一种双限值重金属污染程度分级方法

摘要

本发明提供了一种双限值重金属污染程度分级方法，该方法是基于重金属总含量和浸出浓度两个维度双限值的分级方法；利用重金属总含量基准值和限值对污染土壤或底泥进行分级，强调对重金属总含量的控制，提高土壤和底泥的环境容量；利用重金属的浸出浓度基准值和限值对污染土壤或底泥进行分级，强调对重金属易迁移化学形态的控制，降低土壤和底泥中的重金属向环境迁移的风险。本发明既解决了单一依靠总量分级评价的方法不能真正反应出污染物的生物毒性及迁移性问题，又解决了单一依靠形态学划分的操作性较差、而且会造成评价过度与现实不符的问题。

权利要求

1.一种双限值重金属污染程度分级方法，其特征在于：包括如下步骤，

1)结合相关土壤标准和工程当地的土壤背景值，并通过对环境风险评估，确定适用于项目的重金属总含量的基准含量值M和限值含量值N；所述重金属总含量的设有两级限值含量，分别为第一限值含量值N1和第二限值含量值N2，且N1＜N2；

2)结合项目区域治理后的功能区划、土地属性，通过分析重金属的化学形态组成来判断其有效迁移性，结合相关国家浸出浓度标准，进而确定浸出浓度的基准溶出值P和限值溶出值Q；

3)确定分级模型，将步骤1)得到的重金属总含量的基准含量值和限值含量，与步骤2)得到的浸出浓度的基准溶出值和限值溶出值进行正交，其中项目的重金属总含量用L表示，项目的浸出浓度用K表示，分级模型如下：当L≤M且K≤P时，为无污染区；

当M＜L≤N1且K≤P，或者L≤M且P＜K≤Q时，为轻微污染区；

当M＜L≤N1且P＜K≤Q，或者L≤M且K＞Q时，为轻度污染区；

当M＜L≤N1且K＞Q，或者N1＜L≤N2且K≤P，或者N1＜L≤N2且P＜K≤Q时，为中度污染区；

当L＞N2，或者N1＜L≤N2且K＞Q时，为重度污染区。

2.根据权利要求1所述的双限值重金属污染程度分级方法，其特征在于：步骤3)中，当L＞N2且K＞Q时，为安全处置区，无论处置后的浸出浓度是否降低，均要求进行安全处置。

3.如权利要求1或2所述的双限值重金属污染程度分级方法在重金属污染程度分级中的应用。

说明书

一种双限值重金属污染程度分级方法

技术领域

[0001] 本发明属于重金属污染土壤或水体沉积物底泥治理修复技术领域，尤其是涉及一种双限值重金属污染程度分级方法。

背景技术

[0002] 目前评价土壤和水体沉积物底泥的重金属污染程度的方法中，国内外常用有两类方法，一类是基于重金属总含量与土壤目标值的之间的相差倍数来进行分级，这类方法有单项污染指数法、内梅罗污染综合指数法、潜在生态危害指数法。随着人类重金属的生物毒性的深入了解，出现了第二类分级方法，即基于重金属形态学来评估重金属的污染状况，为重金属污染治理提供更科学依据，这类方法有RAC(Risk Assessment Code)风险评价指标、次生相与原生相(RSP)比值法等方法。

[0003] 但上述两类方法都是建立在一个维度上的分级模型。

[0004] 第一类方法是基于土壤中重金属总含量的方法，基于重金石总量分级评价的方法不能真正反应出污染物的生物毒性以及污染迁移性。例如：有的含量很高，但其生物毒性不大，按总量分级提高了处理成本；有的含量很低，但其存在的形态均已可迁移的形态存在，其生物毒性仍然很大；处理不当达不到预期的治理目标，相反会增环境风险。

[0005] 第二类方法是基于重金属在土壤或者底泥中存在的形态，即直接评价重金属的生物毒性和可迁移性，但目前形态的分级提取方法多种多样，不具统一性，不具可比性，而且忽略重金属的总含量，有时会有评价结果与实际严重不符。因此，仅仅通过化学形态来完成分级也不太学科，实际应用的操作性较差。由于重金属的毒性因其种类、浓度以及暴露时间的不同而不同，此指标也只能提供重金属有效性的大致范围。

[0006] 目前现有的重金属污染分级方法存在总量和化学形态之间的权衡矛盾问题，不能解决污染分级客观的、科学的、因地制宜的反应出实际的重金属污染程度的问题，对后续重金属污染修复治理都带来极大的不确定性。

发明内容

[0007] 有鉴于此，本发明旨在提出一种双限值重金属污染程度分级方法，以克服单一依靠重金属总量或者重金属可交换的化学形态所占比例的缺点。寻求一种有效评价出重金属污染的程度，以便为后期科学合理、安全可靠的选择重金属治理和修复方法提供有更加科学的支撑。

