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土壤检测机构对工业场地土壤中挥发性有机物及重金属含量进行检测的执行标准

三方检测机构-祝工 2017-11-11

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工业场地土壤因长期生产活动易累积挥发性有机物(VOCs)、重金属等污染物,这些物质不仅威胁地下水安全,还可能通过扬尘、作物吸收进入人体。土壤检测机构作为污染评估的核心环节,其检测工作必须严格遵循国家及行业标准,确保数据的科学性与合法性,为场地修复、风险管控提供可靠依据。本文聚焦工业场地土壤中VOCs及重金属检测的执行标准,详细梳理其适用范围、检测项目与技术要求。

工业场地土壤污染风险管控的核心标准:GB 36600-2018

《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)是工业场地土壤检测的“纲”,明确了建设用地土壤污染风险管控的基本要求。该标准适用于工业、仓储、交通运输等建设用地,将土壤污染物分为“挥发性有机物”“半挥发性有机物”“重金属”三类,其中工业场地最常见的是挥发性有机物(如苯、甲苯、氯乙烯)和重金属(如铅、镉、铬、汞)。

标准中“筛选值”与“管制值”是检测的关键阈值:筛选值用于初步判断场地是否存在污染风险,若检测结果低于筛选值,说明风险可接受,无需进一步调查;若超过筛选值,则需开展详细调查。管制值是风险管控的底线,若检测结果超过管制值,说明污染物浓度已达到必须修复的程度,否则可能威胁人体健康或生态安全。

以常见污染物为例,苯的筛选值为1.0mg/kg(非敏感用地)、0.8mg/kg(敏感用地),管制值为10mg/kg(非敏感)、8.0mg/kg(敏感);镉的筛选值为0.6mg/kg(非敏感)、0.3mg/kg(敏感),管制值为3.0mg/kg(非敏感)、1.5mg/kg(敏感)。这里的“敏感用地”指未来可能用于居住、学校、医院的场地,“非敏感用地”指当前用于工业、物流的场地——工业场地虽多为非敏感,但如果规划用途调整为敏感用地,需立即适用敏感用地标准。

GB 36600-2018还规定了污染物的“暴露途径”,工业场地土壤中的VOCs主要通过“吸入土壤气体”“皮肤接触”进入人体,重金属则主要通过“手-口接触”“作物吸收”传递,检测机构需根据暴露途径选择对应的检测方法,确保结果与风险评估的匹配性。

挥发性有机物检测的专用方法标准

工业场地土壤中VOCs的检测需遵循《土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 顶空/气相色谱-质谱法》(HJ 642-2013)、《土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》(HJ 605-2011)等专用标准,这些方法针对VOCs易挥发的特性,设计了特殊的前处理与分析流程。

HJ 642-2013采用“顶空-气相色谱-质谱法”,原理是将土壤样品置于密封顶空瓶中,加热至60℃-80℃,使VOCs从土壤基质中挥发至上部气体空间,然后抽取顶空气体注入气相色谱-质谱仪分析。该方法适用于35种常见VOCs(如苯、乙苯、邻二甲苯、氯乙烯),优点是无需溶剂提取,避免了有机溶剂对样品的污染,操作简便。

HJ 605-2011采用“吹扫捕集-气相色谱-质谱法”,原理是用惰性气体(如氮气)吹扫土壤样品中的VOCs,被捕集管(填充Tenax或硅胶)吸附后,加热至250℃-300℃解析,将VOCs带入色谱柱分离。该方法适用于67种VOCs,包括卤代烃(如氯仿、四氯化碳)、芳烃(如苯、甲苯),灵敏度更高(检出限低至0.001mg/kg),适合低浓度VOCs样品的检测。

除了以上两种主流方法,还有《土壤和沉积物 挥发性卤代烃的测定 顶空气相色谱法》(HJ 736-2015),专门用于氯仿、四氯化碳等挥发性卤代烃的测定,采用顶空-气相色谱-电子捕获检测器(ECD),对卤代烃的响应信号强,选择性好。

VOCs样品的保存是关键:采集后需立即用盐酸调节pH<2(抑制微生物降解VOCs),加入0.1g抗坏血酸(防止氧化),密封顶空瓶,4℃以下冷藏保存,7天内完成分析;若无法及时分析,需冷冻至-18℃,但保存时间不得超过14天——超过期限的样品,VOCs会因挥发或降解导致结果偏低,需重新采集。

