多環(huán)芳烴類污染場地的分布特征及來源分析

周金倩，馬建立，林曉泉，張良運，賈小菲

（1.天津環(huán)科立嘉環(huán)境修復(fù)科技有限公司，天津 300191；2.天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，天津 300191；3.國環(huán)危險廢物處置工程技術(shù)（天津）有限公司，天津 300350）

多環(huán)芳烴類污染場地的分布特征及來源分析

周金倩1，馬建立2，林曉泉3，張良運1，賈小菲1

（1.天津環(huán)科立嘉環(huán)境修復(fù)科技有限公司，天津 300191；2.天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，天津 300191；3.國環(huán)危險廢物處置工程技術(shù)（天津）有限公司，天津 300350）

以某發(fā)電廠污染地塊為研究對象，分析該場地污染物含量，并研究了多環(huán)芳烴類物質(zhì)在不同功能區(qū)域的分布特征。結(jié)果表明：場區(qū)內(nèi)土層分布自上而下依次為粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)黏土和粘土，垂直滲透系數(shù)范圍為1.0×10-8～1.0×10-6cm/s；該場區(qū)濃度較高的污染物主要為苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽和苯并（a）芘，主要集中在雜填土層。初步勘察篩選出的濃度偏高的多環(huán)芳烴類物質(zhì)雖未超過標(biāo)準(zhǔn)，但必要時仍需實施場地環(huán)境管理措施。

污染地塊；多環(huán)芳烴類；環(huán)境管理措施

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市功能和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，越來越多的污染企業(yè)從市區(qū)搬遷至產(chǎn)業(yè)園區(qū)，但大部分遺留場地的土壤和地下水均已被污染。環(huán)保部于2004年發(fā)布了《關(guān)于切實做好企業(yè)搬遷過程中環(huán)境污染防治工作的通知》，2006年發(fā)布了《關(guān)于土壤污染防治工作的意見》[1]，2014年頒布了《場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》等系列標(biāo)準(zhǔn)[2]，但很多遺留的污染場地在開發(fā)前并未按照政府的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)查與治理，導(dǎo)致發(fā)生施工工人中毒等事件[3]，因此污染場地的環(huán)境調(diào)查及修復(fù)應(yīng)引起重視。土壤和地下水環(huán)境是多環(huán)芳烴類污染物的中轉(zhuǎn)站和儲藏庫，土壤和地下水中多環(huán)芳烴類污染物對人體健康具有潛在的危害[4]。我國處于污染場地環(huán)境調(diào)查與修復(fù)的快速發(fā)展階段，其中對于企業(yè)搬遷后遺留的多環(huán)芳烴污染土壤和地下水的調(diào)查研究較少[5～7]。

本文結(jié)合實際場地案例，初步探討了多環(huán)芳烴類污染場地的環(huán)境調(diào)查與評價方法等，以期為污染土壤環(huán)境的調(diào)查與修復(fù)提供借鑒。

2 污染場地環(huán)境調(diào)查

2.1 污染場地概況

該案例所在的場區(qū)曾是發(fā)電廠，因國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的規(guī)定被關(guān)停后，該地塊擬被開發(fā)為居住用地。該場區(qū)潛在污染區(qū)域為線圈車間、機(jī)加工車間、模具車間、鑄造車間和倉庫。調(diào)查開展時，該廠區(qū)已停產(chǎn)，機(jī)械設(shè)備和廠房車間等均已完全被拆除，廠房處的地面大部分為硬化地面。

2.2 環(huán)境污染識別分析

該廠區(qū)主要生產(chǎn)發(fā)電設(shè)備，原材料均為外協(xié)的鑄件，該廠只進(jìn)行機(jī)加工工藝，經(jīng)分析可知，該場區(qū)可能涉及的污染物包括總石油烴和多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物，也不排除重金屬污染的可能性。

2.2.1 污染物可能的遷移方式

生產(chǎn)車間等在拆除過程中，由于揮發(fā)、滲透等原因，可能給場區(qū)及周邊環(huán)境帶來污染。根據(jù)現(xiàn)場踏勘情況，部分車間地面硬化已不完整，由于降雨等原因有可能對土壤、地下水及周邊環(huán)境產(chǎn)生污染。

