葉發(fā)茂

(福建省環(huán)境保護設計院有限公司，福建 福州 350012)

隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及城市化進程的不斷推進，城鎮(zhèn)規(guī)劃用地內(nèi)的工業(yè)企業(yè)不斷退出并遷往城鎮(zhèn)周邊的工業(yè)區(qū)，退出的工礦企業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)發(fā)展用地被再次開發(fā)利用，其遺留的土壤環(huán)境污染問題嚴峻，特別是部分地塊由于歷史原因缺乏有效的環(huán)保措施，可能出現(xiàn)土壤污染情況，對土地未來使用人群的健康可能產(chǎn)生不利影響[1]。近年來，國家出臺了一系列的法律法規(guī)，要求對可能存在土壤污染的建設用地進行土壤污染狀況調(diào)查，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果進行土壤污染風險評估，判斷土壤污染范圍，為后續(xù)的土壤修復提供依據(jù)。目前建設用地土壤污染風險評估相關的一系列技術導則中，未對土壤污染范圍預測方法進行明確規(guī)定，單純以采樣監(jiān)測手段確定污染范圍，這會增加調(diào)查的人力和物力成本。本文以某金屬加工廠為例，對其進行土壤污染狀況調(diào)查評估，并采用普通克里金插值法進行污染范圍預測，為后續(xù)的土壤修復提供參考依據(jù)。

1 調(diào)查過程與方法

1.1 某金屬加工廠建設用地概況

本文選取的某金屬加工廠總面積約5.4 hm2，地塊整體上呈北高南低的態(tài)勢，于上世紀70年代開始生產(chǎn)，主要產(chǎn)品為金屬加工件。該廠主要設置有沖制車間、熱處理車間、機械車間、酸洗車間、裝配車間、危化品倉庫及宿舍樓等，主要原輔材料為鋼材、氰化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鉀、鹽酸、硫酸等，受當時生產(chǎn)工藝技術條件和環(huán)境污染治理水平限制，以及管理人員環(huán)保意識薄弱，該廠在生產(chǎn)過程中向環(huán)境排放了部分有毒有害物質(zhì)，對廠區(qū)地塊內(nèi)土壤造成了一定污染。該廠于2000年左右停產(chǎn)，后一直荒廢至今，根據(jù)當?shù)爻擎?zhèn)土地利用規(guī)劃，該廠所在區(qū)域擬規(guī)劃為居住用地。

1.2 采樣點布設及數(shù)據(jù)采集

土壤污染狀況調(diào)查采用分階段采樣調(diào)查，根據(jù)加工廠的生產(chǎn)歷史、工藝布局、廢水排水管線布設和主要污染源位置情況，第一階段調(diào)查主要采用分區(qū)布點法與系統(tǒng)隨機布點法相結(jié)合的調(diào)查方式，主要目的是判定地塊內(nèi)污染類型、污染區(qū)域及污染深度，該階段地塊內(nèi)共布設11個監(jiān)測點位，主要布設在熱處理車間、?；穫}庫、廢水排水管線鋪設區(qū)域；第二階段調(diào)查主要針對第一階段的調(diào)查結(jié)果，對污染區(qū)域進行加密布點，并加深采樣深度，主要目的是進一步判定地塊內(nèi)污染區(qū)域及深度，該階段共布設18個監(jiān)測點位，主要布設在第一階段采樣點周圍區(qū)域；第三階段調(diào)查主要為了后續(xù)的風險評估進行補充采樣調(diào)查，獲得滿足風險評估及土壤修復所需參數(shù)，該階段共布設16個監(jiān)測點位，主要布設在熱處理車間、?；穫}庫，及地塊內(nèi)未布點區(qū)域進行隨機布點。采樣深度為0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m、4m、5m、6m、8m、10m、15m、20m、25m、30m。

1.3 空間插值方法簡介

空間插值方法是土壤污染空間分布制圖最常用的手段，克里金插值法是比較常用的空間插值模型[2]，克里金法最初是在20世紀50年代由南非礦山工程師Krege和統(tǒng)計學家Sichel根據(jù)樣品空間分布位置和樣品間的相關程度，賦予每個樣品權重，以加權平均的方式預估未知樣點上樣品平均值的一種方法[3]，理論上，克里金插值法可以給出有限區(qū)域內(nèi)區(qū)域化變量的最佳線性無偏估計量，目前克里金插值法在地質(zhì)學、生態(tài)學等領域得到廣泛的應用[4-7]，普通克里金插值法是所有克里金插值方法中最基本且應用最廣泛的插值方法[8]，能夠全面、直觀地反映污染物污染程度的面狀分布情況[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 地塊內(nèi)土壤污染狀況調(diào)查

調(diào)查選取10個檢測因子，分別為石油類、鎘、汞、砷、銅、鉛、鎳、銻、鈹、氰化物，其檢測結(jié)果見表1。該建設用地擬規(guī)劃為居住用地，對照《土壤環(huán)境質(zhì)量建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB36600-2018)中第一類用地的篩選值與管制值，除了鎳濃度超過篩選值標準外，其他指標濃度均未超過篩選值標準，且部分點位的鎳濃度超過了管制值標準，因此該地塊應針對鎳進行土壤修復或風險管控。

表1 場地土壤各指標檢測結(jié)果

2.2 建設用地污染范圍預測

根據(jù)建設用地土壤污染風險評估技術導則計算鎳的土壤風險控制值為206mg/kg，以此作為土壤污染的范圍邊界值，采用ArcGIS軟件中空間分析工具模塊的普通克里金插值法分析計算并作圖，預測地塊不同深度土壤中鎳的污染范圍，本文分別選取0.5m、2m、4m、6m、10m、20m深度土壤層的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行計算，計算結(jié)果見圖1。

圖1 不同深度土壤層鎳含量空間分布

由圖1可見，土壤中鎳濃度超標區(qū)域主要分布在地塊南側(cè)，其中西南側(cè)超標區(qū)域隨著深度的增加，超標范圍總體上呈現(xiàn)出逐漸縮小的趨勢，東南側(cè)超標區(qū)域隨著深度的增加，超標范圍呈現(xiàn)出先擴大再縮小的趨勢。

根據(jù)預測的不同深度土壤層鎳含量超標范圍，疊圖確定場地土壤鎳含量的超標范圍，結(jié)果見圖2。根據(jù)疊圖結(jié)果，鎳含量超標區(qū)域面積為2.1918hm2，占地塊總面積的40.59%。

圖2 土壤中鎳濃度超標范圍

3 討論

常用的空間插值模型在土壤污染范圍預測時存在平滑效應，導致高值區(qū)被平滑和低值區(qū)被高估[7]，克里金插值法預測結(jié)果受平滑效應的影響，致使局部極大值或極小值偏離了實際值，致使污染范圍界定會出現(xiàn)偏差[9]，因此，在實際的應用中，為了消除克里金插值法預測結(jié)果的偏差，應在預測的污染邊界線兩側(cè)進行補充采樣監(jiān)測，提高地塊污染范圍的準確性。

4 結(jié)論

某金屬加工廠地塊采用普通克里金插值法預測結(jié)果表明，地塊土壤中鎳濃度超標區(qū)域主要分布在地塊南側(cè)，疊加不同深度采樣層的超標范圍后，地塊鎳含量超標區(qū)域面積為2.1918hm2，占地塊總面積的40.59%。克里金插值法存在平滑效應，為消除污染范圍預測結(jié)果偏差，在實際應用中，應在預測的污染邊界線兩側(cè)進行補充采樣監(jiān)測，提高地塊污染范圍的準確性。