粵港澳大灣區(qū)典型城市遺留地塊土壤污染特征研究

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:摘要：通過(guò)識(shí)別各類(lèi)工業(yè)企業(yè)搬遷遺留地塊的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，可實(shí)現(xiàn)差異化的環(huán)境管理，在保障人居環(huán)境安全的同時(shí)，提高地塊開(kāi)發(fā)效率，紓解城市土地資源緊張的問(wèn)題. 該研究通過(guò)分析粵港澳大灣區(qū)某典型城市2013—2018年開(kāi)展調(diào)查的93個(gè)遺留地塊的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)、污染程度、污染類(lèi)型及分布特征，探討行業(yè)類(lèi)型對(duì)地塊土壤污染風(fēng)險(xiǎn)及污染特征的影響. 結(jié)果表明：該城市金屬表面處理及熱加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)、金屬冶煉及延壓加工業(yè)等3個(gè)行業(yè)的污染地塊占比超過(guò)85%，單位面積污染量(污染地塊每平方米調(diào)查面積的污染土方量)超過(guò)0.32 m3，污染負(fù)荷指數(shù)大于0.5，為土壤高污染風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)；其中，金屬表面處理及熱加工業(yè)地塊表現(xiàn)為無(wú)機(jī)污染，主要污染物為重金屬，化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)地塊主要表現(xiàn)為有機(jī)污染，主要污染物為苯系物、石油烴和多環(huán)芳烴，金屬冶煉及延壓加工業(yè)地塊主要表現(xiàn)為復(fù)合污染，主要污染物為多環(huán)芳烴、鉛、砷、鎳、鋅；電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、裝卸搬運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、商務(wù)服務(wù)業(yè)、紡織業(yè)、文教及工美體育和娛樂(lè)用品制造業(yè)、塑料制品業(yè)、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)等7個(gè)行業(yè)類(lèi)型為土壤低污染風(fēng)險(xiǎn)行業(yè). 該市污染地塊以復(fù)合污染為主，污染物類(lèi)型主要為重金屬、氰化物、氟化物和有機(jī)污染物，其中，砷和多環(huán)芳烴在污染地塊中的出現(xiàn)頻率最高，均接近50.0%. 因此，遺留地塊的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)、污染特征與其區(qū)域特點(diǎn)、歷史行業(yè)類(lèi)型密切相關(guān)，在對(duì)關(guān)閉搬遷遺留污染地塊進(jìn)行環(huán)境調(diào)查和環(huán)境監(jiān)管中，進(jìn)一步對(duì)不同類(lèi)型行業(yè)進(jìn)行區(qū)別化監(jiān)管具有重要意義.

關(guān)鍵詞：粵港澳大灣區(qū)；行業(yè)類(lèi)型；污染場(chǎng)地；土壤污染特征

工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)引起的土壤污染已成為世界性的環(huán)境問(wèn)題. 隨著“退二進(jìn)三”“退城進(jìn)園”和“產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移”等城市發(fā)展策略的實(shí)施，我國(guó)因工業(yè)企業(yè)關(guān)停并轉(zhuǎn)遺留了大量遺留疑似污染地塊(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“遺留地塊”)，其場(chǎng)地調(diào)查、修復(fù)及再開(kāi)發(fā)利用等問(wèn)題凸顯，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境健康安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅[1-4]. 粵港澳大灣區(qū)(Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area, GBA)位于我國(guó)東南部，是改革開(kāi)放的前沿，早期在工業(yè)化的基礎(chǔ)上高速發(fā)展，現(xiàn)處于由工業(yè)經(jīng)濟(jì)向服務(wù)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的階段[5]，區(qū)域內(nèi)關(guān)停并轉(zhuǎn)企業(yè)地塊數(shù)量龐大，且因土地資源緊張?jiān)斐稍匍_(kāi)發(fā)利用的需求強(qiáng)烈，其存在的土壤和地下水污染問(wèn)題已成為邁向世界一流灣區(qū)的桎梏[5-6]. 由于粵港澳大灣區(qū)的2區(qū)9市地緣相近，其土壤特性和水文地質(zhì)特性等自然條件和城市化進(jìn)程、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相似. 因而，其遺留地塊的污染類(lèi)型、特征和遷移規(guī)律及管理制度體系上具有互通性[1].

