废铅蓄电池暂存地周边土壤环境质量及风险评价

曹智雄

（南大环境规划设计研究院(江苏)有限公司，江苏·南京 210093）

中国是铅的生产和消费大国，再生铅产业近年来得到了快速发展。废旧铅蓄电池中的铅及铅酸液因具有很高的资源利用价值，已成为我国金属铅的第二大来源。废铅蓄电池的回收和再利用已经成为我国一个重要的生态环境保护事业，我国已经针对其系统化规范化回收处理出台一系列相关政策法规。在2013 年工信部等五部委联合发布的《关于促进铅蓄电池及再生铅产业规范发展的意见》中，明确提出对铅蓄电池循环利用制度和行为进行规范；国务院办公厅2016 年发布的《生产者责任延伸制度实施方案》中，确定对铅酸蓄电池等四类产品实施生产者责任延伸制度；《2019 年度废铅蓄电池污染防治行动计划》中进一步要求推进铅酸蓄电池生产者责任延伸制度，并提出到2025 年，废铅蓄电池规范收集率要达到70%的目标；2020 年发布的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中明确要求，铅蓄电池生产者应当建立与产品销售量相匹配的废旧产品回收处理制度，并按照规定向大众及社会公开。

然而，我国每年“退役”的废铅酸电池约有300 万吨，通过正规渠道回收利用的仅占30%左右[1]。废铅蓄电池回收暂存体系仍然不健全，存在着倒酸、私自拆解、私自冶炼等非法行为。一些回收处置单位拆解、加工利用过程中不规范操作可能会导致土壤、大气、水体等环境造成污染，甚至引发更大的生态环境风险，对人体健康造成损害。废铅蓄电池回收暂存企业周边环境安全问题已经引起我国政府和社会公众的高度关注，掌握这类企业周边环境中重金属的污染状况是实现废铅蓄电池铅污染风险管控的基础环节，能够有效提升生态环境主管部门对相关企业环境质量安全的掌控能力。

基于此，本研究对长三角地区4 家典型废铅蓄电池回收暂存企业周边土壤环境展开调查，分析企业周边土壤环境中重金属环境质量现状，并评估其污染状况及潜在生态风险，旨在为废铅蓄电池回收暂存行业的监督管控工作提供科学思路，推动废铅蓄电池回收暂存体系建设，提高社会对该行业的环境保护意识。

1 调查企业概况

本研究选取长三角地区4 家生产年限超过10 年的废铅蓄电池回收暂存企业作为调查对象。4 家企业均被列入地方的土壤重点监管单位名录之中，各企业均仅涉及对完好的废铅蓄电池回收分类、暂存，不进行相关废旧电池的运输、拆解和后续处理等过程，运输、拆解、回收及利用交由有资质的单位进行处置，工艺流程主要包括废铅蓄电池运送进厂→分类→搬运→堆存→运送出厂→交售至由有资质单位处置共6 个环节。

2 研究内容与方法

2.1 点位布设与样品采集

以调查企业为监测对象，在其所处地块内及周边布设土壤监测点位及对照点位。点位布设原则参照《土壤污染重点监管单位周边监测技术规范》（DB 32/T 4348-2022）中相关要求。样品采集、保存和制备按照《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166-2004）执行。本次调查共布设土壤监测点位21 个，编号分别为S1～S21；对照点位6 个，编号分别为CK1～CK6。土壤采样深度为0～4.5 m，采样深度范围内土层分布情况主要分为杂填土（0.5～1.0m）和粉质黏土（1.0m～4.5m），土壤监测点位共采集53 个样品（含表层土壤样品与土壤柱状样品），对照点采集18 个样品，共计采集71 个土壤样品。

2.2 监测项目与方法

本次土壤检测项目包括pH 值、铅（Pb）、砷（As）、镉（Cd）、六价铬（Cr）、铜（Cu）、汞（Hg）、镍（Ni）、锑（Sb）。分析方法见表1。

表1 土壤样品检测项目与分析方法Table 1 Soil sample testing items and analysis methods

2.3 土壤重金属环境污染评价方法

采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法评价重金属在土壤中的污染程度[2,3]，并采用潜在生态风险评价法评价各重金属潜在生态危害[4-5]。

