福建某化工企業(yè)地塊土壤調(diào)查及污染成因分析

余梅花

（福建龍?jiān)喘h(huán)境工程技術(shù)有限公司，福州 350001）

根據(jù)《關(guān)于保障工業(yè)企業(yè)場地再開發(fā)利用環(huán)境安全的通知》《關(guān)于加強(qiáng)工業(yè)企業(yè)關(guān)停、搬遷及原址場地再開發(fā)利用過程中污染防治工作的通知》的有關(guān)要求，關(guān)停并轉(zhuǎn)、搬遷工業(yè)企業(yè)原地塊在進(jìn)行重新供地及土地出讓之前，應(yīng)完成地塊環(huán)境調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評估工作，確保地塊遺留污染不會在后續(xù)開發(fā)利用過程中對人體健康產(chǎn)生危害。

以福建某化工企業(yè)地塊（該廠目前已搬遷完畢，構(gòu)筑物已拆除）作為研究對象[1]，通過現(xiàn)場踏勘及收集資料，充分識別潛在特征污染物和潛在重污染區(qū)域，按照有關(guān)導(dǎo)則和規(guī)范要求，對初步調(diào)查超標(biāo)區(qū)域和超標(biāo)污染物進(jìn)一步詳細(xì)采樣分析調(diào)查，進(jìn)一步明確土壤及地下水污染程度、范圍及邊界，旨在為該化工企業(yè)未來開展風(fēng)險(xiǎn)評估工作提供依據(jù)，為同類型化工項(xiàng)目土壤地塊詳細(xì)調(diào)查提供參考意義。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

福建某化工企業(yè)占地面積為72 359.3m2，組建于20 世紀(jì)70 年代，于2003 年改制重組，重組原設(shè)計(jì)規(guī)模為合成氨3000t/a，經(jīng)過幾十年的發(fā)展和技術(shù)改造，最終形成合成氨2.5 萬t/a 的恒產(chǎn)規(guī)模，工廠于2011 年關(guān)停，地塊目前處于閑置待開發(fā)階段。

該地塊規(guī)劃擬作商住用地，土壤檢測結(jié)果采用《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）中第一類用地的篩選值進(jìn)行評價(jià)，地下水檢測結(jié)果采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)。

1.2 初步調(diào)查檢測結(jié)果

初步調(diào)查結(jié)果顯示的地塊土壤檢測項(xiàng)目超標(biāo)指標(biāo)及數(shù)值見圖1。

圖1 初步調(diào)查土壤項(xiàng)目檢測結(jié)果圖

初步調(diào)查地塊內(nèi)重金屬超標(biāo)點(diǎn)位為S4-1（碳化車間）、S5-1（造氣房）、S8-1（循環(huán)水池）和S11-1（廢催化劑堆放區(qū)），這些點(diǎn)位分布在生產(chǎn)區(qū)中部及中南部區(qū)域，超標(biāo)點(diǎn)位污染深度為表層土（0—50cm）。

地下水W-1、W-2 存在氨氮超標(biāo)現(xiàn)象，具體超標(biāo)點(diǎn)位見圖2。

圖2 初步調(diào)查地下水項(xiàng)目檢測結(jié)果圖

由圖2 可知，地塊地下水上游氨氮濃度低，下游氨氮濃度高；西側(cè)生活辦公區(qū)氨氮濃度低、東側(cè)生產(chǎn)區(qū)的氨氮濃度高。

2 詳細(xì)調(diào)查采樣布點(diǎn)方案

2.1 土壤布點(diǎn)位置、檢測項(xiàng)目及采樣深度

2.1.1 布點(diǎn)位置

根據(jù)《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.1—2019）[4]和《建設(shè)用地土壤環(huán)境調(diào)查評估技術(shù)指南》，污染識別和初步調(diào)查篩選的重點(diǎn)區(qū)域土壤采樣點(diǎn)位數(shù)每400m2不少于1 個(gè)，其他區(qū)域每1600m2不少于1 個(gè)。結(jié)合地塊情況，初查超篩選值點(diǎn)位所在的重點(diǎn)區(qū)域約14 000m2，對其進(jìn)行20×20加密布點(diǎn)，土壤采樣點(diǎn)位數(shù)量不少于35 個(gè)，實(shí)際布設(shè)35 個(gè)點(diǎn)位。

本地塊總占地面積為72 359.3m2，其他區(qū)域的面積為58 359.3m2，對其他區(qū)域進(jìn)行40×40 網(wǎng)格布點(diǎn)，因此其他區(qū)域內(nèi)的土壤采樣點(diǎn)位不少于36 個(gè)，實(shí)際布設(shè)36 個(gè)點(diǎn)位。此外，按要求應(yīng)在地塊外部區(qū)域設(shè)置土壤對照監(jiān)測點(diǎn)位，故在地塊外部區(qū)域選擇在一定時(shí)間內(nèi)未經(jīng)外界擾動的裸露土壤區(qū)域布設(shè)1 個(gè)土壤對照點(diǎn)位[2]。具體點(diǎn)位布設(shè)詳見圖3。

