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关键词 曹妃甸工业区；建设初期；环境质量评价；环境质量指数
摘要 目的 通过对曹妃甸工业区建设初期环境状况调查，获得环境背景数据，为开展连续性环境监测和环境科学研究提供基础资料。方法 选定码头、钢厂和对照区为采样点，采集大气、土壤和海水样品，测定大气中二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）等指标，海水的水温、溶解氧（DO）、铜（Cu）等21项指标和土壤中镉（Cd）、铅（Pb）等8种重金属指标，通过计算单项指数和综合指数对各采样点和工业区作出评价。结果 各采样点以及整个工业区空气中各种污染物浓度均未超标，空气质量分级为Ⅰ级，空气质量清洁；码头表层海水总As超标，单项水质指数2.500，码头表层海水综合水质指数为0.906，水质较好；码头10m深处水镍超标，单项水质指数为1.904，码头10m深处海水综合水质指数为0.779，水质较好；对照区海水综合水质指数为0.107，水质清洁。工业区海水综合水质指数为0.502，水质较好。土壤各采样点及整个工业区的8种重金属含量均未超过国家土壤环境质量标准中的自然背景值。工业区综合环境质量指数为0.76，环境质量状况尚清洁。结论 该工业区大气、土壤环境质量清洁，海水水质较好，工业区综合环境质量状况尚清洁。
SURVEY AND ASSESSMENT ON ENVIRONMENTAL STATUS OF CAOFEIDIAN INDUSTRIAL AREA AT THE EARLY CONSTRUCTION STAGE
Li Jun,Guan Weijun,Tong Junwang,et al.
Department of Preventive Medicine, North China Coal Medical College, Tangshan 063000,China
Key words Caofeidian industrial area； the early stage of construction; survey and assessment of environmental quality; environmental quality index
Abstract Objective To obtain the environmental background data of Caofeidian industrial area by investigating Caofeidian industrial area at its early stage, in order to provide fundamental data for carrying out continuous environmental monitoring and research of environmental science. Methods According to the construction status of the industrial area, dock ,steel factory and control plot were chosen as the sample point, the samples of air, soil and seawater were collected. The concentration of the SO2、NOx、TSP、PM10 of air and 21 indexes of seawater, such as temperature、DO、Cu et al and 8 indexes of soil ,such as Cd、Pb et al were determined. Assessment of the sample points and the whole industrial area were carried out by calculating the sample index and the integrated environmental quality index. Results All the contents of air pollutants in the sample points as well as the whole industrial area were lower than those of the related standards, and quality of the air was classⅠ, which belonged to cleaning air. The integrated environmental index of the surface seawater was 0.906,and the quality of surface seawater was better, the concentration of As beyond the standard with the sample index of 2.500; The integrated environmental index of the deep seawater was 0.779, and the quality of surface seawater was better, the concentration of Ni beyond the standard with the sample index of 1.904;The integrated environmental index of the seawater in the control plot was 0.107,and quality of seawater was clean; The integrated environmental index of the whole seawater of the industrial area was 0.502,and quality of the seawater was clean. The concentrations of 8 kinds of heavy metals in five sample points as well as the whole area were lower than the background values of related standards. The integrated environmental quality index of the whole area was 0.76,and the environmental quality of the area was at the verge of cleanliness. Conclusion The environmental quality of air and soil was clean in the caofeidian industrial area, and the environmental quality of the seawater is better. The total environmental quality of the whole industrial area is at the verge of cleanliness.
