上海某典型電鍍企業土壤污染特征

王昶童，嚴志樓，江有程

(上海興東環保科技有限公司，上海 200131)

但隨著我國城市化的推進和產業結構的調整，大量工業企業關停并轉、破產、搬遷，遺留的地塊被作為城市建設用地再次開發利用[1]。在汽車、機械裝備、電子電器、五金、燈飾等制造業的蓬勃背景下，作為具有重要配套功能的電鍍產業也得到高速發展[2]。電鍍生產使用大量化學物質作為原料，決定了生產過程中會產生多種無機、有機污染物，這些污染物(尤其是有毒有害物質)進入土壤后會造成土壤污染。2016年發布的《土壤污染防治行動計劃》[3]將電鍍行業列為重點監管行業，2017年環境保護部制定的《重點排污單位名錄管理規定(試行)》[4]也將電鍍行業列為土壤污染重點監管行業，電鍍成為目前我國土壤污染防治的重點。

本文對某生產近50年的電鍍廠的土壤進行無機物和有機物的全方位調查，并對土壤中超標因子的污染特征進行了相應的分析與討論，為電鍍企業區域土壤污染預防以及電鍍污染地塊調查評估提供參考依據。

1 研究區概況

該電鍍企業位于上海市浦東新區，區境地層為長江沖積層，地勢東南高，西北低，地面高程在3.5～4.5 m。企業創辦于1963年，占地面積為13897 m2，主要從事專業電鍍加工。

本文研究范圍為整個電鍍企業區域，勘察深度(普遍最大深度為6 m)范圍內揭露的地基土均屬第四紀沉積物，土層特征分布為：(1)1層雜填土：灰黃/雜色、稍濕、松散，以粘性土為主，頂面埋深為0～0.3 m，厚度為0.4～1.6 m；(2)1層粉質粘土：灰黃色、濕、可塑，頂面埋深為0.3～2.7 m，厚度為0.7～3.1 m；(3)1層淤泥質粉質粘土：灰，飽和，軟塑，頂面埋深為2.8～4.3 m，厚度為1.7～3.2 m。

2 材料與方法

2.1 點位布設與樣品采集測試

參考《上海市建設用地土壤污染狀況調查、風險評估、風險管控與修復方案編制、風險管控與修復效果評估工作的補充規定(試行)》(滬環土[2020]62號)，采用專業判斷布點法在地塊內可能的污染區域設置58個土壤監測點位，共采集257個土壤樣品。土壤樣品采樣深度包括表層(0～0.5 m)、下層(地下水位以上)、粉質粘土層和淤泥質粉質粘土層。樣品送至具實樸檢測技術(上海)股份有限公司對pH、重金屬(銅、鎳、鎘、鉛、汞、鈷、銻、鈹、釩、鋅、六價鉻)、砷、氰化物、31揮發性有機物、21項半揮發性有機物和石油烴(C10-C40)進行檢測分析。

2.2 評價標準

根據項目地塊未來規劃，采用《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB36600-2018)中第一類用地土壤污染風險篩選值對土壤樣品檢測結果進行評估。

2.3 數據處理

3 結果與討論

3.1 含量統計分析

地塊內點位超標率為94.83%，污染類型包含重金屬、石油烴(C10～C40)、揮發性有機物(氯代烴)和半揮發性有機物(多環芳烴)。由《全國土壤污染調查公報》(2014年)可知，全國范圍內工業廢棄地(主要涉及化工業、礦業、冶金業)的點位超標率為34.9%，主要污染物為鋅、汞、鉛、鉻、砷和多環芳烴，說明本場地土壤在歷史使用過程中受到電鍍企業生產工藝的重度污染[5]。

從表1～表3看，檢出樣品中，除填土層石油烴(C10～C40)和粉質黏土層重金屬鈷的峰度系數小于3為低峰態，濃度分布較均勻外，其他因子峰度系數均大于3，濃度分布較集中，但低濃度與高濃度差異較大；填土檢出樣品中超標因子偏度系數均大于0，為右偏態分布，表明填土中大部分超標因子濃度高于均值。檢出樣品中，除粉質黏土層重金屬鈷和淤泥質粉質黏土層半揮發性有機物二苯并(a,h)蒽外，其他因子偏度系數大于0，為右偏態分布，表明土壤中大部分污染物各土層濃度高于均值。從變異系數來看，不同土層結構層中檢出樣品變異系數整體偏高，因子濃度分布離散程度較大，空間差異性較強，表明地塊內受人類活動影響程度較大[6]。

