基于場地歷史進程的土壤污染調(diào)查布點方式研究

王遠圓

（上海市巖土工程檢測中心有限公司，上海 200436）

隨著中國工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃調(diào)整，城市內(nèi)工業(yè)企業(yè)搬遷至城市郊區(qū)或者工業(yè)集中區(qū)，同時城市化進程的快速發(fā)展，大型城市建設(shè)區(qū)域擴大受到可用建設(shè)工地緊缺的影響，使得市區(qū)內(nèi)老舊建筑拆除后土地被重新利用的情況越來越多[1]。無論是工業(yè)企業(yè)搬遷還是老舊建筑拆除重建，作為土地變動后遺留土地，重新開發(fā)利用從而使得土地用地性質(zhì)發(fā)生一次甚至多次改變，其歷史使用情況所涉及的生產(chǎn)經(jīng)營活動可能形成污染場地，而這些污染場地若不經(jīng)過治理和修復(fù)，會對周圍環(huán)境及人群健康造成威脅[2]。

由于污染場地有復(fù)雜、多元和不均等特點，加之場地條件及用地類型不同，進行有效的科學(xué)布點在場地土壤污染狀況初步調(diào)查中顯得尤為重要。對場地土壤污染狀況初步調(diào)查布點及采樣方法已有相關(guān)研究，從前期準備、布點方法、布點程序和布點原則等方面進行闡述[1-3]，多位學(xué)者[4-7]對場地污染調(diào)查進行研究，但在土壤初步調(diào)查歷史進程角度仍有精細化分析的空間?，F(xiàn)以場地土壤污染狀況初步調(diào)查階段中結(jié)合場地歷史化進程角度研究布點方式，以期達到更科學(xué)、全面的場地調(diào)查布點工作。

1 場地歷史進程

1.1 場地土壤污染狀況初步調(diào)查

場地土壤污染狀況調(diào)查分為三個階段，第一階段是以資料收集、現(xiàn)場踏勘和人員訪談為主的場地背景調(diào)查階段，原則上不對場地現(xiàn)場進行采樣，主要目的為初步判斷場地內(nèi)的潛在污染及可能存在的污染區(qū)域。第二階段是以采樣與分析為主的污染調(diào)查科學(xué)求證階段。通過前期調(diào)查，初步掌握場地區(qū)域內(nèi)的土壤是否可能存在污染，制定相應(yīng)采樣方案后，根據(jù)布點對場地內(nèi)土壤進行采樣分析，從而確定存在的污染物類型及其污染程度，為后續(xù)的土壤評估提供準確參數(shù)。第三階段是以實驗室檢測分析和補充采樣分析為主，獲得土壤風(fēng)險評估及土壤污染風(fēng)險管控標準所需的檢測參數(shù)。土壤污染狀況初步調(diào)查涉及第一、第二階段，而其中場地歷史進程涉及到第一階段，為第二階段的土壤采樣具有科學(xué)性并有效覆蓋可能污染區(qū)域提供有力數(shù)據(jù)支持。

1.2 場地歷史

場地的歷史進程可分為四個階段：一直作為非建設(shè)用地階段、非建設(shè)用地到建設(shè)用地階段、建設(shè)用地到改擴建重新利用階段、退出建設(shè)用地到非建設(shè)用地。從建設(shè)用地改擴建重新利用階段，搬遷后的工業(yè)企業(yè)遺留土地將會被重新進行開發(fā)利用從而使土地的使用性質(zhì)發(fā)生改變?！吨腥A人民共和國土壤污染防治法》第五十九條明確規(guī)定，用途變更為住宅、公共管理與公共服務(wù)用地的，變更前應(yīng)當按照規(guī)定進行土壤污染狀況調(diào)查。要研究建設(shè)用地改擴建重新利用階段場地的歷史化進程，需要從場地用地性質(zhì)分類講起。依據(jù)《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標準》（GB 50137-2011）中的用地分類體系[8]，場地分為城鄉(xiāng)用地以及城市建設(shè)用地兩部分；城鄉(xiāng)用地共分為2大類，城市建設(shè)用地共分為8大類，詳見圖1場地用地性質(zhì)分類圖。隨著場地內(nèi)土地使用情況的歷史變遷，存在場地歷史用途性質(zhì)單一或用途性質(zhì)發(fā)生多次改變。用途性質(zhì)發(fā)生多次改變的場地，需要依據(jù)不同時間階段進行綜合分析。

