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工业场地是重金属的一个重要污染源。由于重金属本身具有难以降解、极易富集的特点,一方面会对土壤的生态环境产生影响,另一方面重金属也会通过食物链迁移危害人体健康。因此,工业场地土壤重金属含量调查摸底是工业场地土壤重金属污染治理与风险管控的基础,随着土壤重金属检测技术的不断发展,不同检测技术在检测效果、耗时、成本方面存在差异,如何选择合适的检测技术、规范检测行为、获取准确有效的重金属含量数据,是工业场地环境质量评价与修复工作的一项重要挑战,对土壤环境保护有着十分重要的意义。

一、工业场地土壤重金属检测技术体系与应用分析

(一)样品采集环节的关键操作与方法选择

样品是检测的前提,样品的采集对检测结果有直接的影响,需根据工业用地的历史生产分布状况、污染物分布特征及迁移规律进行布点。某机械制造场地实测数据显示,网格式布点法(10m×10m网格)在污染均匀区域检测结果变异系数仅3.2%,系统随机布点法在分区明确的场地(如按生产车间划分)变异系数为4.5%,两种方法均需覆盖污染风险点,如该场地遗漏电镀车间周边布点时,铅含量检测误差达32%。不同深度土壤样品污染信息差异显著:某化工场地表层土(0~20cm)镉含量均值为0.82mg/kg,反映近年污染;深层土(80~100cm)镉含量均值为0.31mg/kg,代表历史背景值。样品采集工具材质影响显著,使用不锈钢铲采集的土壤样品,铬含量较石英铲采集样品偏高0.15mg/kg,故应选用石英或聚四氟乙烯材质工具,避免引入外源污染物。

(二)样品前处理技术的特点与适用场景

样品前处理的目的是消除土壤基体干扰,实现重金属的有效分离。酸消解法(硝酸-盐酸-氢氟酸体积比3:1:1)处理某矿区土壤样品时,铜、锌回收率分别为92.3%、94.1%,单个样品处理耗时约4小时,试剂总用量达50mL,适合普通实验室批量操作;微波消解法(功率800W,升温时间5min,保温20min)处理同批次样品,铜、锌回收率提升至95.6%、96.8%,处理时间缩短至1小时(较常规方法减少75%),试剂用量降至20mL(节省60%),可实现24个样品同时批量处理;固相萃取法(使用C18固相萃取柱)对低含量铅(0.1mg/kg)、镉(0.05mg/kg)样品处理后,检测灵敏度提升3倍,铅、镉回收率分别达90.5%、89.2%,适用于痕量重金属分析。

(三)仪器分析技术的原理与应用适配性

仪器检测是重金属数据获取的主要手段。AAS法(原子吸收分光光度法)基于重金属原子对特定波长光谱的吸收特性进行检测,检测限低至0.01mg/kg,仅能实现单元素检测,检测效率较低;ICP-ES法(电感耦合等离子体发射光谱法)根据不同重金属离子的特征发射光谱进行检测,可同时测定重金属离子20~30项,线性范围可达10⁻⁶~10⁻²g/L,可满足室内场地多种金属同时检测的需求;ICP-MS法(电感耦合等离子体质谱法)利用电感耦合等离子体使样品离子化,再根据离子质荷比的差异对重金属离子进行定性和定量判定,检测限低可达0.001μg/kg,能够实现痕量金属检测,但仪器价格及维修成本相对较高,对实验室环境要求严格,需结合实际检测需求、预算成本等因素综合选择。

二、工业场地土壤重金属检测质量控制与数据应用策略

(一)全流程质量控制体系的构建与实施

质量控制应贯穿工业场地土壤重金属检测全流程,样品采集至数据输出需全程可追溯。某实验室因样品运输环节标识丢失,导致15%的样品检测结果无法对应采样点位,数据作废。样品管理需建立全流程标记溯源制度,样品唯一标识应包含采样时间(如20240510)、地点(车间A-10m)、深度(0~20cm)、分析批号(FY20240510-01),某场地通过该制度实现检测过程100%可追溯。每批30个样品需设3个平行样和2个空白样,平行样铅含量测定误差分别为2.1%、3.5%、1.8%(均≤10%),空白样铅、镉检出值均<0.001mg/kg(低于检出限);当某批次空白样镉检出值为0.003mg/kg(超检出限)时,判定该批样品不合格,需重新采样。仪器校准中,检测前用1000mg/L标准溶液配制0.1mg/L、0.5mg/L、1、5mg/L、10mg/L系列标准工作液,绘制的铅标准曲线相关系数为0.9995(≥0.999);检测中每10个样品进行中间浓度(1mg/L)核准,某次核准结果为0.94mg/L(偏差6%>5%),停测后发现雾化器堵塞,清理后重新校准,偏差降至1.2%,保障数据稳定。

(二)检测数据在污染管控中的实践应用

检测数据是污染管控的基础,风险评估时需将重金属含量对照《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(GB36600-2018)》,某场地土壤铅含量测定结果显示:清洁区(<80mg/kg)占比60%,关注区(80~250mg/kg)占比30%,污染区(>250mg/kg)占比10%;结合场地用途,居住用地管控阈值采用80mg/kg,工业用地采用250mg/kg。污染治理阶段,化学淋洗法(使用EDTA溶液)处理污染区土壤,铅含量从320mg/kg降至75mg/kg,去除率76.6%;植物修复法种植蜈蚣草6个月后,砷含量从50mg/kg降至22mg/kg,去除率56%,成本仅为化学淋洗法的1/3;微生物修复法(投放假单胞菌)处理镉污染土壤,60天后镉含量从1.2mg/kg降至0.45mg/kg,去除率62.5%。同时将检测结果纳入场地环境数据库,某场地每季度检测数据显示,修复后第一年镉含量月均下降0.05mg/kg,为后续管控提供数据支撑。

土壤重金属含量检测是工业场地进行污染防治的重要依据,科学技术的选择、质量的把控是确保数据正确的先决条件。当前,检测技术在场地中的适用范围较广,但在土壤基体复杂、痕量重金属快速检测等方面仍有待提升,应继续研发和优化,逐步实现“检测—评估—治理—修复”的全链条闭环管理,为工业场地土壤与生态环境保护提供技术支撑。

(封雄 江西省南昌市经济开发区)


关键词: 智库周刊 封雄
责任编辑:吴梅娜

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