吳紅雨，黃紅，吳敬波

(淮安市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 淮安 223001)

隨著城市規(guī)模的不斷擴大和人民生活水平的提高，城市生活垃圾產(chǎn)量與日俱增。生活垃圾填埋技術(shù)作為生活垃圾最終的處理方式，目前是我國大多數(shù)城市解決生活垃圾出路的主要方式。然而，由于我國垃圾分類工作不夠完善，大量電子垃圾進入垃圾填埋場，造成垃圾中重金屬含量增加［1］，對堆放地及周邊土壤造成污染?，F(xiàn)對淮安市某垃圾填埋場填埋庫區(qū)及周邊土壤中重金屬的分布特征及污染進行調(diào)查，運用單因子污染指數(shù)、綜合污染指數(shù)與潛在生態(tài)危害綜合指數(shù)對土壤重金屬污染進行評價，為了解淮安市垃圾填埋場重金屬污染現(xiàn)狀并對垃圾處理方式的安全性提供有效的信息。

1 研究方法

1.1 樣品采集

某垃圾填埋場占地面積為17.2 hm2，設(shè)計庫容726萬m3，設(shè)計使用年限15 a。主要承擔淮安市區(qū)的生活垃圾衛(wèi)生填埋，日均接納垃圾1 100 t。在填埋場周邊及填埋庫區(qū)設(shè)13個采樣點，共采集表層(0～20 cm)土壤樣品26個。

1.2 樣品分析

將自然風干的土壤用木棍碾磨，運用四分法棄取，過l00目的篩子，裝袋以備用。用火焰原子吸收光譜儀測定 Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的含量，原子熒光光譜儀測定Hg、As的含量。

1.3 分析過程的質(zhì)量控制

1.3.1準確度控制

采用GSS－3、GSS－4、GSS－10、GSS－16標準物質(zhì)進行加標回收，Cr、Pb、As、Hg、Cd、Cu、Zn 的回收率分別達 98.8% ～104%、91.0% ～108%、90.1% ～106%、90.6% ～109%、91.1% ～109%、103% ～109%、90.2% ～108%。

1.3.2 精密度控制

每批樣品做不少于10%的平行樣，結(jié)果顯示各種物質(zhì)的平行樣相對偏差均為10%～18%。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤中重金屬質(zhì)量比及分布特征

垃圾填埋場周邊及填埋庫區(qū)表層土壤中重金屬質(zhì)量比統(tǒng)計見表1。

表1 表層土壤中重金屬質(zhì)量比統(tǒng)計①mg/kg

2.2 重金屬污染現(xiàn)狀分析

利用單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)對垃圾填埋場土壤重金屬污染進行分析［2］，結(jié)果見表2。

(1)單項污染指數(shù)。

式中：Ci——i污染物測定值，mg/kg;

Lij——i污染物評價標準，mg/kg。Pi≤1，表示未污染，Pi＞1，表示污染。

(2)綜合污染指數(shù)。

分級標準：Pij≤0.7，安全;0.7 ＜Pij≤1，警戒級;1＜Pij≤2，輕污染;2 ＜Pij≤3，中污染;Pij＞3，重污染。

表2 土壤中重金屬單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)

由表2可見，垃圾填埋場周邊及填埋庫區(qū)土壤中 Cr、Pb、As、Hg、Cd、Cu、Zn 重金屬元素的單因子污染指數(shù)均＜1，土壤未受到重金屬污染，土壤環(huán)境優(yōu)良;綜合污染指數(shù)最大值、最小值及平均值均＜0.7，評價區(qū)域土壤屬于清潔安全等級。

2.3 土壤重金屬污染物潛在生態(tài)風險評價

采用Hakason生態(tài)風險指數(shù)法即潛在生態(tài)危害指數(shù)法對淮安市某垃圾填埋場土壤重金屬污染物的污染程度和潛在的風險進行評價［3－4］。

2.3.1 Hakason生態(tài)風險指數(shù)法的數(shù)學(xué)模型

(1)土壤重金屬污染物污染程度。

單個重金屬污染系數(shù)Cif計算公式為：

式中：ωi——土壤中該重金屬污染物的實測質(zhì)量比，mg/kg;

Hakason根據(jù)大量數(shù)據(jù)分析，提出 Cd、Cu、Pb、Cr、Zn、Hg和As的沉積物中污染物質(zhì)量比及單因子重金屬污染物的毒性響應(yīng)參數(shù)見表3、表4［5］。

表3 沉積物中重金屬污染物質(zhì)量比 mg/kg

表4 單因子重金屬污染物的毒性響應(yīng)參數(shù)()

表4 單因子重金屬污染物的毒性響應(yīng)參數(shù)()

金屬Cd Cu Pb Cr Zn Hg As毒性系數(shù)30 5 5 2 1 40 10

多種金屬污染系數(shù)之和CT的計算公式為：(2)土壤金屬污染物的潛在生態(tài)風險程度單個重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)計算公式為：

多種重金屬潛在生態(tài)風險指數(shù) RI計算公式為：

Hakason提供、、和RI值表示的污染程度及潛在生態(tài)風險程度數(shù)值范圍見表5［5］，各采樣點和CT見表6和RI值見表7。

表5 、CT和RI值對應(yīng)的污染程度及潛在生態(tài)風險程度

表5 、CT和RI值對應(yīng)的污染程度及潛在生態(tài)風險程度

單個重金屬污染物污染系數(shù)Cif范圍 Cif＜1 1≤Cif＜3 3≤Cif＜6 Cif≥6單個重金屬污染物污染程度 低度 中度 重度 嚴重多種金屬污染物污染系數(shù)CT范圍 CT＜8 8≤CT＜16 16≤CT＜32 CT≥32多種金屬總體污染程度 低度 中度 重度 嚴重單個重金屬污染物潛在生態(tài)風險系數(shù)Eir范圍 Eir＜40 40≤Ei r＜80 80≤Eir＜160 160≤Eir＜320 Eir＞320單個重金屬污染物生態(tài)風險程度 低 中 較重 重 嚴重多種金屬潛在生態(tài)風險指數(shù)RI范圍 RI＜150 150≤RI＜300 300≤RI＜600 RI＞600多種金屬總的潛在生態(tài)風險程度 低度 中度 重度 嚴重

