基于场地概念模型的工业场地土壤采样布点方法研究

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当前我国土壤污染日益严重,掌握土壤污染状况是开展土壤污染防治与监管工作的重要基础。对利用方式拟发生变更的工业场地需要开展调查识别土壤污染状况,为是否需要开展进一步详细调查提供依据。专业判断法是一种常用的场地土壤采样方法,采用该方法进行布点采集土壤样品时,经常由于对场地特征考虑不足、场地信息不全、各种因素的影响程度估计不统一等原因,导致不同的专业人员布设的采样点位差异较大,也难以准确捕捉土壤污染点位。基于现有的土壤采样专业判断点位布设方法定量化程度不高的现状,构建可进行定量评价的土壤布点采样方法,用于工业场地土壤污染状况调查初步阶段的污染识别,对提升工业场地土壤污染状况调查技术具有重要意义。本论文以场地概念模型(CSM)作为理论基础,基于工业场地污染源特性和污染物迁移转化过程,构建土壤采样点位评价指标体系并确定指标权重;通过指标逐层加权求和确定土壤采样点位评价值,划分土壤点位的评价等级并确定需要采样的点位;形成一个包括土壤点位评价指标体系、评价方法、需采样土壤点位的评价等级和采样土壤点位确定等内容的土壤采样布点方法;最后,选取重庆市典型工业场地进行案例分析,应用构建的方法进行土壤采样点位布设,并结合土壤采样、检测结果分析等验证构建的土壤采样布点方法的有效性。主要研究结论如下:(1)在对CSM构成要素和各要素主要内容分析的基础上,明确了场地土壤人体健康风险主要源于污染物的释放过程和在环境介质中的迁移转化过程。探究了场地污染源特性和污染物在环境介质中迁移转化过程的影响因素,筛选出污染物类型、污染物排放形态、污染物排放量、离污染源距离、构筑物地表硬化情况及防渗措施、土壤、地下水、气象等8个二级指标和20个三级指标。通过发放调查问卷并收集数据及意见,采用两种评价方法获得各指标的权重。构建了包括污染源和污染物迁移转化等2个一级指标、污染物类型等8个二级指标和20个三级指标,及各指标权重的场地土壤采样点位评价指标体系。(2)土壤采样点位评价指标分为场地基础指标和点位指标。场地基础指标包括污染物类型、污染物排放形式、污染物排放量、气象、土壤、地下水二级指标中所有三级指标。点位指标包括离污染源距离、构筑物地表硬化情况及防渗措施中所有三级指标,指标赋值可能随点位位置的改变而改变。对场地基础指标和点位指标综合得分求和得到土壤采样点位评价值,采用等间距法共分为“高”、“中”、“低”三个等级。对评价等级为中及以上的点位进行土壤样品采集样品,形成一个系统的土壤采样布点方法。(3)选取某农药化工生产场地和某电镀企业遗留场地两个典型工业场地进行案例分析。利用构建的土壤采样布点方法对该场地内土壤点位进行评价和筛选,通过对土壤进行样品采集并检测,验证构建的土壤采样布点方法的适用性。结果显示,进行布点采样的中等级土壤点位中识别出三氯甲烷、六价铬、镍、1,2-二氯乙烷识别出污染的比例分别为100%、75%、50%、40%。所有评价等级为中的土壤样品不同程度地识别出土壤污染;评价等级为低的土壤点位中污染物均未检出。检测结果与土壤采样布点方法预计结果基本一致,表明本文构建的土壤采样布点方法可较好地适用于工业场地土壤污染识别。
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