遺留地塊的污染風(fēng)險(xiǎn)和污染特征與特定行業(yè)工業(yè)活動(dòng)歷史密切相關(guān). 研究表明，氯化石蠟生產(chǎn)工業(yè)遺留地塊的長(zhǎng)期生產(chǎn)和儲(chǔ)存活動(dòng)導(dǎo)致土壤中不同碳鏈氯化石蠟和石油烴污染，污染區(qū)域主要位于生產(chǎn)車(chē)間和儲(chǔ)罐區(qū)，且不同污染因子的橫向和縱向分布各不相同[7]. 同一行業(yè)類(lèi)型的企業(yè)通常具有相似的生產(chǎn)工藝、原輔材料、生產(chǎn)布局及管理要求，其關(guān)閉搬遷后遺留的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)不可接受的地塊即污染地塊，其污染風(fēng)險(xiǎn)和污染特征也具有一定的相似性. 研究[8-13]表明，化工廠址土壤和地下水污染的可能性通常較大，主要污染物為苯系物、多環(huán)芳烴、有機(jī)氯農(nóng)藥等有機(jī)污染物. 不同的冶煉廠址廠區(qū)及周邊土壤污染因子、空間分布和污染風(fēng)險(xiǎn)也具有共性特征，污染物主要為鎳、鉛、鋅、鉻和銅等重金屬，污染空間分布具有距離效應(yīng)，且通常表層土壤受到污染的程度最重[14-19]. 此外，其他行業(yè)，如皮革制革、金屬表面處理、電子垃圾回收、電池制造和回收、采礦等，同一行業(yè)類(lèi)型企業(yè)的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)和污染特征均具有相似性[20-24]. 因此，探討不同行業(yè)類(lèi)型遺留地塊的污染特征對(duì)遺留地塊再開(kāi)發(fā)及不同行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的污染防控工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義. 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于遺留地塊污染特征的研究主要集中在單一行業(yè)類(lèi)型、單一企業(yè)地塊、單一污染物類(lèi)型或單一污染物的含量、空間分布、形態(tài)特征、風(fēng)險(xiǎn)水平或幾種不同類(lèi)型企業(yè)對(duì)單一類(lèi)型污染物的影響等[25-30]，而以典型城市為研究對(duì)象，對(duì)不同行業(yè)類(lèi)型遺留地塊土壤污染特征的研究鮮見(jiàn)報(bào)道.

另外，我國(guó)的遺留地塊環(huán)境管理工作尚在起步階段，對(duì)需要重點(diǎn)關(guān)注的行業(yè)缺乏數(shù)據(jù)支撐. 鑒于此，該研究以粵港澳大灣區(qū)典型城市為研究對(duì)象，分析典型行業(yè)類(lèi)型遺留地塊土壤污染風(fēng)險(xiǎn)、污染程度、污染類(lèi)型及污染物特征，探討不同行業(yè)類(lèi)型對(duì)地塊土壤污染風(fēng)險(xiǎn)及污染特征的影響，以期為粵港澳大灣區(qū)乃至全國(guó)遺留地塊再開(kāi)發(fā)及不同行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的污染防治工作提供數(shù)據(jù)支撐.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

粵港澳大灣區(qū)以三角洲平原和低山丘陵為主，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，地表水系發(fā)達(dá)，地下水埋深淺，地表水和地下水交互頻繁，水文地質(zhì)條件較復(fù)雜；該區(qū)工業(yè)起步早，工業(yè)化程度高，遺留地塊歷史悠久，相比于其他地區(qū)，其污染地塊更為密集[31]. 粵港澳大灣區(qū)地帶性土壤為赤紅壤，普遍呈酸性[31]，部分重金屬多以離子形式存在，具有較強(qiáng)的遷移能力，往往造成土壤污染的范圍更大、深度更深；此外，該區(qū)廣泛分布富砷、鉛的石灰?guī)r、砂頁(yè)巖和花崗巖[32-33]，在高背景值和工業(yè)活動(dòng)外源輸入疊加作用下，遺留地塊土壤砷、鉛污染更為常見(jiàn).

該研究所選城市位于粵港澳大灣區(qū)和珠江三角洲腹地，為粵港澳大灣區(qū)核心城市，地勢(shì)東北高、西南低，以山地、丘陵和平原為主，河流水系發(fā)達(dá)，土壤主要類(lèi)型為赤紅壤，地下水埋深淺，具備大灣區(qū)典型的自然地理?xiàng)l件特征. 該市工業(yè)化起步早，工業(yè)行業(yè)類(lèi)別豐富，早期分布有化工、金屬冶煉、電鍍、機(jī)械制造、醫(yī)藥制造和紡織等對(duì)土壤和地下水具有潛在污染風(fēng)險(xiǎn)的各類(lèi)企業(yè)，遺留地塊歷史悠久，使用情況復(fù)雜，具備大灣區(qū)典型的工業(yè)行業(yè)分布特征. 為充分保障人居環(huán)境安全，該市生態(tài)環(huán)境主管部門(mén)自2013年起組織對(duì)轄區(qū)內(nèi)再開(kāi)發(fā)利用前的遺留地塊進(jìn)行環(huán)境調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告評(píng)審和備案管理.

