河北省焦化企業(yè)污染隱患排查現(xiàn)狀調(diào)研與建議

于海，徐玉，耿迪，徐鐵兵(河北省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，河北 石家莊 050037)

0 引言

隨著建設(shè)用地土壤與地下水風(fēng)險管控技術(shù)和管理的發(fā)展，已有研究報道提出建議，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)，按照新建、在產(chǎn)、停產(chǎn)關(guān)閉和搬遷等狀態(tài)進(jìn)行分類管理，對應(yīng)采取污染源頭預(yù)防、清潔生產(chǎn)提升改造、土地安全利用、防污染擴(kuò)散的風(fēng)險控制措施[1]。在生產(chǎn)和管理實踐中，需要充分結(jié)合環(huán)保技術(shù)與有關(guān)政策，形成企業(yè)用地污染預(yù)防、環(huán)境調(diào)查評估、污染治理的全流程、綠色、可持續(xù)管理體系。同時，土壤污染隱患排查是落實企業(yè)社會責(zé)任的重要體現(xiàn)，土壤污染隱患排查有利于提前發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，是實現(xiàn)精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污的重要依據(jù)。

焦化行業(yè)是存在土壤安全隱患的重點行業(yè)。前期文獻(xiàn)報道，從地市分布看，河北省焦化類企業(yè)主要集中在邯鄲市和唐山市，數(shù)量占全省總數(shù)70%以上，且生產(chǎn)年限較長；根據(jù)重點行業(yè)企業(yè)用地土壤污染狀況調(diào)查和風(fēng)險篩查結(jié)果，目前，河北省焦化場地土壤污染情況較為嚴(yán)重，在產(chǎn)企業(yè)多數(shù)存在土壤和地下水污染問題，給生態(tài)環(huán)境和人居安全造成了較大的風(fēng)險隱患[2]。河北省風(fēng)險管控及修復(fù)名錄污染地塊調(diào)研信息顯示，截至2021年5月，邯鄲和唐山兩市的污染地塊數(shù)量約占全省總數(shù)的21%，其中，約四分之一的污染地塊涉及焦化。由此可見，焦化行業(yè)土壤污染情形不容樂觀。

目前，全國范圍內(nèi)已有不少地方針對焦化、鋼鐵、鑄造等重點行業(yè)進(jìn)行了綠色化提升改造，為實現(xiàn)土壤污染源頭預(yù)防，有必要推廣、應(yīng)用針對在產(chǎn)企業(yè)污染隱患排查措施和方法。同時，考慮到企業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)，環(huán)保相關(guān)監(jiān)管工作也需全面考慮，兼顧調(diào)查監(jiān)測與治理技術(shù)的成熟性、適用性和創(chuàng)新性。

1 焦化企業(yè)生產(chǎn)與污染隱患排查概況

1.1 典型焦化生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品

焦化廠典型生產(chǎn)工藝流程主要包括：原料、備煤工藝、煉焦工藝、化產(chǎn)工藝、化工產(chǎn)品，主要產(chǎn)品與產(chǎn)率如圖1所示。

圖1 焦化企業(yè)主要產(chǎn)品與煉焦產(chǎn)率

1.2 焦化污染特征

(1)生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染分布情況

經(jīng)調(diào)研相關(guān)資料，總結(jié)焦化產(chǎn)排污環(huán)節(jié)，與生產(chǎn)工藝流程環(huán)節(jié)大致對應(yīng)，以河北某煤焦化公司為例，土壤和地下水易產(chǎn)生污染的環(huán)節(jié)主要有：備煤工段、煉焦工段、熄焦工段、篩焦工段、冷凝鼓風(fēng)工段、脫硫工段、硫銨工段、粗苯、冷卻塔工段、污水處理站等。

(2)生產(chǎn)區(qū)域污染分布情況

調(diào)研結(jié)果顯示，焦化廠生產(chǎn)區(qū)域總體分為焦煤區(qū)(含原料、配煤、煉焦車間)、化產(chǎn)區(qū)(含回收、焦油車間)、固廢堆場、廢水處理廠；不同生產(chǎn)區(qū)域土壤的污染情況分布，依次由低到高為制氣車間、煉焦車間、焦油車間、老粗苯車間、回收車間，其中，污染情況最嚴(yán)重的，集中分布在焦油、洗油儲罐區(qū)、焦油回收點、瀝青傳送帶、粗苯加工車間等區(qū)域。

