新能源車整車制造區(qū)土壤污染調(diào)查與修復(fù)技術(shù)應(yīng)用研究

中圖分類號：U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-5168（2025)16-0095-04

DOI:10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.16.019

Investigation and Application of Soil Pollution Remediation Technologiesin New Energy Vehicle Manufacturing

WU Yingjie (Zhejiang Jialan Environmental Technology Co.，Ltd.，Hangzhou 31oo52， China)

Abstract: [Purposes] This study investigates the characteristics of soil polution and the efectiveness of remediation technologies in new energy vehicle manufacturing areas，providing a reference for soil polution management in industrial sites.[Methods] Functional zones， including the production area， storage area，and waste disposal area， were delineated，and soil samples from different depths were collcted. The concentration distributions of heavy metals (Pb，Cd， Cr)and organic pollutants (VOCs，SVOCs) were analyzed.Bioremediation technologies basedon biofilm applications were implemented to treat the pollution，and their effctiveness was evaluated.[Findings] Regarding pollution characteristics，the productionareaexhibited the highest concentration of heavy metals，withPb reaching 21O.7mg/kg，while the waste disposal area had the highest VOCs concentration at 91.2 mg/kg.The vertical distribution showed significant contamination in surface soil， with Pb and Cd concentrations at 198.5 mg/kg and 3.O mg/kg， respectively，in the 0^-0.5 mlayer，which decreased with depth.Post-remediation，the concentrations of heavy metals and organic polltantssignificantly declined，with removal rates of Pb， Cd，and VOCs reaching 62.8% 65.6% ，and 78.5% ，respectively.Additionally， soil pH valueswere restored to nearneutral levels.[Conclusions] Soil pollution in new energy vehicle manufacturing areas primarily origi

nates from industrial processes and waste disposal. Biofilm-based remediation technology demonstrates excellent performance in pollutant removal and ecological restoration.

Keywords: new energy vehicle manufacturing; soil pollution; heavy metals; biofilm remediation technology

0 引言

新能源車整車制造行業(yè)作為綠色低碳經(jīng)濟(jì)的重要支柱，近年來發(fā)展迅猛，但其生產(chǎn)過程潛藏的土壤污染問題不容忽視。整車制造涉及涂裝、電鍍、焊接等工藝環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)可能涉及排放重金屬、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs)等污染物，若處理不當(dāng)，易造成土壤污染[2。這種污染具有隱蔽性和累積性，可能對生態(tài)系統(tǒng)和公眾健康帶來長期危害，例如，土壤肥力下降、地下水污染及其誘發(fā)的潛在健康風(fēng)險等[3]。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，我國陸續(xù)出臺了《中華人民共和國土壤污染防治法》《中華人民共和國國家生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》《汽車工業(yè)污染防治可行技術(shù)指南》《機(jī)動車污染防治技術(shù)政策》等一系列法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范，建立了全面而科學(xué)的治理框架，同時強(qiáng)調(diào)了綠色低碳技術(shù)的優(yōu)先使用。其中，《中華人民共和國土壤污染防治法》作為核心法律，為新能源車制造相關(guān)的土壤污染防控提供了法律依據(jù)，要求工業(yè)企業(yè)強(qiáng)化土壤監(jiān)測與修復(fù)4?；诖耍狙芯客ㄟ^探討新能源車整車制造的土壤污染調(diào)查與修復(fù)問題，以期助力新能源汽車行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況

某新能源車整車制造產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，占地面積約為 19 991.60m² ，主要從事新能源車整車及配件制造中的冷沖壓工藝和相關(guān)生產(chǎn)活動，已持續(xù)約5年。冷沖壓工藝涉及金屬材料在常溫條件下的機(jī)械成形，同時伴隨噴涂及其他表面處理工藝，可能產(chǎn)生油劑和有機(jī)溶劑污染物。這些污染物易在土壤表層累積，并向下遷移形成潛在的土壤和地下水污染，這是新能源車制造行業(yè)典型的工業(yè)污染特征。場地內(nèi)表層至 6m 深度范圍的土壤以粉質(zhì)黏土為主，下覆巖層結(jié)構(gòu)影響污染物的滲透行為。該區(qū)域的生產(chǎn)區(qū)專用于新能源車零部件的加工制造，辦公區(qū)及儲存區(qū)則承擔(dān)企業(yè)管理與產(chǎn)品存放功能，而處理區(qū)設(shè)有集中式的廢物臨時存儲和分類處理設(shè)施。

