摘要：为查明某退役稀土回收厂表层土壤重金属污染及其对人体健康的风险，在厂区内布设8处土壤采样点，共采集表层土壤样品24份，检测土壤中重金属含量，采用单因子指数法和内梅罗指数法对土壤污染情况进行评价，并对该场地进行人体健康风险评估。结果表明：土壤样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni8种重金属元素的最大浓度分别为56、145、108.20、3.96、64、17.40、0.21、25mg/kg，均高于研究区土壤环境背景值。其中部分监测点Cu、Pb、Cd浓度高于《土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618—2018)筛选值标准，集中在储罐区、窑炉、污水处理站、渣堆场附近，铜超标倍数较小，镉最大超标数12.2倍，在储罐区附近。单因子指数法研究表明，Zn、Cr、As、Hg、Ni处于未污染水平，Cu、Pb处于未污染到轻微污染水平，Cd处于未污染到重度污染水平。运用土壤健康风险评价体系中的吸食、皮肤接触、呼吸接触3种暴露因素对人体健康风险的评估表明：Cd、Cr、As存在致癌风险，Pb、Cr、As存在非致癌风险。源解析分析结果表明，研究区土壤中Cu、Zn、Cr、As、Pb有相同或相似的来源，主要来自于储罐的泄漏、污水处理站泄漏、渣堆场淋溶水渗流及扬尘。
关键词：稀土回收厂;土壤;重金属;污染评价;人体健康风险评价
稀土是重要的战略资源，也是不可再生资源。近年来，随着稀土的大规模开采，世界稀土储量越来越少，开采成本大幅提高。因此，稀土回收产业备受关注。稀土回收的原料主要是来自电子产品废物及其他含有稀土元素的废弃物，技术的不断发展使从这些材料中提取稀土元素成为可能。稀土再生行业发展极有前景。
在稀土产品价格大幅提高利益驱使下，部分地区以“小散乱”污染企业形式上马大批稀土回收利用项目，无环保手续和环保设施。由于稀土回收原辅料中含有重金属，在生产过程中污染物通过固体废物堆积、废水入渗、大气沉降3种途径进入土壤[1]，重金属作为持久性潜在毒性的污染物，进入环境后难降解，危害人类健康及生态安全[2-3]，一旦进入土壤，会长期存在且不断积累，进而通过淋溶转运污染地下水及农产品[4]。目前对稀土分离厂内部土壤重金属污染程度及分布特征的研究少有报道，本文以赣州市某稀土分离厂内土壤为研究对象，采用单因子指数法对土壤污染情况进行评价，并采用文献[5]的方法进行风险评估和源解析，以期为该稀土回收厂的后续治理提供依据，并为稀土回收企业及周边土壤污染防控提供借鉴。
1研究方法
1.1研究区概况
研究区位于赣州市某工业园区，研究对象为某稀土回收厂，公司主要采用稀土废料酸溶—沉淀—灼烧生产工艺生产稀土氧化物，主要原料为含稀土废料，辅料为盐酸和碳酸钠等化学品。工业场地总平面布置由储罐区、除杂池、沉淀池、中间产品池、原料堆场、固废临时堆场、碳铵配液池、灼烧窑、废水处理站等组成。场区内部分储罐已拆除，原料堆场及固废临时堆场均已清理。只留下废水处理站、灼烧窑及各种池体。
1.2土壤样品的采集及分析
公司主要原辅料中均可能含有重金属，固废为除杂渣，废水为沉淀及洗涤废水，均可能含有重金属，因此，其中间生产过程单元(除杂池、沉淀池、窑炉、中间物料储存池)、固废(除杂渣)临时贮存场、废水处理单元跑、冒、滴、漏均可能造成土壤重金属污染。场区总体地势平坦，场区地下水径流短，地下水很快排泄进入下游水体。
相关期刊推荐：《有色金属加工》(双月刊)1972年创刊，为有色金属加工行业的综合性期刊。主要刊登铝、铜、稀有金属加工技术及发展方向、有色金属加工技术改造、技术创新和科研成果、有色金属加工新工艺、新设备、新技术的应用和开发、改进有色金属加工工艺和设备性能的试验研究报告或技术论文、生产技术经验、国内外有色金属加工动态等。
基于以上因素，在厂区内布设8处采样点，采集表层土壤(0～1m)，每个采样点采集3个平行样品，土壤监测点位见图1。采用与文献[6]的方法进行土壤样品前处理和土壤重金属质量分数测定。
1.4健康风险评价方法
