安徽北部某焦化廠場(chǎng)地土壤和地下水環(huán)境 調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

謝榮煥

（安徽國(guó)禎環(huán)境修復(fù)股份有限公司，合肥 230031）

中國(guó)是世界上第一焦炭生產(chǎn)大國(guó)，焦炭生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一系列的環(huán)境污染物，特別是焦化生成的PAHs 是一類(lèi)典型的持久性有機(jī)污染物，具有致癌、致畸和致突變的“三致”效應(yīng)[1-2]。焦化廠長(zhǎng)期進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，加上環(huán)境保護(hù)不力，土壤和地下水可能受到不同程度的污染，進(jìn)而影響土地利用的功能。加強(qiáng)對(duì)關(guān)閉的焦炭化工場(chǎng)地的土壤和地下水調(diào)查與評(píng)估，是《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《污染地塊土壤管理辦法》《土壤污染防治法》的要求。目前，我國(guó)對(duì)搬遷的污染場(chǎng)地調(diào)查與評(píng)估研究處在快速發(fā)展階段，十分關(guān)注土壤重金屬的污染調(diào)查與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，但研究的方法和手段較單一，存在一定的局限性。為此，本文以安徽某焦化廠場(chǎng)地為例，在篩選出場(chǎng)地潛在的污染區(qū)域和污染因子的基礎(chǔ)上，研究場(chǎng)地中土壤和地下水中典型污染物的分布特征，并對(duì)場(chǎng)地關(guān)注污染物開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，以期為本場(chǎng)地土壤和地下水污染治理修復(fù)和土地再利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 樣品采集與評(píng)估方法

1.1 場(chǎng)地概況

研究區(qū)域位于安徽省北部，該焦化廠始建于1972年，主要是利用焦煤煉焦和制氣，焦炭、焦油、焦沫、粗苯等煤化工產(chǎn)品用于出售，煤氣供城市生活使用。場(chǎng)地總占地面積約20 萬(wàn)m2，主要包含了冷凝鼓風(fēng)捕捉車(chē)間、洗脫苯車(chē)間、油庫(kù)車(chē)間、污水處理站等。場(chǎng)地東西兩側(cè)緊鄰村莊，但已經(jīng)搬遷拆除，規(guī)劃為商務(wù)用地和倉(cāng)儲(chǔ)用地，場(chǎng)地北部為青龍山，南面為農(nóng)田。

1.2 樣品采集與分析

本次調(diào)查采用PowerProbe 履帶式鉆機(jī)和SH-30設(shè)備分別對(duì)廠區(qū)設(shè)置的84 個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)和22 口地下水監(jiān)測(cè)井進(jìn)行鉆探和采樣，共采集了373 件土壤樣品和42 件地下水樣品。地質(zhì)勘查結(jié)果顯示，場(chǎng)地自上而下的地層包含填土、黏土、粉質(zhì)黏土1、粉質(zhì)黏土2、砂質(zhì)粉土、粉砂和基巖風(fēng)化層，各層土壤的有機(jī)質(zhì)含量、含水量、密度平均值分別為2.05%、25.50%和 1.93 g/cm3。場(chǎng)地中4 ～6 m 的粉質(zhì)黏土2 層和9 ～ 14 m 的粉砂層均為含水層，分別為淺水和承壓水，且在場(chǎng)地北部?jī)蓪拥叵滤嬖诨ネ?。樣品采集后，土壤樣品進(jìn)行了制樣和化學(xué)前處理，樣品寄送至澳實(shí)分析檢測(cè)（上海）有限公司進(jìn)行測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查過(guò)程中采集了不少于10%的質(zhì)量控制樣品進(jìn)行分析，檢測(cè)結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)質(zhì)量符合國(guó)家規(guī)范要求。