(3)焦化場地污染物種類及其分布情況

針對焦化污染物的種類及其分布特征進(jìn)行調(diào)研分析，結(jié)果顯示，焦化場地土壤和地下水中的主要污染物有多環(huán)芳烴類、苯系物、重金屬等。其中，苯并(a)芘、萘和苯的污染情況最嚴(yán)重；重金屬污染物多為砷、汞、鉛、鎳、銅等，主要分布在硫酸罐區(qū)、焦?fàn)t區(qū)、洗煤堆場區(qū)等生產(chǎn)區(qū)域，而重金屬含量一般從表層到深層逐漸降低，且廠區(qū)內(nèi)比廠區(qū)周邊環(huán)境重金屬含量高。研究人員結(jié)合焦化場地水文地質(zhì)情況，對焦化特征污染物的垂向分布規(guī)律進(jìn)行了探索[3]，結(jié)果顯示，重金屬和多環(huán)芳烴污染主要集中在淺層土壤；苯系物污染可達(dá)到深層土壤，且在粉土和黏土等低滲透性土層中的濃度大于其他地層。

1.3 在產(chǎn)焦化企業(yè)土壤污染隱患排查現(xiàn)狀

(1)土壤污染隱患排查范圍

經(jīng)資料調(diào)研，河北省在產(chǎn)企業(yè)土壤污染隱患排查范圍分布情況見表1所示。

表1 在產(chǎn)企業(yè)土壤污染隱患排查范圍統(tǒng)計

(2)隱患排查歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)

進(jìn)一步對河北省邯鄲市和唐山市的在產(chǎn)焦化企業(yè)污染隱患排查情況進(jìn)行總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)僅約六分之一企業(yè)有土壤/地下水歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，且年限較短，普遍為2年內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù)；個別有2018年地下水監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)、少數(shù)地下水埋深較深(均在15 m以上，個別達(dá)50 m以上)，故未監(jiān)測，其他均為2年內(nèi)歷史數(shù)據(jù)，企業(yè)土壤和地下水歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計概況見圖2所示。

圖2 在產(chǎn)焦化企業(yè)土壤污染隱患排查歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計

(3)隱患排查土壤和地下水超標(biāo)情況

①土壤和地下水點位超標(biāo)概況

針對區(qū)域土壤和地下水點位的超標(biāo)情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示，土壤污染隱患排查過程中，不少企業(yè)存在點位超標(biāo)現(xiàn)象，且部分區(qū)域存在土壤與地下水均超標(biāo)的現(xiàn)象，點位超標(biāo)情況統(tǒng)計結(jié)果如圖3所示。

圖3 在產(chǎn)焦化企業(yè)土壤污染隱患排查點位超標(biāo)情況統(tǒng)計

②土壤和地下水超標(biāo)點位區(qū)域分布情況

分析可知，上述土壤和地下水超標(biāo)點位主要分布在：污水、廢水處理站、焦?fàn)t區(qū)、脫硫工段、煤場、棚區(qū)、化產(chǎn)區(qū)、罐區(qū)、硫銨粗苯工段、鋼鐵冶煉區(qū)、冷鼓區(qū)、初期雨水池、事故池區(qū)等區(qū)域。其中某些由于受地質(zhì)條件影響，所在區(qū)域背景值較高而造成了點位超標(biāo)，超標(biāo)區(qū)域分布情況統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

表2 在產(chǎn)焦化企業(yè)土壤污染隱患排查點位超標(biāo)區(qū)域統(tǒng)計

③土壤和地下水超標(biāo)污染物種類分布情況

對企業(yè)土壤污染隱患排查過程中發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)污染物進(jìn)行匯總分析(圖4)，結(jié)果表明，土壤和地下水重金屬污染和有機(jī)污染情況較嚴(yán)重，不少企業(yè)的生產(chǎn)活動已經(jīng)對土壤和地下水產(chǎn)生了不良影響，企業(yè)相關(guān)環(huán)保措施亟需加強。