金属检测的专用方法标准

工业场地土壤中重金属的检测需针对不同元素选择对应的方法标准,核心标准包括《土壤和沉积物 金属元素总量的测定 电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 776-2015)、《土壤和沉积物 铜、锌、铅、镍、铬的测定 火焰原子吸收分光光度法》(GB/T 17138-1997)、《土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 原子荧光法》(HJ 694-2014)。

HJ 776-2015采用“电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)”,适用于20多种金属元素(如铝、砷、钡、镉、铅、锌)的总量测定。前处理采用“全消解”法:称取0.5g土壤样品,加入硝酸(65%)、盐酸(37%)、氢氟酸(40%)、高氯酸(70%)混合酸,在电热板上加热至150℃-200℃,消解至溶液澄清、近干,用1%硝酸溶液定容至50ml。该方法的优点是“多元素同时测定”,一次消解可完成多个重金属的检测,效率高,适合批量样品。

GB/T 17138-1997采用“火焰原子吸收分光光度法(FAAS)”,适用于铜、锌、铅、镍、铬的测定。前处理同样是全消解,但分析时用火焰原子吸收分光光度计,通过不同元素的特征吸收波长定量。该方法成本低、操作简单,适合高浓度重金属样品(如铅浓度>10mg/kg)的检测,但无法同时测定多个元素。

HJ 694-2014采用“原子荧光法(AFS)”,适用于汞、砷、硒、铋、锑的测定。前处理采用“王水消解”(硝酸:盐酸=1:3),在沸水浴中加热2小时,使重金属从土壤中释放。原子荧光法的灵敏度极高,汞的检出限低至0.002mg/kg,砷的检出限低至0.01mg/kg,适合低浓度重金属样品的检测。

需要注意的是,重金属“总量”测定的关键是前处理的彻底性——氢氟酸的作用是分解土壤中的硅酸盐矿物(如石英、长石),释放出包裹在矿物中的重金属;高氯酸的作用是赶尽氢氟酸和硝酸,避免氢氟酸腐蚀ICP-OES的雾化器或AAS的燃烧头。若前处理不彻底,会导致检测结果偏低,无法反映土壤中重金属的真实含量。

场地调查阶段的标准应用规范

工业场地土壤污染状况调查需遵循《建设用地土壤污染状况调查技术导则》(HJ 25.1-2019),该导则将调查分为“初步调查”“详细调查”“风险评估”三个阶段,每个阶段的检测标准应用各有侧重。

初步调查的目标是“识别场地污染特征”,检测项目需覆盖场地历史生产活动的特征污染物:比如化工场地(生产农药、染料)需检测苯、甲苯、二甲苯、镉、铅;电镀场地(镀铬、镀镍)需检测六价铬、总铬、镍、铜;石油仓储场地需检测汽油、柴油中的VOCs(如苯、甲苯)和重金属(如铅)。布点方法采用“系统布点+判断布点”:系统布点按20m×20m至40m×40m的网格覆盖整个场地,判断布点针对储罐区、污水处理站、危废堆放点等污染高发区加密布点。

若初步调查结果超过GB 36600-2018的筛选值,需进入详细调查阶段,补充布点(如增加深度布点,采集0.5m、1.0m、2.0m深度的土壤样品),测定污染物的垂直分布,确定污染范围和深度。详细调查的检测项目需增加“特征污染物的形态分析”(如重金属的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态),用于评估污染物的迁移性和生物有效性。

风险评估阶段需根据GB 36600-2018的管制值判断风险:若检测结果超过管制值,说明场地污染已达到“不可接受风险”,需制定修复方案(如土壤异位热脱附修复VOCs、化学淋洗修复重金属);若低于管制值但超过筛选值,需采取风险管控措施(如铺设防渗膜、植被覆盖),防止污染物扩散。

样品采集与运输的技术要求

土壤样品的采集与运输直接影响检测结果的准确性,需严格遵循《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)的要求。