2樣品采集及分析測試

樣品采集與測試覆蓋新能源車制造區(qū)域的主要功能區(qū)，包括生產(chǎn)區(qū)、儲存區(qū)和廢棄物處理區(qū)。共布設(shè)15個采樣點(如圖1所示)，土壤采樣深度為0～6m ，淺層每 0.5m 采樣，深層每 1m 采樣，確保了垂直分布的全面性。采樣完成后對鉆孔封閉，樣品封存后送至實驗室檢測。

圖1采樣布點

檢測指標(biāo)包括重金屬鉛(Pb）、鎘(Cd）、鉻(Cr）、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）、半揮發(fā)性有機(jī)物(SVOCs)及pH值。所有樣品采用重復(fù)檢測，數(shù)據(jù)通過空白對照與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校正，并使用高靈敏度儀器完成定量分析。

3測試結(jié)果與討論

3.1不同功能分區(qū)的污染物分布

不同功能分區(qū)的污染物分布情況見表1。由表1可知，不同功能分區(qū)的土壤污染物分布特征具有顯著差異，潛在生態(tài)風(fēng)險主要表現(xiàn)為輕微程度。從Pb、Cd及Cr的濃度來看，生產(chǎn)區(qū)污染程度最高，Pb濃度達(dá) 210.7mg/kg ，Cd和Cr在生產(chǎn)區(qū)的濃度分別為 3.2mg/kg 和 124.6mg/kg ，也顯著高于其他區(qū)域。這表明，生產(chǎn)活動中金屬加工及表面處理工藝是主要污染源，設(shè)備運行密集區(qū)域的污染物累積效應(yīng)尤為突出。從VOCs和SVOCs的分布來看，廢棄物處理區(qū)的VOCs濃度最高，為 91.2mg/kg ，其SVOCs濃度也達(dá)到 31.6mg/kg ，造成這一結(jié)果的主要原因可能是廢棄物堆放和處理過程中有機(jī)污染物的釋放。

3.2垂直分布的濃度變化

不同深度主要污染物濃度分布見表2。由表2可知，濃度隨深度增加總體下降，但不同污染物的變化幅度不同。Pb在表層 (0～0.5m 濃度最高，平均 198.5mg/kg ，至 5.0～6.0m 降至 70.6mg/kg ，表現(xiàn)為淺層富集。Cd和Cr呈相似趨勢，表層Cd濃度為

3.0mg/kg ，深層為 0.9mg/kg，Cr 從 118.4mg/kg 降至50.2mg/kg ，表明重金屬污染主要集中在表層，垂直遷移受土壤結(jié)構(gòu)和性質(zhì)限制較大。VOCs和SVOCs分布不同，其深層濃度保持一定水平，遷移能力較強(qiáng)。 pH 值變化表明污染物影響土壤化學(xué)性質(zhì)，表層土壤酸化顯著， pH 值平均4.9，深層逐漸恢復(fù)至接近中性，達(dá)6.6。這種酸化趨勢可能由重金屬累積和有機(jī)物分解反應(yīng)引起，表層土壤反應(yīng)更為活躍。

3.3 主要污染物的分布范圍

主要污染物分布范圍統(tǒng)計見表3。由表3可知，研究區(qū)域內(nèi)主要污染物的分布范圍顯示出不同污染物在空間分布和危害程度上的差異。Pb、Cd和Cr在采樣點的檢出率較高，尤其是Pb，在所有15個采樣點中均被檢出，且有9個點位超出篩選值，其最高濃度出現(xiàn)在生產(chǎn)區(qū)的P3點，達(dá) 280.1mg/kg 明顯超過土壤環(huán)境風(fēng)險篩選值。這表明鉛污染在生產(chǎn)區(qū)具有較強(qiáng)的累積效應(yīng)，與工業(yè)加工和金屬處理工藝的高強(qiáng)度活動密切相關(guān)。

4修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用方案

4.1基于生物膜的修復(fù)應(yīng)用

基于研究區(qū)域土壤污染物的分布特征和污染類型，最終確定采用生物膜修復(fù)技術(shù)。生物膜作為一種微生物附著在載體表面形成的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，不僅能夠顯著增強(qiáng)污染物的降解效率，還可通過微生物間的協(xié)同作用和物理吸附能力，實現(xiàn)對多種污染物的同步治理[5]。

