- 收藏
- 加入书签
某电镀园区场区土壤主要污染物时空分布调查
摘要:评估嘉兴市某电镀园区场区土壤的环境质量,深入了解土壤主要污染物的时空分布状况,为制定污染防治措施和实现园区可持续发展提供科学依据。本研究对嘉兴市某电镀园区场区土壤的 pH 值、重金属、氟化物、氰化物、石油烃、挥发性有机物及半挥发性有机物等指标进行了定量分析。调查结果显示,检测的各项污染物指标处于安全范围内,符合建设用地土壤污染风险管控标准。本次调查结果能够为电镀园区土壤环境质量的评估与管理提供科学依据。
关键词:电镀园区;土壤;调查
Abstract: This study aims to assess the environmental quality of the soil in a certain electroplating park in Jiaxing City and gain an in-depth understanding of the temporal and spatial distribution of major pollutants in the soil, so as to provide a scientific basis for formulating pollution prevention and control measures and realizing the sustainable development of the park. This research conducts quantitative analysis on indicators such as pH value, heavy metals, fluorides, cyanides, petroleum hydrocarbons, semi-volatile organic compounds, and volatile organic compounds in the soil of a certain electroplating park in Jiaxing City. The investigation results show that the various pollutant indicators detected are within the safe range and comply with the risk control standards for soil pollution of construction land. This survey result can provide a scientific basis for the assessment and management of the soil environmental quality of electroplating parks.
Keywords: electroplating park; soil; investigation
前言
电镀行业在现代工业体系中占据至关重要的地位,于诸多工业领域发挥着至关重要的作用,为经济的蓬勃发展注入了强劲动力。然而,在电镀过程中必然会产生各类污染物。若对这些污染物缺乏严格管控,有可能给土壤环境带来严重破坏,进而对生态平衡构成威胁,危及人类的健康[1]。
为此针对电镀园区场区土壤主要污染物的时空分布展开调查不仅能够助力深入洞悉电镀园区土壤污染的现状与发展趋势,为制定具有针对性的污染防治措施提供坚实的科学依据;还可以通过对土壤中各类污染物进行定量分析以及探讨其影响程度,更好地评估电镀园区的环境风险,为保障周边生态环境和公众健康筑牢坚固的防线。
为了评估电镀园区场区土壤的环境质量,本文将嘉兴某电镀园区场区土壤作为研究对象,对其pH值、重金属、氟化物、氰化物、石油烃、挥发性有机物以及半挥发性有机物残留量展开了详细调查,并深入探究了这些污染物对土壤环境所产生的影响程度。
本次调查结果将为电镀园区土壤环境质量的评估与管理提供科学依据,有利于园区进一步优化生产工艺,减少污染物的产生与排放;强化污染防控措施,降低土壤污染风险;实现可持续发展,推动电镀行业与生态环境和谐共生。同时,也能够切实保障土壤环境质量与生产安全,为保护周边生态环境和公众健康贡献重要力量。
1 材料与方法
1.1 园区概况
本次所调查的电镀园区坐落于浙江省嘉兴市,始建于1997年。该园区总占地面积为10公顷,地势平坦开阔,交通便捷通达,在嘉兴市的电镀企业当中规模处于前列地位。历经多年的持续发展,园区现已成功构建起包括镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀仿金、镀黑铬等在内的十多个电镀品种体系,并且拥有近40多个生产车间。目前,园区已经配备了一套完整的电镀废水零排放处理设施。
1.2 样品采集
本次调查严格依据《建设用地土壤污染状况调查技术导则》(HJ 25.1-2019)[2]、《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》(HJ 25.2-2019)[3]以及土壤环境监测技术规范(HJ/T 166-2004)[4]等技术导则的相关规定进行,在园区地块上设置了 18 个采样点,分别采集0-0.5m、0.5~1m、1~2m、2~3m、3~6m土壤样本,按照四分法法将采集到的样本混匀后检测。采样时间为2020年9月和2024年9月。
1.3 主要仪器