曹妃甸工业区建设项目是国务院2004年正式批准的河北省一号工程。该工业区集大钢铁、大化工、大电力、大码头四大主导产业为一体的性质决定了该区环境在不久的将来有可能受到污染，目前关于曹妃甸工业区环境的研究很少。2006年4月本研究组通过对曹妃甸工业区建设初期的环境状况进行调查，获得工业区环境本底数据，并拟对该区开展长期连续系统的环境监测，旨在为今后制定有关环境保护政策、开展环境影响评价和环境科学基础研究提供科学依据。
1 对象和方法
1.1 研究对象 曹妃甸工业区范围内钢铁工业区、矿石码头区为污染区，备用地作为对照区，采集各区大气、水体、土壤等样品进行测定。
1.2 测定指标
1.2.1 大气指标 气象条件、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）。
1.2.2 海水指标 物理性状指标：水温、臭味、悬浮物；化学性状指标：pH值、溶解氧（DO）、五日生化需氧量（BOD205）、氨氮、亚硝酸盐氮、挥发酚、硫化物、氰化物、氟化物、汞（Hg）、砷（As）、锌（Zn）、铬（Cr）、镉（Cd）、锌（Zn）、镍（Ni）、铁（Fe）、铜（Cu）。
1.2.3 土壤指标 砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、铜（Cu）、汞（Hg）、镍（Ni）、铅（Pb）、锌（Zn）。
1.3 方法
1.3.1 布点方法［1］ 把钢铁工业区和矿石码头区视为污染区，备用地作为对照区，因目前各区内污染状况基本一致，故在每个功能区内进行典型采样。在钢铁工业区、码头工业区和对照区内各设一个大气采样点；表层海水在码头工业区和对照区各设一个采样点，深水采样点设在码头10m水深处；土壤采样在钢铁工业区和码头工业区各设二个采样点，对照区设一个采样点。
1.3.2 采样方法 ①大气采样：SO2、NOx、TSP、PM10按照标准大气采样方法进行采样；②海水采样：距海岸1m处用采样瓶在码头处水面下0.5cm处取表层水样，用深水采样器在码头处水面下10m深处采深水水样。③土壤采样：用铁铣、铲子采集各区表层10cm处土样。
1.3.3 样品前处理及指标测定方法
1.3.3.1 海水样品 若测定溶解氧和BOD205则加MnCl2和碱性碘化钾固定，按照碘量法（GB12763.4-91）进行测定。Cd、Cr、Zn、Ni、Cu离子按照电感耦合等离子体发射光谱发（ICP-AES）［2］测定。余指标采用88型理化水质检测箱测定。
1.3.3.2 土壤样品 测定前称取1g样品于150ml三角烧瓶中，加数滴水湿润，加王水10ml（放置过夜），用高氯酸－硝酸消化法处理样品，按电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）进行测定。
1.3.3.3 大气样品 SO2按四氯汞盐副玫瑰苯胺分光光度法（GB8970）测定；NOx按盐酸萘乙二胺比色法（GB/T15435）测定；TSP按重量法（GB/T15432）测定；PM10按重量法（GB11667-1989）测定。
表1 不同采样点各种污染物浓度（略）
注：“—”缺失值是因码头和对照区由于没有交流电源故不能测定TSP、PM10
表2 不同采样点各指标分指数和大气质量综合指数（略）
2 结果
2.1 观察指标测定结果
2.2.1 大气指标测定结果 见表1，表2。表1显示三个采样点的各种污染物浓度均未超过国家环境空气质量标准［3］；整个工业区各种污染物平均浓度也未超过国家标准。表2显示三个采样点以及整个工业区各指标单项指数和综合指数均低于0.49，空气质量分级为Ⅰ级，空气清洁。
表3 各采样点海水指标测定结果（略）
注：“*”表示所参照标准为国家地表水环境质量标准
表4 不同采样点各指标单项水质指数和水质综合污染指数（略）
2.2.2 水体指标测定结果 码头表层海水总As超出国家地表水环境质量标准，单项水质指数2.500，码头表层海水综合水质指数为0.906，水质较好；码头10m深处水Ni超标，单项水质指数为1.904，码头10m深处海水综合水质指数为0.779，水质较好；对照区海水综合水质指数为0.107，水质清洁。海水总Ni超标，单项指数为1.014，工业区海水综合水质指数为0.502，水质较好,见表3和表4。
2.2.3 土壤测定结果 各采样点的8种金属含量均未超过国家土壤环境质量标准［3］中规定的自然背景值；钢厂厂区、码头土壤、码头沙滩、钢厂储料库和对照区土壤污染综合指数分别为0.0465、0.2874、0.0261、0.0426和0.0554，整个工业区土壤污染综合指数为0.0916,见表5。
表5 不同采样点土壤中重金属测定结果（略）
表6 各土壤各采样点重金属分级污染指数及污染综合指数（略）
2.3 工业区综合评价 综合考虑工业区范围内大气、海水和土壤污染状况，工业区综合环境质量指数［4］为0.76，总环境质量等级为二级，环境质量状况属“尚清洁”。
表7 大气、土壤、海水环境质量指数及工业区综合环境质量指数（略）
3 讨论
1）曹妃甸工业区的发展方向是建设成集大钢铁、大化工、大电力、大码头为一体的重型工业区，在不久的将来该区将可能受到颗粒物、SO2和NOx等的污染，因此本研究对空气中TSP、PM10、SO2和NOx的含量进行了背景状况测定。由于整个工业区距离空气污染较严重的城区较远，且各项工程尚未投产，故目前各种污染物浓度比较低，工业区范围内SO2、NOx、TSP、PM10等污染物无一超标的调查结果也证实了这一点。2）曹妃甸工业区是一个海岛工业区，应用水源距海岸较远，海水资源能否得到充分利用以及将来海水淡化成本的高低直接与海水水质及其受污染程度有一定关连。本研究对海水相关指标进行了检测，结果表明码头表层海水、总As超标，码头10m深处水的总Ni超标，可能是码头接卸矿石过程中局部污染所致，而海水中As、Ni本底高的可能性不大，因为该区土壤中二种重金属含量均低于自然背景值。３）随着曹妃甸工业区的不断发展，矿石堆积、工业废水排放、工业区垃圾堆放现象将会日趋明显，可能会造成土壤中重金属污染。本研究对土壤中的重金属进行了测定，由于该工业区是以吹填造地为基础兴建的，工业区的土壤完全源于海水底质，吹填造地的土壤来源决定了该工业区土壤在一定程度上可视为“零”污染区，本研究也表明工业区范围内的土壤中8种重金属含量无一超标。目前曹妃甸工业区范围内大气、土壤环境质量清洁，海水水质较好，工业区范围内总环境质量状况属“尚清洁”，但码头区海水中As和Ni却有不同程度的超标。 （致谢：感谢白玉萍、边秀兰、闫红、高红霞、刘英莉、李清钊老师在实验中给予的指导。感谢赵静、幺立满同学在整个实验过程和采样过程中的帮助）
4 参考文献
［1］ 薛文山,曾北危.环境监测分析手册［M］.太原:山西科技教育出版社,1988：219-263
［2］ 刘俩燕.等离子体发射光谱法在卫生检验中元素分析的应用［J］.中国卫生检验杂志,2003,13(6):721-722
［3］ 杨克敌.环境卫生学［M］.第5版.北京:人民卫生出版社,2004：378
［4］ 海水水质标准（GB3097-1997）.国家环保局网站
063000 河北省唐山市，华北煤炭医学院预防医学系
唐山市唐海县疾病预防控制中心