涉重金屬污染地塊調(diào)查樣品采集方法初探

苗 淼，馬延龍

（1.蘭州生產(chǎn)力促進(jìn)中心，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730030）

隨著我國工業(yè)化的快速發(fā)展及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，大量的涉重工業(yè)企業(yè)陸續(xù)關(guān)?；虬徇w至工業(yè)園區(qū)，遺留場(chǎng)地存在不同程度的土壤污染，對(duì)周邊人居環(huán)境帶來嚴(yán)重威脅。為了切實(shí)加強(qiáng)土壤污染防治，逐步改善土壤環(huán)境質(zhì)量，2016年5月，國務(wù)院印發(fā)《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》。對(duì)此，掌握重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)用地中疑似污染地塊分布及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)情況，建立污染地塊清單和優(yōu)先管控名錄，嚴(yán)控新增土壤污染，推動(dòng)土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控，對(duì)保障人居環(huán)境安全具有重要意義。

本文主要通過對(duì)土壤污染狀況調(diào)查過程中樣品采集及保存方法進(jìn)行闡述、分析，探討該過程中存在的問題并提出可行的解決方法/建議，為從事場(chǎng)地調(diào)查的技術(shù)人員避免出現(xiàn)相類似的情況在一定程度上提供引導(dǎo)作用，保障所采集的樣品具有代表性、真實(shí)性、準(zhǔn)確性和規(guī)范性。

1 國內(nèi)外疑似污染地塊調(diào)查現(xiàn)狀

西方發(fā)達(dá)國家經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)建立了比較完善的土壤污染場(chǎng)地調(diào)查管理體系，不僅有相關(guān)的法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范作為指導(dǎo)，還實(shí)現(xiàn)了污染場(chǎng)地管理的信息化和網(wǎng)絡(luò)化。

英國從上世紀(jì)70年代開始關(guān)注污染場(chǎng)地問題，并頒布《城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村規(guī)劃法案》、《環(huán)境保護(hù)法案》和《環(huán)境法案》等一系列污染場(chǎng)地管理體系的核心法律法規(guī)[1，2]。美國是最早將污染場(chǎng)地管理政策作為政府行政職責(zé)和法律義務(wù)的國家之一，早在1980年就頒布了《環(huán)境響應(yīng)、補(bǔ)償與義務(wù)綜合法案》，并制定了環(huán)境監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和場(chǎng)地修復(fù)等標(biāo)準(zhǔn)管理體系[3]。加拿大在1989年起草了《國家污染場(chǎng)地修復(fù)計(jì)劃》，并于2002年建立了污染地塊名錄，實(shí)現(xiàn)了污染場(chǎng)地管理的信息化和網(wǎng)絡(luò)化[4]。

而我國與污染場(chǎng)地有關(guān)的法律法規(guī)僅從《憲法》、《刑法》、《環(huán)境保護(hù)法》等大方向提出了污染場(chǎng)地的利益相關(guān)方，并無相關(guān)細(xì)則和可操作性。直到2004年發(fā)生“宋家莊事件”，污染場(chǎng)地的修復(fù)和開發(fā)才引起社會(huì)和公眾關(guān)注。同年，重慶市政府，發(fā)布了一系列污染場(chǎng)地管理的地方相關(guān)法規(guī)。

隨著我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的迫切需要，國家領(lǐng)導(dǎo)人高度重視，陸續(xù)頒布了一系列污染場(chǎng)地修復(fù)治理的法律法規(guī)和技術(shù)導(dǎo)則，如《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》、《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》等，為污染場(chǎng)地的管理工作提供支持和保障。

2 樣品采集與保存

2.1 土壤樣品采集

污染場(chǎng)地土壤樣品類型主要為VOCs、SVOCs和重金屬。所采集的樣品是否能真實(shí)反應(yīng)元素含量，取決于土壤采樣設(shè)備。按鉆探方式的不同，可以分為坑探法、手工鉆探法、沖擊鉆探、螺旋鉆探、直推式鉆進(jìn)等，根據(jù)場(chǎng)地的地質(zhì)環(huán)境不同，各具特點(diǎn)，具體見表1。

表1 疑似污染地塊調(diào)查中不同鉆探方法的特點(diǎn)

根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目，進(jìn)行土壤樣品的采集，針對(duì)不同的樣品類型，采用不同的采樣工具：用于檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）土壤樣品采集應(yīng)采用非擾動(dòng)采樣器；用于檢測(cè)非揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物（SVOCs）土壤樣品應(yīng)使用不銹鋼鏟或表面鍍特氟龍膜的采樣鏟；用于檢測(cè)重金屬土壤樣品使用塑料鏟或竹鏟。各類樣品在采集之前，應(yīng)刮掉表層土壤，保證樣品的新鮮。

2.2 地下水監(jiān)測(cè)井建設(shè)與樣品采集

2.2.1 監(jiān)測(cè)井建設(shè)

