贵州污染地块土壤调查布点方法及钻探设备研究

秦 玲

（贵州楚天环境检测咨询有限公司，贵州 贵阳 550000）

随着《土壤污染防治行动计划》（国发〔2016〕31号）《中华人民共和国土壤污染防治法》《污染地块土壤环境管理办法》（部令第42号）和《生态环境部办公厅 自然资源部办公厅关于印发<建设用地土壤污染状况调查、风险评估、风险管控及修复效果评估报告评审指南>的通知》（环办土壤〔2019〕63号）的发布实施，明确了当前和今后一个时期土壤污染防治工作的行动纲领，对拟收回土地使用权的有色金属冶炼、石油加工、化工、焦化、电镀、制革等行业企业用地，以及用途变更为居住、商业、学校等公共设施用地的管理要求，并明确了责任主体，明确了调查报告的评审范围等。贵州省生态环境厅出台的《贵州省土壤污染防治工作方案》也指出，要大力实施“净土”工程，坚持预防为主、保护优先、风险管控，实施分类别、分用途、分阶段的综合治理，严控新增污染，逐步减少存量，促进土壤资源的永续利用。

1 贵州污染地块

贵州省环境保护厅于2017年印发《贵州省环境保护厅关于印发《贵州省土壤环境重点监管企业名单（第一批）》的通知》（黔环通〔2017〕299号）纳入17家重点监管企业。于2019年印发《贵州省2019年土壤污染重点监管单位名录（第一批）》的通知（黔环通〔2019〕155号）纳入157家企业事业单位作为土壤污染重点监管单位，督促其执行严格控制有毒有害物质排放，并按年度向市、县生态环境主管部门报告排放情况；建立土壤污染隐患排查制度，保证持续有效防止有毒有害物质渗漏、流失、扬散；制定实施自行监测方案，并将监测数据报生态环境主管部门等六项义务。贵州省生态环境厅于2021年6月15日发布了《贵州省土壤平行样采集保存及分析测试规定（试行）》，为进一步强化对建设用地土壤污染防治监管，强化建设用地土壤污染状况调查和土壤污染风险评估、风险管控、修复、风险管控效果评估、修复效果评估、后期管理等过程质量控制，确保检测数据真实有效。贵州省生态环境厅于2021年6月15日发布了《贵州省生态环境厅 贵州省自然资源厅关于发布贵州省建设用地土壤污染风险管控和修复名录（2022年第一批）的通知》，全省纳入管理地块33块（累计纳入地块78块），其中2022年新增纳入地块4块。

2 污染地块土壤状况调查

根据《建设用地土壤污染状况调查技术导则》（HJ25.1-2019）[1]中土壤污染状况调查可分为第一阶段、第二阶段、第三阶段土壤污染状况调查。结合贵州省地形地貌、土壤类型、水文地质、地块等实际情况各调查阶段内容可参考如下：

第一阶段主要为地块相关资料的收集与分析，开展现场踏勘与人员访谈，进行历史影像识别，并进行结果分析，确定是否需要开展第二阶段调查。若第一阶段调查确认地块内及周边区域当前和历史上均无可能的污染源，则无需开展第二阶段调查。若历史上或者当前存在可能的污染源，如化工厂、农药厂、冶炼厂、加油站、化学品储罐、固体废物处理等可能产生有毒有害物质的设施或活动或由于资料缺失等原因造成无法排除地块内外存在的污染源时，则需开展第二阶段调查。

第二阶段调查主要为确定污染物种类、浓度（程度）和空间分布情况。开展初步采样分析和详细采样分析。

①初步采样分析：需制定初步的采样分析方案，进行现场布点采样，并对土壤、地下水、废渣、设备淋洗样、全程序空白样、运输空白样、平行样进行分析测试。根据初步的调查采样数据分析是否有超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）第一类用地筛选值或第二类筛选值（根据调查地块性质、用途等确定）要求，若所有样品均未超标则第二阶段调查可结束。若有超标情况，可根据所采调查点位及样品个数判断是否为异常点位，如30个土壤样品，仅1个样品超标，可根据《上海市建设用地地块土壤污染调查评估、风险管控和修复工作指南（试行）》开展异常点位排查工作，对原有超标点位距离1 m的东西南北4个方向对应采样表层、中层、深层及超标样本身进行检测。若检测均未超标，则可能判定初步采样分析时为异常点位，仍可结束第二阶段调查工作。若进行异常点位排查后仍有超标情况，或经不确定性分析确认仍需详细调查的，则需开展详细采样分析。

②详细采样分析：根据初步采样分析结果制定详细采样工作方案，对原有超标点位及地块进行加密布点，进行采样分析，进一步确定污染物种类、污染程度和污染空间分布情况。根据污染范围及空间分布情况则需开展第三阶段土壤污染状况调查。