換句話說，如果把自己喜歡的食物留到最后享用，無法確保自己一定能吃得到。其實，這對有錢人來說，就是很大的“風(fēng)險”。

2.2.2 場地潛在污染區(qū)域

通過現(xiàn)場踏勘、人員訪談及相關(guān)資料的收集，初步掌握了場地的相關(guān)信息，根據(jù)場區(qū)車間的分布、現(xiàn)場遺留的污染痕跡、污染物的排放方式和遷移特性等，分析出場區(qū)潛在的污染區(qū)域為線圈車間、機(jī)加工車間、模具車間、鑄造車間和倉庫等，該場區(qū)的平面布置圖見圖1。

圖1 場區(qū)平面布置及采樣點位圖

2.3 場區(qū)樣品采集

根據(jù)前期調(diào)查與分析的結(jié)果，該場區(qū)初步調(diào)查階段按照判斷布點的原則，對線圈車間、機(jī)加工車間、模具車間、鑄造車間、倉庫及場內(nèi)生活區(qū)進(jìn)行布點采樣，共設(shè)置了24個采樣點，其中監(jiān)測井7個，鉆土孔17個（見圖1）；監(jiān)測井在鉆探過程中也采集了同樣深度的土壤樣品，并選擇了場地外的居民區(qū)作為土壤和地下水的對照點。按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T166-2004）的規(guī)定，調(diào)查共采集土壤樣品288個，包括表層土樣（0～50cm）和深層土樣（50cm以下），采樣深度至6m；地下水樣品的采集按照《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T164-2004）的規(guī)定采集相應(yīng)的地下水樣品。

樣品采集前以及采集不同層土樣時需對采樣工具進(jìn)行清理，避免交叉污染；并在采樣過程中設(shè)置重復(fù)、空白與標(biāo)準(zhǔn)樣品；在場區(qū)地下水監(jiān)測井的鉆探過程中，按照《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50123-1999）在不同類型的土層下采集土柱樣品，分析測定土壤樣品的含水率、密度、干密度、孔隙比、飽和度和滲透系數(shù)，為后期場地環(huán)境詳細(xì)調(diào)查和風(fēng)險評估提供土壤理化性質(zhì)參數(shù)。

一般場區(qū)環(huán)境初步勘察需對場區(qū)無機(jī)、有機(jī)污染情況進(jìn)行全面勘察，結(jié)合該廠區(qū)的實際情況，選取檢測項目包括：重金屬（包括砷、汞、鉛等共11種）、多環(huán)芳烴、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）、半揮發(fā)性有機(jī)化合物（SVOC）和總石油烴（C＜16和C≥16）。

2.4 樣品分析方法

2.5 評估方法

因《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）是根據(jù)土壤環(huán)境背景值以及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)法指定的，設(shè)計的污染物種類較少，主要用于農(nóng)林業(yè)用地，不適用于居住以及工商業(yè)等用地，也不能完全適用于拆搬遷場地的土壤環(huán)境污染評價[8]，因此本研究土壤采用我國《場地土壤環(huán)境風(fēng)險評價篩選值》（DB11/T 811-2011）中住宅用地標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估。因為該場區(qū)的未來規(guī)劃為商住用地，以住宅用地標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估可以代表土壤未受污染的環(huán)境水平，也可適用于各類的土壤利用類型。地下水采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GBT 14848-1993）中的三類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估。另外，對上述篩選值及標(biāo)準(zhǔn)中未包含的污染物采用《美國通用篩選值》[9]進(jìn)行評估。

3 評估結(jié)果及討論

3.1 土壤樣品土工試驗結(jié)果

表1列出了場區(qū)土壤樣品土工試驗的結(jié)果，土層自上而下一次為粉質(zhì)粘土、黏土、淤泥質(zhì)黏土和粉質(zhì)黏土，各土層的滲透性較差，垂直滲透系數(shù)范圍為1.0×10-8～1.0×10-6，水平滲透系數(shù)范圍為1.0×10-8～2.3×10-5，土壤的含水率偏高，顆粒密度較大。

3.2 場區(qū)污染物檢測結(jié)果分析

將土壤檢測結(jié)果與《場地土壤環(huán)境風(fēng)險評價篩選值》（DB11/T 811-2011）中的住宅用地標(biāo)準(zhǔn)對比，地下水檢測結(jié)果與《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GBT 14848-1993）中的三類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，上述標(biāo)準(zhǔn)中未涉及的污染物，則與《美國通用篩選值》進(jìn)行比較。

