甘賢龍
(甘肅有色工程勘察設(shè)計(jì)研究有限公司,甘肅 蘭州 730000)
隨著成縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口的增長(zhǎng),現(xiàn)有水源地已不能滿足日益增長(zhǎng)的需水量,且工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污水的排放不斷污染水源地的土壤環(huán)境。磨壩峽水庫水源地即將建成,但其上游存在選礦企業(yè)和遺留尾礦庫,重金屬對(duì)區(qū)域土壤形成了一定程度的污染,存在土壤環(huán)境安全隱患。通過本次調(diào)查查明區(qū)內(nèi)土壤污染現(xiàn)狀,分析其污染指標(biāo),進(jìn)行土壤評(píng)價(jià)分區(qū),提出成因分析及防治對(duì)策建議,為磨壩峽水源地土壤環(huán)境保護(hù)提供參考依據(jù)。
磨壩峽水源地為成縣主水源地,根據(jù)《成縣城區(qū)飲水水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)報(bào)告(2010 年)》,水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)面積0.23km2,二級(jí)保護(hù)區(qū)面積4.92km2。水庫壩址位于嘉陵江上游二級(jí)支流南河上游段,處于南河兩條支流(二郎河與沿河)匯合口下游約200m 處。東北距拋沙鎮(zhèn)4km,距成縣縣城11km,行政上隸屬成縣拋沙鎮(zhèn)管轄。壩址以上包括一、二級(jí)保護(hù)區(qū)在內(nèi)的流域范圍均為磨壩峽水源地土壤污染調(diào)查區(qū),總面積247.6km2。調(diào)查區(qū)位于成縣西北部,流域上游地形地貌以構(gòu)造中高山為主,靠近水庫壩址區(qū)域過渡為低山丘陵區(qū)。區(qū)內(nèi)水系發(fā)育,以南河上游支流二郎河、沿河為主。
1.2.1 勘探工程
調(diào)查區(qū)沿水源地流域河流或溝谷上下游布置,水源保護(hù)區(qū)內(nèi)布點(diǎn)間距1 點(diǎn)/0.5~1km,其他調(diào)查區(qū)域布點(diǎn)間距1 點(diǎn)/2~3km,單個(gè)探井進(jìn)尺深度為2m,總進(jìn)尺60m??拷吹馗浇^密集,遠(yuǎn)離水源地附近較稀疏,遇工礦企業(yè)、排污點(diǎn)等水土污染異常點(diǎn)、集中用水區(qū)等地段,點(diǎn)位布置適當(dāng)加密。
1.2.2 土壤試樣
30 個(gè)探井內(nèi)垂直方向每米取1 個(gè)樣品,分別在距離地表0~1m、1~2m 處各采取土壤樣30 個(gè),共60 個(gè)樣品,采取嚴(yán)格按照規(guī)范要求執(zhí)行,并及時(shí)密封送檢。根據(jù)土壤全分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),確定單項(xiàng)污染指標(biāo)。
根據(jù)《污染場(chǎng)地土壤和地下水調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)規(guī)范》(DD2014-06),評(píng)價(jià)要以調(diào)查資料為依據(jù),包括評(píng)價(jià)因子、評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法四個(gè)方面。評(píng)價(jià)結(jié)果以定量化數(shù)據(jù)、圖表等形式表達(dá)污染程度及空間變化。
評(píng)價(jià)因子以檢測(cè)清單為依據(jù),共計(jì)檢測(cè)PH、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg、Cr6+、有機(jī)質(zhì)、α-666、β-666、γ-666、δ-666、p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT、p,p′-DDT 等17 項(xiàng),其中α-666、β-666、γ-666、δ-666、p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT、p,p′-DDT 等8 項(xiàng)未檢出,其檢出項(xiàng)統(tǒng)計(jì)如表1 所示。
表1 磨壩峽水源地土壤檢出項(xiàng)(部分)統(tǒng)計(jì)
2.2.1 檢出率
(1)檢出點(diǎn)率。檢出點(diǎn)率(%)=檢出點(diǎn)數(shù)/檢測(cè)點(diǎn)數(shù)[1],其主要反映污染物在場(chǎng)地存在分布狀況,結(jié)果如表2所示。
表2 檢出點(diǎn)率統(tǒng)計(jì)
(2)檢出項(xiàng)率。檢出項(xiàng)率(%)=樣品污染物檢出項(xiàng)/樣品污染物檢測(cè)項(xiàng),其主要反映場(chǎng)地某一點(diǎn)污染復(fù)雜程度,樣品污染物檢出項(xiàng)為As 等1 項(xiàng),樣品污染物檢測(cè)項(xiàng)為17 項(xiàng),檢出項(xiàng)率5.88%。
2.2.2 超標(biāo)率