圖4 在產(chǎn)焦化企業(yè)土壤污染隱患排查超標(biāo)污染物統(tǒng)計

排查過程發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)污染物共五類，包括重金屬、無機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、揮發(fā)性有機(jī)物、石油烴。其中，重金屬以砷、汞、鎘、鉛、鎳、錳為主，土壤只有砷和鋅兩種重金屬出現(xiàn)點位超標(biāo)情況，地下水監(jiān)測點位重金屬超標(biāo)情況較多，錳的超標(biāo)頻率最高，具體污染物組成分析如圖5所示。無機(jī)物超標(biāo)的現(xiàn)象主要出現(xiàn)在地下水監(jiān)測點位，以氨氮、氟化物為主，其中，氨氮點位超標(biāo)頻率最高，近60%，其次為氟化物，超標(biāo)頻率約為42%，此外還有氰化物、硫化物等超標(biāo)情況也較多，超標(biāo)頻率均為17%左右；半揮發(fā)性有機(jī)物以多環(huán)芳烴、苯酚類為主，多環(huán)芳烴類污染物居多，尤其是其中的苯并[a]芘，在土壤監(jiān)測點位超標(biāo)頻率最高，達(dá)62%，且在地下水監(jiān)測點位超標(biāo)頻率也較高，約為25%；揮發(fā)性有機(jī)物以苯系物為主，超標(biāo)頻率約為20%。

圖5 在產(chǎn)焦化企業(yè)地下水監(jiān)測點位超標(biāo)重金屬組成分析

此外，調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)某些土壤和地下水污染因子在隱患排查監(jiān)測過程中檢出，甚至部分污染因子點位檢出率為100%。但由于缺少對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)而暫時未作評價，這些污染物與其他經(jīng)評價雖未超標(biāo)卻有累積性的污染物同樣反映企業(yè)生產(chǎn)活動可能造成污染隱患。例如，土壤中的氟化物、氨氮、pH等以及地下水中的石油烴、苯酚等有機(jī)污染物，需進(jìn)一步跟蹤檢測，密切關(guān)注污染物動態(tài)變化趨勢；針對污染物超標(biāo)或累積的現(xiàn)象，需結(jié)合超標(biāo)點位區(qū)域分布的排查結(jié)果，進(jìn)行溯源分析，在企業(yè)重點隱患區(qū)域采取有效措施，解決設(shè)施和設(shè)備“跑冒滴漏”等污染隱患，從源頭上阻斷企業(yè)地塊污染風(fēng)險，同時，做好土壤防滲，阻隔污染物擴(kuò)散。

2 土壤污染隱患排查與管理優(yōu)化建議

2.1 生產(chǎn)工藝優(yōu)化建議

在含焦化工藝的企業(yè)實施污染預(yù)防、清潔生產(chǎn)工藝提升改造，對消減土壤與地下水污染隱患具有重要價值。以邯鄲某鋼鐵公司為例，該公司在焦?fàn)t煤氣凈化過程中，產(chǎn)生含有高濃度污染物的酚氰廢水，致使氰化物、SVOCs(苯并[a]芘)等污染物在酚氰廢水處理站附近檢測超標(biāo)，而酚氰廢水具有水質(zhì)波動大、污染物濃度高、可生化性差的特點，屬于冶金、煤化工廢水中最難處理的一類。通過改進(jìn)廢水處理站工藝設(shè)計、提升運行效果，該公司采用了“重力除油+加壓溶氣氣浮+SDN(缺氧池與兩級好氧池、二沉池) +混凝沉淀”的核心處理工藝，在實現(xiàn)資源回用、無廢物外排的同時，保障了穩(wěn)定的廢水處理與達(dá)標(biāo)排水[4]。由此可見，企業(yè)清潔生產(chǎn)與治污工藝的提升改造，對焦化行業(yè)綠色發(fā)展與區(qū)域土壤和地下水環(huán)境保護(hù)具有重要的實踐意義。

2.2 在產(chǎn)企業(yè)環(huán)境調(diào)查與評估優(yōu)化建議

在場地治理和修復(fù)實踐中，針對焦化污染特征，通過修復(fù)技術(shù)和設(shè)備創(chuàng)新，開展精密調(diào)查、精細(xì)評估、精確管理尤為重要。

