[发明专利]一种工业厂区重金属污染场地的采样分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业厂区重金属污染场地的采样分析方法，属于环境科学与工程技术领域。

背景技术

目前，北京、上海、重庆及大连等城市都已开展了大规模的城市改造，大批污染企业逐步退出城市中心，并遗留了大量严重污染、确又是珍贵资源的土地。其中，重金属污染场地占有一定比例，在对这些场地进行开发利用前需进行相应的污染评估并据此制定相应的修复方案。

与农业等非居住用地重金属污染土壤不同，城市化建设过程中遗留的大部分重金属污染场地将变更为居住或商业用地。因此，对这类重金属污染场地，将样品重金属检测值与现有土壤环境质量标准进行比较，以判断场地是否污染以及污染是否会对未来场地使用者健康造成不可接受危害的评价方法显然已经不适用。与此同时，随着基于风险管理的污染场地管理理念不断被公众及各级环境管理部门所接受，依据风险评估模型计算的可接受风险水平下土壤中重金属的最大允许浓度往往被用于评估土壤中重金属污染是否超标。但是，由于现有风险评估模型过于保守，而且未考虑土壤中目标重金属的人体可给性、生物有效性及土壤中目标重金属的背景浓度，直接应用模型计算值往往高估场地中目标重金属的污染程度，导致场地过度修复，浪费不必要的修复资金。例如，直接采用模型计算砷在居住用地情形下的最高允许浓度为0.33 mg·kg^-1，远低于陈同斌等报道的北京市土壤砷背景值7.09 mg·kg^-1及魏复盛等报道的我国土壤砷背景浓度9.2 mg·kg^-1。为保守起见，将目标重金属在土壤中的环境背景值作为评估标准也时常被评估人员所采用。但是，一方面由于工业污染场地往往位于城市地区，厂区土壤均在一定程度上受人类生产及生活影响，致使评估人员很难在具体场地获取目标重金属在土壤中具有代表性的背景浓度。另一方面，由于现有文献统计的土壤重金属背景浓度往往是在区域尺度范围内进行采样及统计分析所获取的，考虑到区域尺度范围内土壤质地、沉积成岩过程的差异，采用区域尺度范围的目标重金属背景浓度往往也难以代表评估场地的具体情况。因此，直接将文献报道的目标重金属背景值用于场地评估，可能导致评估结论缺乏客观性。

为使重金属场地污染评估结论更科学、客观，本发明制订了一种多证据评估方法，综合重金属工业污染场地的用地历史资料及现场踏勘、样品浓度统计及空间分布、场地目标重金属背景浓度比较及重金属同源性4方面的分析对重金属工业场地的污染状况进行客观评估。

发明内容

本发明针对目前直接采用土壤质量标准、基于人体健康风险计算的筛选值或直接采用文献报道的区域土壤背景值做为具体重金属工业场地污染评估标准可能导致评估结果缺乏客观性的问题，制定了一种重金属工业场地污染的多证据评估方法，综合重金属工业污染场地的用地历史资料及现场踏勘、样品浓度统计及空间分布、场地目标重金属背景浓度比较及重金属同源性4方面的分析对重金属厂区场地的污染状况进行采样分析，具体包括以下4个步骤：

（1）对厂区进行土壤采样；

（2）样品检测结果统计及空间分布分析：对土壤样品进行HNO₃+HF消解后采用ICP-MS定量分析土壤样品中重金属浓度并进行统计分析，绘制浓度累积频率分布曲线，如果样品浓度累积频率分布曲线近似表现为连续的直线，表明场地土壤未受污染，如果有大量偏离直线的高浓度异常点，表明场地土壤受到重金属污染，或是由于地质成型过程导致场地局部重金属背景浓度较高；需要结合这些高浓度异常点在厂区土壤中的空间分布以判断这部分高浓度异常点是因人为污染所致还是场地的天然高背景值所致；

（3）与背景浓度比较分析：以场地样品分析结果为样本，绘制场地土壤中重金属浓度的累计频率曲线，根据该曲线特征及偏离直线段的异常点在场地中的空间分布，确定场地重金属的背景浓度，并将各采样点检测结果与推导的场地背景浓度进行比较，判断场地土壤是否受到污染；

（4）相关性分析：当具体场地土壤中某一重金属浓度与场地其他重金属浓度Pearson相关性检验结果的Pearson系数大于0.05时，表明两者相关性较差，即认为场地土壤已受该种重金属污染。

对于特定的重金属工业场地，综合了场地用地历史资料及现场踏勘、样品浓度统计及空间分布、场地目标重金属背景浓度比较及重金属同源性四方面的分析对该场地的污染状况进行客观评估，能在很大程度上避免现有方法仅从单方面进行污染评估可能导致评估结论的不确定性过高的缺陷。