超標(biāo)率(%)=超標(biāo)點(diǎn)數(shù)/檢測(cè)點(diǎn)數(shù),其主要反映污染物在場(chǎng)地的污染分布狀況。《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)規(guī)范中對(duì)建設(shè)用地分類作了詳細(xì)的分析標(biāo)準(zhǔn)及要求,磨壩峽水庫水源地位于成縣縣城東側(cè)丘陵山區(qū),屬公共服務(wù)用地(A),其建設(shè)用地屬于第二類用地,對(duì)應(yīng)的篩選風(fēng)險(xiǎn)值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。判定結(jié)果如下:M17-T1 土樣中As 含 量614.7mg/kg,M31-T1 土 樣 中As 含 量64.1mg/kg,M31-T2 土樣中As 含量64.4mg/kg,M34-T1土樣中As 含量64.6mg/kg,M34-T2 土樣中As 含量72.4mg/kg,M35-T1 土樣中As 含量68.1mg/kg,均大于標(biāo)準(zhǔn)值60mg/kg。上述6 項(xiàng)屬于超標(biāo)點(diǎn)數(shù),檢測(cè)點(diǎn)數(shù)538,即超標(biāo)率為5.76%。
2.2.3 超標(biāo)倍數(shù)
超標(biāo)倍數(shù)=(某污染物實(shí)測(cè)值-某污染物標(biāo)準(zhǔn)值)/某污染物標(biāo)準(zhǔn)值,其主要反映污染的危害程度,比值大于0 的污染物應(yīng)列為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子。超標(biāo)倍數(shù)計(jì)算如表3所示。
表3 磨壩峽水庫水源地土壤污染物超標(biāo)倍數(shù)計(jì)算
根據(jù)表3 計(jì)算結(jié)果,As 為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子,其中M17-T1 土樣中As 含量超標(biāo)9.25 倍,M31-T1 土樣中As 含量超標(biāo)0.07 倍,M31-T2 土樣中As 含量超標(biāo)0.07 倍,M34-T1 土樣中As 含量超標(biāo)0.08 倍,M34-T2 土樣中As 含量超標(biāo)0.21 倍,M35-T1 土樣中As 含量超標(biāo)0.14 倍。
2.2.4 單項(xiàng)污染指數(shù)
單項(xiàng)污染指數(shù)的計(jì)算公式如下:
式中:I——某評(píng)價(jià)因子的單項(xiàng)污染指數(shù),無量綱;C——某評(píng)價(jià)因子的實(shí)測(cè)值,單位由實(shí)測(cè)給出;C0——某評(píng)價(jià)因子場(chǎng)地背景值,As 背景值根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)附表A 取值20mg/kg;C標(biāo)——某評(píng)價(jià)因子標(biāo)準(zhǔn)值,As 標(biāo)準(zhǔn)值取值60mg/kg。
單項(xiàng)污染指數(shù)主要反映場(chǎng)地污染的危害程度,比值大于0 的污染物,應(yīng)列為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子[2]。單項(xiàng)污染指數(shù)計(jì)算如表4 所示。
表4 磨壩峽水庫水源地土壤污染物單項(xiàng)污染指數(shù)計(jì)算
根據(jù)表4 計(jì)算結(jié)果,M17-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)9.91,M31-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.74,M31-T2 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.74,M34-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.74,M34-T2 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.87,M35-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.80。
磨壩峽水庫水源地涵養(yǎng)與生態(tài)保護(hù)區(qū)土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子為As,M17-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)9.91,M31-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.74,M31-T2 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.74,M34-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.74,M34-T2 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.87,M35-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.80。依據(jù)上述結(jié)果,將調(diào)查區(qū)劃分為土壤超標(biāo)區(qū)與安全區(qū)2 個(gè)區(qū),其中超標(biāo)區(qū)共2 個(gè)亞區(qū),如表5 所示。
表5 磨壩峽水庫水源地土壤評(píng)價(jià)分區(qū)
