染评级表Table 6 Organics-VOC pollution rating table

3.3 污染原因与污染物分布情况分析

该电镀企业土壤污染物为重金属、石油烃、挥发性有机物和半挥发性有机物。其中重金属污染最为严重，污染物基本分布在历史车间区域，其中六价铬、铜、镍和锌等作为主要电镀镀种，主要污染源为电镀液。此外，电镀镀件、阳极氧化件和拉管不锈钢材主要为合金(铁合金和铝合金)，成分包含铅、钴等，物料的长期堆存、生产过程中镀槽中镀液外溢渗漏、镀件移动和清洗过程中的镀液滴漏、机械设备的磨损等均可能会导致金属溶出残留于地表。挥发性污染物主要为氯代烃，分布在历史车间和喷漆车间等区域。电镀车间区域内氯代烃和苯系物的污染主要源于电镀前处理脱脂剂，喷漆车间的氯代烃主要源于有机涂料(稀释剂等)，该类有机溶剂在使用过程中外溢可能会因此直接渗漏进入土壤环境中。半挥发性有机物主要为多环芳烃类，该电镀企业存在设有锅炉房和柴油储罐，通过柴油燃烧提供厂区热源，高温处理(燃料为油类)的生产环节易产生大量多环芳烃，烟尘(含多环芳烃类物质)通过干、湿沉降于地表，污染物可能会因此直接渗漏进入土壤。石油烃(C10～C40)超标区域涉及历史车间和历史柴油储罐区域，生产过程中镀件、金属结构件除油、加工机械的日常维护保养和工程机械维修等会产生含油废水、废机油、防锈油和润滑油等造成石油烃类污染物[8]。

地块内六价铬污染程度存在随土壤深度递增的规律，这与该物质的迁移性及地层结构有关，六价铬化合物溶于水，上层洒落的含铬污染物随着降水不断入渗，而土壤上层杂填土的渗透性较强，进入下部弱渗透性黏土层累积，因此出现深层土壤浓度高于上层的现象；多环芳烃和石油类污染物，难降解、持久性强，均难溶于水，较难随降水入渗，因此上层浓度一般会高于底层[9]。挥发性有机物中氯代烃在土壤的中的吸附性较小，密度大，粘度小，易挥发，由地表进入土壤后会在重力作用下向下渗透，受浓度、压力、密度、热力梯度的作用，通常在土壤中迁移性很强[10]，因此污染程度存在随土壤深度递增的规律。

4 结 论

(1)电镀厂历史生产活动造成土壤重金属(铜、镍、锑、铅、钴、六价铬)、石油烃(C10～C40)、挥发性有机物(氯代烃)和半挥发性有机物(多环芳烃)污染，其中六价铬污染最严重，超标深度、超标率、污染指数和超标范围等均显著高于其他因子。

(2)整体而言，大部分污染物污染程度随土壤深度递减，污染主要停留在填土层和粉质黏土层。部分污染物如六价铬和挥发性有机物中氯代烃污染程度存在随土壤深度递增的规律，与该类物质在土壤中的迁徙特性有关。