1.3 局部精細化分類

圖1 用地性質(zhì)分類圖Fig.1 Classification diagram of land use

受到污染的擬調(diào)查區(qū)域，需要按照區(qū)域功能劃分進行精細化分析。非建設(shè)用地中的河流、農(nóng)田、暗浜等作為具有極易富集污染物的區(qū)域需進行重點布點。建設(shè)用地需根據(jù)場地土壤污染狀況初步調(diào)查的第一階段，首先深入了解原生產(chǎn)企業(yè)在擬調(diào)查區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品、涉及的原輔材料、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)生的危廢情況、廠區(qū)平面布置變化情況等。在場地歷史進程中，擬調(diào)查區(qū)域用地的情況分布會隨著時間推移發(fā)生變化，尤其是早些年某些廠區(qū)不按政策要求進行用地性質(zhì)變更申報，任意變更場地用地性質(zhì)，例如某個功能區(qū)從非建設(shè)用地變成工業(yè)原材料存儲用地，后由于某些原因場地拆除作為道路，其按照現(xiàn)狀分析布點重視程度遠低于歷史進程中作為工業(yè)原材料存儲用地階段，故對場地內(nèi)進行布點時，應(yīng)考慮區(qū)域內(nèi)各時間段的用地用途。

2 布點方式

場地土壤污染狀況初步調(diào)查的布點遵循3個基本原則：點面結(jié)合與全面結(jié)合原則、功能分區(qū)與重點監(jiān)測原則、資源節(jié)約和可行性原則。應(yīng)做好前期工作準備，通過對地塊管理機構(gòu)和地方政府的官員、環(huán)境保護行政主管部門的官員、地塊過去和現(xiàn)在各階段的使用者，以及地塊所在地或熟悉地塊的第三方，如相鄰地塊的工作人員和附近的居民進行人員訪談，全面精準掌握場地歷史情況[9]。再結(jié)合現(xiàn)場踏勘，制定初步布點方案，有效利用一種或者多種布點方法對污染場地土壤進行布點，并結(jié)合現(xiàn)場實際采樣情況，對部分土壤點位進行靈活調(diào)整，最終按規(guī)范采樣，運送至有資質(zhì)的專業(yè)實驗室進行分析，從而確認場地內(nèi)土壤的污染程度，編制土壤污染初步調(diào)查報告。

相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則[9-11]中對土壤監(jiān)測點位布設(shè)方法進行了羅列并進行了詳細解釋，對土壤采樣面積、采樣點位數(shù)、采樣深度、采樣層數(shù)等要求進行了明確。作為國際重要經(jīng)濟中心，上海歷經(jīng)長期的工業(yè)發(fā)展、企業(yè)的變遷，也因此遺留了許多環(huán)境問題。截至目前，上海市的建設(shè)用地總規(guī)模已遠超其他國際城市，為控制建設(shè)用地占全市陸域面積的比例，上海市將持續(xù)開展建設(shè)用地減量化，將原來場地內(nèi)低效企業(yè)停產(chǎn)[12]。因眾多企業(yè)拆遷過程中極有可能對場地土壤產(chǎn)生二次污染，故在進行土壤污染初步調(diào)查時，需詳細了解場地歷史進程中所有涉及的企業(yè)及相關(guān)信息，對其進行有針對性的精確布點。

污染場地土壤的點位布設(shè)方法主要有隨機布點法、系統(tǒng)布點法、分區(qū)布點法和專業(yè)判斷法。由于不同的點位布設(shè)方法適用于不同狀況下污染場地的土壤點位布設(shè)，因此通過結(jié)合不同歷史進程對擬調(diào)查區(qū)域運用上述一種或者多種布點方法（即結(jié)合歷史進程綜合判斷法），再將不同歷史進程的布點方法進行疊加分析，針對相鄰點位從專業(yè)判斷角度分析進行相應(yīng)調(diào)整，調(diào)整刪除重復(fù)點位。結(jié)合不同歷史進程角度來布設(shè)點位，經(jīng)過綜合分析，有效篩查點位有效性，構(gòu)成互補和系統(tǒng)的環(huán)境土壤布設(shè)方法，布點方法使用對比如表1所示。

