長期污灌條件下土壤污染環(huán)境影響評價(jià)方法

陸 微

（長興韶華環(huán)保科技有限公司，浙江 湖州 313100）

受生產(chǎn)加工模式的影響，近年來污水產(chǎn)出總量呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢，為了最大限度降低由此帶來的環(huán)境影響，相關(guān)污染物排放規(guī)定陸續(xù)出臺(tái)，在此背景下，對應(yīng)的污染物處理措施也開始受到廣泛關(guān)注［1］。為了確保處理后的排放物所帶來的影響能夠被環(huán)境所消化，對其進(jìn)行具體深入的研究十分必要［2］。現(xiàn)階段，包括以農(nóng)作物富集系數(shù)為基礎(chǔ)的土壤污染物安全閾值研究，以及以土壤污染為主體的健康風(fēng)險(xiǎn)評估研究都已經(jīng)取得了一定成果，其在實(shí)際的環(huán)境監(jiān)管中也發(fā)揮了極為重要的指導(dǎo)作用［3］。但是從整體分析，關(guān)于土壤污染環(huán)境影響評價(jià)的研究仍然處于起步階段。特別是對于長期處于污灌條件下的區(qū)域［4］，針對具體情況，客觀評價(jià)其土壤污染環(huán)境影響是確保后續(xù)治理措施能夠合理有效開展的重要基礎(chǔ)。需要注意的是，不同區(qū)域的土壤構(gòu)成以及地質(zhì)環(huán)境存在差異［5］，這就導(dǎo)致其對污染物的降解能力也表現(xiàn)出不同的特征，這也是導(dǎo)致土壤污染環(huán)境影響評價(jià)的準(zhǔn)確性相對較低的重要原因之一。

為此，本文進(jìn)行了長期污灌條件下土壤污染環(huán)境影響評價(jià)方法研究，結(jié)合土壤污染環(huán)境影響的作用方式，綜合了相關(guān)因素的具體參數(shù)指標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)對其的評價(jià)，并通過實(shí)驗(yàn)測試的方式分析驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用效果。通過本文的研究，希望可以為土壤污染環(huán)境影響評價(jià)工作的開展提供有價(jià)值的參考，助力環(huán)境保護(hù)和治理工作能夠更加有效地開展。

1 構(gòu)建土壤污染模型

為了實(shí)現(xiàn)對土壤污染環(huán)境影響的準(zhǔn)確評價(jià)，本文首先結(jié)合污染物在土壤中的作用機(jī)理構(gòu)建了對應(yīng)的模型。考慮到污染物在土壤中的移動(dòng)，除其自身受到的重力作用外，土壤內(nèi)部水分的遷移作用以及植物的吸收作用也是影響其運(yùn)移狀態(tài)的主要因素。為此，本文在構(gòu)建模型的過程中采用了一維垂直方向的運(yùn)移方程，根據(jù)其對土壤中污染物受到的對流、彌散、吸附以及植被的吸收和覆蓋作用進(jìn)行綜合考量，具體的計(jì)算方式可以表示為式（1）。

其中，λc表示土壤對污染物的降解系數(shù)，ρs表示評價(jià)區(qū)域的植被密度，Dc表示植被的吸收和覆蓋作用對污染物的降解系數(shù)，a表示污染物在土壤中的滯留因子，e表示常數(shù)，z表示污染物在土壤中的平衡分配系數(shù)，c表示評價(jià)區(qū)域內(nèi)單位面積植被的覆蓋系數(shù)。

在此基礎(chǔ)上，在任意時(shí)刻，污染物在土壤中的污染作用范圍模型可以表示為式（2）。

其中，x表示污染物作用于土壤中的縱向影響范圍，α表示污染物在縱向上的衰減系數(shù)，k表示污染物的溶質(zhì)通量，y表示污染物作用于土壤中的廣域影響范圍，β表示污染物在廣域上的衰減系數(shù)，b表示污灌物中污染物的初始濃度分布系數(shù)。

需要注意的是，污染物在不同維度上的衰減系數(shù)與評價(jià)區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)條件直接相關(guān)，其具體的計(jì)算方式可以表示為式（3）、（4）。

其中，d表示土層的厚度，δ表示土壤的含水率，f表示土壤的干容重，g表示土壤的彌散系數(shù)，l表示土壤的通量系數(shù)。

通過這樣的方式，計(jì)算得到污染物在土壤中的發(fā)展情況。

2 土壤污染環(huán)境影響評價(jià)