該區(qū)分布于調(diào)查區(qū)東南部磨壩村及沿河中上游流域。根據(jù)分布區(qū)域進(jìn)一步劃分為2 個(gè)亞區(qū),分別為磨壩峽亞區(qū)(C1)、沿河亞區(qū)(C2)。
(1)磨壩村亞區(qū)(C1)。該區(qū)分布于調(diào)查區(qū)東南部磨壩村一帶,面積0.92km2,占調(diào)查區(qū)總面積的0.4%。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子為As,M17-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)9.91。
(2)沿河亞區(qū)(C2)。該區(qū)分布于沿河中上游流域,面積14.02km2,占調(diào)查區(qū)總面積的5.7%。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子為As,M31-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.74,M31-T2土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.74,M34-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.74,M34-T2 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.87,M35-T1 土樣中As 單項(xiàng)污染指數(shù)0.80。
該區(qū)分布于調(diào)查區(qū)除超標(biāo)區(qū)以外的區(qū)域,面積232.66km2,占調(diào)查區(qū)總面積的93.9%。區(qū)內(nèi)土壤樣檢測(cè)均達(dá)標(biāo)。
磨壩峽水源地土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子為As,造成As 超標(biāo)的來源主要為工業(yè)廢水等。水源地上游鉛鋅礦已關(guān)閉,但早期選礦生產(chǎn)過程中排廢及尾礦庫滲流等因素,造成土壤污染或污染地表水后間接污染土壤,造成As超標(biāo)[3]。
4.2.1 控制超標(biāo)源
控制超標(biāo)源是防止土壤超標(biāo)的關(guān)鍵,所以針對(duì)超標(biāo)源可以制定相應(yīng)的防治政策[4]。嚴(yán)格要求工業(yè)污水污染物排放總量不超過允許排放量。應(yīng)通過減少工業(yè)廢水的排放量,選擇科學(xué)的施肥和科學(xué)的田間管理模式等措施來降低土壤中的As 等含量。禁止污水就地排放,嚴(yán)禁利用滲井、滲坑直接排污。對(duì)污水進(jìn)行處理,使之達(dá)到灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)后排放,既增加了灌溉水量,又可防止對(duì)土壤的污染,對(duì)垃圾填埋場(chǎng)的淋濾液進(jìn)行回收處理,防止其污染土壤等。通過相應(yīng)的政策來切斷或減少超標(biāo)源,防止土壤超標(biāo)進(jìn)一步發(fā)展。
4.2.2 合理使用農(nóng)藥
合理使用農(nóng)藥不僅可以減少對(duì)土壤的污染,還能經(jīng)濟(jì)有效地消滅病、蟲、草害,發(fā)揮農(nóng)藥的積極效能。在生產(chǎn)中,不僅要控制化學(xué)農(nóng)藥的用量、使用范圍、噴施次數(shù)和噴施時(shí)間,提高噴灑技術(shù),還要改進(jìn)農(nóng)藥劑型,嚴(yán)格限制劇毒、高殘留農(nóng)藥的使用,重視低毒、低殘留農(nóng)藥的開發(fā)與生產(chǎn)。
4.2.3 合理施用化肥
根據(jù)土壤的特性、氣候狀況和農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn),配方施肥,嚴(yán)格控制有毒化肥的使用范圍和用量。增施有機(jī)肥,提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,可增強(qiáng)土壤膠體對(duì)重金屬和農(nóng)藥的吸附能力。
總之,按照“預(yù)防為主”的環(huán)保方針,防治土壤超標(biāo)的首要任務(wù)是控制和消除土壤超標(biāo)源,對(duì)已超標(biāo)的土壤,要采取一切有效措施,清除土壤中的超標(biāo)物,控制土壤超標(biāo)物的遷移轉(zhuǎn)化,改善土壤環(huán)境。
(1)磨壩峽水源地土壤污染調(diào)查區(qū)面積247.6km2,布置探井30 個(gè),采取60 個(gè)土壤試樣。
(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中6 項(xiàng)屬于超標(biāo)點(diǎn)數(shù),檢測(cè)點(diǎn)數(shù)538,即超標(biāo)率為5.76%,As 為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子,As 含量超標(biāo)0.07~9.25 倍,單項(xiàng)污染指數(shù)0.74~9.91。
(3)將調(diào)查區(qū)劃分為土壤超標(biāo)區(qū)與安全區(qū)2 個(gè)區(qū),土壤超標(biāo)區(qū)分布于調(diào)查區(qū)東南部磨壩村及沿河中上游流域,面積14.94km2,土壤安全區(qū)面積232.66km2。