發(fā)布時間：2021-10-23所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：為查明某退役稀土回收廠表層土壤重金屬污染及其對人體健康的風險，在廠區(qū)內布設8處土壤采樣點，共采集表層土壤樣品24份，檢測土壤中重金屬含量，采用單因子指數法和內梅羅指數法對土壤污染情況進行評價，并對該場地進行人體健康風險評估。結果表明：土
摘要：為查明某退役稀土回收廠表層土壤重金屬污染及其對人體健康的風險，在廠區(qū)內布設8處土壤采樣點，共采集表層土壤樣品24份，檢測土壤中重金屬含量，采用單因子指數法和內梅羅指數法對土壤污染情況進行評價，并對該場地進行人體健康風險評估。結果表明：土壤樣品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni8種重金屬元素的最大濃度分別為56、145、108.20、3.96、64、17.40、0.21、25mg/kg，均高于研究區(qū)土壤環(huán)境背景值。其中部分監(jiān)測點Cu、Pb、Cd濃度高于《土壤環(huán)境質量標準農用地土壤污染風險管控標準》(GB15618—2018)篩選值標準，集中在儲罐區(qū)、窯爐、污水處理站、渣堆場附近，銅超標倍數較小，鎘最大超標數12.2倍，在儲罐區(qū)附近。單因子指數法研究表明，Zn、Cr、As、Hg、Ni處于未污染水平，Cu、Pb處于未污染到輕微污染水平，Cd處于未污染到重度污染水平。運用土壤健康風險評價體系中的吸食、皮膚接觸、呼吸接觸3種暴露因素對人體健康風險的評估表明：Cd、Cr、As存在致癌風險，Pb、Cr、As存在非致癌風險。源解析分析結果表明，研究區(qū)土壤中Cu、Zn、Cr、As、Pb有相同或相似的來源，主要來自于儲罐的泄漏、污水處理站泄漏、渣堆場淋溶水滲流及揚塵。
關鍵詞：稀土回收廠;土壤;重金屬;污染評價;人體健康風險評價
稀土是重要的戰(zhàn)略資源，也是不可再生資源。近年來，隨著稀土的大規(guī)模開采，世界稀土儲量越來越少，開采成本大幅提高。因此，稀土回收產業(yè)備受關注。稀土回收的原料主要是來自電子產品廢物及其他含有稀土元素的廢棄物，技術的不斷發(fā)展使從這些材料中提取稀土元素成為可能。稀土再生行業(yè)發(fā)展極有前景。
在稀土產品價格大幅提高利益驅使下，部分地區(qū)以“小散亂”污染企業(yè)形式上馬大批稀土回收利用項目，無環(huán)保手續(xù)和環(huán)保設施。由于稀土回收原輔料中含有重金屬，在生產過程中污染物通過固體廢物堆積、廢水入滲、大氣沉降3種途徑進入土壤[1]，重金屬作為持久性潛在毒性的污染物，進入環(huán)境后難降解，危害人類健康及生態(tài)安全[2-3]，一旦進入土壤，會長期存在且不斷積累，進而通過淋溶轉運污染地下水及農產品[4]。目前對稀土分離廠內部土壤重金屬污染程度及分布特征的研究少有報道，本文以贛州市某稀土分離廠內土壤為研究對象，采用單因子指數法對土壤污染情況進行評價，并采用文獻[5]的方法進行風險評估和源解析，以期為該稀土回收廠的后續(xù)治理提供依據，并為稀土回收企業(yè)及周邊土壤污染防控提供借鑒。
1研究方法
1.1研究區(qū)概況
研究區(qū)位于贛州市某工業(yè)園區(qū)，研究對象為某稀土回收廠，公司主要采用稀土廢料酸溶—沉淀—灼燒生產工藝生產稀土氧化物，主要原料為含稀土廢料，輔料為鹽酸和碳酸鈉等化學品。工業(yè)場地總平面布置由儲罐區(qū)、除雜池、沉淀池、中間產品池、原料堆場、固廢臨時堆場、碳銨配液池、灼燒窯、廢水處理站等組成。場區(qū)內部分儲罐已拆除，原料堆場及固廢臨時堆場均已清理。只留下廢水處理站、灼燒窯及各種池體。
1.2土壤樣品的采集及分析
公司主要原輔料中均可能含有重金屬，固廢為除雜渣，廢水為沉淀及洗滌廢水，均可能含有重金屬，因此，其中間生產過程單元(除雜池、沉淀池、窯爐、中間物料儲存池)、固廢(除雜渣)臨時貯存場、廢水處理單元跑、冒、滴、漏均可能造成土壤重金屬污染。場區(qū)總體地勢平坦，場區(qū)地下水徑流短，地下水很快排泄進入下游水體。
相關期刊推薦：《有色金屬加工》(雙月刊)1972年創(chuàng)刊，為有色金屬加工行業(yè)的綜合性期刊。主要刊登鋁、銅、稀有金屬加工技術及發(fā)展方向、有色金屬加工技術改造、技術創(chuàng)新和科研成果、有色金屬加工新工藝、新設備、新技術的應用和開發(fā)、改進有色金屬加工工藝和設備性能的試驗研究報告或技術論文、生產技術經驗、國內外有色金屬加工動態(tài)等。