在上述基礎(chǔ)上，本文結(jié)合了在不同污灌條件下土壤的實(shí)際狀態(tài)，進(jìn)行土壤污染環(huán)境影響評價(jià)。

2.1 當(dāng)前土壤狀態(tài)分析

在長期污灌作用下，土壤自身對污染物的降解作用會(huì)逐步下降，因此，直接利用式（2）計(jì)算對應(yīng)的污染情況往往與實(shí)際情況之間存在較大差異，本文在式（2）的基礎(chǔ)上，引入了狀態(tài)參量，以此確保在利用式（2）計(jì)算最終的影響程度時(shí)，相關(guān)指標(biāo)參數(shù)的計(jì)算建立在相對動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)之上。

首先，對于持續(xù)污灌時(shí)間為t的土壤而言，其對污染物的降解強(qiáng)度計(jì)算方式可以表示為式（5）。

其中，λc(t)表示在經(jīng)過t時(shí)間污灌作用后的土壤降解系數(shù)，p1和p2分別表示在t時(shí)間污灌作用下，其對污染物在不同維度上的衰減系數(shù)的影響。需要注意的是，不同濃度及不同性質(zhì)的污染物，具體的作用強(qiáng)度存在差異，本文結(jié)合幾種基礎(chǔ)污染物的屬性，得出單位濃度污染物對衰減系數(shù)的影響設(shè)置，如表1所示。

表1 不同污染物對衰減系數(shù)的影響設(shè)置

按照表1設(shè)置的對應(yīng)參數(shù)信息，即可實(shí)現(xiàn)對污灌條件下土壤基礎(chǔ)參數(shù)信息的計(jì)算，為后續(xù)的土壤污染環(huán)境影響評價(jià)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 土壤污染環(huán)境影響計(jì)算

在上述基礎(chǔ)上，結(jié)合評價(jià)區(qū)域土壤的實(shí)際污灌時(shí)間，對其具體污染范圍的計(jì)算只需要將式（4）的計(jì)算結(jié)果代入到式（2）中即可。但是需要明確的是，本文利用該方式計(jì)算得到的數(shù)據(jù)及結(jié)果是基于污灌以相對穩(wěn)態(tài)的形式存在，但在實(shí)際環(huán)境中，污灌條件是不唯一且動(dòng)態(tài)的，因此，為了確保最終評價(jià)結(jié)果的可靠性，本文在計(jì)算過程中設(shè)置了允許波動(dòng)閾值范圍，利用其限制污灌條件變化帶來的影響。以此為基礎(chǔ)，污染物在土壤中的污染作用范圍計(jì)算方式可以表示為式（6）。

其中，Hmax表示污灌的最大流量閾值參數(shù)，Hmin表示污灌的最小流量閾值參數(shù)。當(dāng)實(shí)際的污灌條件低于Hmin，或大于Hmax時(shí)，則表明此時(shí)利用當(dāng)前的指標(biāo)計(jì)算對應(yīng)的影響結(jié)果已經(jīng)不再適用，需要結(jié)合實(shí)際情況，重復(fù)上述參數(shù)計(jì)算步驟，得到新的數(shù)值，帶入到模型中實(shí)施對應(yīng)的影響評價(jià)計(jì)算。

通過這樣的方式，可以確保最終對土壤污染環(huán)境影響的評價(jià)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性。

3 實(shí)際應(yīng)用分析

在上述基礎(chǔ)上，為了更加直觀地分析本文提出的評價(jià)方法在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用效果，本文進(jìn)行了測試分析，并分別將文獻(xiàn)［1］和文獻(xiàn)［2］提出的評價(jià)方法作為測試的對照組，分別比較三種方法的評價(jià)結(jié)果與實(shí)際污染情況之間的擬合關(guān)系，以此對本文方法的應(yīng)用價(jià)值作出客觀評價(jià)。