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

該研究收集整理了該市2013—2018年完成的93個(gè)遺留地塊場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查報(bào)告，其中污染地塊34個(gè)，占調(diào)查地塊總數(shù)的36.56%. 參考GB/T 4754—2017《國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類(lèi)》，同時(shí)兼顧生產(chǎn)工藝流程及所產(chǎn)生環(huán)境危害的共性特征，將93個(gè)遺留地塊劃分為19個(gè)行業(yè)類(lèi)型，各行業(yè)類(lèi)型調(diào)查地塊占比情況見(jiàn)圖1. 其中，裝卸搬運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)調(diào)查地塊的占比最高，達(dá)到12.9%；其次為通用設(shè)備制造業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)；而造紙和紙制品業(yè)以及電力、熱生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等2個(gè)行業(yè)調(diào)查地塊占比最小，均為1.08%. 所有調(diào)查地塊的總面積為845.07×104m2，污染土方量共計(jì)140.37×104m3.

1.3 研究方法

注：1—金屬表面處理及熱加工業(yè)；2—化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)；3—金屬冶煉及延壓加工業(yè)；4—交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)；5—非金屬礦物制品業(yè)；6—通用設(shè)備制造業(yè)；7—農(nóng)副食品加工業(yè)；8—家具制造業(yè)；9—電氣機(jī)械及器材制造業(yè)；10—皮革、毛羽及其制品和鞋業(yè)；11—造紙和紙制品業(yè)；12—電力、熱生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)；13—醫(yī)藥制造業(yè)；14—裝卸搬運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)；15—商務(wù)服務(wù)業(yè)；16—紡織業(yè)；17—文教及工美體育和娛樂(lè)用品制造業(yè)；18—塑料制品業(yè)；19—農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè). 下同.

圖1 粵港澳大灣區(qū)某典型城市2013—2018年各行業(yè)類(lèi)型調(diào)查地塊占比

Fig.1 Classification of assessed brownfield sites according to the industrial types in a typical city of GBA during 2013-2018

通過(guò)分析所收集報(bào)告中涉及的不同行業(yè)類(lèi)型污染地塊占比、污染土方量、污染物類(lèi)型、污染物種類(lèi)及其相互關(guān)系等，研究該市不同行業(yè)類(lèi)型地塊的土壤污染特征，探討同一行業(yè)類(lèi)型污染場(chǎng)地的共性關(guān)系. 由于醫(yī)藥制造業(yè)，皮革、毛羽及其制品和鞋業(yè)，造紙和紙制品業(yè)，以及電力、熱生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等4個(gè)行業(yè)的地塊數(shù)較少(均小于3塊)，從行業(yè)角度進(jìn)行土壤污染特征分析容易受偶然因素影響，故僅用于城市尺度污染特征分析.

不同行業(yè)地塊土壤污染風(fēng)險(xiǎn)水平分析采用污染負(fù)荷指數(shù)法(the pollution load index，PLI)[34]進(jìn)行評(píng)價(jià)，將該市同一行業(yè)類(lèi)型污染地塊占比及單位面積污染量的數(shù)值進(jìn)行綜合表征，計(jì)算公式：

PLI=(CF1×CF2)1/2(1)

式中：CF1為同一行業(yè)類(lèi)型污染地塊占比，%；CF2為同一行業(yè)類(lèi)型地塊單位面積土壤污染量，即污染地塊每平方米調(diào)查面積的污染土方量，m3. PLI值越大，表明污染風(fēng)險(xiǎn)水平越高.

為進(jìn)一步分析該市各行業(yè)類(lèi)型遺留地塊的風(fēng)險(xiǎn)水平等級(jí)，采用污染地塊占比和單位面積土壤污染量等數(shù)據(jù)對(duì)15個(gè)行業(yè)進(jìn)行K-means聚類(lèi)分析，根據(jù)歐氏距離法對(duì)各行業(yè)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)歸類(lèi). 聚類(lèi)分析采用SPSS 18.0軟件(Statistical Graphics Crop, Princeton, NJ, USA)完成.

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用OriginPro 8.5軟件(OriginLab Corporation，USA)完成圖形繪制.