1.3 評(píng)價(jià)方法

根據(jù)當(dāng)?shù)卣?guī)劃，場(chǎng)地未來(lái)將作為倉(cāng)儲(chǔ)用地進(jìn)行開(kāi)發(fā)，因此土壤土壤篩選值《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB36600-2018）第二類(lèi)用地土壤篩選值作為評(píng)價(jià)依據(jù)，地下水的質(zhì)量評(píng)價(jià)以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848-2017）IV 標(biāo)準(zhǔn)值為篩選值，土壤和地下水中污染物濃度超過(guò)篩選值則被確定為關(guān)注污染物。場(chǎng)地的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要依據(jù)場(chǎng)地特征參數(shù)實(shí)測(cè)結(jié)果、《污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ25.3-2014）和污染場(chǎng)地健康與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件HERA（Health and Environmental Risk Assessment Software for Contaminated Sites）進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤和地下水中關(guān)注污染物的含量

2.1.1 地下水中關(guān)注污染物含量特征

地下水中檢出率最高的污染物是苯，檢出率為59.52%，檢出濃度為1.5 ～10 200 μg/L；其次是萘，檢出率為28.57%，檢出濃度為5.6 ～11 500 μg/L。對(duì)比《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB14848-2017）IV 水標(biāo)準(zhǔn)，地下水中的苯和萘均超過(guò)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值120 μg/L和600 μg/L，最大超標(biāo)倍數(shù)分別為84 和18 倍，其他檢出指標(biāo)均不超標(biāo)。

2.1.2 土壤中關(guān)注污染物含量特征

土壤中有機(jī)物含量與檢出率如表1、表2所示。從表中可知，373 件土壤樣品中苯的檢出率最高，達(dá)到27.61%，其檢出濃度范圍為0.05 ～465 mg/kg，其次是間-二甲苯和對(duì)-二甲苯，檢出率為19.84%，檢出濃度為0.05 ～122 mg/kg；16 種常見(jiàn)的PAHs 中有14 種在本次調(diào)查中有檢出，檢出率最高的為菲28.65%，最低的為二苯并（a,h）蒽10.19%。其中，單個(gè)樣品濃度最高的為萘，最大濃度為5 350 mg/kg，其次為菲3 850 mg/kg 和熒蒽2 820 mg/kg，苯并[a]芘的最大濃度為707 mg/kg。通過(guò)對(duì)比，場(chǎng)地中超過(guò)篩選值的污染物為苯、萘、菲、苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3-cd）芘和苯并（g,h,i）苝。

2.2 污染物分布及來(lái)源分析

由場(chǎng)地生產(chǎn)工藝與廠區(qū)布置可知，土壤中苯超標(biāo)的區(qū)域分布在冷凝鼓風(fēng)工段、油庫(kù)工段和蒸氨工段等車(chē)間；多環(huán)芳烴中以苯并（a）芘超標(biāo)范圍和程度最大，苯并（a）芘的超標(biāo)區(qū)域分布在冷凝鼓風(fēng)工段、洗滌工段、硫銨工段、循環(huán)水泵房和污水處理站等。垂向分布上不同土層深度苯的污染情況存在較大差異，在0.8 ～15 m 深度范圍均有超標(biāo)樣品，且污染較重深度主要分布在0.8 ～5.0 m，多環(huán)芳烴在淺層土壤中的濃度高于深層土壤，超標(biāo)嚴(yán)重的樣品集中在0 ～4 m深度。地下水中苯的超標(biāo)區(qū)域主要集中在油庫(kù)工段、冷凝鼓風(fēng)工段和蒸氨工段，且兩層地下水中均存在超標(biāo)情況，冷凝鼓風(fēng)工段和污水處理站的第一層地下水中萘存在超標(biāo)，這些區(qū)域的超標(biāo)主要與生產(chǎn)的原料、工藝有密切的關(guān)系，前人對(duì)類(lèi)似生產(chǎn)廠區(qū)調(diào)查時(shí)，出現(xiàn)類(lèi)似的分布情況。