表1 布點方法使用對比表Table 1 Comparison table of sampling methods

3 工程應(yīng)用案例

3.1 項目背景

該場地位于上海市某產(chǎn)業(yè)區(qū)，占地面積約130000 m2，未來規(guī)劃用地性質(zhì)為工業(yè)用地。經(jīng)前期調(diào)查了解到，歷史上該場地內(nèi)北部有農(nóng)場乳業(yè)，南部有工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，且紅線內(nèi)西部、南部、西南部各有1條河流，2020年三段河流均被填埋。其中農(nóng)場乳業(yè)成立于2002年，地塊及周邊農(nóng)田均屬于該農(nóng)場乳業(yè)，紅線內(nèi)北部建筑物主要用作糧倉；地塊紅線內(nèi)南部的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)成立于1976年10月，主要從事金屬加工，廠區(qū)內(nèi)2002年涉及模具車間、辦公室、焊接車間、倉庫。

2009年，該紅線區(qū)域內(nèi)北部農(nóng)場乳業(yè)拆除，南部工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)區(qū)域內(nèi)增加鉆孔車間及危廢倉庫，2011年增加金屬零件車間，2013年增加生產(chǎn)車間，紅線范圍內(nèi)所有建筑于2020年全部拆除，場地擬調(diào)查區(qū)域用地情況變化如圖2所示。

2013年至2020年，該工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)在場地內(nèi)用地情況未發(fā)生改變，于2020年被拆除，經(jīng)現(xiàn)場踏勘發(fā)現(xiàn)已無明顯建筑物。根據(jù)第一階段調(diào)查和人員訪談情況，生產(chǎn)企業(yè)主要從事金屬制品加工，生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中原材料主要為金屬原料等，生產(chǎn)中主要涉及金屬原料的沖壓、折彎、打磨、焊接、鉆孔、各部件的焊接、成型等，不涉及地下管線。生產(chǎn)車間主要進行原材料的切割、拉直等，鉆孔車間主要對成型部件進行鉆孔，焊接車間主要對需要連接的部件進行焊接，模具車間內(nèi)使用專業(yè)的模具、沖孔機、折彎機等使產(chǎn)品的各部件初步成型，金屬零件車間主要用于儲存初步成型的零部件，倉庫用于儲存成品，危廢倉庫用于儲存在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢機油、抹布等。在生產(chǎn)過程中可能會產(chǎn)生重金屬、石油烴、揮發(fā)性有機物的污染。

圖2 場地調(diào)查區(qū)域用地情況及其變化Fig.2 Site survey area land use situation and its change

3.2 污染識別

通過收集不同歷史進程中的場地情況，分析不同時間段企業(yè)各區(qū)域的功能情況，形成圖2所示2002年場地擬調(diào)查區(qū)域用地情況示意圖。地塊紅線內(nèi)北部為農(nóng)場乳業(yè)，所建糧倉用于暫時儲存糧食及食物，不涉及工業(yè)活動歷史，不涉及原輔材料和地下管線，產(chǎn)生污染的可能性較小。地塊紅線內(nèi)南部為工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，涉及生產(chǎn)車間、辦公室、倉庫等，涉及工業(yè)活動歷史。生產(chǎn)車間、焊接車間、模具車間均涉及金屬原料的加工，屬于疑似污染區(qū)域，產(chǎn)生的潛在污染物有重金屬、揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物及石油烴。鉆孔車間涉及金屬生產(chǎn)，廢棄倉庫用于存放廢機油、廢油抹布、廢切削液等。鉆孔車間及廢棄倉庫均屬于疑似污染區(qū)域，產(chǎn)生的潛在污染物有重金屬及石油烴。通過收集分析項目地塊范圍內(nèi)的河流隨著時間推移的填埋情況，在地塊內(nèi)確認了3處疑似污染區(qū)域，歷史上均為河流，清淤后被填埋。因填土來源為周邊農(nóng)田，故可能存在重金屬及有機農(nóng)藥等潛在污染物。項目地塊共識別到8個疑似污染區(qū)域，疑似污染區(qū)域識別分布如圖3所示，地塊污染識別情況如表2所示。根據(jù)疑似污染區(qū)域的潛在污染物類型及相關(guān)管控標準[13]，將重金屬、揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、石油烴、有機農(nóng)藥選作監(jiān)測因子。因地塊未來規(guī)劃為工業(yè)用地，故將監(jiān)測因子檢出值對照國家標準《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標準》（GB 36600-2018）中的第二類用地篩選值進行綜合評價。