2 結(jié)果與討論

2.1 污染地塊占比

該市納入行業(yè)分析的15個(gè)行業(yè)中存在污染地塊的行業(yè)為9個(gè)，占納入統(tǒng)計(jì)總數(shù)的60.0%. 9個(gè)行業(yè)污染地塊數(shù)量占該行業(yè)調(diào)查地塊總數(shù)的比例情況見(jiàn)圖2. 由圖2可知，不同行業(yè)類(lèi)型的污染地塊占比呈現(xiàn)較大差異，表明行業(yè)類(lèi)型對(duì)地塊土壤的污染風(fēng)險(xiǎn)有較大的影響. 其中，金屬表面處理及熱加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)、金屬冶煉及延壓加工業(yè)的污染地塊占比較高，均在85.0%以上，表明這3個(gè)行業(yè)地塊的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)很高. 交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)的污染地塊占比為60.0%～70.0%，也屬于土壤污染風(fēng)險(xiǎn)較高的行業(yè). 通用設(shè)備制造業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、家具制造業(yè)的污染地塊占比為30.0%～40.0%，這些行業(yè)企業(yè)地塊的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視. 電氣機(jī)械及器材制造業(yè)的污染地塊占比為16.67%，說(shuō)明其行業(yè)企業(yè)地塊也具有一定的土壤污染風(fēng)險(xiǎn). 而裝卸搬運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、商務(wù)服務(wù)業(yè)、紡織業(yè)、塑料制品業(yè)、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)、文教及工美體育和娛樂(lè)用品制造業(yè)等6個(gè)行業(yè)類(lèi)型共計(jì)33個(gè)地塊均未發(fā)現(xiàn)土壤污染情況，表明這6個(gè)行業(yè)企業(yè)地塊的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)很小.

注：行業(yè)類(lèi)型編號(hào)同圖1.

圖2 粵港澳大灣區(qū)某典型城市2013—2018年 各行業(yè)類(lèi)型污染地塊占比

Fig.2 The proportion of soil contaminated sites according to the industrial types in a typical city of GBA during 2013-2018

粵港澳大灣區(qū)是我國(guó)改革開(kāi)放的前沿，工業(yè)起步早，工業(yè)企業(yè)行業(yè)類(lèi)別豐富，污染地塊大多存在歷史悠久、使用情況復(fù)雜、地面硬化較差、早期環(huán)境管理不足等情況. 該研究表明，作為粵港澳大灣區(qū)的典型城市，該市涉污行業(yè)類(lèi)型遺留地塊呈現(xiàn)土壤污染風(fēng)險(xiǎn)高、污染地塊占比大的現(xiàn)象.

該研究樣本均來(lái)自通過(guò)生態(tài)環(huán)境主管部門(mén)組織評(píng)審的遺留地塊環(huán)境調(diào)查報(bào)告，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和全面性有較好的保障. 數(shù)據(jù)顯示，該市出現(xiàn)土壤污染風(fēng)險(xiǎn)不可接受的地塊占所有調(diào)查地塊總數(shù)的比例為36.6%，與《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》(原環(huán)境保護(hù)部和原國(guó)土資源部于2014年聯(lián)合發(fā)布)中工業(yè)廢棄地污染比例為34.9%的調(diào)查結(jié)果[35]基本一致，說(shuō)明該市的遺留地塊土壤污染情況在全國(guó)范圍內(nèi)亦較為典型.

2.2 不同行業(yè)遺留地塊土壤污染程度

為進(jìn)一步表征各行業(yè)污染地塊的污染程度和風(fēng)險(xiǎn)情況，對(duì)9個(gè)行業(yè)污染地塊的單位面積污染量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(見(jiàn)圖3). 由圖3可知，9個(gè)行業(yè)的單位面積土壤污染量存在較大差異：金屬表面處理及熱加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)的單位面積污染量均大于0.50 m3，土壤污染程度最重；其次為金屬冶煉及延壓加工業(yè)地塊，單位面積污染量為0.32 m3；家具制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的單位面積污染量為0.11～0.17 m3，其土壤污染程度也不容忽視；非金屬礦物制品業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)的單位面積污染量均不大于0.05 m3，相較而言，土壤污染程度較小.

注：行業(yè)類(lèi)型編號(hào)同圖1.

圖3 粵港澳大灣區(qū)某典型城市2013—2018年 各行業(yè)類(lèi)型污染地塊單位面積污染量

Fig.3 Contaminated soil volumes per square of the industrial types in a typical city of GBA during 2013-2018

2.3 地塊土壤污染風(fēng)險(xiǎn)表征

為更直觀地對(duì)比不同行業(yè)類(lèi)型地塊的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)水平，采用污染負(fù)荷指數(shù)法進(jìn)行綜合表征〔見(jiàn)圖4(a)〕. 結(jié)果顯示，金屬表面處理及熱加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)、金屬冶煉及延壓加工業(yè)的PLI值均大于0.5，表明土壤污染風(fēng)險(xiǎn)水平較高；交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、家具制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)的PLI值為0.1～0.3，表明土壤污染風(fēng)險(xiǎn)水平一般；電氣機(jī)械及器材制造業(yè)等其余7個(gè)行業(yè)的PLI值均小于1，表明土壤污染風(fēng)險(xiǎn)水平相對(duì)較小.