[0008] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0009] 一种双限值重金属污染程度分级方法，包括如下步骤，

[0010] 1)结合相关土壤标准和工程当地的土壤背景值，并通过对环境风险评估，确定适用于项目的重金属总含量的基准含量值M和限值含量值N；

[0011] 2)结合项目区域治理后的功能区划、土地属性，通过分析重金属的化学形态组成来判断其有效迁移性，结合相关国家浸出浓度标准，进而确定浸出浓度的基准溶出值P和限值溶出值Q；

[0012] 3)确定分级模型，将步骤1)得到的重金属总含量的基准含量值和限值含量，与步骤2)得到的浸出浓度的基准溶出值和限值溶出值进行正交，其中项目的重金属总含量用L表示，项目的浸出浓度用K表示，分级模型如下：

[0013] 当L≤M且K≤P时，为无污染区；

[0014] 当M＜L≤N且K≤P，或者L≤M且P＜K≤Q时，为轻微污染区；

[0015] 当M＜L≤N且P＜K≤Q，或者L≤M且K＞Q时，为轻度污染区；

[0016] 当M＜L≤N且K＞Q，或者L＞N且K≤P，或者L＞N且P＜K≤Q时，为中度污染区；

[0017] 当L＞N且K＞Q时，为重度污染区。

[0018] 优选的，步骤1)中，所述重金属总含量的设有两级限值含量，分别为第一限值含量值N1和第二限值含量值N2，且N1＜N2；则步骤3)中，分级模型如下：

[0019] 当L≤M且K≤P时，为无污染区；

[0020] 当M＜L≤N1且K≤P，或者L≤M且P＜K≤Q时，为轻微污染区；

[0021] 当M＜L≤N1且P＜K≤Q，或者L≤M且K＞Q时，为轻度污染区；

[0022] 当M＜L≤N1且K＞Q，或者N1＜L≤N2且K≤P，或者N1＜L≤N2且P＜K≤Q时，为中度污染区；

[0023] 当L＞N2，或者N1＜L≤N2且K＞Q时，为重度污染区。

[0024] 优选的，步骤3)中，当L＞N2且K＞Q时，为安全处置区，无论处置后的浸出浓度是否降低，均要求进行安全处置。

[0025] 本发明还提供了如上所述的双限值重金属污染程度分级方法在重金属污染程度分级中的应用。

[0026] 相对于现有技术，本发明所述的双限值重金属污染程度分级方法，具有以下优势：本发明针对现有两大类的污染分级方法存在的仅仅依靠单一维度来描述污染程度的缺点，提出了基于土壤或底泥中重金属总含量和浸出浓度两个维度双限值的分级模型。既解决了单一依靠总量分级评价的方法不能真正反应出污染物的生物毒性以及污染迁移性问题，而且也解决了单一依靠形态学划分的操作性较差、而且会造成评价过度与现实不符的问题。

[0027] 本发明采用的是重金属总含量和浸出浓度两个维度双限值的分级模式，具体是：一是利用重金属总含量基准值和限值对污染土壤或底泥进行分级，强调对重金属总含量的控制，提高土壤和底泥的环境容量；二是利用重金属的浸出浓度基准值和限值对污染土壤或底泥进行分级，强调对重金属易迁移化学形态的控制，降低土壤和底泥中的重金属向环境迁移的风险。由于土壤和底泥的污染程度分级决定了后期修复采取的技术路线，本发明可以实现在提高修复后的土壤和底泥对重金属环境容量值的同时，又要降低土壤和底泥中的重金属向环境迁移的风险。

附图说明

[0028] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0029] 图1为本发明实施例一所述的双限制重金属污染程度分级方法的正交示意图；

[0030] 图2为本发明实施例二所述的双限制重金属污染程度分级方法的正交示意图。

具体实施方式

[0031] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0032] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0033] 实施例一

[0034] 如图1所示，一种双限值重金属污染程度分级方法，包括如下步骤，[0035] 1)结合相关土壤标准和工程当地的土壤背景值，并通过对环境风险评估，确定适用于项目的重金属总含量的基准含量值M和限值含量值N；其中基准含量值为环境许可值，低于此数值为安全的，可不用处理；高于此值为污染值，已考虑进行治理；限值含量值为修复的行动值，超过此值必须治理。

[0036] 2)结合项目区域治理后的功能区划、土地属性，通过分析重金属的化学形态组成来判断其有效迁移性，结合相关国家浸出浓度标准，进而确定浸出浓度的基准溶出值P和限值溶出值Q；其中基准溶出值为环境许可值，低于此数值为安全的，可不用处理，高于此值为污染值，已考虑进行治理；限制溶出值，为修复行动值，超过此值必须治理。