表1不同功能分區(qū)的污染物分布

表2不同深度主要污染物濃度分布

表3主要污染物分布范圍統(tǒng)計

在生產(chǎn)區(qū)，Pb和Cd等重金屬的高濃度分布源于工業(yè)加工活動。生物膜技術(shù)利用耐金屬的硫酸鹽還原菌和鐵氧化菌，將重金屬轉(zhuǎn)化為低毒硫化物或不溶性氧化物，降低其遷移性和生物可及性。同時，結(jié)合聚丙烯腈纖維或改性硅膠載體，不僅提供了微生物附著環(huán)境，還增強(qiáng)了對重金屬的選擇性吸附。通過優(yōu)化 pH 值和營養(yǎng)鹽，進(jìn)一步提升修復(fù)效率。

儲存區(qū)主要受到VOCs和SVOCs污染，雖然濃度較低，但仍具有遷移性和揮發(fā)性風(fēng)險。采用藻酸鹽包裹微生物膜，可有效控制污染擴(kuò)散。藻酸鹽形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了對VOCs的捕獲能力，微生物代謝所釋放的乳化劑提高了有機(jī)污染物的溶解度和降解效率。引入群體感應(yīng)技術(shù)(QS)調(diào)控微生物分布和活性，并促進(jìn)表面活性劑分泌，能進(jìn)一步提升降解速率。

廢棄物處理區(qū)因VOCs濃度較高，修復(fù)需重點控制污染物揮發(fā)和遷移。基于活性炭的微生物負(fù)載系統(tǒng)通過高效吸附和微生物代謝形成協(xié)同機(jī)制，結(jié)合營養(yǎng)物質(zhì)和外源電子供體的添加，增強(qiáng)對有機(jī)污染物的礦化能力，將其快速轉(zhuǎn)化為無毒小分子，降低二次污染風(fēng)險。

4.2 修復(fù)效果分析

修復(fù)前后土壤污染物濃度的對比情況見表4。由表4可知，基于生物膜的修復(fù)技術(shù)在研究區(qū)域內(nèi)的不同功能分區(qū)均展現(xiàn)了顯著的污染物去除能力。在生產(chǎn)區(qū)，Pb、Cd和Cr的修復(fù)效率分別為 62.8% 、65.6% 和 62.9% ，表現(xiàn)出對重金屬污染物的高效治理能力。儲存區(qū)的VOCs和SVOCs的濃度分別降低73.2% 和 65.2% ，表明生物膜技術(shù)在低濃度有機(jī)污染物處理中的適用性。廢棄物處理區(qū)修復(fù)后VOCs和SVOCs的去除率分別達(dá)到 78.5% 和 64.2% ，進(jìn)一步驗證了活性炭負(fù)載生物膜系統(tǒng)在高濃度揮發(fā)性污染物治理中的協(xié)同吸附與降解優(yōu)勢。

表4修復(fù)前后土壤污染物濃度的對比

5結(jié)論

① 本研究通過對新能源車整車制造區(qū)域的土壤污染特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，結(jié)果表明污染物濃度依次為 Pb>Cr>Cd>VOCs>SVOCs 。污染分布在生產(chǎn)區(qū)、儲存區(qū)和廢棄物處理區(qū)表現(xiàn)出顯著的空間差異，其中生產(chǎn)區(qū)重金屬污染最為嚴(yán)重，廢棄物處理區(qū)以高濃度VOCs為特征，而儲存區(qū)的污染程度相對較輕。垂直分布顯示，污染物濃度隨深度增加逐漸衰減，表層土壤( (0～0.5m 的污染最為顯著，特別是Pb和Cd的累積效應(yīng)突出。與《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)相比，部分點位的重金屬超標(biāo)，但總體生態(tài)風(fēng)險水平較低。

② 修復(fù)方案采用基于生物膜技術(shù)的治理模式，針對不同分區(qū)的污染特性提出了差異化的治理措施。在生產(chǎn)區(qū)，通過硫酸鹽還原菌和高分子吸附材料實現(xiàn)重金屬的固定與轉(zhuǎn)化；在儲存區(qū)，采用藻酸鹽包裹的微生物膜體系有效去除低濃度VOCs和SVOCs;在廢棄物處理區(qū)，基于活性炭負(fù)載的生物膜技術(shù)通過吸附和降解協(xié)同作用顯著降低VOCs濃度。修復(fù)后的土壤污染物濃度顯著下降， 和Cr的去除率分別達(dá)到 62.8% ） 65.6% 和 62.9% VOCs 和SVOCs的去除率最高可達(dá) 78.5% 和 65.2% ，土壤pH值也逐步恢復(fù)至接近中性水平。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯：楚營）