(1)精準(zhǔn)化調(diào)查監(jiān)測

精細(xì)化的調(diào)查分析是企業(yè)用地污染防治和安全利用的重要前提，針對在產(chǎn)企業(yè)，開展詳細(xì)環(huán)境調(diào)查，才能明確土壤及地下水存在的污染隱患以及污染的分布情況。以我國某焦化場地為對象的研究表明，調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征能夠幫助判別污染物在場地中的空間變異特征、污染來源和成因，研究人員對土壤表層樣本中多環(huán)芳烴的含量數(shù)據(jù)進(jìn)行了多元統(tǒng)計和空間特征分析，結(jié)果顯示，每種污染物的含量范圍差異顯著[5]。因此，企業(yè)土壤和地下水調(diào)查監(jiān)測，需廣泛采用創(chuàng)新設(shè)備和技術(shù)方法，以實現(xiàn)精細(xì)化的調(diào)查分析。在采樣監(jiān)測、污染物分析方面，通過研發(fā)并應(yīng)用精細(xì)環(huán)境調(diào)查與精準(zhǔn)監(jiān)測的新技術(shù)、新設(shè)備，準(zhǔn)確識別污染物，精準(zhǔn)刻畫、定量分析污染物及污染風(fēng)險的空間分布，已有研究或應(yīng)用的創(chuàng)新方法包括無損探測、高效鉆探、溯源技術(shù)等精密監(jiān)測技術(shù)。此外，精細(xì)刻畫焦化污染物的時空分布特征，闡明多介質(zhì)污染過程也有利于高效開展污染源解析。

(2)精細(xì)化風(fēng)險評估

精細(xì)化的風(fēng)險評估是環(huán)境污染治理和土地安全利用的重要保障，結(jié)合在產(chǎn)企業(yè)隱患排查與自行監(jiān)測的結(jié)果，科學(xué)地進(jìn)行人體健康風(fēng)險評估和環(huán)境安全風(fēng)險評估，以便準(zhǔn)確判斷區(qū)域環(huán)境的受污染程度，預(yù)測污染的變化趨勢，采取合理有效的補救措施和治理方案。已有課題研究針對焦化用地土壤與地下水進(jìn)行精細(xì)化的健康風(fēng)險分析，建立了關(guān)鍵因子評估方法，推進(jìn)了層次化風(fēng)險評估方法的應(yīng)用，因而，對風(fēng)險評估結(jié)論的判定、修復(fù)技術(shù)的篩選、治理工程的實踐等，均起到科學(xué)有效的指導(dǎo)作用，具體方法包括：

(1)基于生物可給性的風(fēng)險評估

基于生物可給性的風(fēng)險分析已有不少研究報道，涉及不同地區(qū)的焦化廠、鋼鐵廠、農(nóng)藥廠等污染場地，研究人員針對焦化污染物(多環(huán)芳烴、重金屬等)的生物可給性開展體外模擬研究，輔助實際評估中人體可給性的分析，在考慮生物可給性的情況下進(jìn)行健康風(fēng)險評估，可實現(xiàn)健康風(fēng)險的量化評估，并在一定程度克服土壤修復(fù)目標(biāo)計算結(jié)果過于嚴(yán)格的現(xiàn)實難題[6-8]。

(2)基于土壤氣揮發(fā)通量的風(fēng)險評估

在企業(yè)用地區(qū)域開展土壤氣監(jiān)測，將土壤氣中關(guān)注污染物檢出濃度與土壤氣的健康風(fēng)險篩選值進(jìn)行比較，可進(jìn)一步判斷賦存于土壤氣中的揮發(fā)性污染物是否存在健康風(fēng)險，該方法具有對在產(chǎn)企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營活動擾動較小的優(yōu)點[9-10]。

(3)基于有效暴露劑量的概率風(fēng)險評估

該方法使用概率模型模擬某一人群不同風(fēng)險水平的可能性，或表征風(fēng)險評估中不確定性，在概率風(fēng)險評估中，一個或多個變量被定義為服從特定的概率分布函數(shù)后，輸入風(fēng)險評估模型，并以概率分布的形式輸出風(fēng)險計算結(jié)果，作為傳統(tǒng)確定性健康風(fēng)險的重要補充，概率風(fēng)險評估突破了對環(huán)境風(fēng)險的保守單點估計，適用于人體暴露健康風(fēng)險精細(xì)評估[11]。