應(yīng)用監(jiān)測(cè)井進(jìn)行疑似污染場(chǎng)地地下水樣品的采集是目前較為普遍的地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法。地下水監(jiān)測(cè)井建設(shè)過程包括鉆孔、下管、填充濾料、密封止水、井臺(tái)構(gòu)筑、成井洗井、封井等步驟。具體建井方法可參照《地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)井建井技術(shù)指南（試行）》。

2.2.2 地下水樣品采集

監(jiān)測(cè)井地下水樣品采集前應(yīng)進(jìn)行洗井，洗井應(yīng)避免對(duì)井內(nèi)水體產(chǎn)生氣提、氣曝等擾動(dòng)。洗井前和洗井過程中，應(yīng)對(duì)pH、溫度（T））、電導(dǎo)率、溶解氧（DO））、氧化還原電位（ORP）及濁度進(jìn)行檢測(cè)，連續(xù)三次檢測(cè)結(jié)果達(dá)到如下要求即可結(jié)束洗井。①pH變化范圍為±0.1；②溫度變化范圍為±0.5℃；③電導(dǎo)率變化范圍為±3%；④DO變化范圍為±10%；⑤ORP變化范圍±10 mV；⑥10NTU＜濁度＜50NTU時(shí)，其變化范圍應(yīng)在±10%以內(nèi)；濁度＜10NTU時(shí)，其變化范圍為±1.0NTU；若含水層處于粉土或粘土地層時(shí)，連續(xù)多次洗井后的濁度≥50NTU時(shí)，要求連續(xù)三次測(cè)量濁度變化值小于5NTU；⑦若現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試參數(shù)無法滿足上述要求，則洗井水體積達(dá)到3～5倍采樣井內(nèi)水體積后即可進(jìn)行采樣。

目前，國內(nèi)外用于監(jiān)測(cè)井地下水取樣設(shè)備種類繁多，常用的有貝勒管、氣囊泵、非連續(xù)間隔取樣器，具體特點(diǎn)見表2。在疑似污染地塊調(diào)查中，根據(jù)不同需求可選擇不同的取樣器，如檢測(cè)項(xiàng)目為無機(jī)和低密度非水相液體（LNAPL）樣品，可采用貝勒管進(jìn)行取樣；如采集VOCs、SVOCs和高密度非水相液體（DNAPL）樣品，可選用非連續(xù)間隔取樣器和氣囊泵。采樣過程中，優(yōu)先采集VOCs樣品，同時(shí)應(yīng)控制好流速（≤0.3L/min）和地下水水位的變化（≤10cm）。

表2 地下水取樣設(shè)備的特點(diǎn)

2.3 現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)

疑似污染地塊調(diào)查過程中，基于有限點(diǎn)位和有限樣品確定場(chǎng)地是否存在污染和潛在風(fēng)險(xiǎn)，捕捉污染最嚴(yán)重的區(qū)域，借助現(xiàn)場(chǎng)快篩檢測(cè)設(shè)備，對(duì)采集的樣品進(jìn)行快速篩選，輔助采樣人員大致判斷場(chǎng)地的污染范圍和污染程度，從而有效控制樣品數(shù)量，節(jié)省檢測(cè)時(shí)間及費(fèi)用。土壤樣品常用的快速檢測(cè)設(shè)備有X射線熒光分析儀（XRF）和光離子化檢測(cè)儀（PID）。XRF主要功能是能快速檢測(cè)土壤樣品中重金屬含量；PID主要檢測(cè)土壤中VOCs、部分SVOCs的濃度。地下水樣品現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)儀器種類較多，主要檢測(cè)水樣中的pH值、溫度、電導(dǎo)率、氧化還原電位和濁度，以滿足樣品采集要求。

2.4 樣品保存方法

2.4.1 土壤樣品

根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目的不同，樣品保存方式各異。當(dāng)檢測(cè)項(xiàng)目為無機(jī)物時(shí)，一般采用聚乙烯瓶或棕色玻璃瓶；檢測(cè)項(xiàng)目為揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）時(shí)，采用40mL棕色吹掃瓶，并添加10mL甲醇保護(hù)劑；檢測(cè)項(xiàng)目為半揮發(fā)性（SVOCs）時(shí)，采用250mL棕色玻璃瓶。其他特定檢測(cè)項(xiàng)目參照《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T166-2004）執(zhí)行。

2.4.2 地下水樣品

地下水樣品的保存方法也是因檢測(cè)因子的不同保存方式也有所差異，《地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T164-2004）附錄A中對(duì)地下水樣品保存容器的選擇、保護(hù)劑、保存時(shí)限和采樣量進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)。