本稀土回收厂场地土壤调查因子为Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni，本研究采用USEPA健康风险评估模型，对污染土壤中重金属的暴露对人体健康风险进行评估。根据USEPA对污染物的划分，调查因子中Cr、Cd、As为致癌污染物，评估其致癌和非致癌风险，Cu、Pb、Zn、Hg、Ni为非致癌污染物，评估其非致癌物风险。根据《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3—2014)[9]，单一污染物的致癌物可接受风险值为10-6，单一污染物的非致癌物可接受危害商为1。各暴露途径污染物暴露量计算模型见式2～4，暴露参数主要参考USEPA土壤健康风险评价方法[10-11]，具体取值如表1所示。
1.4.2土壤重金属健康评价表征模型污染物致癌与非致癌风险的计算公式如式5～8所示。
2结果与分析
2.1壤重金属含量特征
研究区土壤监测结果表明，超标因子为Cu、Pb、Cd。其中Cu超标点位于储罐区附近(S4超标0.12倍)、窑炉附近(S6超标0.04倍);Pb超标点位于污水处理站附近(S7超标0.2倍);Cd超标点位于储罐区附近(S3超标12.2倍，S4超标5.70倍)、污水处理站附近(S7超标0.23倍)、渣堆场附近(S8超标4倍)。
研究区土壤重金属统计分析结果见表3。由表3研究区土壤样品8种重金属含量均值可知，仅Cd的均值超过江西地区背景值，超14.5倍，Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni含量最大值分别超过江西地区背景值的2.16、1.28、2.64、55.98、0.62、0.54、1.97、0.58倍。各因子的变异系数均大于1，为强变异[13]，表明周边土壤重金属含量受人类活动影响较大。
2.2重金属污染评价
重金属污染指数评价结果见图3。由图3可知，土壤样品均未受到Zn、Cr、As、Hg、Ni污染，Cu、Pb、Cd存在轻度污染，占比分别为25%、13%、13%，Cd存在重度污染，占比38%。
2.3健康风险评估
非致癌风险评估结果见表4。由表4可见，场区土壤中Pb、Cr、As几种重金属危害商值大于1，可能对人体造成非致癌风险。其中口摄入风险最大。
非致癌风险评估结果见表5。由表5可见，场区土壤中Cr、Cd、As致癌风险值大于10-6，可能存在致癌风险，其中口摄入风险最大，皮肤接触次之，呼吸摄入风险相对较弱。
2.4土壤重金属源解析
重金属浓度之间的相关性常用来判别重金属是否具有共同来源[14]。土壤重金属间Pearson相关系数矩阵见表6，Cu-Zn、Cr-Zn、As-Zn、As-Pb呈显著正相关(P<0.05)，As-Cr呈显著正相关(P<0.01)，表明研究区土壤中Cu、Zn、Cr、As、Pb有相同或相似的来源。
3结论
1)稀土回收项目可能造成土壤污染的环节包括储罐泄露、污水泄漏、(原料)渣堆场降水淋溶、(原料)渣堆场扬尘、窑炉烟尘。调查结果表明，研究区土壤超标因子为Cu、Pb、Cd，其中Cu超标点位于储罐区、窑炉附近，Pb超标点位于窑炉，Cd超标点位于储罐区、窑炉、渣堆场、池体附近。
2)场区土壤样品重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Ni含量均值仅Cd超过江西地区背景值，超14.5倍，各重金属含量最大值均超过江西地区背景值，各因子的变异系数均大于1，为强变异，表明受人类活动影响较大。土壤样品均未受到Zn、Cr、As、Hg、Ni污染，Cu、Pb、Cd存在轻度污染，占比分别为25%、13%、13%，Cd存在重度污染，占比38%。
3)场区土壤中Pb、Cr、As几种重金属危害商值大于1，可能对人体造成非致癌风险，其中口摄入风险最大。Cr、Cd、As致癌风险值大于10-6，可能存在致癌风险，其中口摄入风险最大，皮肤接触次之，呼吸摄入风险相对较弱。
4)土壤重金属源解析分析结果表明研究区土壤中Cu、As、Cr、Zn、Pb有相同或相似的来源。主要来自于储罐的泄漏、污水处理站泄漏、渣堆场淋溶水渗流及扬尘。——论文作者：陈斌，祝怡斌，翟文龙