3.3 場區(qū)土壤污染評估

土壤中檢出的重金屬（砷、鉛、汞等11種重金屬）、總石油烴和其余有機(jī)污染物的濃度均滿足《場地土壤環(huán)境風(fēng)險評價篩選值》（DB11/T 811-2011）中住宅用地的標(biāo)準(zhǔn)限值，因此該場地未受到重金屬的污染。

表1 場區(qū)土壤樣品土工試驗結(jié)果

表2 場區(qū)土壤和地下水中濃度偏高污染物的分析結(jié)果

表2中列出了土壤和地下水中污染物濃度偏高的是多環(huán)芳烴類污染物（苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽和苯并（a）芘），對照點中相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)均滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值，因此，場區(qū)內(nèi)土壤中的污染物濃度偏高可能是后期場區(qū)活動造成的。

用Arcgis軟件模擬場區(qū)內(nèi)苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽和苯并（a）芘的濃度分布，由表2及圖2～圖7可知，該場區(qū)濃度偏高的區(qū)域主要為機(jī)加工車間，濃度偏高的深度主要集中在表層土壤0.5m處，均為雜填土，0.5m以下區(qū)域污染物的濃度值均不高，主要由于雜填土本身無機(jī)及有機(jī)物濃度比較高，此外，雜填土以下黏土區(qū)域的滲透性較差，不易受到污染。

圖2 土壤苯并（a）蒽（0～2.5m）檢測結(jié)果（mg/kg）

圖3 土壤苯并（a）蒽（＞2.5m）檢測結(jié)果（mg/kg）

圖4 土壤苯并（b）熒蒽（0～2.5m）檢測結(jié)果（mg/kg）

圖5 土壤苯并（b）熒蒽（＞2.5m）檢測結(jié)果（mg/kg）

圖6 土壤苯并（a）芘（0～2.5m）檢測結(jié)果（mg/kg）

圖7 苯并（a）芘（＞2.5m）檢測結(jié)果（mg/kg）

3.4 場區(qū)地下水污染評估

在線圈車間、機(jī)加工車間、模具車間、鑄造車間、倉庫及居民區(qū)處各設(shè)置1個地下水監(jiān)測井，由表2的數(shù)據(jù)可知，地下水中的重金屬、總石油烴和有機(jī)化合物（VOC和SVOC）均符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GBT 14848-1993）中的三類標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)中未涉及且檢出的污染物符合《美國通用篩選值》的限值規(guī)定；因此該場區(qū)不涉及地下水污染的問題。

4 結(jié)論

（1）該發(fā)電廠場區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一，場區(qū)土層分布自上而下依次為粉質(zhì)粘土、黏土、淤泥質(zhì)黏土和粉質(zhì)黏土，各土層滲透性較差，垂直滲透系數(shù)范圍為1.0×10-8～1.0×10-6，水平滲透系數(shù)范圍為1.0×10-8～2.3×10-5，土壤的含水率偏高，顆粒密度較大。

（2）該場區(qū)濃度偏高的污染物是多環(huán)芳烴類（苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽和苯并（a）芘）。

（3）場區(qū)主要生產(chǎn)車間和生活區(qū)處地下水未受到污染。

（4）對初步分析篩選出的濃度偏高區(qū)域，必要時需實施場地環(huán)境管理措施。

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Distribution Characteristics and Source Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Contaminated Sites

ZHOU Jin-qian1, MA Jian-li2, LIN Xiao-quan3, ZHANG Liang-yun1, JIA Xiao-fei1
(1.Tianjin Huankelijia Environmental Remediation Technology Co., Ltd, Tianjin 300191; 2.Tianjin Academy of Environmental Sciences, Tianjin 300191; 3.Guohuan Engineering Center (Tianjin) for Hazardous Waste Disposal, Tianjin 300350, China)

By taking a contaminated site of a certain power plant as a study object, this paper analyzes the content of pollutants and studies the distribution characteristics of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the different functional areas. Although the higher concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons selected in the preliminary survey do not exceed the standard, yet we should implement the environmental management measures of the site if necessary.

contaminated site; polycyclic aromatic hydrocarbons; environmental management measures

X53

A

1006-5377（2017）08-0069-04