為進(jìn)一步識(shí)別該市不同行業(yè)遺留地塊的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，該研究采用污染地塊占比和單位面積土壤污染量等數(shù)據(jù)對(duì)15個(gè)行業(yè)進(jìn)行K-means聚類(lèi)分析〔見(jiàn)圖4(b)〕. 結(jié)果顯示，聚類(lèi)分析結(jié)果和污染負(fù)荷指數(shù)表征的風(fēng)險(xiǎn)水平結(jié)果一致. 金屬表面處理及熱加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)、金屬冶煉及延壓加工業(yè)等3個(gè)行業(yè)聚為一類(lèi)，且其土壤污染風(fēng)險(xiǎn)最高，應(yīng)作為該市的重點(diǎn)土壤污染防控行業(yè). 交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、家具制造業(yè)等5個(gè)行業(yè)聚為一類(lèi)，其可劃為中污染風(fēng)險(xiǎn)，也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其搬遷、流轉(zhuǎn)和調(diào)查等過(guò)程的環(huán)境管理. 電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、裝卸搬運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、商務(wù)服務(wù)業(yè)、紡織業(yè)、文教及工美體育和娛樂(lè)用品制造業(yè)、塑料制品業(yè)、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)等聚為一類(lèi)，屬于低污染風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，如這些類(lèi)型地塊的歷史沿革和污染源清晰，生態(tài)環(huán)境主管部門(mén)可對(duì)其予以適當(dāng)簡(jiǎn)化管理，以提高環(huán)境管理效率，加快土地流轉(zhuǎn)及再開(kāi)發(fā)進(jìn)程.

注：行業(yè)類(lèi)型編號(hào)同圖1.

圖4 粵港澳大灣區(qū)某典型城市2013—2018年各行業(yè)類(lèi)型污染負(fù)荷指數(shù)(PLI)和污染風(fēng)險(xiǎn)聚類(lèi)結(jié)果

Fig.4 PLI and cluster analysis of contamination risk based on the industrial types in a typical city of GBA during 2013-2018

2.4 不同行業(yè)地塊土壤污染特征

2.4.1土壤污染類(lèi)型和污染物種類(lèi)情況

遺留地塊土壤污染類(lèi)型通常分為無(wú)機(jī)污染、有機(jī)污染和有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合污染. 對(duì)34個(gè)污染地塊中3種污染類(lèi)型的占比情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該市污染地塊以有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合污染為主，占污染地塊總數(shù)的41.2%，其次為無(wú)機(jī)污染地塊，占比為38.2%，而單一有機(jī)污染地塊占比僅為20.6%. 根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，該市無(wú)機(jī)污染物主要為重金屬，此外還有個(gè)別地塊存在氰化物和氟化物污染. 從總體上看，該市污染地塊的污染物以重金屬為主. 由于長(zhǎng)期的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、復(fù)雜的生產(chǎn)工藝等原因，我國(guó)遺留污染地塊通常以復(fù)合污染為主，其中以重金屬和多環(huán)芳烴復(fù)合污染最為常見(jiàn)[36-37]. 可見(jiàn)，該市遺留地塊的污染類(lèi)型情況較為典型.

各污染物在34個(gè)污染地塊中的出現(xiàn)頻率見(jiàn)圖5. 可以看出，該市遺留地塊的土壤污染物主要為重金屬、氰化物、氟化物和有機(jī)物. 其中，重金屬污染物包括砷、鉛、鎳、汞、銅、鉻、鎘、鋅和銻，有機(jī)污染物包括多環(huán)芳烴(PAHs)、石油烴(TPHs)、苯系物(BTEX)、氯代烴(CAHs)、氯苯和多氯苯(CBs)、二苯并呋喃(DF)、酞酸酯(PAEs)、六六六(HCH)和雙酚A(BPA). 砷和多環(huán)芳烴是主要的土壤污染物，在污染地塊中的出現(xiàn)頻率均接近于50.0%；其次為鉛、石油烴、鎳，在污染地塊中的出現(xiàn)頻率為30.0%～40.0%. 苯系物、汞、銅、鋅和鉻在污染地塊中的出現(xiàn)頻率為10.0%～30.0%，相較而言，在污染地塊中出現(xiàn)的可能性不高；而鎘、氰化物、氯代烴、氯苯和多氯苯、二苯并呋喃、酞酸酯、六六六、雙酚A、銻、氟化物等污染物的出現(xiàn)頻率均低于10.0%，是該市污染地塊中較為少見(jiàn)的污染物.

注：As—砷；Pb—鉛；Ni—鎳；Hg—汞；Cu—銅；Zn—鋅；Cr—鉻；Cd—鎘；Cyanide—氰化物；Sb—銻；Fluoride—氟化物；PAHs—多環(huán)芳烴；THPs—總石油烴；BTEX—苯系物；CAHs—氯代烴；CBs—氯苯和多氯苯；DF—二苯并呋喃；PAEs—酞酸酯；HCH—六六六；BPA—雙酚A. 下同.

