工業場地是重金屬的一個重要污染源。由于重金屬本身具有難以降解、極易富集的特點,一方面會對土壤的生態環境產生影響,另一方面重金屬也會通過食物鏈遷移危害人體健康。因此,工業場地土壤重金屬含量調查摸底是工業場地土壤重金屬污染治理與風險管控的基礎,隨著土壤重金屬檢測技術的不斷發展,不同檢測技術在檢測效果、耗時、成本方面存在差異,如何選擇合適的檢測技術、規范檢測行為、獲取準確有效的重金屬含量數據,是工業場地環境質量評價與修復工作的一項重要挑戰,對土壤環境保護有著十分重要的意義。
一、工業場地土壤重金屬檢測技術體系與應用分析
(一)樣品采集環節的關鍵操作與方法選擇
樣品是檢測的前提,樣品的采集對檢測結果有直接的影響,需根據工業用地的歷史生產分布狀況、污染物分布特征及遷移規律進行布點。某機械制造場地實測數據顯示,網格式布點法(10m×10m網格)在污染均勻區域檢測結果變異系數僅3.2%,系統隨機布點法在分區明確的場地(如按生產車間劃分)變異系數為4.5%,兩種方法均需覆蓋污染風險點,如該場地遺漏電鍍車間周邊布點時,鉛含量檢測誤差達32%。不同深度土壤樣品污染信息差異顯著:某化工場地表層土(0~20cm)鎘含量均值為0.82mg/kg,反映近年污染;深層土(80~100cm)鎘含量均值為0.31mg/kg,代表歷史背景值。樣品采集工具材質影響顯著,使用不銹鋼鏟采集的土壤樣品,鉻含量較石英鏟采集樣品偏高0.15mg/kg,故應選用石英或聚四氟乙烯材質工具,避免引入外源污染物。
(二)樣品前處理技術的特點與適用場景
樣品前處理的目的是消除土壤基體干擾,實現重金屬的有效分離。酸消解法(硝酸-鹽酸-氫氟酸體積比3:1:1)處理某礦區土壤樣品時,銅、鋅回收率分別為92.3%、94.1%,單個樣品處理耗時約4小時,試劑總用量達50mL,適合普通實驗室批量操作;微波消解法(功率800W,升溫時間5min,保溫20min)處理同批次樣品,銅、鋅回收率提升至95.6%、96.8%,處理時間縮短至1小時(較常規方法減少75%),試劑用量降至20mL(節省60%),可實現24個樣品同時批量處理;固相萃取法(使用C18固相萃取柱)對低含量鉛(0.1mg/kg)、鎘(0.05mg/kg)樣品處理后,檢測靈敏度提升3倍,鉛、鎘回收率分別達90.5%、89.2%,適用于痕量重金屬分析。
(三)儀器分析技術的原理與應用適配性
儀器檢測是重金屬數據獲取的主要手段。AAS法(原子吸收分光光度法)基于重金屬原子對特定波長光譜的吸收特性進行檢測,檢測限低至0.01mg/kg,僅能實現單元素檢測,檢測效率較低;ICP-ES法(電感耦合等離子體發射光譜法)根據不同重金屬離子的特征發射光譜進行檢測,可同時測定重金屬離子20~30項,線性范圍可達10??~10?2g/L,可滿足室內場地多種金屬同時檢測的需求;ICP-MS法(電感耦合等離子體質譜法)利用電感耦合等離子體使樣品離子化,再根據離子質荷比的差異對重金屬離子進行定性和定量判定,檢測限低可達0.001μg/kg,能夠實現痕量金屬檢測,但儀器價格及維修成本相對較高,對實驗室環境要求嚴格,需結合實際檢測需求、預算成本等因素綜合選擇。
二、工業場地土壤重金屬檢測質量控制與數據應用策略
(一)全流程質量控制體系的構建與實施
質量控制應貫穿工業場地土壤重金屬檢測全流程,樣品采集至數據輸出需全程可追溯。某實驗室因樣品運輸環節標識丟失,導致15%的樣品檢測結果無法對應采樣點位,數據作廢。樣品管理需建立全流程標記溯源制度,樣品唯一標識應包含采樣時間(如20240510)、地點(車間A-10m)、深度(0~20cm)、分析批號(FY20240510-01),某場地通過該制度實現檢測過程100%可追溯。每批30個樣品需設3個平行樣和2個空白樣,平行樣鉛含量測定誤差分別為2.1%、3.5%、1.8%(均≤10%),空白樣鉛、鎘檢出值均<0.001mg/kg(低于檢出限);當某批次空白樣鎘檢出值為0.003mg/kg(超檢出限)時,判定該批樣品不合格,需重新采樣。儀器校準中,檢測前用1000mg/L標準溶液配制0.1mg/L、0.5mg/L、1、5mg/L、10mg/L系列標準工作液,繪制的鉛標準曲線相關系數為0.9995(≥0.999);檢測中每10個樣品進行中間濃度(1mg/L)核準,某次核準結果為0.94mg/L(偏差6%>5%),停測后發現霧化器堵塞,清理后重新校準,偏差降至1.2%,保障數據穩定。
(二)檢測數據在污染管控中的實踐應用
檢測數據是污染管控的基礎,風險評估時需將重金屬含量對照《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準(GB36600-2018)》,某場地土壤鉛含量測定結果顯示:清潔區(<80mg/kg)占比60%,關注區(80~250mg/kg)占比30%,污染區(>250mg/kg)占比10%;結合場地用途,居住用地管控閾值采用80mg/kg,工業用地采用250mg/kg。污染治理階段,化學淋洗法(使用EDTA溶液)處理污染區土壤,鉛含量從320mg/kg降至75mg/kg,去除率76.6%;植物修復法種植蜈蚣草6個月后,砷含量從50mg/kg降至22mg/kg,去除率56%,成本僅為化學淋洗法的1/3;微生物修復法(投放假單胞菌)處理鎘污染土壤,60天后鎘含量從1.2mg/kg降至0.45mg/kg,去除率62.5%。同時將檢測結果納入場地環境數據庫,某場地每季度檢測數據顯示,修復后第一年鎘含量月均下降0.05mg/kg,為后續管控提供數據支撐。
土壤重金屬含量檢測是工業場地進行污染防治的重要依據,科學技術的選擇、質量的把控是確保數據正確的先決條件。當前,檢測技術在場地中的適用范圍較廣,但在土壤基體復雜、痕量重金屬快速檢測等方面仍有待提升,應繼續研發和優化,逐步實現“檢測—評估—治理—修復”的全鏈條閉環管理,為工業場地土壤與生態環境保護提供技術支撐。
(封雄?江西省南昌市經濟開發區)