表6 各采樣點和CT值

表6 各采樣點和CT值

采樣點C低度2# 0.20 0.33 0.27 0.81 0.40 0.24 1.15 3.40 低度3# 0.21 0.33 0.29 0.76 0.40 0.28 1.03 3.30 低度4# 0.19 0.36 0.27 0.89 0.43 0.20 1.09 3.43 低度5# 0.23 0.38 0.33 0.91 0.41 0.16 1.00 3.42 低度6# 0.17 0.38 0.25 0.95 0.38 0.24 0.93 3.26 低度7# 0.18 0.35 0.26 0.91 0.41 0.20 1.15 3.50 低度8# 0.18 0.37 0.29 0.85 0.40 0.20 1.09 3.38 低度9# 0.16 0.36 0.26 0.82 0.40 0.24 0.96 3.20 低度10# 0.20 0.41 0.35 0.93 0.42 0.36 0.95 3.62 低度11# 0.20 0.38 0.27 0.82 0.44 0.16 1.01 3.28 低度12# 0.20 0.42 0.30 0.84 0.44 0.24 1.00 3.44 低度13# 0.18 0.36 0.30 0.80 0.45 0.16 1.10 3.35總體污染程度1# 0.22 0.38 0.30 0.83 0.41 0.24 1.02 3.40 if Cd Cu Pb Cr Zn Hg As CT低度

2.3.2 土壤重金屬的污染程度

從單因子污染物污染參數(shù)值Cif看，As在1#～5#、7#～8#、11# ～13#采樣點單因子污染物污染程度為中度污染，在6#、9#、10#采樣點為低度污染。Cu，Zn，Pb，Cd、Cr、Hg 重金屬在各采樣點單因子污染物污染程度都為低度污染。各重金屬潛在生態(tài)風險由大到小依次為：As＞Cr＞Zn＞Cu＞Pb＞Hg＞Cd。從多因子污染物污染程度CT看，各采樣點總體污染程度為低度污染。

2.3.3 土壤重金屬污染物的生態(tài)風險性

由表7可見，分析土壤中重金屬總的潛在風險程度RI值顯示各采樣點均為低度污染;單因子污染物潛在生態(tài)風險系數(shù)Ei r表明各重金屬在各采樣點均為低度污染，風險等級均處于安全等級。

表7 各采樣點潛在風險系數(shù)和潛在風險指數(shù)RI值

表7 各采樣點潛在風險系數(shù)和潛在風險指數(shù)RI值

采樣點Eir低度2# 5.97 1.65 1.36 1.61 0.40 9.60 11.5 3.40 低度 32.09 低度3# 6.30 1.67 1.44 1.51 0.40 11.2 10.3 3.30 低度 32.82 低度4# 5.82 1.80 1.36 1.77 0.43 8.00 10.9 3.43 低度 30.08 低度5# 6.99 1.90 1.65 1.82 0.41 6.40 10.0 3.42 低度 29.17 低度6# 5.01 1.88 1.24 1.90 0.38 8.00 9.27 3.26 低度 27.68 低度7# 5.34 1.76 1.28 1.83 0.41 9.60 11.5 3.50 低度 31.72 低度8# 5.31 1.85 1.46 1.70 0.40 8.00 10.9 3.38 低度 29.62 低度9# 4.89 1.82 1.28 1.65 0.40 9.60 9.60 3.20 低度 29.24 低度10# 5.91 2.03 1.76 1.86 0.42 14.4 9.53 3.62 低度 35.91 低度11# 6.09 1.88 1.36 1.64 0.44 6.40 10.1 3.28 低度 27.91 低度12# 5.88 2.08 1.51 1.68 0.44 9.60 10.0 3.44 低度 31.19 低度13# 5.37 1.81 1.50 1.59 0.45 6.40 11.0 3.35 低度 28.12 低度均值 5.82 1.85 1.44 1.71 0.41 9.0 10.4風險貢獻百分比風險程度1# 6.72 1.88 1.52 1.65 0.41 9.60 10.2 3.40 低度 31.98 Cd Cu Pb Cr Zn Hg As CT 總體污染程度 RI 總的潛在20.70 6.58 5.12 6.08 1.46 32.00 37.00 100

3 結(jié)論

(1)淮安市某垃圾填埋場研究區(qū)域土壤環(huán)境良好，Cu，Zn，Pb，Cd、Cr、Hg、As重金屬質(zhì)量比最大值及平均值均未超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 15618－95)二級標準。從變異系數(shù)來看，各重金屬含量的離散程度Hg金屬最大，具有較強變異性。變異系數(shù)大小排序為：Hg＞Pb＞Cu＞Cd＞As＞Cr＞Zn。從單項污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)看，評價區(qū)域土壤屬于清潔安全等級。

(2)潛在生態(tài)風險評價表明，填埋場研究區(qū)域土壤重金屬總體潛在風險程度低，對環(huán)境危害不大，風險等級均處于安全等級。重金屬污染物潛在生態(tài)風險順序為：As＞Hg＞Cd＞Cu＞Cr＞Pb＞Zn。其中As對環(huán)境的潛在生態(tài)風險貢獻最大，潛在生態(tài)貢獻比達到37%，存在較高的潛在生態(tài)風險。

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