圖5 粵港澳大灣區(qū)某典型城市2013—2018年各污染物在污染地塊中的出現(xiàn)頻率

Fig.5 Frequencies of occurrence of contaminants in the contaminated sites in a typical city of GBA during 2013-2018

總體上看，該市各行業(yè)地塊土壤均存在重金屬污染(主要為砷和鉛)，這與該市早期的工業(yè)類(lèi)型分布及土壤地質(zhì)高背景值相關(guān). 該市位于粵港澳大灣區(qū)，早期分布的工業(yè)類(lèi)型以化工、金屬冶煉、電鍍、機(jī)械制造、醫(yī)藥制造、紡織和農(nóng)食品加工等為主，其生產(chǎn)和加工過(guò)程所使用的原輔材料或化石燃料通常涉及鉛和砷等污染物，生產(chǎn)過(guò)程的“跑冒滴漏”引起土壤鉛、砷污染的風(fēng)險(xiǎn)較高. 此外，粵港澳大灣區(qū)分布的富砷、鉛母巖為石灰?guī)r、砂頁(yè)巖和花崗巖等[7]，該市土壤中砷的平均背景值為14 mg/kg[32]，變化范圍為3～64 mg/kg[33]，部分區(qū)域土壤砷背景值已高于GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》中第二類(lèi)用地篩選值(60 mg/kg). 因此，該區(qū)域在高背景值和工業(yè)活動(dòng)外源輸入的疊加作用下，污染地塊中砷出現(xiàn)超篩選值的情況更為常見(jiàn).

注：行業(yè)類(lèi)型編號(hào)同圖1.

圖6 粵港澳大灣區(qū)某典型城市2013—2018年 各行業(yè)地塊污染類(lèi)型分布特征

Fig.6 Distribution of contamination types according to the industrial types in a typical city of GBA during 2013-2018

2.4.2不同行業(yè)地塊土壤污染分布特征

9個(gè)行業(yè)地塊的土壤污染類(lèi)型分布情況截然不同. 由圖6可知，金屬表面處理及熱加工業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)污染地塊均表現(xiàn)為無(wú)機(jī)污染，主要污染物為重金屬. 交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)和家具制造業(yè)地塊均表現(xiàn)為無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合污染，主要污染物為重金屬和有機(jī)物. 化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)地塊主要表現(xiàn)為有機(jī)污染(71.4%)，部分地塊表現(xiàn)為無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合污染. 金屬冶煉及延壓加工業(yè)地塊主要表現(xiàn)為無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合污染(83.3%)，部分地塊表現(xiàn)為無(wú)機(jī)污染；對(duì)于農(nóng)副食品加工業(yè)，66.7%的地塊表現(xiàn)為無(wú)機(jī)污染，其余地塊表現(xiàn)為無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合污染. 非金屬礦物制品業(yè)中無(wú)機(jī)污染、有機(jī)污染和無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合污染3種類(lèi)型的地塊數(shù)量比例為1∶1∶1. 通用設(shè)備制造業(yè)地塊主要表現(xiàn)為無(wú)機(jī)污染，部分表現(xiàn)為有機(jī)污染或復(fù)合污染.

不同行業(yè)類(lèi)型污染地塊的污染物種類(lèi)、出現(xiàn)頻率均有很大的差異性. 對(duì)污染地塊數(shù)量不小于3個(gè)的6個(gè)行業(yè)類(lèi)型進(jìn)行污染物種類(lèi)分布特征分析的結(jié)果見(jiàn)圖7.

圖7 粵港澳大灣區(qū)某典型城市2013—2018年各行業(yè)污染地塊污染物分布特征

Fig.7 Distribution acteristics of contaminants according to the industrial types in a typical city of GBA during 2013-2018

化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)的土壤污染物種類(lèi)較為復(fù)雜，污染物包括有機(jī)物苯系物、石油烴、多環(huán)芳烴、氯代苯、二苯并呋喃、氯代烴、酞酸酯、六六六、雙酚A以及重金屬鉛、鎘、鎳等共12種. 該行業(yè)污染地塊中苯系物、石油烴和多環(huán)芳烴的出現(xiàn)頻率均高于70.0%，這3種污染物分布在幾乎所有的該行業(yè)污染地塊中. 氯代苯、二苯并呋喃、氯代烴、酞酸酯、六六六和鉛、鉻、鎳的出現(xiàn)頻率均低于30%，相對(duì)少見(jiàn)，這些污染物主要與地塊歷史上的具體生產(chǎn)工藝有關(guān).

