论文部分内容阅读
电池制造业是新能源产业的重要组成部分,也是发展战略性新兴产业的基础产业之一,在我国国民经济建设中占有重要地位。然而伴随着工业化的进程也会产生现代环境问题,那么提升整治便是该产业可持续发展必不可少的环节。本研究以浙北某县经提升改造后一新建铅蓄电池集聚区为研究对象,展开了其运行6年后对周边土壤环境影响状况的调查,以期为该行业的重金属防控与治理及行业的可持续发展提供科学依据。采集新建铅蓄电池集聚区周边表层土样（0?20cm）173份,测定了土壤中汞（Hg）、砷（As）、铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cd）、镍（Ni）和铬（Cr）等8种重金属含量,首先将单因子指数法、内梅罗综合指数法及潜在生态风险指数法相结合评价土壤环境质量,并针对在土壤中呈富集状态的重金属,采用人体健康风险评估模型探究其对人体健康造成的风险,然后采用空间插值和空间自相关分析相结合的方法研究了各重金属的空间分布特征,最后通过多元统计分析（相关性分析、逐步回归分析及主成分分析）确定了各重金属的来源。主要研究结果如下:（1）8种土壤重金属中,As(8.42mg kg-1)、Zn(120.88mg kg-1)、Pb(53.67mg kg-1)和Cd(0.26mg kg-1)的平均含量高于区域平均背景值,超出背景值的点位分别占40.46%、65.32%、69.36%和54.91%,土壤表现出以这4种元素为主的富集状态;Cu、Zn、Pb和Cd存在超出农用地土壤污染风险筛选值（GB 15618-2018）的点位,分别占4.05%、8.09%、9.83%和30.06%,但各元素的平均含量均低于该标准限值。（2）以农用地土壤污染风险筛选值为依据,重金属对土壤造成的单因子指数（Pi）小于1、单个金属潜在生态风险指数（Eri）小于40、内梅罗综合指数（P综=0.69）小于0.7、多金属总潜在生态风险指数（RI=40.04）小于110,即土壤环境状况在安全范围之内;Cu、Zn和Pb的超标率在10%以下,均为轻污染点位,Cd的超标率在30%以上的,其中中污染以上点位占比超过10%,且其存在中等生态风险以上的点位,而其他7种元素均为轻微生态风险点位,即Cd为影响研究区土壤质量的主要元素;以P综和RI为研究对象,发现有40%以上的采样点处于警戒水平以上,有零星点位处于中等生态危害水平。（3）就非致癌和致癌风险而言,4种土壤重金属（As、Zn、Pb、Cd）在手-口摄入、皮肤接触和呼吸吸入3种途径下对人体产生的风险均可忽略;在手-口摄入下两种风险发生率均为儿童>成人,皮肤接触下相反,而呼吸吸入下,前者为儿童>成人,后者则相反;对儿童和成人造成非致癌和致癌风险的主要元素均为As;手-口摄入途径为影响人体健康的主要来源,其次分别是皮肤接触和呼吸吸入。（4）Hg在整体上呈由外向内逐渐减小的趋势,主要来自自然因素,仅在研究区边缘受到人为源的影响;As在空间上受单个点位的特征影响明显,分布较分散,主要受到矿石风化等地质作用和工业活动造成的影响;Cu的高值区主要位于东南到西北轴上,但人为污染源影响程度较小,局部受到工业和农业活动影响;Zn在大部分区域的含量高于背景值,主要受到工业和农业活动的影响;Pb的高值区主要分布在铅蓄电池集聚区附近和研究区的西南及东南角,但大部分区域未受影响,受到部分铅蓄电池企业和区域农业活动的影响;Cd与Pb的部分区域特征相似,但空间自相关尺度较大,主要来自工业和农业造成的复合源,其中工业源也包括部分铅蓄电池企业;Ni与Cr在整个研究区含量几乎均低于背景值,两者在空间上均未呈现明显的空间特征,主要来自自然因素。（5）所研究的新建铅蓄电池集聚区运行6年后,仅有部分企业对土壤Pb和Cd造成了影响,且扩散距离不大,说明该产业的技术提升在重金属减排上取得了一定的成果。若能够加强监管,提升企业的环保意识,将会看到更显著的成效,同时也表明该整治方法可为老旧蓄电池厂或集聚区的提升与改造提供较好的借鉴作用,有助于推动铅蓄电池产业的可持续发展,维持和保护区域的土壤环境质量。