第三阶段土壤污染状况调查主要为补充采样分析，取得满足风险评估及土壤和地下水修复所需的参数，开展土工实验测定土壤pH值、容重、有机碳含量、含水率等。第三阶段可单独开展，也可与第二阶段同步开展。取得调查及实验监测参数后编制地块风险评估报告，若风险评估结果未超标可接受风险水平，则结束风险评估工作。若地块风险评估结果超过可接受风险水平，则计算土壤、地下水中关注污染物的风险控制值，如调查结果表明土壤中关注污染物可迁移进入地下水，则计算保护地下水的土壤风险控制值。

3 污染地块土壤调查布点方法及应用

3.1 布点方法

污染地块土壤调查的布点精准性直接影响土壤污染状况的判断，如风险评估的精准性及地块土壤环境修复、管控的精准性及科学合理性[2]，且土壤本身具有一定的空间异质性，因此需要用更合适、精准的布点方法，才能保证调查结论的准确性。

3.1.1 系统布点法

系统布点法适用于各类地块情况，特别是污染分布不明确或污染分布范围大的情况。可根据地块面积大小、污染实际情况等将污染地块按照5×5 m、10×10 m、20×20 m、40×40 m等进行网格化，在网格中心点布设一个监测点位。系统布点法的精准性受网格大小的影响，网格越小精密度越高。

3.1.2 专业判断法

系统布点法适用于潜在污染明确的地块。可根据前期的地块调查、资料收集、人员访谈、影像识别等了解到的地块污染分布特征及专家经验来判断和选择点位。专业判断法需要非常齐全的地块相关资料及经验丰富的专家进行判断和识别，否则将会影响调查的精准性。

3.1.3 随即布点法

随即布点法适用于污染分布均匀的地块，可将污染地块分为面积相等的若干地块，随即抽取一定数量布设点位[3]。随机布点法比较随机，不带主管限制，但代表性不足。

3.1.4 分区布点法

分区布点法适用于污染分布不均匀，并获得污染分布情况的地块[4]。可将污染地块按照其明显的功能进行分区，如生产、生活、办公区等，并根据分区进行布点。分区布点法是基于功能分区划分的布点，需要明确污染分布的情况，且有明确的边界，否则对调查结果影响较大。

3.1.5 综合布点法

综合布点法可结合系统布点法及专业判断法，如遇到污染分布不明确的地块可根据地块情况进行网格划分，然后通过专业判断法对已划分的网格区块进行更精准的布点。如网格化后在每个网格的中心点布点，若通过专业判断有污染非常严重的区域，可加密布点，以便更为精准地调查出土壤受污染情况。

3.2 综合布点法的应用

综合布点法在“某废旧轮胎炼油厂”污染地块土壤调查中的应用：该废旧轮胎炼油厂位于贵州省西北部，地块面积约4 995 m2（约7.5亩）。该地块历史上主要为荒地，仅在2013年至2014年用作废旧轮胎炼油生产使用，后被政府收回，空置至今，后期用地规划不明。由于地块面积较小，且生产时间较为久远，污染分布情况不明确，无地块的相关资料，且废旧轮胎炼油厂无合法经营权限，在生产过程中存在违法倾倒、堆放等情况，可能对地块土壤环境造成较大的污染，且后期规划用途不明，需执行第一类用地筛选值，为了更精准地调查地块受污染情况，可以采用综合布点法。

对该废旧轮胎厂的整个污染地块进行20×20 m的网格划分，由于网格为不规则形状，划分后网格为12个，在每个网格中心布点，布设12个点。由于在历史影像中识别出原冶炼炉位置、废渣堆放位置、原废油桶摆放位置，因此在系统布点的网格划分基础上再对可能存在污染较重的原冶炼炉位置、废渣堆放位置、原废油桶摆放位置所在的网格加密布点，原冶炼炉位置增加3个点位，原废油桶位置增加1个点位，原废渣堆放处增加1个点位，即该地块土壤调查共布设17个点位。对废渣进行了危险鉴别，为一般工业固废，进一步鉴别属于第II类一般工业固废。根据调查采样结果显示，原冶炼炉位置4个点位、原废油桶位置2个点位、原废渣堆放2个点位的表层土壤六价铬存在超标情况，平均为16.2 mg/kg，较为准确地反应了地块受污染的情况。