VOCs样品采集:需使用棕色玻璃顶空瓶(20ml或40ml),采集时用采样勺缓慢将土壤样品注入瓶中,装满至溢出(不留顶空),立即用聚四氟乙烯垫片和铝盖密封——顶空瓶的密封性是关键,若有泄漏,VOCs会快速挥发,导致结果偏低。采样后需在瓶身标注采样时间、地点、深度、编号等信息,避免混淆。

重金属样品采集:需使用不锈钢或塑料采样器(避免铜、锌等金属材质污染样品),采集0-20cm表层土壤或深层土壤(根据调查需求),装入聚乙烯瓶(100ml或500ml),密封。采集过程中需避免交叉污染——比如采集镉污染场地的样品后,需用去离子水清洗采样器,再采集下一个样品。

运输要求:VOCs样品需放入冷藏箱(4℃),用冰袋保持低温,防止VOCs挥发;重金属样品可常温运输,但需用泡沫垫包裹,避免瓶子破损。运输过程中需填写“样品运输单”,包括样品编号、数量、保存条件、接收人等信息,确保样品可追溯。

采样记录的完整性也很重要:需记录采样时间、天气(如雨天需注明,避免雨水稀释污染物)、土壤类型(如黏土、砂土,影响污染物的吸附能力)、场地历史用途(如曾是化工厂、电镀厂)等,这些信息将用于后续的检测结果分析

检测过程的质量控制标准

为保证检测结果的可靠性,土壤检测机构需遵循《环境监测 分析实验室质量控制规范 土壤和沉积物》(HJ 1194-2021)的要求,开展全流程质量控制。

空白样控制:每批样品(≤20个)需做2个“全程序空白”——从采样到分析的全过程,用去离子水代替土壤样品,检测空白样中的VOCs或重金属浓度。若空白样的浓度超过方法检出限,说明采样或分析过程存在污染,需重新采样或排查污染来源。

平行样控制:每10个样品需做1个“平行样”——采集同一地点、同一深度的两份土壤样品,分别分析。平行样的相对偏差(RSD)需满足:VOCs≤20%,重金属≤15%。若偏差超过限值,说明分析过程存在误差,需重新测定。

加标回收控制:每批样品需做2个“加标样”——在土壤样品中加入已知浓度的标准物质(如苯标准溶液、镉标准溶液),测定加标后的回收率。VOCs的回收率需在70%-120%之间,重金属的回收率需在80%-110%之间。回收率过低说明前处理不彻底(如重金属未完全消解),过高说明存在污染(如加标时操作失误)。

校准曲线控制:分析前需绘制校准曲线,VOCs用外标法(配制5个不同浓度的标准溶液,绘制峰面积-浓度曲线),相关系数r≥0.995;重金属用标准曲线法(配制6个不同浓度的标准溶液),相关系数r≥0.999。若校准曲线的相关性不好,需重新配制标准溶液或维护仪器。

行业特殊标准的衔接要求

部分工业行业有专门的污染物排放标准,检测机构需结合行业标准与通用标准,确保检测结果符合所有适用要求。

石油化工行业:需遵循《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571-2015),该标准规定了石油化工企业土壤中苯的限值为5mg/kg(非敏感用地)、甲苯为20mg/kg(非敏感用地)——若工业场地属于石油化工行业,检测结果需同时满足GB 36600-2018(苯筛选值1.0mg/kg)和GB 31571-2015(苯限值5mg/kg),取更严格的标准(即GB 36600的1.0mg/kg)。

电镀行业:需遵循《电镀污染物排放标准》(GB 21900-2008),该标准规定了电镀企业土壤中六价铬的限值为10mg/kg——GB 36600-2018中六价铬的管制值为10mg/kg(非敏感用地),因此电镀场地的六价铬检测需按10mg/kg的管制值执行,若超过则需修复。

钢铁行业:需遵循《钢铁工业污染物排放标准》(GB 28662-2012),该标准规定了土壤中铅的限值为30mg/kg(非敏感用地)——GB 36600-2018中铅的筛选值为80mg/kg(非敏感用地),因此钢铁场地的铅检测需按GB 28662的30mg/kg执行,更严格。

需要注意的是,行业标准与通用标准的衔接原则是“从严不从宽”——若行业标准的限值比通用标准更严格,需优先适用行业标准;若行业标准无规定,则适用通用标准(如GB 36600-2018)。

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