（1）单因子污染指数法

单因子污染指数法依据质量分指数模式进行，计算公式如下：

式中：Pi为i污染因子的质量分指数；Ci为i污染因子的实测浓度；Si为i污染因子的评价标准，根据评价目的选用不同标准值。本次调查中各调查点位处用地性质均为工业用地，因此选取《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）第二类用地筛选值作为评价标准值，具体见表2。

表2 建设用地土壤污染风险筛选值Table 2 Soil pollution risk screening values for construction land

（2）内梅罗综合污染指数法

内梅罗综合污染指数法是根据多因子的综合指数对法进行计算，该方法可对土壤污染物的平均污染水平进行全方位的评价，计算公式如下：

式中：PN为内梅罗综合污染指数；Pimax为土壤中各污染因子污染指数的最大值；Pi为土壤中各污染因子单污染指数。Pi的计算方法参见单因子污染指数法。内梅罗综合污染指数和污染程度的关系如表3 所示:

表3 土壤重金属污染程度分级标准Table 3 Classification standards for soil heavy metal pollution levels

表4 潜在生态风险程度分级一览表Table 4 List of potential ecological risk grading

（3）潜在生态风险指数法

潜在生态风险指数法是采用定量的方式衡量土壤中重金属潜在风险程度，可以综合反映重金属对环境的影响潜力。计算公式如下：

2.4 数据统计

数据采用Microsoft Excel 2021 对土壤样品中重金属含量进行统计分析，使用Origin 2022 进行相关图表的绘制。

3 结果与讨论

3.1 土壤中重金属含量特征与空间分布

（1）土壤重金属含量特征

送检土壤样品中重金属Pb、As、Cd、Cu、Hg、Ni、Sb 检出率均为100%（Cr 未检出），其平均含量分别为32.3、5.80、0.09、15、0.014、24、0.30 mg/kg（详见表5）。重金属Pb 的平均值和中位值均大于土壤背景值，分别是背景值的1.468 倍和1.523 倍；其余重金属As、Cu、Hg、Ni、Sb 的平均值和中位值均小于土壤背景值；Cd 的中位值小于背景值，平均值是背景值的1.047 倍。调查结果表明土壤中Pb、Cd 存在一定程度的积累，且Pb 的积累程度最大，说明企业生产活动对企业所处区域土壤存在一定影响。变异系数反映了重金属的空间变化程度，重金属Sb 的变异系数（242%）最大，表明该元素受到外界因素干扰最大。

表5 土壤重金属含量统计结果Table 5 Statistical results of heavy metal content in soil

（2）土壤重金属铅的空间分布

分别对同一点位钻探深度内的表层土（0～0.5 m）、中层土（1.0～2.5 m）、深层土（3.5～4.5 m）处的土壤Pb含量进行分析。结果显示，调查企业A1、A2、A3、A4周边土壤中重金属Pb 含量垂向上大体呈现表层高、深层低的分布（如图1 所示）。表层土中Pb 含量最大值高于中层土和深层土中Pb 的最大值。此外，表层土中Pb 含量平均值普遍高于另外两层深度范围内Pb 含量平均值，表明表层土相较于其它土层深度更容易受到企业生产活动所带来的Pb 威胁。

图1 不同深度范围内土壤重金属Pb 含量分布示意图Fig.1 Schematic diagram of the distribution of heavy metal Pb content in soil at different depths

3.2 土壤重金属污染评价

（1）单因子污染指数及内梅罗综合污染指数评价结果

由表6 可知，4 个调查地块中各重金属的单因子污染指数平均值为0.0009～0.1790，均为I 级，属安全状态；4个调查地块的内梅罗指数分别为0.2064、0.1189、0.1368、0.1708，未超过0.7，说明各调查地块周边土壤质量为清洁，属安全级。