PHS-3C pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司),AA-7003 原子吸收分光光度计(北京东西分析仪器有限公司),AFS-10B 原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司),722N可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司),5110ICP-OES电感耦合等离子体发射光谱仪、7820A 气相色谱仪、Agilent 7820A/5977B气相色谱-质谱联用仪(安捷伦科技有限公司)。
1.4 检测项目
本次调查检测指标包括:pH值、镉、汞、砷、铜、锌、铅、镍、铬、锡、银、六价铬、氰化物、石油烃(C10-C40)、氟化物、挥发性有机物(四氯化碳、氯仿、氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烯、反-1,2-二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,1,1,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、四氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、1,2,3-三氯丙烷、苯、氯乙烯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、苯乙烯、乙苯、甲苯、间,对二甲苯、邻二甲苯)、半挥发性有机物(硝基苯、2-氯苯酚、苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘、䓛、萘),检测方法详见表 1。
2 结果与分析
2.1 土壤中pH值和重金属检测结果
园区场区土壤中pH值检测结果如图1所示,场区土壤平均pH值在7.12~8.33之间,属于碱性土壤,相对于酸性土壤而言,碱性土壤更易于与重金属离子形成沉淀,从而降低其迁移性。与2020年相比,2024年场区土壤 pH 值有所下降。这一变化可能会对场区内的生态环境以及土壤中重金属的迁移转化产生一定影响,需要进一步加强监测和评估,以便采取相应措施来保障场区环境安全。
园区场区土壤中重金属检测结果如图2~10所示,本次检测未在园区场区土壤中检测到银残留,与2020年相比2024年园区场区砷、铅、锡等3种重金属含量有不同程度的下降,镉、铜、汞、镍、铬、锌等6种重金属含量与2020年基本持平。与近年嘉兴市农田土壤重金属检测 [16-18] 的结果相对比,2020年和2024年园区场区土壤中砷检出量平均值高于嘉兴市土壤背景值,目前砷在电镀中基本不被使用,本次砷含量高于嘉兴市土壤背景值,这说明园区场区可能在历史上受到过含砷物质的影响,或许是早期的工业活动、废弃物排放或者其他未知来源导致了砷在土壤中的积累。也有可能是周边环境中的砷通过大气沉降、水流等途径迁移至园区场区土壤中,从而使得园区场区土壤中的砷含量高于嘉兴市土壤背景值。园区场区土壤中铅、锡、镉、铜、汞、镍、铬、锌等8种重金属与嘉兴市土壤背景值相当,这表明电镀园区的废水处理工艺在重金属去除和管控方面起到了关键作用,同时也体现出园区在日常管理方面严格到位,当地政府对电镀园区的环境监管有力。
研究表明,由工业活动产生的重金属在土壤中的分布通常呈现出随着土壤深度的不断增加,其含量逐步降低的趋势 [19]。然而,本次对园区所进行的调查中涉及的 10 种重金属却并未呈现出这种规律。究其原因,很可能是本次检测的园区重金属并非由电镀污染所导致,而是园区土壤中原本就存在的。
本次调查未在电镀园区土壤中检测出六价铬(检出限0.5mg/kg),这一结果表明,在当前的电镀园区生产及管理过程中,对于六价铬的管控较为有效。
本次检测表明,园区场区土壤中的重金属满足《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准 (试行)》(GB 36600-2018)[19]中筛选值一类用地重金属规定标准要求,检测结果为园区的可持续发展以及周边生态环境的稳定提供了坚实的保障。
2.2 土壤中氰化物、氟化物和石油烃检测结果
园区场区土壤中氰化物检测结果如图11所示,2020年在0~3m的土壤中均检测出不同程度的氰化物,而在2024年园区场区土壤中未检出氰化物残留。氰化物曾在电镀金、银、铜、锌等金属的过程中作为络合剂被使用,但由于其具有剧毒性质,目前众多电镀企业已经摒弃了含氰电镀工艺,转而采用更为环保安全的无氰电镀工艺。本次的检测结果充分印证了这一行业发展趋势。
园区场区土壤中氟化物检测结果如图12所示,与2020年相比,2024年在场区 0~6m 不同深度土壤中氟化物检测残留量有不同程度下降。氟化物是化工、冶金等行业中较为常见的物质,在电镀过程中,由于某些原材料或添加剂的使用而被引入到土壤环境中。本次氟化物残留量下降的结果表明,该电镀园区在过去几年中对氟化物的排放管控取得了成效,可能是通过优化电镀工艺、加强废水处理以及强化土壤污染修复等措施,降低了土壤中氟化物的含量。
园区场区土壤中石油烃的检测结果如图13所示。与2020年相比,2024年在场区深度处于 0~6m 的不同位置的土壤中,石油烃的检测残留量呈现出下降的态势。在电镀过程中,石油烃有可能因某些设备的润滑油泄漏以及原材料的携带等原因而进入土壤环境。通常情况下,电镀企业会通过及时更换老化或损坏的密封件,以此来防止润滑油泄漏;并且采用更加环保的原材料和添加剂,以减少原材料中可能携带的石油烃含量,同时对电镀工艺流程进行改进,从而降低石油烃进入土壤环境的风险,从这些方面来降低土壤中的石油烃含量。本次检测结果表明,该园区在加强设备维护管理以及优化生产工艺方面取得了显著成效。