3.3 點位布設(shè)

根據(jù)《建設(shè)用地土壤環(huán)境調(diào)查評估技術(shù)指南》（環(huán)境保護部公告2017年第72號），“初步調(diào)查階段，地塊面

圖3 地塊內(nèi)疑似污染區(qū)域分布圖Fig.3 Distribution diagram of regarding environmental contaminated areas in the site

表2 疑似污染區(qū)域信息一覽表Table 2 An information list of regarding environmental contaminated areas

積大于5000 m2的，土壤采樣點位數(shù)不少于6個”，并可根據(jù)實際情況酌情增加，確保采樣點數(shù)目足以判別地塊污染情況。根據(jù)場地內(nèi)歷史衛(wèi)星圖及前期人員訪談，對2002年、2009年、2013年三個歷史進程有變化的年份進行布點（圖4a-c），對歷史企業(yè)區(qū)域及潛在污染區(qū)域采用專業(yè)判斷布點方法；對于污染源較為分散的地塊和地貌嚴重破壞的地塊，以及無法確定地塊歷史生產(chǎn)活動和各類污染裝置位置時可采用系統(tǒng)布點法。對于潛在污染較小的區(qū)域布設(shè)土壤監(jiān)測點，潛在污染較嚴重的區(qū)域布設(shè)水土復(fù)合監(jiān)測點。地塊北部的農(nóng)場乳業(yè)占地面積約為12000 m2，采用系統(tǒng)布點法布設(shè)了3個土壤監(jiān)測點位；地塊南部的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)占地面積約為24000 m2，采用專業(yè)判斷布點法布設(shè)了3個水土復(fù)合監(jiān)測點位；地塊西部、西南部、南部共3處暗浜，占地面積分別約為3000 m2、1200 m2、6150 m2，采用專業(yè)判斷布點法在各處暗浜布設(shè)1個水土復(fù)合監(jiān)測點位；地塊東部及西部的農(nóng)田及空地占地面積約為83650 m2，采用系統(tǒng)布點法布設(shè)7個土壤監(jiān)測點位和4個水土復(fù)合監(jiān)測點位。最終通過歷史進程綜合判斷的方法，得到綜合判斷布點圖（圖4d），共布設(shè)20個土壤監(jiān)測點位，10個地下水監(jiān)測點位。對照監(jiān)測點位應(yīng)盡量選擇在一定時間內(nèi)未經(jīng)外界擾動的裸露土壤[10]，故選擇在地塊界外北側(cè)97m處的空地區(qū)域布設(shè)一個土壤和地下水對照點。

4 總結(jié)

圖4 污染場地調(diào)查監(jiān)測布點方案Fig.4 The sampling plan for the investigation and monitoring of contaminated sites

本文從場地歷史進程角度出發(fā)，對場地初步調(diào)查涉及布點方式進行研究。利用場地歷史變遷資料，根據(jù)調(diào)查區(qū)域內(nèi)每個時間段場地用地性質(zhì)及人為擾動因素，對擬調(diào)查區(qū)域進行精細化分類及布點。通過引入場地歷史進程維度，能夠較為精準掌握用地可能存在的污染危害行為，使得布點更加科學(xué)、嚴謹，為場地土壤初步調(diào)查工作提供更為有效的依據(jù)。因上海市建設(shè)用地相對緊張，場地內(nèi)企業(yè)可能進行過一次或多次拆遷，在土地平整過程中可能存在二次污染風(fēng)險，因此潛在污染區(qū)域也可能因此而發(fā)生偏移。因此，可考慮對場地內(nèi)企業(yè)的拆遷過程進行跟蹤管理，并在滿足經(jīng)濟性的前提下盡可能有針對性多布點，從而使得土壤布點更為精準。