金屬冶煉及延壓加工業(yè)地塊土壤污染物包括有機(jī)物多環(huán)芳烴、石油烴和重金屬砷、鉛、鎳、鋅、銅、汞、鎘等共9種. 其中，多環(huán)芳烴幾乎在該行業(yè)所有污染地塊中均存在，出現(xiàn)頻率為83.3%，重金屬鉛、砷、鎳、鋅在該行業(yè)地塊中的出現(xiàn)頻率為50.0%～66.7%，說(shuō)明多環(huán)芳烴、鉛、砷、鎳、鋅是該行業(yè)地塊的主要污染物. 而石油烴、銅和汞的出現(xiàn)頻率為33.3%，在該行業(yè)地塊中也較為常見(jiàn). 鎘的出現(xiàn)頻率較小，相較而言，引起該行業(yè)地塊土壤污染的可能性較小.

通用設(shè)備制造業(yè)地塊的污染物包括有機(jī)物多環(huán)芳烴、石油烴、苯系物、氯代烴以及重金屬砷、鉛、銅等共7種. 除砷在該行業(yè)污染地塊的出現(xiàn)頻率(75.0%)較高外，其他污染物的出現(xiàn)頻率均為25.0%.

非金屬礦物制品業(yè)地塊的污染物種類(lèi)也較為復(fù)雜，包括有機(jī)物石油烴、多環(huán)芳烴、苯系物、氟化物以及重金屬砷、鎳、鎘、鉛、汞、鉻、銻等共11種. 在該行業(yè)污染地塊中出現(xiàn)頻率最高的污染物為石油烴(66.7%)，是該行業(yè)污染地塊最為常見(jiàn)的污染物.

農(nóng)副食品加工業(yè)地塊污染物種類(lèi)包括有機(jī)物多環(huán)芳烴以及重金屬鉛、砷、鎳、汞等共5種. 其中，砷、鉛、鎳和汞在該行業(yè)污染地塊中的出現(xiàn)頻率不小于50.0%，而多環(huán)芳烴的出現(xiàn)頻率僅為33.3%，說(shuō)明該行業(yè)污染地塊以重金屬污染為主.

金屬表面熱處理及熱加工的土壤污染物種類(lèi)包括鎳、銅、氰化物、鉻等共4種. 其中，鎳、銅在該行業(yè)地塊中最常見(jiàn)，出現(xiàn)頻率高達(dá)100%，氰化物、鉻占比也高達(dá)66.7%.

對(duì)于污染地塊數(shù)量小于3個(gè)的其他3個(gè)行業(yè)，因樣本數(shù)較少，僅做行業(yè)土壤污染風(fēng)險(xiǎn)分析，不進(jìn)行行業(yè)污染物分布特征分析和討論.

遺留地塊的土壤污染特征與其歷史行業(yè)類(lèi)型密切相關(guān). 總體上看，化學(xué)原料及化學(xué)品制品業(yè)、金屬冶煉及延壓加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)屬于能源和原材料加工業(yè)，不僅需要大量的原材料和資源投入，同時(shí)由于資源利用效率等原因，“三廢”排放嚴(yán)重，因而其污染復(fù)雜且種類(lèi)繁多[38]，污染類(lèi)型表現(xiàn)為有機(jī)、無(wú)機(jī)或復(fù)合污染，污染因子以重金屬、多環(huán)芳烴、石油烴和苯系物為主. 而機(jī)械設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)等主要是加工業(yè)，需要投入的原材料相對(duì)較少[37]，其污染物種類(lèi)以重金屬、多環(huán)芳烴為主.

化學(xué)原料及化學(xué)品制品業(yè)是我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要支柱行業(yè)，同時(shí)也是環(huán)境污染的主要來(lái)源[39]. 粵港澳大灣區(qū)，尤其是珠江三角洲作為化工行業(yè)的集聚地，有機(jī)污染物(如苯系物)是典型的化工場(chǎng)地特征污染物[12]. 該研究中，該行業(yè)污染地塊也表現(xiàn)為以有機(jī)物污染為主，最常見(jiàn)的特征污染物為苯系物、多環(huán)芳烴和石油烴等. 該類(lèi)行業(yè)土壤污染區(qū)域主要集中在生產(chǎn)區(qū)域及污染處理設(shè)施，主要為化工生產(chǎn)過(guò)程中原輔材料的“跑冒滴漏”所造成[40].

金屬冶煉及壓延加工業(yè)是產(chǎn)生重金屬污染的重要行業(yè)，主要污染物為鎘、鉛、汞、鉻、鋅、銅、鎳和砷等，金屬冶煉廢水是重要的污染源[41]. 該研究中，該行業(yè)污染地塊絕大部分表現(xiàn)為復(fù)合污染，除了主要污染物為重金屬外，多環(huán)芳烴和石油烴也十分常見(jiàn). 該行業(yè)的企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程涉及大量的煤、石油等化石燃料，這些燃料的不完全燃燒是多環(huán)芳烴的主要工業(yè)排放源，其廠區(qū)及周邊土壤往往存在PAHs污染[42-45]. 因此，鋼鐵廠和冶煉廠工業(yè)場(chǎng)地土壤中多環(huán)芳烴主要與焦?fàn)t、燃煤、柴油、石油等燃料的使用有關(guān)[46-49]. 該研究發(fā)現(xiàn)，多環(huán)芳烴在該市金屬冶煉及壓延加工業(yè)污染地塊中的出現(xiàn)頻率高達(dá)83.3%，與上述已有研究結(jié)果一致.

