高占峰

（唐山市生態(tài)環(huán)境局豐潤區(qū)分局，河北唐山 063000）

1 引言

根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》等環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)的規(guī)定，唐山市在鋼鐵及軋鋼企業(yè)開展了大規(guī)模土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查與評(píng)估工作。軋鋼企業(yè)土壤中鋅（Zn）是特征因子之一，其污染程度影響土壤的可持續(xù)利用，并且可以通過土壤下滲到地下水中、土壤污染被植物吸收、被污染的水體、被污染的動(dòng)植物等生物鏈，最終對(duì)人體健康產(chǎn)生危害，其危害具有持久性與突發(fā)性［1-7］。為控制土壤污染，我國發(fā)布了《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018），規(guī)定了對(duì)土壤中重金屬的篩選值，其中包括鋅［8］。各地已有許多關(guān)于鋅等重金屬對(duì)土壤污染調(diào)查及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)文獻(xiàn)，對(duì)土壤重金屬污染情況進(jìn)行了相關(guān)研究［9-12］。

本文以河北省唐山市路南區(qū)某不銹鋼冷軋鏡面薄板有限公司場(chǎng)地內(nèi)土壤為研究對(duì)象，共采集土壤樣品14 個(gè)，分析了場(chǎng)地土壤中鋅的含量，并運(yùn)用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法及潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)該場(chǎng)地鋅水平和潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

路南區(qū)是唐山市中心城區(qū)之一，總面積117.4 km2，轄1 個(gè)鎮(zhèn)、1 個(gè)鄉(xiāng)、9 個(gè)街道辦事處、1 個(gè)省級(jí)物流園區(qū)，共有82 個(gè)社區(qū)，實(shí)有人口35 萬人。路南區(qū)屬于燕山山麓沖積平原，地勢(shì)西北部高、東南部低，海拔5~29 m。路南區(qū)氣候?qū)儆跂|部季風(fēng)暖溫帶濱海氣候，年平均氣溫11.1 ℃，最低氣溫-23 ℃，最高氣溫39.7 ℃；年均無霜期6~7 個(gè)月，年均降雨量為646 mm，雨水多集中于夏季。路南區(qū)境內(nèi)地表水系主要有陡河和青龍河，屬灤河水系。陡河在路南區(qū)境內(nèi)長5 km，寬20 m，為常年淡水河流。青龍河是唐山市生活及工業(yè)廢水的主要排放口，規(guī)模較小，最大流量為549.9 m3/min，一般流量為50~80 m3/min。

研究區(qū)為某不銹鋼冷軋鏡面薄板有限公司場(chǎng)地，廠區(qū)面積約為273 840 m2，位于河北省唐山市路南區(qū)。該公司成立于2006 年，以熱軋鋼卷為原料，鋼卷經(jīng)酸洗、冷軋和熱鍍鋅或罩式退火后外售。年產(chǎn)熱鍍鋅帶鋼卷75 萬t。主要生產(chǎn)工藝如下：

（1）酸洗。酸洗是帶鋼生產(chǎn)工藝中非常重要的工序，其目的是清除帶鋼表面的氧化鐵、剪去裂邊，為下道工序提供合格的坯料。采用淺槽紊流高溫鹽酸酸洗，酸洗溫度約為60 ℃。每條酸洗機(jī)組設(shè)1 個(gè)酸洗槽，每個(gè)槽尺寸為長80 m、深0.5 m，酸洗槽內(nèi)為28%的鹽酸。

（2）酸洗后漂洗。每個(gè)酸洗機(jī)組設(shè)2 個(gè)漂洗槽，每個(gè)槽尺寸為長10 m、深0.5 m，采用高壓水槍熱水水洗的方式，漂洗水采用退火爐余熱間接加熱的方式，加熱溫度約60 ℃。

（3）連續(xù)熱鍍鋅。帶鋼經(jīng)進(jìn)入加熱爐進(jìn)行退火還原，然后在密閉狀態(tài)下進(jìn)入鋅鍋進(jìn)行熱浸鍍鋅，經(jīng)過氣刀實(shí)現(xiàn)鍍層厚度控制，并經(jīng)鍍后冷卻過程，獲得鍍鋅帶鋼。帶鋼以均速自上而下經(jīng)轉(zhuǎn)輪再自下而上在鋅鍋內(nèi)通過，鋅鍋加熱溫度約450 ℃。

