某废弃硫酸厂场地土壤重金属污染特征及健康风险评估
发布时间：2021-01-16 16:21
以某废弃硫酸厂场地为研究对象,对该场地土壤中As、Cd、Cu、Pb、Zn的污染特征进行分析,并对该场地进行健康风险评估。采用单因子污染指数法、主成分分析和相关性分析对场地重金属污染特征及污染来源进行分析,并评价目标污染物的健康风险。结果表明,Zn、Cd、As、Pb、Cu最大超标倍数分别为18.86、320.25、466.00、132.50、12.42倍。污染比较严重的区域主要分布在厂区的原堆渣场、磷石膏、硫酸以及锌锭的生产车间,随着土壤深度的增加,污染物都发生了不同程度的垂向迁移。As、Pb具有同源性,来源于工业废渣的裸露堆放;Zn、Cd来源于硫酸以及锌锭生产车间,Cu与其他重金属具有相似的污染途径,受废渣堆放、硫酸生产、锌锭制造的共同影响。根据健康风险评价结果,土壤中As、Cd、Pb均超出可接受风险水平,是后续场地修复的目标污染物。
【文章来源】：环境污染与防治. 2020,42(09)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
土壤采样点分布
5种重金属空间分布特征见图2。从整体上来看，5种重金属空间分布特征具有一定相似之处，污染比较严重的区域主要分布在厂区的原堆渣场、磷石膏生产车间、锌锭生产车间、东南角仓库等。结合该硫酸厂生产历史可知，富含Zn、Cd、Pb、Cu、As等多种元素的锌精矿是生产锌锭和硫酸的主要原料，在硫酸、锌锭以及磷石膏生产过程中都会由于废渣堆放、成品储存、运输等造成重金属污染。该场地污染总体分布面积约占研究区的一半左右。Pb、Zn、Cu污染主要分布在原堆渣场、锌锭制造车间、磷石膏堆放场地、仓库等区域，在垂向上，超标面积在深度0.1m处最大，而后随着深度增加而逐渐减小，这可能与表层和浅层土壤中有机质对重金属的强吸附能力有关[9]，导致污染物的垂向渗透性减弱。Pb、Cu污染羽中心浓度逐渐增大，在1.0 m处达到最大，之后大幅减小，最大超标倍数均低于1.0倍。Zn污染羽中心浓度随着深度增加而降低。As、Cd污染严重区域主要分布在原堆渣场和锌锭制造车间附近，As污染分布范围较大，在不同深度的超标面积均超过研究区的80%，可能由于焙烧锌精矿产生的炉气以及工程粉尘无组织排放导致As污染范围扩大，Cd污染面积随着深度先减少后增加，在深度2.0m处，超标面积超过研究区的80%。垂向上，As、Cd污染羽中心浓度均先增大后减少，这可能是受场地内的多次翻建、土层扰动大等原因的影响。3.3 土壤重金属污染来源分析
对5种重金属进行主成分分析，共提取出两个主成分，累计方差贡献率为81.16%，基本反映了土壤重金属来源的绝大部分信息。从图3可以看出，主成分1中，Cu、Pb、As的因子载荷数值较大且相近，且污染中心值多出现在原堆渣场区域，可能与工业废渣的裸露堆放有关。主成分2中，Zn、Cd为主要因子，根据污染特征分析，Zn、Cd污染程度较大的区域多集中在锌锭制造车间和硫酸生产车间附近，表明可能在硫酸以及锌锭生产过程中出现了遗撒泄露等。Cu在主成分2中也具有一定的载荷，结合Cu的污染分布特征可知，该重金属受到了废渣堆放、硫酸生产、锌锭制造的共同影响。重金属之间的相关性分析可以判断其来源途径的相似性程度，一般相关系数较高的重金属可能具有相似的来源途径。相关系数较低或者呈现负相关的重金属之间具有不同的来源途径[10]。从5种重金属元素间的相关性分析结果（见表5）可以看出，As与Pb、Zn与Cd的相关系数均大于0.7，说明As与Pb、Zn与Cd的污染来源可能相同。Pb与Zn、Cd呈负相关，表明Pb和Zn、Cd污染来源不同，同时，As和Zn、Cd的相关性也比较弱，相关系数均小于0.3，表明As与这些元素不具有同源性。Cu与Pb、As、Zn呈现出中等相关性，表明Cu来源较复杂，可能与Pb、As、Zn均有相似的来源。
本文编号：2981139
【文章来源】：环境污染与防治. 2020,42(09)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
土壤采样点分布
5种重金属空间分布特征见图2。从整体上来看，5种重金属空间分布特征具有一定相似之处，污染比较严重的区域主要分布在厂区的原堆渣场、磷石膏生产车间、锌锭生产车间、东南角仓库等。结合该硫酸厂生产历史可知，富含Zn、Cd、Pb、Cu、As等多种元素的锌精矿是生产锌锭和硫酸的主要原料，在硫酸、锌锭以及磷石膏生产过程中都会由于废渣堆放、成品储存、运输等造成重金属污染。该场地污染总体分布面积约占研究区的一半左右。Pb、Zn、Cu污染主要分布在原堆渣场、锌锭制造车间、磷石膏堆放场地、仓库等区域，在垂向上，超标面积在深度0.1m处最大，而后随着深度增加而逐渐减小，这可能与表层和浅层土壤中有机质对重金属的强吸附能力有关[9]，导致污染物的垂向渗透性减弱。Pb、Cu污染羽中心浓度逐渐增大，在1.0 m处达到最大，之后大幅减小，最大超标倍数均低于1.0倍。Zn污染羽中心浓度随着深度增加而降低。As、Cd污染严重区域主要分布在原堆渣场和锌锭制造车间附近，As污染分布范围较大，在不同深度的超标面积均超过研究区的80%，可能由于焙烧锌精矿产生的炉气以及工程粉尘无组织排放导致As污染范围扩大，Cd污染面积随着深度先减少后增加，在深度2.0m处，超标面积超过研究区的80%。垂向上，As、Cd污染羽中心浓度均先增大后减少，这可能是受场地内的多次翻建、土层扰动大等原因的影响。3.3 土壤重金属污染来源分析
对5种重金属进行主成分分析，共提取出两个主成分，累计方差贡献率为81.16%，基本反映了土壤重金属来源的绝大部分信息。从图3可以看出，主成分1中，Cu、Pb、As的因子载荷数值较大且相近，且污染中心值多出现在原堆渣场区域，可能与工业废渣的裸露堆放有关。主成分2中，Zn、Cd为主要因子，根据污染特征分析，Zn、Cd污染程度较大的区域多集中在锌锭制造车间和硫酸生产车间附近，表明可能在硫酸以及锌锭生产过程中出现了遗撒泄露等。Cu在主成分2中也具有一定的载荷，结合Cu的污染分布特征可知，该重金属受到了废渣堆放、硫酸生产、锌锭制造的共同影响。重金属之间的相关性分析可以判断其来源途径的相似性程度，一般相关系数较高的重金属可能具有相似的来源途径。相关系数较低或者呈现负相关的重金属之间具有不同的来源途径[10]。从5种重金属元素间的相关性分析结果（见表5）可以看出，As与Pb、Zn与Cd的相关系数均大于0.7，说明As与Pb、Zn与Cd的污染来源可能相同。Pb与Zn、Cd呈负相关，表明Pb和Zn、Cd污染来源不同，同时，As和Zn、Cd的相关性也比较弱，相关系数均小于0.3，表明As与这些元素不具有同源性。Cu与Pb、As、Zn呈现出中等相关性，表明Cu来源较复杂，可能与Pb、As、Zn均有相似的来源。
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