CN103425885A

CN103425885A - 石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法

Info

Publication number: CN103425885A
Application number: CN2013103564393A
Authority: CN
Inventors: 崔兆杰; 武玉林; 傅小文; 姚俊朝; 邓如莹
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2013-08-15
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2013-12-04

Abstract

本发明涉及石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法，步骤如下：步骤一，确定环境质量评价因子；步骤二，确定环境质量评价因子的内梅罗综合污染指数；步骤三，确定石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量综合污染评价指标值IPI；步骤四，划分土壤环境质量级别。本发明解决了现有评价方法在进行土壤环境质量时不能突出污染物本身的特性，多适用于单元污染物污染土壤环境质量评价的缺陷，为石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤环境质量的评价提供了有效途径，能够对土壤污染状况进行更加准确的描述和评定，提高了土壤环境质量评价的有效性和准确性，为污染场地的污染防治及修复提供决策支持。

Description

石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法

技术领域

本发明涉及一种采用污染权重和污染指数评价石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法，属于环境评价技术领域。

背景技术

环境质量的准确评价是环境保护、生态文明建设中的一项首要工作。环境质量评价涉及多因素、多参数，因此，评价难度大，准确度低。土壤是污染物在各自然要素间迁移、转化的重要环节,也是污染物聚集的地球化学汇，因此土壤环境质量评价难度更大。目前，土壤环境质量评价方法有单因子指数法、灰色集类法、模糊综合评价法、综合指数法等。单因子指数法只能识别单个污染物的污染状况，不能反映综合环境质量；模糊综合评价法和灰色聚类法虽然考虑了土壤环境质量的模糊性和综合性，但是计算方法相对复杂；综合指数评价法是根据评价对象的特点，评价目的的要求，利用评价对象的典型性质参数构成评价指标，根据评价标准综合衡量系统状态优劣的评价方法，能准确地反映特定区域的整体环境质量。

化学品评分排序评价模式（The Chemical Scoring and Ranking Assessment Model，简称SCRAM）属于综合评价法中的半定量模式，主要考察化学物质的环境持久性、生物累积性和三致毒害性，这种模式可通过其不确定性赋分系统对数据不足的指标进行赋分，从而克服指标数据不完整对总体评分排序工作造成的困难。李丽和在《石油烃污染场地风险评价及案例研究》2007，北京化工大学，一文中利用化学品评分排序评价模式对石油烃污染场地进行了研究。

目前，环境质量评价方法大多适用于单元或二元污染评价，对于三元复合污染的土壤环境质量评价，尚缺乏相关的研究，且没有评价指标和方法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种适用于石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法。

发明概述

本发明是通过选定评价因子及其环境标准，在内梅罗指数评价法的基础上，根据不同种类污染物自身的污染特性，获得对应的污染权重，然后将指数值分别乘以其对应权重，获得处理值；然后将处理值相加综合，求出环境质量分级标准值，据此划分综合环境质量级别。

发明详述

本发明的技术方案如下：

石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法，步骤如下：

步骤一，确定环境质量评价因子：

以污染物的三致毒害性、生物累积性、环境持久性和检出率作为指标，利用“化学品评分排序评价模式（SCRAM）”对污染场地的污染物进行评分排序，对石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的污染物进行筛选，选出评分在60以上的污染物作为环境质量评价因子；所述的环境质量评价因子包括重金属、多环芳烃、苯系物、总石油烃以及盐度五类；

考虑到环境质量评价因子的选择是多因素综合的结果，所选的污染物应该是污染场地普遍存在的污染物，且对于特定的污染场地可以增加其特定的优先污染物；步骤一中各污染物的三致毒害性可查阅化学品毒性、法规、环境数据手册；生物累积性可查阅污染物的生物浓缩系数、生物累积系数和辛醇-水分配系数，环境持久性可查阅污染物的半衰期；检出率是污染物能被检测出来的比率，可根据石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤中具体污染物进行检测得到；

步骤二，确定环境质量评价因子的内梅罗综合污染指数：

以中国的全国土壤元素背景值作为重金属的环境质量标准值，以荷兰土壤多环芳烃环境标准值作为多环芳烃的环境质量标准值，以英国环境署出台的污染物土壤指导值作为苯系物的环境质量标准值，以中国土壤中总石油烃残留标准作为总石油烃的环境质量标准值，以植物耐受土壤含盐量临界值作为盐度的环境质量标准值；根据内梅罗综合污染指数法确定环境质量评价因子的内梅罗综合污染指数；

