公路交通對(duì)土壤鉛污染預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)
公路交通對(duì)土壤鉛污染預(yù)測(cè)評(píng)價(jià) 表1中數(shù)據(jù)表明,既使當(dāng)B小至10mg/kg,臨界交通量亦達(dá)1.0萬(wàn)輛中型標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/日。就是說(shuō)在該背景值下,基年日交通量小于1.0萬(wàn)輛的公路建設(shè)項(xiàng)目所造成的公路兩側(cè)土壤中鉛的累積在營(yíng)運(yùn)近期將會(huì)低于背景值。如以營(yíng)運(yùn)基年日交通量為0.5萬(wàn)輛標(biāo)準(zhǔn)中型車(chē)的公路建設(shè)項(xiàng)目為例進(jìn)行計(jì)算,土壤中鉛累積量低于背景值的時(shí)間將持續(xù)約16年(假定P=8%時(shí)),到第17年時(shí),等于背景值,達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,之后,超出背景值,并逐年增加。一般的公路建設(shè)項(xiàng)目(既使是高速公路建設(shè)項(xiàng)目),其營(yíng)運(yùn)基年日交通量都在1.0萬(wàn)輛中型標(biāo)準(zhǔn)車(chē)以下,且區(qū)域背景值一般都在10mg/kg以上。所以可以說(shuō),幾乎所有的公路建設(shè)項(xiàng)目造成的公路兩側(cè)土壤中鉛的累積量,在不存在非公路污染源的條件下,在營(yíng)運(yùn)近期將低于區(qū)域背景值,其逐年變化將具有如圖2曲線c所示的趨勢(shì)。 4 影響因素分析 4.1 非公路污染源的影響 以上所述都是在未考慮存在非公路污染源的條件下推導(dǎo)或計(jì)算的。由土壤重金屬累積模式的推導(dǎo)過(guò)程可知,(1)式中的Ri實(shí)際上包括了可能引起土壤中鉛含量增加的一切外部污染源向土壤的輸入。所以,Ri可寫(xiě)成由公路污染源年輸入量與非公路污染源年輸入量之和(用腳標(biāo)g表示公路源,用腳標(biāo)f表示非公路源),則有: Ri=Rgi+Rfi 對(duì)應(yīng)于模式(1)之相應(yīng)變化為: (4) 可見(jiàn),對(duì)于存在非公路污染源的情況,則應(yīng)考慮非公路污染源的影響。 在實(shí)際應(yīng)用中,非公路源Rfi為常量(Rfi=Rf)的情況較多,相應(yīng)之預(yù)測(cè)模式可寫(xiě)為: (5) 對(duì)于(5)式,其存在一個(gè)特例。當(dāng)Rf=B(1-K)/(K)時(shí),(5)式可寫(xiě)為: (6) 即非公路源引起的污染增量正好等于區(qū)域背景值的衰減量,說(shuō)明公路營(yíng)運(yùn)前土壤中鉛含量變化處在動(dòng)態(tài)平衡中,每年的輸入量等于輸出量,區(qū)域環(huán)境背景值(B)逐年保持不變。 由此可見(jiàn),采用(6)式是可避免產(chǎn)生預(yù)測(cè)結(jié)果Wn逐年減小的現(xiàn)象,然而非公路污染源(比如那些位于污罐區(qū)或工業(yè)區(qū)的路段)究竟是以多大的年輸入量(RF)影響著土壤鉛含量的逐年變化呢?要想獲得切合實(shí)際的較精確的預(yù)測(cè)結(jié)果,就需要更深入細(xì)致的調(diào)查工作。應(yīng)用(6)式進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算,只是一種近似的方法。 4.2 源強(qiáng)計(jì)算方法的影響 導(dǎo)致產(chǎn)生以上所述鉛含量預(yù)測(cè)結(jié)果逐年減小的另一個(gè)原因是公路向土壤的年輸鉛量計(jì)算模式中對(duì)公路兩側(cè)鉛沉降面積的假設(shè)。 公路交通向土壤的年輸鉛量Ri計(jì)算模式如下[1]: Ri=ηρΣj=1QijpbjJj/G (7) 式中 Ri—第i年公路交通鉛污染物向土壤的年輸入量,(mg/年.kg) η—排氣管排放效率,一般取75% ρ—車(chē)輛尾氣中Pb在評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的沉降量,一般取40% Qij—第i年j型汽油車(chē)交通量,(輛/年) pbj—j型車(chē)用燃料中鉛化合物的添加量,各型汽油車(chē)添加鉛化合物的平均值為140mg/L Jj—j型車(chē)每公里耗油量(L/km.輛) J大=0.41L/km.輛 J中=0.27L/km.輛 J小=0.115L/km.輛 G—評(píng)價(jià)范圍內(nèi)1公里路段耕作層土壤的質(zhì)量kg/km);G=9×107kg/km 在(6)式中,評(píng)價(jià)范圍內(nèi)1 km路段耕作層土壤的質(zhì)量(G=9×107 kg/km)是按Pb在公路兩側(cè)的沉降面積為公路兩側(cè)各200 m來(lái)計(jì)算的,即公里長(zhǎng)的沉降面積為40ha畝,耕作層土壤比重按2 248t/ha計(jì),則每公里長(zhǎng)路段土壤重為9×107kg。