一种基于场地概念模型的工业场地土壤采样布点方法

1.本发明涉及土壤修复领域，具体是一种基于场地概念模型的工业场地土壤采样布点方法。


背景技术：

2.随着工业化程度的逐渐提升，土壤污染的生产环节和过程趋于复杂，我国正面临严峻的土壤污染问题。2016年，国务院印发的《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”)明确提出：全面掌握土壤污染状况是开展土壤污染防治与监管工作的重要基础。“土十条”的首要任务便是开展土壤污染调查，掌握土壤环境质量状况。然而，在土壤环境状况调查过程中，采样调查结果的精度会直接影响污染风险评价结果的准确性和风险管理决策的合理性。大量研究表明，污染物在土壤中的空间分布表现出明显的空间变异性，且人类活动影响越大的区域，局部变异程度越大。针对空间变异性较大的环境要素，采样点布设方案是影响调查结果准确性最主要的因素之一。土壤采样导致的不确定性对污染物含量测定不确定性的贡献可能超过50％。因此，科学合理的土壤采样布点方法对保障场地调查结果精度非常重要。
3.现有的土壤污染状况调查布点方法主要有专业判断法、随机布点法、系统布点法等。在土壤环境调查初步阶段主要基于专业判断，相关专业人员在掌握场地状况的情况下有针对性地进行土壤采样布点，若布点不当可能发现不了污染，造成误判，故土壤采样点位的布设位置显得至关重要。针对该阶段的土壤采样布点方法，国内外常用的土壤采样点位布设方法通常定量化程度不高，不同采样人员布设点位的差异较大，很难准确捕捉土壤污染点位。理论上，土壤采样点位布设得越多越易于获取土壤污染真实情况，但过多的采样点位也会造成人力、物力和时间的巨大浪费。合理的采样点位布设能在保证调查结果的同时缩短调查周期和降低调查成本。因此，如何在土壤采样点位数量相对有限的情况下实现对土壤污染的精准识别，是目前亟待解决的关键问题之一。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于场地概念模型的工业场地土壤采样布点方法，其特征在于，包括以下步骤:
5.步骤一：收集场地污染基础信息，获取各个污染指标，并根据该污染指标计算工业污染场地基础分值ea；
6.步骤二：对工业场地进行网格划分，并以网格为采样点位，计算各采样点位得分值eb；
7.步骤三：根据上述工业污染场地的基础分值ea和采样点位得分值eb，确定各采样点位风险值er，根据该风险值确定各采样点位风险等级，基于采样点风险等级确定采集土壤点位。
8.优选的，步骤一中工业污染场地基础分值ea，具体计算公式为：指标分值 1*权重1
+指标分值2*权重+
…
+指标分值n*权重n＝ea。
9.优选的，步骤二工业污染场地基础分值eb，具体计算公式为：指标分值1* 权重1+指标分值2*权重+
…
+指标分值n*权重n＝eb。
10.优选的，步骤三工业污染场地基础分值er，具体计算公式为：er＝ea+eb。
11.优选的，步骤二中的规则几何形状为圆形、三角形、矩形、正五边形、正六边形、平行四边形等多边形。
12.优选的，规则几何形状面积为1-100平方米。
13.本发明提供了一种基于场地概念模型的工业场地土壤采样布点方法，其原理是：通过对场地概念模型的构成要素以及各要素内容分析，明确了工业场地土壤的污染主要包含，1)污染物从污染源释放进入环境介质，2)污染物在环境介质中迁移转化，并据此构建了污染地块风险评价体系和土壤采样点位评价体系。可根据污染场地的实际状况对土壤采样点位进行设置。
14.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
15.1)提供了一套评价土壤采样点位设置的标准化程序，应用简单方便，避免了主观因素的干扰。
16.2)展示了工业场地整体的污染风险分布图，为后续修复方案的制定与实施提供有力参考。
附图说明
17.图1为工业污染场地采样布点方案工作流程图。
18.图2为某农药化工工业场地中高风险等级土壤点位分布图。
19.图3为某农药化工工业场地土壤采样点位设置分布图。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
21.实施例1：
