某化工企業(yè)土壤環(huán)境影響預(yù)測和評價

陳 磊

(無錫市智慧環(huán)保技術(shù)監(jiān)測研究院有限公司，江蘇 無錫 214121)

1 工廠概況

某企業(yè)為貴金屬催化劑生產(chǎn)企業(yè)，本次擬擴建生產(chǎn)線，主要工藝包括原料制備工序、反應(yīng)工序、分離及干燥工序，反應(yīng)過程為間歇過程。廢氣來源主要包括G1漿料準備廢氣、G2成品包裝廢氣和G3催化劑制備廢氣。廢氣產(chǎn)污環(huán)節(jié)描述如下。

G1漿料準備廢氣：主要為含塵廢氣，來自載體拆袋過程。項目涉及的載體主要有活性炭、石墨、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅、硫酸鋇、碳酸鈣、二氧化鈰等，廢氣收集經(jīng)袋式除塵后經(jīng)排氣筒高空排放；

G2催化劑制備廢氣：根據(jù)項目反應(yīng)原理及生產(chǎn)所使用原料分析，催化劑制備主要是無機化學(xué)反應(yīng)的過程，產(chǎn)生水蒸氣和二氧化碳氣體，部分產(chǎn)品生產(chǎn)的時候還需要用到甲醛、乙酸和硝酸，在使用過程中甲醛和乙酸會揮發(fā)產(chǎn)生揮發(fā)性有機物，廢氣收集經(jīng)二級堿洗塔后經(jīng)排氣筒高空排放；

G3成品包裝廢氣：此部分主要為含塵廢氣，來自部分需要烘干后才進行包裝的產(chǎn)品，廢氣收集經(jīng)袋式除塵后經(jīng)排氣筒高空排放。

廢水主要來源為反應(yīng)生成水、催化劑產(chǎn)品，以及反應(yīng)釜清洗水，污染物主要為氯化物、磷酸鹽、氨氮。

2 土壤環(huán)境影響源及影響因子識別

本項目擴建主要依托現(xiàn)有設(shè)備，施工期不會對土壤環(huán)境產(chǎn)生不利影響，運營期可能涉及到的土壤污染途徑包括大氣沉降、地面漫流和垂直入滲三種情況。項目土壤環(huán)境影響類型與環(huán)境途徑見下表1。

表1 項目土壤環(huán)境影響類型與環(huán)境途徑表

本項目土壤環(huán)境影響評價范圍為廠界周邊200m范圍，經(jīng)預(yù)測各排氣筒污染物最大落地點距離均小于71m，因此本次大氣沉降產(chǎn)生的影響，位于土壤環(huán)境影響評價預(yù)測范圍之內(nèi)。

土壤地面漫流生產(chǎn)車間、倉庫、中間罐以及物料輸送管道等在生產(chǎn)運行過程中可能會發(fā)生物料的跑冒滴漏現(xiàn)象，事故狀態(tài)下也可能出現(xiàn)大規(guī)模泄漏，并通過地面漫流形成池。企業(yè)具有完善的風(fēng)險防范措施，危險化學(xué)品倉庫均鋪設(shè)了環(huán)氧地坪，危險化學(xué)品倉庫均設(shè)置了地溝，對于存放液體的貨架設(shè)置了防漏托盤，可以通過泵抽到事故廢水池中，避免化學(xué)品泄漏時溢出到其他區(qū)域。同時配備了漏液監(jiān)測探頭，與監(jiān)控室連接。倉庫內(nèi)配備了應(yīng)急防漏桶，用于處置容器泄漏；車間一樓化學(xué)品中間罐區(qū)設(shè)圍堰，液體化學(xué)品一旦泄漏，液體流入圍堰，然后集中收集處置。二樓乙酸罐區(qū)設(shè)圍堰，液體化學(xué)品一旦泄漏，液體流入圍堰，然后集中收集處置。圍堰內(nèi)的泄漏物料以及事故廢水經(jīng)泵抽提至事故廢水池。因此一旦發(fā)生事故，土壤地面漫流的影響較小。