基于以上因素，在廠區(qū)內布設8處采樣點，采集表層土壤(0～1m)，每個采樣點采集3個平行樣品，土壤監(jiān)測點位見圖1。采用與文獻[6]的方法進行土壤樣品前處理和土壤重金屬質量分數測定。
1.4健康風險評價方法
本稀土回收廠場地土壤調查因子為Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni，本研究采用USEPA健康風險評估模型，對污染土壤中重金屬的暴露對人體健康風險進行評估。根據USEPA對污染物的劃分，調查因子中Cr、Cd、As為致癌污染物，評估其致癌和非致癌風險，Cu、Pb、Zn、Hg、Ni為非致癌污染物，評估其非致癌物風險。根據《污染場地風險評估技術導則》(HJ25.3—2014)[9]，單一污染物的致癌物可接受風險值為10-6，單一污染物的非致癌物可接受危害商為1。各暴露途徑污染物暴露量計算模型見式2～4，暴露參數主要參考USEPA土壤健康風險評價方法[10-11]，具體取值如表1所示。
1.4.2土壤重金屬健康評價表征模型污染物致癌與非致癌風險的計算公式如式5～8所示。
2結果與分析
2.1壤重金屬含量特征
研究區(qū)土壤監(jiān)測結果表明，超標因子為Cu、Pb、Cd。其中Cu超標點位于儲罐區(qū)附近(S4超標0.12倍)、窯爐附近(S6超標0.04倍);Pb超標點位于污水處理站附近(S7超標0.2倍);Cd超標點位于儲罐區(qū)附近(S3超標12.2倍，S4超標5.70倍)、污水處理站附近(S7超標0.23倍)、渣堆場附近(S8超標4倍)。
研究區(qū)土壤重金屬統(tǒng)計分析結果見表3。由表3研究區(qū)土壤樣品8種重金屬含量均值可知，僅Cd的均值超過江西地區(qū)背景值，超14.5倍，Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni含量最大值分別超過江西地區(qū)背景值的2.16、1.28、2.64、55.98、0.62、0.54、1.97、0.58倍。各因子的變異系數均大于1，為強變異[13]，表明周邊土壤重金屬含量受人類活動影響較大。
2.2重金屬污染評價
重金屬污染指數評價結果見圖3。由圖3可知，土壤樣品均未受到Zn、Cr、As、Hg、Ni污染，Cu、Pb、Cd存在輕度污染，占比分別為25%、13%、13%，Cd存在重度污染，占比38%。
2.3健康風險評估
非致癌風險評估結果見表4。由表4可見，場區(qū)土壤中Pb、Cr、As幾種重金屬危害商值大于1，可能對人體造成非致癌風險。其中口攝入風險最大。
非致癌風險評估結果見表5。由表5可見，場區(qū)土壤中Cr、Cd、As致癌風險值大于10-6，可能存在致癌風險，其中口攝入風險最大，皮膚接觸次之，呼吸攝入風險相對較弱。
2.4土壤重金屬源解析
重金屬濃度之間的相關性常用來判別重金屬是否具有共同來源[14]。土壤重金屬間Pearson相關系數矩陣見表6，Cu-Zn、Cr-Zn、As-Zn、As-Pb呈顯著正相關(P<0.05)，As-Cr呈顯著正相關(P<0.01)，表明研究區(qū)土壤中Cu、Zn、Cr、As、Pb有相同或相似的來源。
3結論
1)稀土回收項目可能造成土壤污染的環(huán)節(jié)包括儲罐泄露、污水泄漏、(原料)渣堆場降水淋溶、(原料)渣堆場揚塵、窯爐煙塵。調查結果表明，研究區(qū)土壤超標因子為Cu、Pb、Cd，其中Cu超標點位于儲罐區(qū)、窯爐附近，Pb超標點位于窯爐，Cd超標點位于儲罐區(qū)、窯爐、渣堆場、池體附近。
2)場區(qū)土壤樣品重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni含量均值僅Cd超過江西地區(qū)背景值，超14.5倍，各重金屬含量最大值均超過江西地區(qū)背景值，各因子的變異系數均大于1，為強變異，表明受人類活動影響較大。土壤樣品均未受到Zn、Cr、As、Hg、Ni污染，Cu、Pb、Cd存在輕度污染，占比分別為25%、13%、13%，Cd存在重度污染，占比38%。
3)場區(qū)土壤中Pb、Cr、As幾種重金屬危害商值大于1，可能對人體造成非致癌風險，其中口攝入風險最大。Cr、Cd、As致癌風險值大于10-6，可能存在致癌風險，其中口攝入風險最大，皮膚接觸次之，呼吸攝入風險相對較弱。
4)土壤重金屬源解析分析結果表明研究區(qū)土壤中Cu、As、Cr、Zn、Pb有相同或相似的來源。主要來自于儲罐的泄漏、污水處理站泄漏、渣堆場淋溶水滲流及揚塵。——論文作者：陳斌，祝怡斌，翟文龍
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