4 污染地块土壤调查钻探设备

4.1 土壤钻探设备

污染地块采样主要需采集土壤表层样、中层样及深层样。表层样深度为0～0.2 m，表层样、中层样及深层样间隔不少于2 m。表层样可使用竹片等工具采集，在获取中层样及深层样时就需要对土壤进行钻探，根据调查布控方案、采测方案钻孔至预设深度或者至基岩或地下水水位终孔。国内外土壤采样钻探设备种类繁多，常用到的手段主要有坑探法、手动取土钻机、机械采样钻机、直推式采样钻机等[5]。不同的钻探装置对采取样品的干扰性等均有不同程度的影响，同时贵州地区为喀斯特地貌，丘陵、盆地、岩溶洼地、平地较少，地质背景较为复杂。土壤类型复杂多样，黄壤约占38.6%，其次是石灰土约占24.4%，其它有红壤、黄棕壤、山地灌木草甸土、砖红壤性红壤和水稻土，对土壤钻探方法及设备均具有较高的要求。

（1）坑探法主要是采样人工开挖土方的方式，采用的设备主要是铁锹、铁铲，可以取得较多的土壤，对样品检测所需土壤数量有保障，且较适用于多种土壤类型的取样，如粘性土、碎石土等。坑探法适合在平原地区开挖50 cm以上的农用地表层样进行样品采集。若需采集中层样及深层样，基本无法实施且存在一定的安全隐患。坑探法适用于一些比较偏僻、钻机无法到达、土层较浅且含碎石、砂砾较多的污染地块的采样。

（2）手动取土钻机主要是以人力手动对土壤进行钻孔取样。主要有螺旋式钻土机、手持式液压取土钻机、手持式取土钻机。手动取土钻机口径一般在30 mm～60 mm之间，适用于土质松软、地层较为单一的黏土、淤泥层等。若调查的污染地块有水泥硬化层或碎石回填层则阻力较大。且在钻孔深度至5 m以下时，钻机上拉较为困难。在土壤调查工作中发现，手动取土钻机操作较为简便，对于一些地块偏僻、大型钻机无法进入或者仅采集表层样时较为方便，设备的稳定性较好。

（3）机械钻机以机械为动力，回旋钻进，岩芯管及薄壁采样器采样的方式进行钻探采样，钻探深度较深，穿透力较强。适用于多种地层的钻探，是目前地块土壤环境调查使用较多的设备，但机械钻机体积较大，拆卸运输耗时较长，安全性也较差，钻孔采样的费用也相对较高。

（4）直推式采样钻机采样速度快，效率高，对样品的扰动性较小，需多人共同操作，且遇到空间狭窄或者水泥硬化的地块，就不易钻孔采样。另外，直推式钻机大多为进口产品，更换维修的成本较高。

4.2 土壤钻探设备的应用

4.2.1 机械钻机在贵州某冶化厂土壤调查钻探过程中的应用

贵州某冶化厂地块面积约43 341 m2（65亩），原用于电解金属锰生产，停产多年后政府要进行回收，因此需要开展土壤调查。调查共钻孔7个，采集21个样品。使用R108B型钻机进行钻孔，开孔直径为110 mm（钻头直径为90 mm），开孔深度为1 m（钻具长度为0.8 m）。每次钻进深度宜为50 cm～150 cm，选择无浆液钻进，全程套管跟进，防止钻孔坍塌和上下层交叉污染；不同样品采集之间对钻头和钻杆要进行清洗，清洗废水需集中收集处置；钻进过程中揭露地下水时，停钻等水，待水位稳定后，再进行测量并记录初见水位及静止水位；土壤岩芯样品按照揭露顺序依次放入岩芯箱，对土层变层位置进行标识。7个钻孔的采样深度为打穿水泥硬化层下1.5 m至10.7 m，钻孔穿孔性较强，钻孔速度快，但装卸运输时间较长，7个点的钻孔耗时5天，装卸钻机的耗时较长，钻孔成本较高。

4.2.2 手持式取土钻机在贵州某废旧轮胎炼油厂土壤调查过程中的应用

贵州某废旧轮胎炼油厂地块面积2 820 m2（4.23亩），调查钻孔7个，使用手持便携式钻土机，开孔直径为60 mm（钻头直径50 mm），钻孔深度为5.0 m（钻具长度为5 m），每次钻进深度宜为50 cm～150 cm，实际钻探过程最深至4 m至基岩终孔，7个点位钻孔深度分布为1.6 m～4.0 m，钻孔时间为3天。手持便携式取土钻机方便携带，运输时间短，可节省设备装卸等时间，钻孔费用较机械式低。

5 结论

本文主要研究了贵州污染地块的土壤调查过程中布点方法的选取及采样时钻探设备的选取。在已有研究成果上，提出更适合贵州部分污染地块的综合布点方法，同时对采样过程中使用的钻机类型、适用范围及特点进行了对比分析，从而为贵州污染地块的土壤调查提供可操作性、针对性强的调查方法、布点方法、钻探设备选取，降低调查、监测成本，提升调查工作的效率及调查结果的精准性。