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污染场地环境土壤监测点位的布设研究

时间:2024-07-28

李凤云

(曹县环境监测站,山东 菏泽 274400)

传统粗放型经济的发展模式以牺牲环境为代价,因而导致环境污染问题不断加剧。当前,人类已经认识到保护环境的重要性,因此越来越注重环境保护、环境治理。为此,我国近年来陆续出台了一系列法律法规、规范标准、指导文件,如《环境保护法》、《土壤环境质量标准》(GB 15618)、《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166)等。土壤是生态环境的重要组成部分,也是人类赖以生存的物质基础,做好对土壤环境的保护,有着重要的意义[1]。

1 污染场地环境土壤监测的内容

污染场地是指由于从事危害废弃物的处理、处置或堆放,有毒有害物质的生产、贮存、经营、处理以及矿山开采等活动而造成污染,且对生态环境或人体健康产生危害的场地。

污染场地环境监测,指的是对污染场地中的土壤、地表水、地下水、残留废弃污染物、空气以及场地治理修复中排放的污染物质等进行监测,其主要目的在于推动污染场地环境调查、强化污染场地环境管理、推进污染场地的风险评估与治理修复,为污染场地环境管理的全过程提供有效依据[2]。

污染场地环境监测中,土壤监测可谓是重中之重,其主要包括表层土壤监测、浅层土壤监测以及深层土壤监测三个部分的内容,见表1。此外,土壤监测还包括对回填土的监测。

表1 土壤监测的内容

2 监测点位布设的重要性及其原则

2.1 监测点位布设的重要性

污染场地环境监测中,土壤监测可分为三个步骤:一是污染识别阶段,主要工作内容是收集资料、数据信息,以人员访谈、现场踏勘等途径为主;二是污染证实阶段,以采样分析为主,又可以分为初步采样分析、详细采样分析,如果初步采样分析发现污染场地的污染物浓度符合相关标准的要求,则无需开展详细采样分析,若是初步采样分析发现污染场地的污染物浓度超标,则认为存在风险,必须开展详细采样分析;三是强化阶段,以补充采样、测试为主,其目的是为污染场地的风险评估、污染修复提供可靠依据[3]。

第一、第二阶段均属于污染场地环境调查阶段,主要是对土壤的污染情况进行调查,采取有效的监测手段,判断土壤中各种污染物质的特征,并全面分析污染物的种类、污染范围以及污染深度。土壤监测结果的准确性对场地环境监测的有效性产生直接的影响。土壤采样是土壤监测的核心环节,对后续污染场地的调查、风险评估有着直接的影响。而土壤监测点位布设的合理性,是决定土壤采样质量的主要因素。因此,必须科学布设土壤监测点位。

2.2 监测点位布设的原则

土壤监测点位布设过程中,为确保点位布设的科学性、合理性,必须遵循一定的原则:一是全面性原则。在布设土壤监测点位的时候,应充分考虑污染场地的土壤类型、历史生产情况以及后期规划用地方式等多个方面的因素,对土壤目前的质量状况进行全面分析,从而为土壤污染调查提供有效依据;二是可行性原则。在布设土壤监测点位的时候,应对污染场地内的建筑物及构筑物情况、现场安全、交通条件等进行综合考虑,若无法兼顾以上各方面,导致土壤监测点位布设不当,则可能影响采样工作的顺利开展;三是经济性原则。通常情况下,布设的土壤监测点位越多,则土壤污染情况调查结果也就越准确。但是,考虑到经济合理性的要求,在布设土壤监测点位的时候,应选择有代表性的点位,避免重复布设而导致的成本提高。

3 土壤监测点位的布设方法及其适用条件

3.1 系统随机布点法

系统随机布点法是将监测区域分为多个面积相同的地块,并随机抽取一定数量的地块,然后在这些抽取出来的地块中各布设一个采样点。应结合污染场地的使用情况、土壤监测的目的、污染场地的面积等,确定抽取的样本数。原则上来说,单个监测地块的面积应≤1 600 m2,采样处是各地块的中心部位。系统随机布点法是污染场地土壤监测点位布设的一种常用方法,其适用于污染场地中土地使用功能、土壤特征相近的区域[4]。