表6 土壤重金属单因子污染指数和内梅罗综合污染指数计算结果Table 6 Single factor pollution index and Nemero comprehensive pollution index results

（2）潜在生态风险指数评价结果

各采样点土壤样品中各重金属潜在的生态风险指数及综合潜在生态风险指数见表7。就单项重金属潜在生态风险指数而言，A1 企业地块周边土壤中Cd 的单项重金属潜在生态风险指数最高（130.59），为强潜在生态风险程度，其次是A2（77.65）、A4（52.94）、A3（45.88），均为中等潜在生态风险程度；值得注意的是，重金属Sb在A1 企业周边土壤中的潜在生态风险达到了中等程度；此外，各企业周边土壤中Hg 的单项重金属潜在生态风险也均为中等程度。其余重金属的单项重金属潜在生态风险均低于轻微生态风险下限（=40），表明潜在生态风险程度相对较轻。从综合潜在生态风险指数（RI）对比显示，A1 和A2 企业潜在生态风险程度达到中等，其余企业属于轻微潜在生态风险等级范畴。

表7 研究区土壤重金属潜在生态风险评价Table 7 Potential ecological risk assessment of heavy metals in the soil of the study area

（3）相关性分析

对本次调查的7 种重金属进行Pearson 相关性分析，探讨不同重金属的来源，结果如表8 所示。根据结果可知，Cd 与Pb、Sb 呈极显著正相关（P＜0.01），表明这3 种金属具有同源性；As 与Cu、Hg、Ni 呈极显著正相关（P＜0.01），其中Ni 与Cu、Hg 具有显著正相关关系（P＜0.05），具有同源性[9]。Pb 作为本次主要关注重金属，仅与Cd 存在非常显著的正相关关系（P＜0.01），与其余5 种重金属相关性均不显著，说明Pb 与As、Cu、Hg、Ni、Sb 来源不同。

表8 研究区土壤重金属相关性分析Table 8 Correlation analysis of heavy metals

4 结论

（1）土 壤 中Pb、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Sb 均未超过《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）第二类用地筛选值。

（2）土壤中Pb、Cd 存在一定程度的积累，且Pb 的积累程度最大，企业生产活动对企业所处区域土壤存在一定影响。

（2）表层土中Pb 含量最大值与平均值均高于中、深层土中Pb 含量，表层土相较于其它土层深度更容易受到企业生产活动所带来的Pb 威胁。

（3）单因子污染指数和内梅罗综合污染指数评价结果显示4 家企业所处地块周边土壤质量均为I 级清洁状态，属安全级；潜在生态风险指数评价结果显示，土壤中Cd的单项重金属潜在生态风险指数达到中等至强潜在生态风险程度，后期需要关注；土壤中Hg 的单项重金属潜在生态风险也均为中等程度，其它重金属的单项重金属潜在生态风险程度较轻。A1 和A2 两个企业综合潜在生态风险程度均达到中等，其余企业为轻微潜在生态风险等级。

综上所述，本次对长三角地区4 家典型废铅蓄电池回收暂存企业周边土壤重金属污染现状调查结果显示，尽管土壤中金属含量均未超过土壤标准中二类筛选值，但存在有不同程度的潜在生态风险，后期对此类企业仍需加强监测与评估，严格要求企业管理、储存废铅蓄电池，并保障运输安全，对废铅蓄电池采取密闭和防渗等措施进行有效的处理，防止废液、废渣等物品泄露而造成二次污染。此外，仍需加强对企业员工和当地居民的生态环境保护意识教育和宣传，提高他们对于土壤污染防治重要性的认识。同时，政府监管部门应公开企业的污染情况和处理方案，让公众了解企业的生态环境保护现状，促进公众参与到生态环境保护工作中来。只有通过企业、政府和公众多方面的合作和努力，才能真正实现废铅蓄电池回收暂存企业周边土壤污染防治的目标，为人类健康和生态环境做出积极贡献。