研究表明 [20]氰化物、氟化物和石油烃等物质随着土壤深度增加而减少,本次调查结果发现该电镀园区氰化物、氟化物和石油烃地下深层分布无此规律,说明该电镀园区的土壤中氰化物、氟化物和石油烃的分布受到了其他特殊因素的影响。可能是由于电镀园区内特定的工业活动、废弃物处理方式、土壤特性或者周边环境因素的干扰,导致这些物质在土壤中的分布与一般规律不同。
本次对园区场区土壤中氰化物、石油烃检测结果符合《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)[19]中筛选值一类用地氰化物、石油烃规定标准,这一结果说明该电镀园区在氰化物和石油烃的管控方面取得了良好成效。
2.3 土壤中挥发性有机物和半挥发性有机物检测结果
电镀园区场区土壤中挥发性有机物检测和半挥发性有机物结果分别见表2、表3。2020 年与 2024 年,在园区场区不同深度土壤中均未检测出挥发性有机物及半挥发性有机物残留。挥发性有机物在电镀行业主要作为溶剂或清洗剂以及原料合成中的中间产物或副产物,其对人体主要有刺激呼吸道、引起头晕头痛、损害肝脏和肾脏功能、影响神经系统、具有致癌风险等危害。半挥发性有机物在电镀行业中作为某些特殊添加剂或在特定生产环节中产生的副产物出现,这些物质对人体具有潜在的危害,如导致皮肤过敏、影响内分泌系统、具有一定的致畸致癌风险等。
本次对该电镀园区场区土壤中挥发性有机物和半挥发性有机物残留量检测结果符合建设用地土壤[19]一类用地挥发性有机物规定标准。
3 讨论与结论
本次对嘉兴市某电镀园区场区土壤环境质量的调查结果显示,本次检测的各项污染物指标处于安全范围内,符合《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准 (试行)》(GB 36600-2018)[19]中筛选值一类用地关于氰化物和石油烃的规定标准。
在后续的发展中,电镀园区需继续保持对土壤环境质量的重视,不断加强环境管理工作,持续提升监测力度。一方面,不断优化电镀工艺,进一步减少可能产生污染的环节,如严格控制原材料的选择,确保其不携带潜在的有害物质进入生产过程。同时,持续强化设备维护管理,定期检查和更换老化或损坏的密封件等部件,防止润滑油泄漏等情况发生,从源头上降低石油烃等污染物进入土壤的风险。另一方面,加大对废水处理设施的投入和管理,确保其稳定运行、高效处理,防止废水处理不当导致污染物间接进入土壤。此外,还应加强对员工的环保培训,提高全员环保意识,使每个人都能在日常工作中积极参与到土壤环境保护中来。并且,密切关注周边环境变化,与相关部门和周边企业建立良好的沟通协调机制,共同应对可能出现的环境问题,以确保园区土壤环境质量始终保持在良好状态,为园区的可持续发展和周边生态环境的稳定提供坚实保障。
参考文献
[1]王晨熹,鹿晓菲,杨济妮,等. 电镀行业排放重金属及全氟化合物时空分布及风险评估[J]. 环境化学,2024,43(6):1881-1897.
[2]建设用地土壤污染状况调查技术导则:HJ 25.1-2019[S].
[3]建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则:HJ 25.2-2019[S].
[4]土壤环境监测技术规范:HJ/T 166-2004[S].
[5]土壤 pH值的测定 电位法:HJ 962-2018[S].
[6]土壤质量 铅、镉的测定 石墨炉原子吸收分光光度法:GB/T 17141-1997[S].
[7]土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 微波消解/原子荧光法:HJ 680-2013[S].
[8]土壤和沉积物 铜、锌、铅、镍、铬的测定 火焰原子吸收分光光度法:HJ 491-2019[S].
[9]国际标准化组织.土壤质量 - 用感应耦合等离子体 - 原子发射光谱法(ICP-AES)测定土壤提取物中的微量元素:ISO 22036:2008[S].
[10]土壤和沉积物 六价铬的测定 碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法:HJ 1082-2019[S].
[11]土壤 氰化物和总氰化物的测定 分光光度法:HJ 745-2015[S].
[12]土壤和沉积物 石油烃(C10-C40)的测定 气相色谱法:HJ 1021-2019[S].
[13]土壤 水溶性氟化物和总氟化物的测定 离子选择电极法:HJ 873-2017[S].
[14]土壤和沉积物.挥发性有机物的测定.吹扫捕集/气相色谱-质谱法:HJ 605-2011[S].
[15]土壤和沉积物 半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法:HJ 834-2017[S].
[16]李莉,金雅薇,陈燕,等.嘉兴市农田菜地果园土壤重金属人体健康风险评价[J].广州化工,2022,50(21):168-171.
[17]李莉,金雅薇,浦国佳,等.嘉兴市农村土壤重金属污染评价[J].现代农业科技,2022,(20):118-122.
[18]洪春来,黄锦法,叶正钱,等.嘉兴市蔬菜土壤重金属含量的初步调查分析[J].农业环境与发展,2009,26(01):76-79.
[19]土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行):GB 36600-2018[S].
[20]李龙媛,罗泽娇,彭辉.石油类污染物在黏性土壤中的垂直分布规律[J].安全与环境工程,2014,21(02):57-62.
项目来源:嘉兴市科技局计划项目(2024AZ30008)




京公网安备 11011302003690号