22.选取某农药化工工业场地作为案例研究对象。该场地主要从事有机磷农药的生产，产品主要包括乐果和草甘膦等。场地占地面积约180000m2，从2010年成立生产至今。该场地存在涉及的危化品毒性高、生产规模大(年产3000t乐果、 20000t草甘膦等)、占地面积大、生产时间较长等特点，对土壤造成污染可能性较大，可以看出，该场地具备较好的代表性和典型性。
23.场地内地层由人工素填土、粉质粘土、砂岩和泥岩组成。岩体完整性较好，裂隙不发育，地下水补给条件差，钻孔钻探深度(最深钻孔超过40m)内无地下水存在。场地所在区域年平均气温16～18℃，夏季最高平均气温26～32℃，年降雨量为1163mm，每年平均风速7.2km/h。主要废水、废气和危险固体废物产排等。
24.步骤一：收集场地污染基础信息，获取各个污染指标，并根据该污染指标计算工业污染场地基础分值ea，计算公式如下：指标分值1*权重1+指标分值2* 权重+
…
+指标分值n*
权重n＝ea。具体各类污染物指标分值以及相应污染物具体赋值情况见下表。其中，a:参照危险化学品清单与污染物数据库确定等级。
25.b:参照《大气污染物综合排放标准gb16297》确定等级。
26.c:参照《污水综合排放标准gb8979》确定等级。
27.d:碎石土(粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50％的土)；砂土(粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量50％的土，粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量50％的土)；粉土(粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量50％的土，且塑性指数等于或小于10的土)；粘土(粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量50％的土，且塑性指数大于10的土)。
28.e:小(小于1.0g/cm3)；中(介于1.0-1.5g/cm3)；大(大于1.5g/cm3)。
29.f:干(土块放在手中，无潮润感觉)；潮(土块放在手中，有潮润感觉)；湿 (手捏土块，在土团上塑有手印或在手指上留有湿印，或有水流出)。
30.g:依据蒲福风级(beaufort scale)计算。
31.h:若最冷月平均温度大于10℃，最热月平均温度满足25～29℃，日平均温度大于等于25℃的天数为100～200天的情形属于高温；若最冷月平均温度满足 0～13℃，最热月平均温度满足18～25℃，日平均温度小于等于5℃的天数为 0～90天的情形属于温和；若最冷月平均温度满足-10℃～0℃，日平均温度小于等于5℃的天数为90～145天的情形属于低温。
32.场地基础指标中，污水排放存在两种情况：污水处理区为处理达标后排放，其余区域均为进入污水集中管网。因此，根据不同情况分别计算场地基础指标评级值ea：位于污水处理区的土壤点位ea等于2.27，场地其余土壤点位ea等于 2.37。
33.[0034][0035]
工业污染场地的基础分值计算表
[0036]
[0037][0038]
场地基础指标赋值
[0039]
步骤二：对工业场地进行网格划分，并以网格为采样点位，根据公式指标分值1*权重1+指标分值2*权重+
…
+指标分值n*权重n＝eb来计算各采样点位得分值eb。具体的考虑到该场地内存在污水处理池、污水收集池等区域，无法对其破坏进行土壤布点采样，将以上区域扣除后的面积为173852m2。对场地按5m
×
5 m的网格进行划分，将各网格中心作为土壤点位，共计需对6954个土壤点位进行评价。具体各类污染物指标分值以及相应污染物具体赋值情况见下表。
[0040][0041]
采样点位得分值计算表
[0042][0043]
土壤采样点位指标赋值
[0044]
步骤三：根据上述工业污染场地的基础分值ea和采样点位得分值eb，通过计算公式为：er＝ea+eb确定各采样点位风险值er，根据该风险值确定各采样点位风险等级，基于采样点风险等级确定采集土壤点位。通过计算各点位的风险值 er，根据下表确定各个采样点的风险等级，并将风险等级为中和高点位确定为采样点。具体风险等级确定可见下表。
[0045]
点位风险值分级等级6＜er《＝9高3＜er《＝6中0＜er《＝3低
[0046]
采样点位风险值判定表
[0047]
[0048][0049]
风险等级为中级和高级土壤采样点位情况。