3.2 污染評級與污染物垂直空間分布特征

單因子污染指數法可知土壤中污染影響最大因，但無法判定出不同元素對土壤的影響差別[7]。因此，結合內梅羅綜合污染指數法對土壤重金屬環境質量進行進一步評價。

從表4～表6看，各土層重金屬均有不同程度的污染，內梅羅綜合污染指數均大于3，評級為重度污染，表明地塊內重金屬污染嚴重；重金屬除六價鉻外，污染程度均隨土壤深度逐漸減弱，六價鉻污染程度隨土壤深度在粉質黏土層減少，淤泥質粉質黏土層增加，表明污染已遷徙積累至深層土壤中。石油烴和半揮發性有機物填土層污染程度為警戒線，粉質黏土層和淤泥質粉質黏土層均無污染水平，表明該類物質自表土向下的土層土壤污染水平逐級遞減。揮發性有機物填土層和粉質黏土層均無污染水平，淤泥質粉質黏土層為輕度污染，表明該類物質自表土向下的土層土壤污染水平逐級增加。

結合3.1章節統計分析，從圖1可知，重金屬、石油烴、半揮發性有機物(多環芳烴)超標率和檢出率整體隨土壤深度逐漸降低，揮發性有機物(氯代烴)在填土層和2 m以上的粉質黏土層無超標情況，超標樣品數量較少，且集中分布在粉質黏土層和5 m以上的淤泥質粉質黏土層。

表1 填土層土壤樣品統計分析表Table 1 Statistical analysis table of soil samples of fill layer

表2 粉質黏土層土壤樣品統計分析表Table 2 Statistical analysis table of soil samples in silty clay layer

表3 淤泥質粉質黏土層土壤樣品統計分析表Table 3 Statistical analysis table of soil samples of silty silty clay layer

備注：未檢出數據按1/2檢出限參與計算。

表4 土壤重金屬污染評級表Table 4 Soil heavy metal pollution rating table

續表4

表5 有機物-石油烴&半揮發性有機物污染評級表Table 5 Organics-petroleum hydrocarbons & Semi-volatile organics pollution rating table

表6 有機物-揮發性有機物污染評級表Table 6 Organics-VOC pollution rating table

3.3 污染原因與污染物分布情況分析

該電鍍企業土壤污染物為重金屬、石油烴、揮發性有機物和半揮發性有機物。其中重金屬污染最為嚴重，污染物基本分布在歷史車間區域，其中六價鉻、銅、鎳和鋅等作為主要電鍍鍍種，主要污染源為電鍍液。此外，電鍍鍍件、陽極氧化件和拉管不銹鋼材主要為合金(鐵合金和鋁合金)，成分包含鉛、鈷等，物料的長期堆存、生產過程中鍍槽中鍍液外溢滲漏、鍍件移動和清洗過程中的鍍液滴漏、機械設備的磨損等均可能會導致金屬溶出殘留于地表。揮發性污染物主要為氯代烴，分布在歷史車間和噴漆車間等區域。電鍍車間區域內氯代烴和苯系物的污染主要源于電鍍前處理脫脂劑，噴漆車間的氯代烴主要源于有機涂料(稀釋劑等)，該類有機溶劑在使用過程中外溢可能會因此直接滲漏進入土壤環境中。半揮發性有機物主要為多環芳烴類，該電鍍企業存在設有鍋爐房和柴油儲罐，通過柴油燃燒提供廠區熱源，高溫處理(燃料為油類)的生產環節易產生大量多環芳烴，煙塵(含多環芳烴類物質)通過干、濕沉降于地表，污染物可能會因此直接滲漏進入土壤。石油烴(C10～C40)超標區域涉及歷史車間和歷史柴油儲罐區域，生產過程中鍍件、金屬結構件除油、加工機械的日常維護保養和工程機械維修等會產生含油廢水、廢機油、防銹油和潤滑油等造成石油烴類污染物[8]。

地塊內六價鉻污染程度存在隨土壤深度遞增的規律，這與該物質的遷移性及地層結構有關，六價鉻化合物溶于水，上層灑落的含鉻污染物隨著降水不斷入滲，而土壤上層雜填土的滲透性較強，進入下部弱滲透性黏土層累積，因此出現深層土壤濃度高于上層的現象；多環芳烴和石油類污染物，難降解、持久性強，均難溶于水，較難隨降水入滲，因此上層濃度一般會高于底層[9]。揮發性有機物中氯代烴在土壤的中的吸附性較小，密度大，粘度小，易揮發，由地表進入土壤后會在重力作用下向下滲透，受濃度、壓力、密度、熱力梯度的作用，通常在土壤中遷移性很強[10]，因此污染程度存在隨土壤深度遞增的規律。

4 結 論

(1)電鍍廠歷史生產活動造成土壤重金屬(銅、鎳、銻、鉛、鈷、六價鉻)、石油烴(C10～C40)、揮發性有機物(氯代烴)和半揮發性有機物(多環芳烴)污染，其中六價鉻污染最嚴重，超標深度、超標率、污染指數和超標范圍等均顯著高于其他因子。

(2)整體而言，大部分污染物污染程度隨土壤深度遞減，污染主要停留在填土層和粉質黏土層。部分污染物如六價鉻和揮發性有機物中氯代烴污染程度存在隨土壤深度遞增的規律，與該類物質在土壤中的遷徙特性有關。