據(jù)報(bào)導(dǎo)[5],在公路兩側(cè)路邊緣附近鉛的含量不僅是逐年增加,而且具有相當(dāng)高的值,遠(yuǎn)高于中國(guó)公路環(huán)評(píng)報(bào)告書(shū)中預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)鉛污染所采用的公路兩側(cè)各200m范圍內(nèi)的不均值—20~80mg/kg)如表2所示。據(jù)調(diào)查[5],歐洲和亞洲的大城市中,土壤表層含鉛量為200~2 000mg/kg,在離美國(guó)艾森豪威爾快車(chē)道15 m的土壤中含鉛量高達(dá)7 600mg/kg,美國(guó)中西部城市住宅區(qū)平均鉛1 636mg/kg,商業(yè)區(qū)土壤含鉛 2 413mg/kg。 表2 公路邊土壤含鉛量 距公路邊距離(m) 土壤含鉛量(mg/kg) 0 809.6 91 32.5 182 36.0 273 52.0 所以,用公路兩側(cè)各200m沉降面積上的鉛平均含量尚不足以說(shuō)有公路交通對(duì)土壤鉛污染的實(shí)際狀況。假如我們把鉛的沉降面積設(shè)定為公路兩側(cè)各40m的范圍(據(jù)報(bào)導(dǎo),公路交通排放的Pb大部分沉積于公路兩側(cè)40m的范圍[5],那么預(yù)測(cè)的結(jié)果(Wn)就會(huì)增加近5倍,預(yù)測(cè)計(jì)算中Wn逐年減小的現(xiàn)象也就不會(huì)出現(xiàn)。 4.3 殘留系數(shù)的影響 (1)式中土壤Pb殘留系數(shù)K的取值對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的影響是較大的。在不同區(qū)域,土壤特性各異,K值也完全不同。為獲取較精確的K值,不同區(qū)域應(yīng)根據(jù)小區(qū)和盆栽試驗(yàn)力求準(zhǔn)確地求取K值。然而對(duì)于公路建設(shè)項(xiàng)目而言,一個(gè)公路項(xiàng)目上百公里公路沿線兩側(cè)的土壤性能及環(huán)境特征變化很大,要想逐段獲取切合于實(shí)際的精確的K值,對(duì)于環(huán)評(píng)工作而言是不現(xiàn)實(shí)的。目前基本上都是采用《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》(試行)中推薦的值,即K=0.95。但K值對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果(Wn)的影響卻是客觀存在的。 5 結(jié)論 (1)公路交通對(duì)土壤鉛污染預(yù)測(cè)模式可寫(xiě)近似如下的形式: Wn=BKn+R1K((1+P)n-Kn)/((1+P)-K) (2)采用土壤重金屬累積模式預(yù)測(cè)計(jì)算土壤中鉛含量可能出現(xiàn)3種不同結(jié)果,即高于、等于或低于背景值,其主要取決于R1與B(1-K)/(K)的相對(duì)大小。 (3)在不考慮非公路污染源時(shí),幾乎所有的公路建設(shè)項(xiàng)目引起公路兩側(cè)各200m范圍內(nèi)土壤中鉛累積量平均值在營(yíng)運(yùn)近期將低于土壤背景值。 (4)欲較精確地預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)公路交通對(duì)土壤的鉛污染,需合理確定公路兩側(cè)鉛沉降范圍、開(kāi)展鉛沉降分布規(guī)律的研究、加強(qiáng)非公路污染源的調(diào)查和合理地確定K值。 參考文獻(xiàn) [1] 中華人民共和國(guó)交通部.公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范(試行).1996 [2] 酈桂芳.環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià).北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1989 [3] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局,中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.中國(guó)土壤元素背景值.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1990 [4] 曹申存.公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)進(jìn)展與改進(jìn)意見(jiàn).環(huán)境科學(xué),1996,17(增):38~44 [5] 廖自基.環(huán)境中微量重金屬元素的污染危害與遷移轉(zhuǎn)化.北京:科學(xué)出版社,1989
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