土壤垂直入滲預(yù)測結(jié)果分析根據(jù)項目工程內(nèi)容與工程分析的結(jié)果，項目的土壤污染源主要包括如下幾個部分(1)生產(chǎn)車間的物料泄漏；(2)中間罐區(qū)及進出口管線的物料泄漏；(3)倉庫內(nèi)容器破損導(dǎo)致的物料泄漏；(4)物料輸送管道的物料泄漏；(5)危廢暫存點的廢液泄漏；(6)廠區(qū)廢水管網(wǎng)的污水泄漏；(7)生產(chǎn)車間、中間罐區(qū)、裝卸區(qū)、倉庫以及物料輸送管道等在生產(chǎn)運行過程中可能會發(fā)生物料的跑冒滴漏現(xiàn)象，事故狀態(tài)下也可能出現(xiàn)大規(guī)模泄漏。泄漏的污染物首先到達地面，如果地面防滲措施不到位，污染物會因垂直滲透作用進入土壤，造成土壤環(huán)境污染。

3 預(yù)測情景和過程

3.1 大氣沉降對于土壤的影響

根據(jù)項目工程分析對大氣污染物排放的源強計算得出預(yù)測范圍內(nèi)的單位年份表層土壤中污染物輸入量氮氧化物年排放4.68t/a，最大濃度落地點距離71m，評價范圍內(nèi)單位年份表層土壤中污染物輸入量小于年排放量4.68t/a。大氣沉降影響途徑預(yù)測單位質(zhì)量土壤中某種物質(zhì)的增量采用《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 土壤環(huán)境(試行)》(HJ964-2018)附錄E中推薦的計算方法。涉及大氣沉降影響的，可不考慮輸出量，因此，本次預(yù)測不考慮物質(zhì)淋溶排出量(Is)和徑流排出量(Rs)，推薦公式中參數(shù)選取如下：

預(yù)測評價范圍內(nèi)單位年份表層土壤中某種物質(zhì)的輸入量(NOx轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮計算)=5046261g，表層土壤容重取實測值1450 kg/m3，200m范圍內(nèi)面積125600 m2，表層土壤是深度取0.2m；預(yù)測結(jié)果顯示評價范圍內(nèi)單位質(zhì)量表層土壤中硝酸鹽(氮氧化物轉(zhuǎn)化而來)年增加0.13g/kg，大氣沉降對土壤環(huán)境影響較小。

3.2 垂直入滲對于土壤的影響

各構(gòu)筑物、車間、倉庫等區(qū)域均采取防滲處理，生產(chǎn)廢水排污管線均位于地面上，一旦發(fā)生泄漏就能立即處理，因此，正常狀況下不會有污水泄漏至地下水的情景發(fā)生。而在事故狀態(tài)下，則有可能發(fā)生廢水滲漏或泄漏，防滲措施破壞等現(xiàn)象，由此造成對地下水環(huán)境的影響。故預(yù)測情景為事故狀態(tài)下廢水泄漏對土壤環(huán)境產(chǎn)生的影響。

當生產(chǎn)廢水罐發(fā)生底部破損泄漏或廢水管網(wǎng)發(fā)生破損泄漏時，具有較大隱蔽性，不易被發(fā)現(xiàn)，且廢水中的污染物濃度較高，具有較大的危害性，取廢水處理站廢水罐破損泄漏作為事故情景。因此，本次評價的地下水污染事故情景及源強確定為：廢水罐的廢水泄漏，污染物因垂直滲透作用進入土壤，對土壤環(huán)境造成影響。污染物在土壤系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化過程十分復(fù)雜，包括揮發(fā)、溶解、吸附、沉淀、生物吸收、化學(xué)和生物降解等作用。本次評價在模擬污染物運移擴散時考慮不利情況下的情景，不考慮吸附作用、化學(xué)反應(yīng)等因素，只考慮對流彌散作用。