分析多環(huán)芳烴來(lái)源的方法有很多，主要有特征比值法和主成分分析法，其中特征比值法是較為常用的一種方法。一般來(lái)說(shuō)，PAHs 的來(lái)源分為自然源和人為源兩種，污染場(chǎng)地環(huán)境中多為人為源。人為來(lái)源主要有燃燒源和石油源，前人研究表明，高環(huán)PAHs 主要來(lái)源于煤等化石燃料的高溫燃燒，低環(huán)PAHs 主要來(lái)源于有機(jī)物的低溫轉(zhuǎn)化和石油產(chǎn)品的泄露，因此蒽/（蒽+菲）、苯并（a）蒽/（苯（a）熒蒽+?）等特征比值常用來(lái)判斷土壤中PAHs 污染物的來(lái)源。通常，蒽/（蒽+菲）比值小于0.1 是石油來(lái)源，大于0.1為燃燒來(lái)源，苯并（a）蒽/（苯并（a）蒽+?）小于0.20 為石油來(lái)源，在0.20 ～0.35 為石油和燃燒的混合源，大于0.35 為燃燒源。

表1 土壤中污染物（VOCs）檢出結(jié)果

表2 土壤中污染物（SVOCs）檢出結(jié)果

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)場(chǎng)地調(diào)查結(jié)果，場(chǎng)地土壤中的關(guān)注污染物為苯和多環(huán)芳烴（萘、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3-cd）芘、二苯并（a,h）蒽、苯并（g,h,i）苝），地下水中的關(guān)注污染物為苯和萘，且選用場(chǎng)地中污染物最大濃度作為暴露濃度。

根據(jù)場(chǎng)地未來(lái)用途，主要暴露途徑有經(jīng)口攝入、皮膚接觸、吸入室內(nèi)顆粒物、吸入室外顆粒物、吸入室內(nèi)蒸氣和吸入室外蒸氣。地下水中的暴露途徑有吸入室外地下水蒸氣、吸入室內(nèi)地下水蒸氣和飲用地下水。利用HERA 軟件和場(chǎng)地理化參數(shù)計(jì)算關(guān)注污染物的致癌風(fēng)險(xiǎn)和危害商，土壤和地下水風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果表明，土壤中苯并（a）芘的致癌風(fēng)險(xiǎn)最大，為3.77×10-3，而萘的危害商最大，為29，均顯著超過(guò)致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)限值（10-6）及非致癌危害商標(biāo)準(zhǔn)限值（1）。第1 層地下水中苯的癌風(fēng)險(xiǎn)和危害商分別為4.54×10-4和36.8，第2 層地下水中苯的致癌風(fēng)險(xiǎn)和危害商為3.08×10-3和317，也顯著超過(guò)致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)限值（10-6）及非致癌危害商標(biāo)準(zhǔn)限值（1）。因此，場(chǎng)地土壤和地下水的風(fēng)險(xiǎn)水平較高，需要進(jìn)行治理修復(fù)后開(kāi)發(fā)利用。

3 結(jié)論

焦化廠存在苯和多環(huán)芳烴的污染，在0 ～18 m 范圍的土壤中苯均有檢出，集中分布在0 ～8 m，多環(huán)芳烴主要在淺層土壤中檢出，污染集中分布0 ～4 m。場(chǎng)地中兩層地下水中均存在苯和萘的污染。場(chǎng)地中的多環(huán)芳烴污染主要源自煤燃燒，煉焦過(guò)程中荒煤氣的逸散、煤焦油和煉焦廢水的泄露是造成土壤污染的主要途徑；場(chǎng)地廢水排放和地下儲(chǔ)罐的泄露是造成場(chǎng)地中兩層地下水受到污染的主要原因。場(chǎng)地土壤和地下水中苯或多環(huán)芳烴的致癌風(fēng)險(xiǎn)和危害商均超過(guò)人體可接受風(fēng)險(xiǎn)水平，需要及時(shí)根據(jù)城市規(guī)劃，開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)管控或修復(fù)治理工作。