建設用地土壤污染狀況調查中地下水重金屬含量與pH 關系的研究

馮憲鳳，梁志健

（廣東省安田環境治理有限公司，廣東 佛山 528000）

隨著社會經濟的快速發展，城市化進程不斷加快，產業結構不斷升級優化，原工業用地在搬遷或拆遷后存在的土壤環境污染問題日漸突出[1-2]。為了明確土壤污染風險，推進土壤環境污染治理，國家層面也出臺一系列政策[3-4]?！吨腥A人民共和國土壤污染防治法》明確規定，對于土壤污染狀況普查、詳查和監測、現場檢查表明有土壤污染風險的建設用地地塊，地方人民政府生態環境主管部門應當要求土地使用權人按照規定進行土壤污染狀況調查；用途變更為住宅、公共管理與公共服務用地的，變更前應當按照規定進行土壤污染狀況調查。本文結合某工業企業地塊環境調查的實際案例，分析該地塊地下水中重金屬含量與pH 的關系，為同類型地塊土壤污染狀況調查提供借鑒。

1 項目調查概況

調查地塊位于佛山市，占地面積約為66 667 m2。調查地塊歷史上主要為工業用地，曾進駐的企業類型主要有陶瓷廠、木材加工廠、注塑廠、五金廠、廢品回收站、鞋材廠、紙類印刷廠、倉庫（五金、木材、水果批發）等。2021年底起，地塊上的企業陸續停產搬遷，至2022年4月，地塊上的企業均已搬遷完畢，地塊內建筑廠房同步拆除，調查地塊基本處于平整閑置狀態。

1.1 布點方案

按照《建設用地土壤污染狀況調查技術導則》（HJ 25.1—2019）、《建設用地土壤污染風險管控和修復監測技術導則》（HJ 25.2—2019）、《廣東省建設用地土壤污染狀況調查、風險評估及效果評估報告技術審查要點（試行）》等技術規范要求，本次初步調查采用系統布點法和專業判斷布點法相結合的方式，將整體地塊按正方形網格劃分工作單元，原則上不超過40 m×40 m 網格密度，在每個工作單元中布設采樣點，并將采樣點位置設置在網格內最有可能污染的地方，同時結合專業判斷法適當在網格內增加點位數量[5-7]。地塊內共布設64 個土壤采樣點，其中9 個為土壤和地下水同孔點位。布點如圖1所示。

圖1 初步采樣調查監測點位

1.2 樣品采集與分析

本次采樣調查采用的鉆探設備主要為XY-100 型鉆機，點位鉆探深度為6.0～8.0 m，每個鉆孔垂直方向采集4～6 層土壤樣品，共采集土壤樣品276 個（不含平行樣）；地下水監測井建井深度為8 m，共采集地下水樣品9 個（不含平行樣）。樣品采集、保存、流轉與檢測分析過程[8-10]由第三方檢測單位負責，檢測實驗室通過相關檢測項目的檢驗檢測機構資質認定（CMA），全過程嚴格按照相關技術規范的質量控制要求進行。檢測指標包括《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600—2018）的45 個基本項目以及地塊污染識別的其他潛在特征污染物。本文主要研究重金屬Cu、Cd、Ni 含量及pH的關系，故對其他檢測指標不再詳細列出。地下水各指標檢測方法、使用儀器及檢出限如表1所示。

表1 地下水各指標檢測方法、使用儀器及檢出限

1.3 評價標準

根據調查地塊所在區域淺層地下水功能區劃圖，調查地塊所在區域屬于珠江三角洲佛山市南海區大瀝鎮-順德區勒流街道地質災害易發區，該區域不涉及地下水飲用水源（在用、備用、應急、規劃水源）補給徑流區和保護區。因此，根據《廣東省建設用地土壤污染狀況調查、風險評估及效果評估報告技術審查要點（試行）》，本地塊地下水評價執行《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）的Ⅳ類標準限值，如表2所示。

表2 地下水評價標準值

2 水文地質條件

根據現場鉆孔記錄，調查地塊土壤類型從上到下依次為人工填土、第四系陸相沖淤積層及風化基巖等。人工填土層以雜填土為主，第四系主要由粉質黏土、砂質黏土等組成。第一層為雜填土，揭露層厚度為0.2～3.0 m；第二層為砂質黏土，揭露層厚度為0.4～8.0 m；第三層為粉質黏土，揭露層厚度為1.5～8.0 m。

根據區域水文地質條件可知，調查地塊地下水類型為松散巖類孔隙含水巖組，孔隙潛水直接受降水的垂向補給和地塊外地表水的側向補給，水位動態變化主要受降雨、地表水和地面蒸發的影響。利用Surfer軟件模擬地下水的流向，結合地下水穩定水位和高程等數據，判斷調查地塊淺層地下水總體由西北向東南流動。

3 結果與分析

調查地塊地下水樣品檢測結果如表3所示。調查地塊內，地下水pH 范圍為4.6～6.8，水質整體呈酸性；重金屬Cu、Cd、Ni 均有不同程度的檢出，但均低于《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）的Ⅳ類標準限值。

表3 調查地塊地下水樣品檢測結果

檢測結果表明，調查地塊內地下水pH 與Cu、Cd、Ni 含量大致成正相關，隨著pH 的升高，重金屬含量有較大值出現；pH 保持定值時，不同重金屬在地下水中的含量排序為Cu ＞Ni ＞Cd。溶液pH 可用氫離子物質的量濃度的負對數來量化，二者成反比。當溶液pH 較低時，氫離子含量較高，H+、水合氫離子（H3O+）較帶正電荷的重金屬離子更易在吸附劑表面搶占更多的吸附位點，表現為更易吸附在吸附劑表面；當溶液pH 逐漸升高時，氫離子含量逐漸降低，H+、H3O+和帶正電荷的重金屬離子搶占吸附位點的能力此消彼長，帶正電荷的重金屬離子占據吸附劑表面的吸附位點的能力逐漸增強，表現為地下水中重金屬的濃度逐漸上升[11-13]。該地塊地下水整體呈酸性，根據污染識別，地塊內及周邊沒有發現明顯的酸化源，地下水pH 在空間位置上呈現出一定的分布特征[14-15]，其產生機理有待進一步研究。珠江三角洲地下水酸化問題嚴重，區域地下水pH 超標率達68.6%，pH ≤6.5的偏酸性地下水已占全區面積的3/4。從剖面尺度來說，包氣帶為砂礫石，滲透性好，地勢高，坡度大，徑流條件良好，酸化現象不顯著，表層為黏土或粉質黏土，滲透性很差，部分區域地勢凹陷，徑流條件較差，酸化較為嚴重[16-18]。根據本次現場土孔鉆探情況，地塊內土壤構成主要為黏土，滲透性較差，本地塊地下水偏酸性。

4 結論

經土壤污染狀況初步調查，土壤樣品的各項指標檢測結果均低于《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600—2018）的第一類用地土壤污染風險篩選值，地下水環境質量基本符合相應標準要求，無須開展土壤污染狀況詳細調查和風險評估。調查結果表明，pH 與Cu、Cd、Ni 含量大致成正相關，隨著pH 的升高，重金屬含量有較大值出現；pH 保持定值時，不同重金屬在地下水中的含量排序為Cu ＞Ni ＞Cd。本研究主要探究地下水中重金屬含量與pH 的關系，對同類型地塊土壤污染狀況調查具有很好的借鑒意義。