2.3 在產(chǎn)企業(yè)環(huán)境監(jiān)管政策優(yōu)化建議

(1)土壤環(huán)境管理政策、依據(jù)

2019年，在北京市發(fā)布并實施的地方標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查與風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》中，已經(jīng)對土壤氣揮發(fā)性通量測試方法、土壤污染物人體可給性、概率風(fēng)險評估原理及案例等土壤環(huán)境調(diào)查、評估相關(guān)管理工作，進(jìn)行了明確規(guī)定和示例[12]；2021年，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《重點監(jiān)管單位土壤污染隱患排查指南(試行)》公告，規(guī)范了土壤污染重點監(jiān)管單位土壤污染隱患排查工作[13]，明確了工作程序和要點，同年，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)土壤和地下水自行監(jiān)測技術(shù)指南(試行)》發(fā)布，并于2021年開始實施，對工業(yè)企業(yè)土壤和地下水的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)管進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定和示例，涵蓋了監(jiān)測過程與方法、資料收集、重點監(jiān)測單元、污染物變化分析、監(jiān)測報告編制等內(nèi)容[14]。

(2)企業(yè)與政府管理建議

一是企業(yè)方面。通過調(diào)研河北省目前焦化行業(yè)污染隱患排查現(xiàn)狀，建議在產(chǎn)企業(yè)科學(xué)開展調(diào)查監(jiān)測與環(huán)境風(fēng)險評估，嚴(yán)格執(zhí)行土壤環(huán)境管理制度，按照有關(guān)規(guī)定落實土壤和地下水監(jiān)測，完善隱患排查制度，并將隱患排查結(jié)果與已有監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析。企業(yè)重點關(guān)注區(qū)域按要求布設(shè)或加密土壤與地下水監(jiān)測點位，跟蹤監(jiān)測土壤特征污染物的垂向分布規(guī)律及其變化趨勢，對容易造成土壤污染隱患的生產(chǎn)活動提出明確要求，確保操作人員遵守操作規(guī)程，保障環(huán)保措施效果，及時消除污染隱患。針對排查出現(xiàn)的隱患問題和污染物點位超標(biāo)的情況，需及時采取治理與修復(fù)等補救、應(yīng)急措施，并加強日常生產(chǎn)監(jiān)督、巡查管理。

二是政府方面。建議生態(tài)環(huán)境管理部門充分協(xié)調(diào)環(huán)境保護(hù)與發(fā)展，在環(huán)境監(jiān)管過程中，積極推行土壤和地下水監(jiān)測的新方法、新技術(shù)，并指導(dǎo)和監(jiān)督企業(yè)落實隱患排查、土壤及地下水監(jiān)測相關(guān)工作，針對某些土壤/地下水特征污染物(如：氟化物、氨氮、重金屬、pH、苯酚、二噁英等檢測因子)標(biāo)準(zhǔn)值仍有欠缺的情況，需進(jìn)一步完善土壤污染隱患排查相關(guān)指南、標(biāo)準(zhǔn)，以便對企業(yè)區(qū)域土壤和地下水環(huán)境實施精準(zhǔn)管理。

3 結(jié)語

本文通過調(diào)研分析，列舉了典型焦化生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)排污環(huán)節(jié)，概括描述了焦化場地的污染特征及河北省在產(chǎn)焦化企業(yè)土壤污染隱患排查現(xiàn)狀，匯總整理了企業(yè)土壤污染隱患排查范圍、土壤和地下水監(jiān)測超標(biāo)情況，重點總結(jié)并分析了土壤和地下水超標(biāo)點位的區(qū)域分布與超標(biāo)污染物的種類組成。根據(jù)目前焦化場地的污染特征，結(jié)合企業(yè)污染隱患排查的現(xiàn)狀結(jié)論，本文提出了針對企業(yè)生產(chǎn)管理、土壤環(huán)境調(diào)查評估、污染源頭預(yù)防、土壤污染隱患排除等方面的優(yōu)化建議，便于以創(chuàng)新、高效的環(huán)保技術(shù)和環(huán)境管理為焦化行業(yè)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展服務(wù)，確保企業(yè)生產(chǎn)安全、保障土壤與地下水環(huán)境質(zhì)量安全，防范風(fēng)險，促進(jìn)綠色、可持續(xù)發(fā)展。