（4）鈍化與烘干。采用鈍化溶液進(jìn)行鈍化，用以提高鋅鍍層的耐蝕性。采用雙組分無鉻鈍化劑進(jìn)行鈍化，鈍化液主要成分為樹脂乳液。

該公司主要的污染因子是鋅，土壤污染潛在部位為酸儲(chǔ)罐車間、酸再生車間、1 號(hào)危廢間、酸洗車間、冷軋車間、鍍鋅車間、2 號(hào)危廢間。

2.2 布點(diǎn)與樣品采集

參照《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166—2006）進(jìn)行布點(diǎn)。本次評(píng)價(jià)結(jié)合實(shí)際場(chǎng)地建筑情況，采用分區(qū)布點(diǎn)法進(jìn)行布點(diǎn)。遇到無法采樣的情況，可在地塊內(nèi)調(diào)整采樣位置。同時(shí)進(jìn)行GPS 定位，記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和標(biāo)高、土層結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)資料。

每個(gè)點(diǎn)位采集1 個(gè)回填土樣和1 個(gè)原狀土壤樣品。采樣時(shí)間為2018 年12 月22 日。調(diào)查土壤鉆孔采樣布點(diǎn)情況見表1。

表1 某公司場(chǎng)地土壤采樣點(diǎn) m

2.3 樣品分析

將樣品均勻混合，去除石塊和雜草，置于室內(nèi)自然風(fēng)干。研磨并過孔徑為100 目尼龍篩，密封保存在塑料袋中，供分析測(cè)定。樣品分析采樣根據(jù)《土壤質(zhì)量 銅、鋅的測(cè)定 火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138—1997），選取7 個(gè)點(diǎn)（含空白）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，每個(gè)樣品測(cè)試3 次，取其平均值作為測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果。每批樣品制備2 個(gè)全程序空白。

2.4 評(píng)價(jià)方法

2.4.1 土壤污染評(píng)價(jià)方法

本文采用單因子與多因子相結(jié)合的方法對(duì)土壤污染等級(jí)與潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式如下：

單因子污染指數(shù)：

Pi＝Ci/Si

式中，Pi為土壤中污染物i 的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci為調(diào)查點(diǎn)位土壤中污染物i 的實(shí)測(cè)濃度，mg/kg；Si為污染物i 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值，mg/kg，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值為250 mg/kg。

污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 土壤污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.4.2 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

重金屬污染的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不僅與重金屬含量有關(guān)，還與該重金屬的毒性有關(guān)，因此用潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)更具有實(shí)際意義。單個(gè)金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)（Eir）表示單一因素生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)（RI）表示多因素共同作用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算公式如下：

單因子污染指數(shù)：Cir＝Ci/Cin

式中，Cir為金屬i 的污染指數(shù)；Ci為金屬i 的實(shí)測(cè)含量，mg/kg；Cin為金屬i 的評(píng)價(jià)參比值，本文選用《唐山城市土壤重金屬污染與潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)》中統(tǒng)計(jì)值，鋅含量63.38 mg/kg。

單個(gè)金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)：Eir＝Tir·Cir

式中，Eir為單個(gè)金屬i 的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；Tir為金屬i 的毒性響應(yīng)系數(shù)，鋅的Tir＝1。

潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 單個(gè)金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與討論

3.1 研究區(qū)地塊土壤鋅污染水平

研究區(qū)地塊土壤鋅檢測(cè)分析結(jié)果單項(xiàng)潛在生態(tài)危害指數(shù)見表4。

表4 某公司場(chǎng)地土壤鋅含量統(tǒng)計(jì)分析

從表4 可以看出，按照單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)法進(jìn)行分析，土壤樣品中鋅含量在92.6～221 mg/kg，均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618—1995）作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)值250 mg/kg），根據(jù)單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)法進(jìn)行分析，污染指數(shù)P 在0.37～0.88 之間，屬于“清潔級(jí)”，表明研究區(qū)地塊尚未受到污染。

按照潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)進(jìn)行分析，土壤樣品中鋅參比標(biāo)準(zhǔn)采用《唐山城市土壤重金屬污染與潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)》中統(tǒng)計(jì)值（鋅含量63.38 mg/kg）［9］，Cir和Eir均在1.47～3.21 之間，Eir＜40。從評(píng)價(jià)結(jié)果可以明顯看出，目前研究區(qū)土壤鋅潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)屬于低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

3.2 與唐山市土壤中鋅含量比對(duì)分析

比對(duì)結(jié)果見表5。

表5 與唐山市土壤中鋅含量比對(duì)結(jié)果 mg/kg

本次調(diào)查結(jié)果可見，研究區(qū)土壤鋅顯著高于唐山市城市土壤鋅含量水平，其中最大值高0.71 倍，最小值高1.48 倍，平均值高1.61 倍。

4 結(jié)論

按照單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)法進(jìn)行分析，土壤樣品中鋅含量在92.6～221 mg/kg，污染指數(shù)P 在0.37～0.88 之間，屬于“清潔級(jí)”。Cir和Eir均在1.47～3.21之間，土壤鋅潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)屬于低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，但研究區(qū)土壤鋅顯著高于唐山市城市土壤鋅含量水平。整個(gè)研究區(qū)土壤鋅潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)危害為低風(fēng)險(xiǎn)水平。