确定上述环境质量评价因子的内梅罗综合污染指数是由于我国《土壤环境质量标准》中，仅规定了8种重金属和2种有机氯农药的标准值，对于多环芳烃、苯系物、石油烃及盐度等指标均尚未有环境标准规定；而且，从当前实际需要看，现行标准一些重金属的标准过宽，不满足当前国情；

步骤三，确定石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量综合污染评价指标值IPI：

根据环境质量评价因子对土壤环境的影响程度，确定重金属、多环芳烃、苯系物、总石油烃和盐度的污染权重分别取0.293、0.289、0.115、0.156和0.147；并按照如下公式计算出环境质量综合污染评价指标值IPI：

IPI = Σ_{i = 1}^{m} P_{Nj} \times W_{j}

式中：m表示环境质量评价因子的种类数，P_Nj和W_j分别表示第j类环境质量评价因子在土壤环境质量评价中的内梅罗综合污染指数和污染权重；

步骤四，划分土壤环境质量级别：

根据环境质量综合污染评价指标值IPI确定土壤环境质量级别，

当IPI≤0.5时，土壤环境质量为清洁，

当0.5<IPI≤1.0时，土壤环境质量为尚清洁，

当1.0<IPI≤2.0时，土壤环境质量为轻污染，

当2.0<IPI≤3.0时，土壤环境质量为中度污染，

当IPI>3.0时，土壤环境质量为重污染。

根据本发明，优选的，所述的步骤一中的污染物包括：苯并（g,h,i）芘、苯并（a）蒽、萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(b)荧蒽、苯并（k）荧蒽、苯并（a）芘、茚苯（1,2,3,-cd）芘、二苯并（a,h）苝、屈、多氯联苯、六氯苯、五氯苯、四氯苯、三氯苯、二氯苯、氯苯、笨、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、硝基苯、二硝基甲苯、砷、镉、铬、镍、硒、锡、钴、银、铅、汞、钒、锰、铜、锌、氰化物、对甲酚、间甲酚、邻甲酚、氯酚、苯酚、氯苯酚、二硝基苯酚、己烷、氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、二氯甲烷、三溴甲烷、溴氯甲烷、氯仿、五氯苯甲醚、苯乙烯、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、吡啶、联苯胺、联苯、四氢呋喃、五氯苯甲醚、二硫化碳、四氯化碳。

按照本发明方法确定的环境质量为清洁的土壤低于背景值，环境质量为尚清洁的土壤优于农田土壤质量标准，环境质量为轻污染的土壤略优于居住/公园区土壤环境标准，环境质量为中度污染的土壤略优于工业和商业用地质量标准，环境质量为重污染的土壤未达到工业和商业用地质量标准。

本发明的有益效果：

本发明以内梅罗综合污染指数为基础，着重考虑不同类污染物在土壤环境质量评价中的不同污染权重，建立石油、重金属和盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价指标。本方法解决了现有评价方法在进行土壤环境质量时不能突出污染物本身的特性，多适用于单元污染物污染土壤环境质量评价的缺陷，为石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤环境质量的评价提供了有效途径，能够对土壤污染状况进行更加准确的描述和评定，提高了土壤环境质量评价的有效性和准确性，为污染场地的污染防治及修复提供决策支持。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1、

东营孤岛油区石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法，步骤如下：

步骤一，确定环境质量评价因子：

东营孤岛油区石油、重金属和盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价因子见表1-1.

