1、典型电镀场地重金属污染程度综合评价分析王春林1,2，蒋卫国1*，宋颉1，耿治鹏11.遥感科学国家重点实验室,北京师范大学地理科学学部2.北京市测绘设计研究院摘要针对污染程度评价研究中存在的单一指数评价不全面、空间分析不足的问题，基于电镀场地调查报告、遥感影像等数据，综合多种污染指数构建场地综合评价空间模型对电镀场地的污染程度进行综合评价，分析土壤重金属污染分布情况。结果显示：电镀场地中 Cr、Ni、Zn、Cu 浓度较高，污染超标情况较为突出；其他重金属元素浓度较低，不存在超标情况。各场地不同污染指数空间分布一致性较高，但也存在差异性。在综合评价值空间分布中，各场地功能区分布差异较大，其中污水处
2、理区和电镀车间区的综合值较高。单一指数评价内容较为片面，通过综合评价模型可更全面分析场地污染分布，为场地未来开发提供参考依据。关键词电镀场地；污染指数；综合评价；重金属元素；空间分布中图分类号：X53 文章编号：1674-991X（2023）04-1476-10doi：10.12153/j.issn.1674-991X.20221104Comprehensive evaluation and analysis of heavy metal pollution degree intypical electroplating sitesWANG Chunlin1,2,JIANG Weiguo1*,
3、SONG Jie1,GENG Zhipeng11.State Key Laboratory of Remote Sensing Science,Faculty of Geographical Science,Beijing Normal University2.Beijing Institute of Surveying and MappingAbstractIn view of the problems of incomplete single index evaluation and insufficient spatial analysis in thepollution degree
4、evaluation study,a comprehensive evaluation spatial model was built based on three pollutionindexes to carry out research in the electroplating site.Based on the survey report of the electroplating site,remotesensing images and other data,a comprehensive evaluation spatial model was built to compreh
5、ensively evaluate thepollution degree and analyze the pollution distribution of the electroplating site.The results show that theconcentration of Cr,Ni,Zn,and Cu elements in electroplating sites are relatively high,and the pollution exceedingstandard is more prominent;The concentration of other heav
6、y metal elements are relatively low,and there is nosituation of exceeding the standard.The spatial distribution of different pollution indexes in different sites have highconsistency,but there are also differences.In the spatial distribution of comprehensive evaluation values,there aresignificant di
7、fferences in the distribution of functional areas among different sites,with the sewage treatment areaand electroplating workshop area having higher comprehensive value.The evaluation content of a single index isrelatively one-sided,and a comprehensive evaluation model can provide a more comprehensi
8、ve analysis of thedistribution of site pollution,providing a reference basis for future development of the site.Key wordselectroplating site;pollution index;comprehensive evaluation;heavy metal;spatial distribution 随着我国经济高质量发展、产业转型升级以及城市绿色发展理念的深入，众多工矿企业从城市区域搬迁或关停，遗留数目众多的污染场地，给周边土壤造成较大的污染威胁1-2。重金属污染是
9、主要土壤污染类型，且具有毒性较大、降解性低与富集性强的特点3。电镀行业由于工艺流程的特殊性与复杂性，其所用原材料及加工过程与重金属联系较为密切4。本文通过构建场地综合评价空间模型对不同地区典 收稿日期：2022-11-04基金项目：国家重点研发计划项目（2020YFC1807403）作者简介：王春林（1998），男，硕士研究生，主要从事空间分析、生态遥感等研究，*责任作者：蒋卫国（1976），男，教授，博士，研究方向为生态环境遥感监测、空间分析与大数据挖掘等研究， Vol.13，No.4环境工程技术学报第 13 卷，第 4 期Jul.，2023Journal of Environmental
10、Engineering Technology2023 年 7 月王春林，蒋卫国，宋颉，等.典型电镀场地重金属污染程度综合评价分析 J.环境工程技术学报，2023，13（4）：1476-1485.WANG C L,JIANG W G,SONG J,et al.Comprehensive evaluation and analysis of heavy metal pollution degree in typical electroplating sitesJ.Journal ofEnvironmental Engineering Technology，2023，13（4）：1476-1485.
