摘要
近些年,随着我国经济在突飞猛进的增长,城市周边很多废弃的工业场地被逐渐被利用,这类工业废弃场地中的土壤及地下水中已经检测到存在大量的污染物质。地下水一旦受到污染,不仅会危害当地居民的人体健康而且会影响本地区的经济发展。现阶段,国外一些国家对基于保护地下水安全的土壤污染风险筛选值方面进行了详细的研究工作,并且制定了相关标准、政策及法律法规。我国在该方面的研究任然停留在土壤标准及以人体、环境为安全的土壤筛选值方面,对考虑保护地下水的土壤污染风险筛选值还没有进行系统性的研究工作。我国现阶段发布的标准已经很难满足场地环境风险评价与场地修复方面的工作要求了。 文章在黄土高原塬区为暴露情景下,筛选出了塬区土壤中六种重金属污染物,构建了基于保护地下水安全的土壤污染风险筛选值模型,计算了六种重金属污染物的保护地下水安全的土壤污染风险筛选值,主要研究结论如下: (1)确定了以黄土高原塬区为暴露情景,筛选了六种重金属,包括砷、铜、锌、铅、镉、镍、铬。分析了重金属在塬区土壤中迁移的影响因素,分别为土壤空隙度、土壤质地和土壤含水率。分析了重金属在土壤中的对流、扩散、机械弥散、水动力弥散和土壤对重金属的吸附等迁移机理。 (2)分析了黄土高原塬区的基本情况、水文地质条件、地下水埋深和含水层厚度进行了研究。对重金属进入土壤向地下水迁移进行了模型的概化。构建了计算基于保护地下水安全的土壤污染风险筛选值模型。 通过与前人对计算基于保护地下水安全的土壤污染风险筛选值构建的模型及方法进行对比,本文模型充分考虑当地水文地质条件及考虑本地区参数条件,该模型操作简单,具有本土化优势,可向其他暴露情景下推广使用。 (3)基于MATLAB软件对构建的模型进行了验证,证明该模型可用于计算基于保护地下水安全的土壤污染风险筛选值。以黄土高原塬区某一废弃场地为应用场景,对污染场地进行土壤采样对六种重金属污染物进行了监测。利用所采集的塬区土壤进行了土柱试验得到计算所需参数,根据黄土高原塬区污染特征和水文地质情况获取了地下水等参数得到了地下水稀释因子,利用HYDRUS软件计算重金属在土壤包气带的衰减系数。由此计算得到黄土高原塬区重金属铬(Ⅵ)、砷、镍、镉、铅和锌基于保护地下水安全的土壤污染风险筛选值,分别为34.49mg·kg-1、26.42mg·kg-1、120.35mg·kg-1、0.12mg·kg-1、34.78mg·kg-1、14589.24mg·kg-1。将所得的计算结果与国外所制定的标准进行了对比分析,上述计算结果均在合理范围内波动。 所计算的基于保护地下水安全的土壤重金属污染风险筛选值对避免塬区地下水重金属污染有一定的参考价值,为我国黄土高原塬区土壤风险调查预测,常规保护地下水安全的风险评估、高层次风险预测与土壤地下水污染治理修复提供一定的理论支撑。