表1-1石油-重金属-盐渍化三元复合污染场地环境质量评价因子

步骤二，确定环境质量评价因子的内梅罗综合污染指数：

重金属、多环芳烃、苯系物、总石油烃、盐度对土壤的内梅罗综合污染指数见表1-2、1-3、1-4。

表1‐2

表1-3

表1-4

IPI = Σ_{i = 1}^{m} P_{Nj} \times W_{j}

式中：m表示环境质量评价因子的种类，P_Nj和W_j分别表示第j类环境质量评价因子在土壤环境质量评价中的内梅罗综合污染指数和污染权重；

东营孤岛油区石油-重金属复合污染盐渍土壤的环境质量综合污染评价指标值为：

IPI=P_M×W_M+P_PAHs×W_PAHs+P_TBEX×W_TBEX+P_TOH×W_TOH+P_Silt×W_Silt=1.568×0.293＋4.209×0.289＋0.907×0.115＋7.19×0.156＋1.886×0.147=3.179

步骤四，划分土壤环境质量级别：

根据环境质量综合污染评价指标值IPI确定土壤环境质量级别，按照表1-5污染等级划分标准，划分土壤污染等级，评价土壤环境质量；

表1-5土壤污染等级划分标准

根据东营孤岛油区石油-重金属复合污染盐渍土壤的环境质量综合污染评价指标值，由表1-5可知，东营孤岛油区土壤环境质量等级属于Ⅴ类，土壤环境质量级别为重污染。与传统综合指数法评价结果对比，该方法土壤环境质量评价的准确性完全可以满足土壤评价的要求。

实施例2、

东营胜采油区石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法，步骤如下：

步骤一，确定环境质量评价因子：

东营孤岛油区石油、重金属和盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价因子见表2-1.

表2-1石油-重金属-盐渍化三元复合污染场地环境质量评价因子

步骤二，确定环境质量评价因子的内梅罗综合污染指数：

重金属、多环芳烃、苯系物、总石油烃、盐度对土壤的内梅罗综合污染指数见表2-2、2-3、2-4.

表2‐2

表2-3

表2-4

IPI = Σ_{i = 1}^{m} P_{Nj} \times W_{j}

东营胜采油区石油-重金属复合污染盐渍土壤的环境质量综合污染评价指标值为：

IPI=P_M×W_M+P_PAHs×W_PAHs+P_TBEX×W_TBEX+P_TOH×W_TOH+P_Silt×W_Silt=1.536×0.293＋3.207×0.289＋1.149×0.115＋3.151×0.156＋1.509×0.147=2.223

步骤四，划分土壤环境质量级别：

根据环境质量综合污染评价指标值IPI确定土壤环境质量级别，按照表2-5污染等级划分标准，划分土壤污染等级，评价土壤环境质量；

表2-5土壤污染等级划分标准

根据东营胜采油区石油-重金属复合污染盐渍土壤的环境质量综合污染评价指标值，由表2-5可知，东营胜采油区土壤环境质量等级属于Ⅳ类，土壤环境质量级别为中度污染。与传统综合指数法评价结果对比，该方法土壤环境质量评价的准确性完全可以满足土壤评价的要求。

Claims

1.石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法，步骤如下：

步骤一，确定环境质量评价因子：

步骤二，确定环境质量评价因子的内梅罗综合污染指数：

IPI = Σ_{i = 1}^{m} P_{Nj} \times W_{j}

步骤四，划分土壤环境质量级别：

当IPI≤0.5时，土壤环境质量为清洁，

当0.5<IPI≤1.0时，土壤环境质量为尚清洁，

当1.0<IPI≤2.0时，土壤环境质量为轻污染，

当2.0<IPI≤3.0时，土壤环境质量为中度污染，

当IPI>3.0时，土壤环境质量为重污染。

2.根据权利要求书1所述的石油-重金属-盐渍化三元复合污染土壤的环境质量评价方法，其特征在于，所述的步骤一中的污染物包括：苯并（g,h,i）芘、苯并（a）蒽、萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(b)荧蒽、苯并（k）荧蒽、苯并（a）芘、茚苯（1,2,3,-cd）芘、二苯并（a,h）苝、屈、多氯联苯、六氯苯、五氯苯、四氯苯、三氯苯、二氯苯、氯苯、笨、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、硝基苯、二硝基甲苯、砷、镉、铬、镍、硒、锡、钴、银、铅、汞、钒、锰、铜、锌、氰化物、对甲酚、间甲酚、邻甲酚、氯酚、苯酚、氯苯酚、二硝基苯酚、己烷、氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、二氯甲烷、三溴甲烷、溴氯甲烷、氯仿、五氯苯甲醚、苯乙烯、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、吡啶、联苯胺、联苯、四氢呋喃、五氯苯甲醚、二硫化碳、四氯化碳。