11、型电镀场地土壤重金属污染程度进行研究，将为场地修复与未来开发利用工作提供参考依据5。国内外学者6-8在研究污染场地重金属污染程度时多采用统计分析法与指数评价法。其中统计分析法通过重金属元素浓度的统计指标值，如平均值、最小值、最大值、变异系数等对重金属元素的污染情况进行评价；指数评价法主要包括单因子指数评价法、内梅罗综合污染指数法9、地累积指数法10、潜在生态危害指数法11等。如郭平等12利用潜在生态危害指数法分析了长春市的土壤重金属污染分布，并对土壤生态状况进行了评价；谢龙涛等13采用 2 种污染指数法对土壤重金属的污染程度进行评价，并对其污染来源进行了分析；Wang 等14使用污染指数与趋势
12、分析法评价江苏海岸带土壤重金属污染的空间分布程度；Negahban 等15综合使用地累积指数法与潜在生态危害指数法分析伊朗蛇岛地层土壤重金属污染程度以及其潜在的生态危害。Thomas等16则是开发一套 GIS 系统框架，综合这些污染指数开展场地综合评价；陈文轩等17利用克里金插值法、土壤污染评价的综合指数法对中国农田土壤的重金属空间分布与污染程度进行分析；宋静宜等18在研究澜沧江水系的底沙重金属含量时采用单因子指数法与潜在生态危害指数法开展综合分析，并研究了污染物的空间分布；何甜等19利用 ArcGIS 的空间分析模块并结合空间插值、内梅罗综合污染指数法进行城市群重金属的污染空间分布评价。由此
13、可见，指数评价法在国内外学者研究重金属污染程度时应用广泛并得到认可20-24。但目前重金属污染评价研究多集中于单一指数的应用，评价内容简单且各指数的侧重研究点不一致，因此需要综合多种指数研究场地土壤重金属的污染程度情况。笔者基于国内外学者通用的指数评价法，在京津冀、长三角及珠三角地区分别选取典型电镀场地作为研究对象，综合内梅罗综合污染指数、地累积指数与潜在生态危害指数，构建场地综合评价空间模型，对土壤重金属污染程度进行空间评价与分析，以期为场地土壤修复与再利用提供参考。1材料与方法 1.1研究区概况从污染场地管控修复名录中挑选 3 个典型电镀场地作为研究对象（图 1），场地分别位于京津冀、长三
14、角与珠三角地区，均属重点监管场地，并命名为场地 1#、场地 2#和场地 3#。场地 1#位于京津冀某市境内，建成于 20 世纪50 年代，主要用于产品的生产与储存，主要产品为小型零件和大型电镀锌制品，该厂利用电解锌技术，从事锌制品的生产活动，目前该场地处于废弃状态，场地与市区邻近，周边存在较多敏感目标。场地 2#位于长三角某市境内，规模较大，靠近运河区。该工厂成立于 1983 年，主营镀锌、镀铬等电镀业务，其中镀铬生产工艺需经过抛光以及在热碱液中清洗除油，再经过酸洗去除工件表面氧化层，再进行镀铜、镀铬、镀镍。该场地目前已废弃，未来规划为生态绿地区，该场地的修复与再利用极具研究意义。场地 3#位
15、于珠三角某市境内，目前该场地处于闲置状态。该工业园区建成于 1994 年，分布多家小型电镀企业，以镀锌、镀镍、镀铬为主，同时销售各种电镀与五金产品，其中镀镍工艺类型较多。该地块未来规划为环保工业园，地理位置位于城市中心，周边存在大量敏感目标，该场地对城市污染场地综合分析与探究有重要意义。1.2数据来源与处理 1.2.1土壤采样点布设依据场地调查报告中的均匀布点原则，并根据各功能区域类型与规模，在可采样地区布设土壤采样点：场地 1#有 13 个土壤采样点，其中由于废弃裸地区面积较大，布设 6 个采样点，其他区域布设 7 个采样点；场地 2#有 17 个土壤采样点，主要分布在沿运河地区；场地 3#
16、有 40 个土壤采样点，均匀分布在各功能区。检测的重金属元素包括铬（Cr）、镍（Ni）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cd）、铜（Cu）、砷（As）、汞（Hg），浓度单位为 mg/kg。1.2.2基础地理信息数据本研究的基础地理信息数据包括污染场地调查报告数据、场地矢量边界数据以及场地遥感影像数据，均由生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心提供。调查报告属于文本类数据，从中提取重金属浓度样本数据、场地污染评估标准数据等；矢量边界数据用于确定场地空间位置；遥感影像数据为高分二号卫星数据，用于对场地功能区分类。场地 1#划分为废弃裸地区、植被覆盖区、污水处理区以及电镀车间区；场地 2#划分为固废堆积区、废弃裸地区、植被覆盖区；场地 3#划分为厂房建筑区、废弃裸地区、排污管线区、污水处理区以及电镀车间区。由于各场地建成年代、废弃时间以及土壤采样时间等存在较大差异，因此本研究主要评价各典型电镀污染场地的综合污染程度。1.3研究方法本研究中电镀场地重金属污染程度分析基于污第 4 期王春林等：典型电镀场地重金属污染程度综合评价分析 1477 染指数评价法，并构建污染程度综合评价空间模型25-2