3.1 測試環(huán)境

本文以某擬建化工企業(yè)為研究對象，該企業(yè)所屬行業(yè)為專項(xiàng)化學(xué)用品制造行業(yè)，具體的產(chǎn)品類型包括井下液壓支架用乳化油、液態(tài)濃縮物等。在實(shí)施評價(jià)前，本文進(jìn)行了基礎(chǔ)的資料收集工作，并對現(xiàn)場進(jìn)行了實(shí)地踏勘，在充分了解項(xiàng)目建設(shè)背景和工程概況的基礎(chǔ)上，明確了土壤環(huán)境的敏感目標(biāo)，主要為運(yùn)營期儲(chǔ)罐區(qū)的垂直入滲作用，對應(yīng)的污染因子為石油烴。在此基礎(chǔ)上，本文對工程進(jìn)行了分析，識(shí)別具體的環(huán)境影響因素。其中，項(xiàng)目的總體占地規(guī)模為2.4公頃，所在范圍土壤的敏感程度為不敏感，本文以廠區(qū)及周邊0.3 km的區(qū)域作為此次測試的評價(jià)范圍。對應(yīng)的土壤性狀包括黏土，砂土以及輕壤土，土壤的含水率為10.44%，所在區(qū)域的降水強(qiáng)度為16.85 cm，地表的蒸發(fā)強(qiáng)度為14.26 cm，污染物油類的濃度為1.56 g/cm3。

在此基礎(chǔ)上，分別采用三種方法對長期污灌條件下測試區(qū)域土壤污染環(huán)境影響進(jìn)行評價(jià)。

3.2 測試結(jié)果

本文分別從縱向深度層次和橫向廣域?qū)哟蝺蓚€(gè)角度對評價(jià)結(jié)果展開分析，其中，三種方法對縱向深度層次的環(huán)境影響評價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況之間的關(guān)系如表2所示。

表2 不同方法土壤污染環(huán)境縱向深度評價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

從表2可以看出，對比三種方法的評價(jià)結(jié)果，文獻(xiàn)［1］方法對土壤污染環(huán)境縱向深度評價(jià)的準(zhǔn)確性存在一定的波動(dòng)，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，其中，評價(jià)結(jié)果與實(shí)際值之間的最大誤差和最小誤差分別為4.96 cm和2.34 cm，差異率的最大值和最小值分別為3.51%和7.71%；在文獻(xiàn)［2］的評價(jià)結(jié)果中，其對土壤污染環(huán)境縱向深度評價(jià)表現(xiàn)出了較高的穩(wěn)定性，但是整體誤差水平相對較高，始終保持在3.00～4.00 cm之間；相比之下，本文設(shè)計(jì)方法的評價(jià)結(jié)果中，對土壤污染環(huán)境縱向深度的評價(jià)與實(shí)際情況之間具有較高的一致性，誤差始終穩(wěn)定在1.60 cm以內(nèi)，對應(yīng)的差異率穩(wěn)定在4.00%以內(nèi)，且最小值僅為1.06%。測試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的評價(jià)方法可以實(shí)現(xiàn)對不同周期污灌條件下土壤污染環(huán)境縱向深度的準(zhǔn)確評價(jià)。

在此基礎(chǔ)上，本文以60天為周期，在橫向廣域的層次上對三種方法的評價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)了評價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況之間的關(guān)系，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果如圖1所示。

通過觀察圖1可以看出，在三種評價(jià)方法中，文獻(xiàn)［1］和文獻(xiàn)［2］方法對土壤污染環(huán)境橫向廣域評價(jià)結(jié)果均與實(shí)際情況存在較大差異，最大差值達(dá)到了5.00 cm，相比之下，本文設(shè)計(jì)方法對土壤污染環(huán)境橫向廣域評價(jià)結(jié)果表現(xiàn)出了與實(shí)際情況之間的高擬合特征，最大誤差不超過1.00 cm。通過測試結(jié)果可以證明，本文設(shè)計(jì)的土壤污染環(huán)境影響評價(jià)方法具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，能夠?qū)崿F(xiàn)對污染情況的準(zhǔn)確評價(jià)。

圖1 不同方法土壤污染環(huán)境橫向廣域評價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語

土壤污染環(huán)境影響不僅作用于當(dāng)前，從長遠(yuǎn)角度分析，其對于生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展也具有明顯影響。在此基礎(chǔ)上，為了確保相關(guān)保護(hù)和治理措施能夠切實(shí)發(fā)揮作用，對土壤污染環(huán)境影響做出客觀評價(jià)十分重要。本文提出的長期污灌條件下土壤污染環(huán)境影響評價(jià)方法研究，是在綜合了土壤污染環(huán)境影響的作用以及相關(guān)影響因素的基礎(chǔ)上，從縱向深度層次和橫向廣域?qū)哟蝺蓚€(gè)角度上實(shí)現(xiàn)了對土壤污染環(huán)境影響的準(zhǔn)確評價(jià)，以期為相關(guān)環(huán)境保護(hù)工作的開展提供幫助，助力環(huán)境實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。