[0037] 3)确定分级模型，将步骤1)得到的重金属总含量的基准含量值和限值含量，与步骤2)得到的浸出浓度的基准溶出值和限值溶出值进行正交，共得到9个区间，其中项目的重金属总含量用L表示，项目的浸出浓度用K表示，分级模型如下：

[0038] 当L≤M且K≤P时，即标号为1的区间，为无污染区；

[0039] 当M＜L≤N且K≤P，或者L≤M且P＜K≤Q时，即标号分别为3和2的区间，为轻微污染区；

[0040] 当M＜L≤N且P＜K≤Q，或者L≤M且K＞Q时，即标号分别为4和5的区间，为轻度污染区；

[0041] 当M＜L≤N且K＞Q，或者L＞N且K≤P，或者L＞N且P＜K≤Q时，即标号为6、7和8的区间，为中度污染区；

[0042] 当L＞N且K＞Q时，即标号为9的区间，为重度污染区。

[0043] 实施例二

[0044] 如图2所示，一种双限值重金属污染程度分级方法，包括如下步骤，[0045] 1)结合相关土壤标准和工程当地的土壤背景值，并通过对环境风险评估，确定适用于项目的重金属总含量的基准含量值M和限值含量N，其中所述重金属总含量的设有两级限值含量，分别为第一限值含量值N1和第二限值含量值N2，且N1＜N2；基准含量值，此值为环境许可值，低于此数值为安全的，可不用处理；高于此值为污染值，已考虑进行治理；第一限值含量值，此值为修复的行动值，超过此值必须治理，第二限值含量值，此值为安全处置行动值，超过此值，建议进行安全处置。

[0046] 2)结合项目区域治理后的功能区划、土地属性，通过分析重金属的化学形态组成来判断其有效迁移性，结合相关国家浸出浓度标准，进而确定浸出浓度的基准溶出值P和限值溶出值Q；其中基准溶出值，此值为环境许可值，低于此数值为安全的，可不用处理；高于此值为污染值，已考虑进行治理。限值溶出值，此值为修复的行动值，超过此值必须治理。

[0047] 3)确定分级模型，将步骤1)得到的重金属总含量的基准含量值和限值含量，与步骤2)得到的浸出浓度的基准溶出值和限值溶出值进行正交，其中项目的重金属总含量用L表示，项目的浸出浓度用K表示，分级模型如下：

[0048] 当L≤M且K≤P时，即标号为1的区间，为无污染区；

[0049] 当M＜L≤N1且K≤P，或者L≤M且P＜K≤Q时，即标号为3和2的区间，为轻微污染区；

[0050] 当M＜L≤N1且P＜K≤Q，或者L≤M且K＞Q时，即标号为4和5的区间，为轻度污染区；

[0051] 当M＜L≤N1且K＞Q，或者N1＜L≤N2且K≤P，或者N1＜L≤N2且P＜K≤Q时，即标号为6、7、8的区间，为中度污染区；

[0052] 当L＞N2，或者N1＜L≤N2且K＞Q时，即标号为10、11、12、9的区间，为重度污染区。

[0053] 标号为12的区间，为安全处置区，无论处置后的浸出浓度是否降低，均要求进行安全处置。

[0054] 两块土壤，A土壤中镉浓度为1.8mg/kg，其化学形态90％以残渣态形态存在(基本不溶出的)，10％以可交换态存在(可以溶出的)；B土壤中镉浓度为0.9mg/kg，其化学形态以其化学形态10％以残渣态形态存在(基本不溶出的)，90％以可交换态存在(可以溶出的)；

[0055] 如果参照《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)来评价，A土壤其总含量值超过了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的三级标准1.0mg/kg的总量限值,按GB15618来看不适宜作为农田土壤使用了。但从其污染迁移性来看，由于10％的镉形态是可以溶出的，暂时用1.8×10％＝0.18这个值代表其向环境中释放的程度。

[0056] B土壤其总含量值低于《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的三级标准1.0mg/kg的总量限值,按GB15618来看适宜在土壤背景值高的地方作为农田土壤使用了。但从其污染迁移性来看，由于90％的镉形态是可以溶出的，暂时用0.9×90％＝0.81这个值代表其向环境中释放的程度。

[0057] 如果仅仅从总含量来分析，结合《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)，A土壤不适合农用，B土壤适合农用。但从可溶出的实际效果来分析，B土壤的溶出毒性是A土壤溶出毒性的0.81/0.18＝4.5倍。

[0058] 虽然A土壤总含量是B土壤总含量的2倍，但B土壤的溶出毒性却是A土壤的4.5倍。总含量低的、符合标准的土壤毒性竟然更大。

[0059] 由此可以看出在总含量限值分级基础上增加浸出浓度限值是如此的必要和重要，双限值污染分级方法更能反应出土壤重金属真实的毒性等级。

[0060] 以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。