土壤和地下水樣品采集后應(yīng)立即存放至保溫箱內(nèi)，在4℃溫度下避光保存，并在有效期內(nèi)進(jìn)行送檢。

3 采樣過程存在的問題

3.1 地塊生產(chǎn)歷史調(diào)查不清

疑似污染地塊調(diào)查，首要任務(wù)是確定特征污染物，分析特征污染物時(shí)應(yīng)考慮曾經(jīng)的生產(chǎn)產(chǎn)品、原輔材料和生產(chǎn)工藝，是否存在“廠中廠”的現(xiàn)象。根據(jù)生產(chǎn)工藝分析產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn)及污染物，確定分析測(cè)試項(xiàng)目。資料的獲取方式可以通過資料的收集、人員訪談及管理部門走訪。在實(shí)際調(diào)查過程中，存在對(duì)用地歷史調(diào)查不清的問題，導(dǎo)致特征污染物分析不全，最終影響調(diào)查結(jié)果的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和完整性。

3.2 水文地質(zhì)調(diào)查不清

開展水文地質(zhì)調(diào)查的目的，是為了研究污染物在地下遷移的規(guī)律和污染深度，能夠準(zhǔn)確判斷場(chǎng)地地下水的埋深及地層結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)采樣點(diǎn)布設(shè)的位置、采樣深度及地下水監(jiān)測(cè)井的建設(shè)，為疑似污染地塊調(diào)查的合理性提供依據(jù)。在實(shí)際工作中，由于忽視場(chǎng)地水文地質(zhì)調(diào)查，未能利用有限點(diǎn)位準(zhǔn)確判斷地下水的流向，可能遺漏因污染物的遷移或擴(kuò)散造成地塊下游區(qū)域的污染，不能為后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作和修復(fù)工作提供更多的科學(xué)依據(jù)。

3.3 采樣操作不規(guī)范

疑似污染地塊調(diào)查過程中，采樣操作規(guī)范與否直接影響分析測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①鉆探過程中，應(yīng)使用非擾動(dòng)鉆探設(shè)備；②鉆探過程中，應(yīng)采用無漿液鉆進(jìn)；③不同采樣點(diǎn)間應(yīng)清洗鉆頭、鉆桿、套管及采樣管等；④VOCs樣品的采集應(yīng)使用非擾動(dòng)采樣器，并在樣品瓶中添加保護(hù)劑，半揮發(fā)性和重金屬樣品應(yīng)多點(diǎn)混合均勻后采集；⑤每一深度樣品，應(yīng)在通過顏色、性狀等現(xiàn)場(chǎng)辨識(shí)出的存在污染痕跡或現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)篩選出的污染相對(duì)較重的位置進(jìn)行取樣；⑥地下水樣品采集前應(yīng)進(jìn)行洗井，洗井不得使用反沖、氣洗的方式，洗井過程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試參數(shù)要滿足技術(shù)規(guī)定要求；⑦地下水樣品采集應(yīng)優(yōu)先使用氣囊泵、蠕動(dòng)泵等低流量采樣設(shè)備，條件不具備時(shí)可使用具有低流量調(diào)節(jié)閥的貝勒管；樣品采集時(shí)，出水流速不超過0.5L/min，用于VOCs檢測(cè)的樣品瓶不存在頂空或氣泡；⑧采集樣品過程中，應(yīng)防止交叉污染，土壤樣品采集時(shí)，應(yīng)佩戴一次性手套，防止不同樣品之間的污染；⑨地下水樣品采集過程中，應(yīng)“一井一管（采樣管）”；⑩二次污染：主要指采樣后剩余的土壤和洗井、清洗采樣工具所產(chǎn)生的廢水，如果處理不當(dāng)容易引起場(chǎng)地的二次污染。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)準(zhǔn)備好盛裝廢棄土和廢水的容器，待采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)運(yùn)到指定地點(diǎn)進(jìn)行處理。

4 結(jié)論與建議

開展疑似污染地塊調(diào)查，加強(qiáng)土壤環(huán)境保護(hù)是推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和維護(hù)國家生態(tài)安全的重要內(nèi)容，是貫徹落實(shí)《土十條》的重要工作。但由于我國開展土壤污染治理較晚，在調(diào)查和采樣過程中存在一些問題，在一定程度上導(dǎo)致所采集的樣品缺乏代表性和有效性，影響調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)此，提出如下建議：

（1）調(diào)查人員應(yīng)清楚了解地塊用地歷史，對(duì)收集的資料進(jìn)行甄別，對(duì)原輔材料、產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝仔細(xì)分析，篩選出特征污染物。

（2）調(diào)查初期應(yīng)查明場(chǎng)地的水文地質(zhì)狀況、土層性質(zhì)、分布特征、地下水流向等，進(jìn)而明確場(chǎng)地具體調(diào)查工作。

（3）場(chǎng)地調(diào)查過程中，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行樣品采集和保存，加強(qiáng)樣品管理，防止交叉污染和二次污染，保證所采集的樣品具有代表性，避免采樣過程中不合理操作帶來的不利影響。