土壤监测点位布设时,实际采取系统随机布点法的时候,应按照如下步骤开展:(1)结合污染场地的面积、使用情况及突然污染情况等因素,对污染场地进行网格(即地块)划分,可以划分为方形(如图1)、三角形等不同的形状,并明确网格的密度;(2)根据土壤监测样品的数量要求,确定随机采样数量;(3)采取随机数表、抽签或者是掷骰子等方法,随机抽取若干个地块;(4)在这些抽取出来的地块中心部位进行采样。

3.2 系统布点法

系统布点法本着全面性的原则,根据污染场地的面积、污染情况等将其分为若干个地块,并在各地块进行采样的方法。原则上来说,单个监测地块的面积应≤1 600 m2,采样处是各地块的中心部位。污染场地环境监测中,系统布点法也是污染场地土壤监测点位布设的常用方法之一,其适用于原始状况严重破坏、土壤污染特征不明确的污染场地土壤监测[5]。

土壤监测点位布设时,实际采取系统布点法的时候,应按照如下步骤开展:(1)对污染场地进行网格(即地块)划分(如图2);(2)在地块中心部位进行采样。

系统布点法与系统随机布点法相比,工作量更大、监测过程更加复杂且对设备、技术的要求均比较高,但也有着监测结果准确度较高的优势。

3.3 分区布点法

分区布点法是将监测区域分为多个相对均匀的小区域,然后根据小区域的污染特征、面积大小等进行监测点位布设的方法。分区布点法与系统布点法、系统随机布点法相比,成本更低,可得到关于污染分布情况的信息。分区布点法适用于污染场地内污染特征存在明显差异、土地使用功能不同的区域[6]。

土壤监测点位布设时,实际采取分区布点法的时候,应按照如下步骤开展:

3.3.1 划分监测区域

在对监测区域进行划分的时候,可以将土地使用功能当作划分依据,分为生活区、办公区、生产区三种类型。生活区主要包括公用建筑、医院、宿舍以及食堂等;办公区主要包括道路、广场、绿地、办公建筑等;生产区,原则上来说应以生产工艺、建筑物或构筑物为单元,主要包括原料储库、产品储库、各生产车间、地下贮存构筑物、物料流通道路、废渣贮存场、废水处理场、地下管线等。针对生产区,综合考虑其土地使用功能、面积两个方面的因素,可将几个单元合并为一个监测地块,但这几个单元必须同时满足土地使用功能相近以及单元面积较小两个条件(如图3)。

分区布点法对各小区域的面积也有严格的要求:第一,面积≤1 600 m2的单元,可以当作一个独立的监测地块;第二,面积>1 600 m2的单元,可以等面积划分,确保划分后每个监测地块面积≤1 600 m2;第三,特殊情况,即存在潜在污染的单元,可适当缩小监测地块面积。

3.3.2 监控点位布设

针对每个监测地块,在确定监测点位的时候,可以是潜在污染最重的部位,也可以是该地块的中心部位,在取样点位不满足采样需求的情况下还可以适当偏移。

3.3.3 采样点布设

每个监测地块,均要分别在地表至地下0.2 m的表层土壤、地下0.2 m~0.6 m的浅层土壤、地下0.6 m至地下水的深层土壤中进行采样。地下3 m以内的深层土壤,采样间隔通常为0.5 m;地下3 m~6 m的深层土壤,采样间隔通常为1 m;地下6 m至地下水的深层土壤,采样间隔通常为2 m。若是土壤在垂直方向上的特征不同,则要对土壤采样间隔进行适当调整。原则上来说,第一个监测地块的采样点,应设置在污染最重的区域,取样深度至浅层地下水位,从而对该场地的土壤污染深度进行判定,并为后续其他地块的采样深度的确定提供可靠依据[7]。

在实际应用分区布点法的过程中,依然以污染场地的污染途径、污染物种类以及污染方式作为监测点位布设的依据,通常是以各地块的原边界当作监测地块的边界。若是划分区过大,应将其分为若干个小块,并以小块取样为混合基础样。采取分区布点法的时候,考虑到全面性的要求,布点顺序通常是纵向、横向兼顾。

4 结语

综上,土壤监测点位布设过程中,应遵循全面性、可行性、经济性的原则,充分考虑污染场地的面积、污染情况、土地使用功能等多方面的因素,合理选择系统随机布点法、系统布点法、分区布点法等土壤监测点位布设方法,实现对土壤监测点位的合理布设,为污染场地风险评估工作的顺利开展奠定良好基础。

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