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随着工业化和城市化的快速推进,以及产业调整和城市布局的优化,大量落后、淘汰的冶炼厂、化工厂纷纷关停或迁出,留下大片污染的土地——棕地(污染场地),如何做好污染场地的调查、评价与治理,以达到再利用的目的,成为近些年诸多学者所关注和探索的课题。以原湖南铁合金厂及周边土地为研究对象,通过走访调查、资料收集、样点布设、重金属含量测定,利用ArcGIS空间插值法、潜在生态风险评价模型、健康风险评价模型(参考《场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014))等,对该场地土壤与地下水重金属分布特征及生态风险和健康风险开展研究,并对该厂的污染治理提出建议。研究结果如下:(1)表层土壤重金属污染种类多、污染范围大,主要重金属有:总Cr、Cr(Ⅵ)、Mn、Pb、Cd、Zn 和 Cu,其含量均值为 1560mg·kg-1、383 mg·kg-1、9429 mg·kg-1、1002 mg·kg-1、43.7mg·kg.1、3075 mg·kg-1 和 45mg·kg-1,其点位超标率分别为 70.2%、81.5%、46.2%、46.7%、23.1%、45.1%和 0%,其污染面积分别为 458880 m2、526720 m2、285440 m2、302080 m2、159360 m2、278400 m2 和0 m2。中下层土壤中,土壤主要重金属为总Cr和Cr(Ⅵ),随着深度的增加,其污染面积均逐渐降低,比例分别从27.7%下降到7.2%和52.3%下降到6.3%。(2)对表层土壤6种重金属进行潜在生态风险评价,风险指数依次为Cd(184.9)>Pb(166.9)>Cr(60.4)>Zn(36.5)>Mn(16.0)>Cu(9.0),综合潜在生态风险评价结果表明,不同风险强度占场地总面积的比例依次为:强生态风险(44.1%)>中等生态风险(20.5%)>较强生态风险(18.5%)>轻微生态风险(17.9%)。(3)表层土壤中有多种重金属存在致癌或非致癌风险,Cd和Cr(Ⅵ)存在致癌风险,其中Cr(Ⅵ)的高致癌风险的点位比例达到79.49%,存在非致癌风险的点位比例从依次为:Cr(Ⅵ)(88.2%)>总Cr(87.7%)>Cd(66.7%)>Pb(49.7%)>Zn(3.6%),计算得到 Cd、总 Cr、Cr(Ⅵ)、Zn 和 Pb 的修复限值分别为:67.51 mg·kg-1、264.03 mg·kg-1、24.04 mg·kg-1、38051.75 mg·kg-1 和 207.04 mg·kg-1。(4)地下水中重金属具有污染品类多、数值高、范围大的特点,主要重金属离子有:Cr6+、Mn4+、Cd2+、Pb2+和Zn2+,均值分别为 23.88mg·L-1、105.6mg·L-1、212.4 mg·L-1、140.6 mg·L-1 和 127.5 mg·L-1,点位超标率分别为 45.5%、65.9%、36.7%、31.8%和 43.2%,污染面积分别为:301440 m2、444160 m2、243840 m2、231680 m2、265600 m2。(5)地下水环境综合评价结果表明,Cr6+、Mn4+、Cd2+、Pb2+和Zn2+的污染指数分别为0.2~1090、0~14.73、0~145、0.1~74和0.2~11.8,综合污染指数为0.240~791.831,不同污染程度所占的点位比例依次为:严重污染(52.3%)>重度污染(20.5%)>中度污染(11.4%)>清洁(9.1%)>轻度污染(6.8%)。(6)地下水中有多种重金属存在致癌或非致癌风险,Cr(Ⅵ)存在致癌风险,其“低风险”及以上的比例为59.1%,存在非致癌风险的点位比例依次为:Cr6+(43.2%)>Pb2+(4.5%)>Cd2+(0%)=Zn2+(0%);确定 Cr6+、Cd2+、Pb2+、Zn2+的修复限值分别为:0.10 mg·L-1、0.01 mg·L-1、0.10 mg·L-1和 5.00 mg·L-1。总体上看,原湖南铁合金厂的重金属污染情况较为复杂,具有重金属污染品类多、污染面积大、相对集中又存在扩散趋势等特点,土壤中致癌物以Cd和Cr(Ⅵ)为主,地下水中则仅为Cr(Ⅵ)。建议:表层土壤重金属相对集中的区域可用“挖填+电动修复/固化稳定+阻隔技术”进行修复,相对分散的区域,以及中下层土壤,根据重金属离子的属性,可灵活使用客土、生物修复、阻隔技术等进行修复。