選擇較為敏感及本項目廢水中濃度較高的污染物氯離子及氨氮作為預(yù)測因子，根據(jù)工程分析，氯離子的泄漏源強取21850mg/L，氨氮的泄漏源強取115mg/L，下滲速度設(shè)定為10-7cm/d。根據(jù)場調(diào)報告，設(shè)定土壤剖面為：地面至地面以下8m為粘質(zhì)粉土，地面以下8m至12m為粉質(zhì)粘土。采用土壤導(dǎo)則推薦的一維非飽和溶質(zhì)運移模型預(yù)測方法，使用Hydrus-1D軟件對其進行預(yù)測，預(yù)測地面以下8m土壤中污染物濃度含量變化趨勢見下圖1和圖2。100天后，氯化物和氨氮的影響深度均小于3m。

圖1 土壤中氯離子濃度含量變化趨勢

圖2 土壤中氨氮濃度含量變化趨勢

根據(jù)項目期間對地下水水位的監(jiān)測數(shù)據(jù)，場地內(nèi)地下水位埋深在2.9值3.2m之間。故采用Hydrus-1D軟件預(yù)測泄漏發(fā)生后，土壤污染物濃度隨深度變化趨勢，見下圖3和圖4。可知泄漏持續(xù)61天后，地下水位2.9m處的氯化物濃度開始增加，泄漏100天后地下水氯化物濃度仍能達到《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-2017)中的IV類水質(zhì)標準(350mg/L)；在泄漏70 天后，地下水位2.9m處的氨氮濃度開始增加，泄漏100天后地下水氨氮濃度仍能達到《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-2017)中的IV類水質(zhì)標準(1.5mg/L)。

圖3 初見地下水位深度-氯離子濃度隨時間變化趨勢

圖4 初見地下水位深度-氨氮濃度隨時間變化趨勢

4 總結(jié)

為防治事故情況的發(fā)生，企業(yè)已從源頭控制、過程防控，以及跟蹤監(jiān)測等方面采取措施，減輕對土壤環(huán)境的影響，并可有效降低事故情況發(fā)生的概率。源頭控制：物料輸送管線架空布設(shè)；原輔料輸送管線均按規(guī)范要求設(shè)計，強度、防腐蝕性能良好，且架空布設(shè)。過程防控：危險化學(xué)品倉庫均鋪設(shè)了2mm厚的環(huán)氧地坪，危險化學(xué)品倉庫均設(shè)置了地溝，對于存放液體的貨架設(shè)置了防漏托盤，可以通過泵抽到事故廢水池中，避免化學(xué)品泄漏時溢出到其他區(qū)域。同時配備了漏液監(jiān)測探頭，與監(jiān)控室連接。倉庫內(nèi)配備了應(yīng)急防漏桶，用于處置容器泄漏；車間一樓化學(xué)品中間罐區(qū)設(shè)圍堰，液體化學(xué)品一旦泄漏，液體流入圍堰，然后集中收集處置。二樓乙酸中間罐區(qū)設(shè)圍堰，液體化學(xué)品一旦泄漏，液體流入圍堰，然后集中收集處置。圍堰內(nèi)的泄漏物料以及事故廢水經(jīng)泵抽提至事故廢水池。跟蹤監(jiān)測：企業(yè)每5年對廠區(qū)內(nèi)的土壤進行一次跟蹤監(jiān)測，采3個土壤表層樣品，監(jiān)測因子選擇《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標準》(GB36600-2018)表1中45項，監(jiān)測頻次為5年/次。

根據(jù)以上預(yù)測，以及采取以上防控措施，在發(fā)生事故時及時應(yīng)急響應(yīng)的前提下，項目運營對廠區(qū)內(nèi)土壤污染可能性較小，在可控范圍內(nèi)。