現(xiàn)有研究對(duì)磚瓦、陶瓷、玻璃等生產(chǎn)和加工為代表的非金屬礦物制品業(yè)遺留地塊土壤污染狀況關(guān)注較少，相關(guān)研究主要聚焦在氟化物污染上[50-52]. 該研究發(fā)現(xiàn)，該市非金屬礦物制造業(yè)污染地塊占比高達(dá)60%，污染物種類(lèi)包括重金屬、氟化物、苯系物、多環(huán)芳烴和石油烴，其中，出現(xiàn)頻率最高的污染物為石油烴(66.7%). 該行業(yè)企業(yè)原輔材料一般無(wú)明顯特征污染物，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，但其生產(chǎn)過(guò)程涉及石油、煤炭、煤制氣等燃料，尤其是石油類(lèi)燃料在粵港澳大灣區(qū)的普遍應(yīng)用，煤焦油、重油等較易對(duì)局部區(qū)域的土壤造成石油烴污染[53-54]. 因此，該行業(yè)遺留地塊的土壤污染狀況也不容忽視，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其煤、油等化石燃料所造成的污染.

粵港澳大灣區(qū)電鍍企業(yè)的數(shù)量處于國(guó)內(nèi)前列，且大多企業(yè)地塊使用歷史較長(zhǎng)[7]. 根據(jù)該行業(yè)的主要污染源分析，其污染物主要以鉻、銅、鎳、鋅和氰化物為主[55]. 該研究中，金屬表面處理和熱加工企業(yè)均為歷史悠久的電鍍工藝企業(yè)，均表現(xiàn)為無(wú)機(jī)污染類(lèi)型，污染物種類(lèi)為重金屬和氰化物. 因而，其污染特征在大灣區(qū)內(nèi)具有突出的典型性. 電鍍廠土壤污染區(qū)域主要位于生產(chǎn)區(qū)域，污染物來(lái)源于電鍍生產(chǎn)過(guò)程的泄漏[22].

農(nóng)副食品加工業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、家具制造業(yè)、造紙和紙制品業(yè)、電力、熱生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、造紙和紙制品業(yè)的污染地塊土壤污染類(lèi)型主要表現(xiàn)為無(wú)機(jī)污染或復(fù)合污染，主要污染物為重金屬、多環(huán)芳烴、石油烴等，源于煤、油類(lèi)等化石燃料的燃燒、淋溶和泄漏，土壤污染區(qū)域主要集中在地下油庫(kù)、堆煤場(chǎng)、煤渣場(chǎng)和鍋爐房等輔助設(shè)施區(qū)域. 因此，在對(duì)這些行業(yè)地塊開(kāi)展土壤環(huán)境調(diào)查時(shí)，上述熱點(diǎn)區(qū)域需予以重點(diǎn)關(guān)注.

3 結(jié)論

a) 遺留地塊的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)與其歷史行業(yè)類(lèi)型密切相關(guān). 該市土壤高污染風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)為金屬表面處理及熱加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)、金屬冶煉及延壓加工業(yè)，在場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查和環(huán)境監(jiān)管工作中應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注.

b) 該市土壤低污染風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)包括電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、裝卸搬運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、商務(wù)服務(wù)業(yè)、紡織業(yè)、文教及工美體育和娛樂(lè)用品制造業(yè)、塑料制品業(yè)、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)等，對(duì)其可適當(dāng)簡(jiǎn)化地塊環(huán)境管理流程，以提高粵港澳大灣區(qū)土地流轉(zhuǎn)及再開(kāi)發(fā)利用效率.

c) 該市污染地塊主要表現(xiàn)為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的復(fù)合污染，污染物類(lèi)型主要為重金屬、氰化物、氟化物和有機(jī)物，其中，砷和多環(huán)芳烴在污染地塊中的出現(xiàn)頻率較高，均接近于50.0%.

d) 遺留地塊的土壤污染特征與其歷史行業(yè)類(lèi)型密切相關(guān). 該市污染高污染風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)中，金屬表面處理及熱加工業(yè)地塊表現(xiàn)為無(wú)機(jī)污染，主要污染物為重金屬；化學(xué)原料及化學(xué)品制造業(yè)地塊主要表現(xiàn)為有機(jī)污染，主要污染物為苯系物、石油烴和多環(huán)芳烴；金屬冶煉及延壓加工業(yè)地塊主要表現(xiàn)為復(fù)合污染，主要污染物為多環(huán)芳烴、鉛、砷、鎳、鋅。