圖3 詳細(xì)調(diào)查土壤和地下水采樣點(diǎn)位布設(shè)圖

2.1.2 檢測項(xiàng)目

檢測項(xiàng)目選擇的初步調(diào)查檢測超標(biāo)指標(biāo)為總鉻、鋅、鉛、鎳、汞、砷。

2.1.3 采樣深度

根據(jù)《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.2—2019）要求，本地塊具體采樣深度設(shè)計(jì)如下：

（1）第一層土壤：0—0.5m 一個(gè)土壤樣品；

（2）第二層土壤：0.5—1.5m 一個(gè)土壤樣品；

（3）第三層土壤：1.5—3.5m 一個(gè)土壤樣品；

（4）第四層土壤：3.5—5.5m 一個(gè)土壤樣品；

（5）第五層土壤：5.5—6.5m 一個(gè)土壤樣品。

每個(gè)采樣點(diǎn)具體的采樣深度應(yīng)結(jié)合鉆探過程中專業(yè)人員的判斷和X 射線熒光光譜儀（XRF）、光離子化檢測器（PID）等現(xiàn)場檢測設(shè)備的監(jiān)測結(jié)果；鉆探過程中如果在其他深度發(fā)現(xiàn)有明顯污染痕跡（如顏色、氣味），也應(yīng)適當(dāng)增加土壤樣品采集[3]。

2.2 地下水布點(diǎn)位置及檢測項(xiàng)目

2.2.1 布點(diǎn)位置

根據(jù)《建設(shè)用地土壤環(huán)境調(diào)查評估技術(shù)指南》，在詳細(xì)調(diào)查階段，地下水采樣點(diǎn)位數(shù)每6400m2不少于1 個(gè)。本地塊占地面積為72 359.3m2，故地下水采樣點(diǎn)位數(shù)至少為11 個(gè)，實(shí)際布設(shè)15 個(gè)點(diǎn)位。此外，應(yīng)在調(diào)查地塊附近選擇1 個(gè)清潔對照點(diǎn)（W12），而且應(yīng)布設(shè)在地下水上游區(qū)域。因此，本地塊詳調(diào)階段地下水采樣點(diǎn)位設(shè)置16 個(gè)，具體點(diǎn)位布設(shè)見圖3。

2.2.2 檢測項(xiàng)目

結(jié)合土壤中超標(biāo)污染物，詳細(xì)調(diào)查階段地下水檢測項(xiàng)目設(shè)為pH 值、砷、鉛、汞、鎳、氨氮。因總鉻沒有相應(yīng)的篩選值，所以不進(jìn)行檢測。

2.2.3 采樣深度

應(yīng)依據(jù)地塊水文地質(zhì)條件及調(diào)查獲取的污染物特征進(jìn)行確定。一般情況下采樣深度應(yīng)在監(jiān)測井水面下0.5m 以下。對于低密度非水溶性有機(jī)物污染，監(jiān)測點(diǎn)位應(yīng)設(shè)置在含水層頂部；對于高密度非水溶性有機(jī)物污染，監(jiān)測點(diǎn)位應(yīng)設(shè)置在含水層底部和不透水層頂部[4]。

3 土壤和地下水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)

3.1 詳細(xì)調(diào)查土壤檢測結(jié)果

本次詳細(xì)調(diào)查共布設(shè)土壤點(diǎn)位72 個(gè)，兩次進(jìn)場采集并送往實(shí)驗(yàn)室檢測的樣品共計(jì)387 個(gè)（其中包含平行樣36 個(gè)）。采用《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）中第一類用地的篩選值對檢測結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。在所檢測的污染因子中共有2 個(gè)污染因子超過篩選值，分別為砷、鉛。具體檢測結(jié)果詳見表1 和表2，砷和鉛超標(biāo)點(diǎn)位見圖4、圖5。

圖4 砷超標(biāo)點(diǎn)位圖

表1 土壤檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表2 土壤樣品檢測值超標(biāo)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表3 地下水檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)

圖5 鉛超標(biāo)點(diǎn)位圖

根據(jù)檢測結(jié)果，土壤中超標(biāo)的污染物主要為砷和鉛，這主要與該企業(yè)從事合成氨原輔材料燃燒等生產(chǎn)工作有關(guān)，與地塊的特征污染物的分析具有一致性，可以判斷該企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動對地塊內(nèi)土壤造成了污染。

3.2 詳細(xì)調(diào)查地下水檢測結(jié)果

詳細(xì)調(diào)查共布設(shè)16 個(gè)地下水點(diǎn)位，共建設(shè)16 口地下水監(jiān)測井，采集并送往實(shí)驗(yàn)室檢測的樣品共計(jì)18 個(gè)（其中包括平行樣2 個(gè)）。由于該地塊為非水源保護(hù)地，因此選用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

在所檢測的污染因子中只有氨氮指標(biāo)超過Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)限值，結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表3，超標(biāo)點(diǎn)位分布見圖6。

圖6 地下水樣品中氨氮污染物超標(biāo)點(diǎn)位分布圖

4 土層污染物空間分布及方量計(jì)算

4.1 污染物空間分布

為更保守估算本地塊污染物分布的面積并計(jì)算本地塊土壤修復(fù)的土方量，將初步核實(shí)超標(biāo)點(diǎn)位加到本次調(diào)查中所進(jìn)行污染面積及修復(fù)方量的計(jì)算。

為更明確和直觀地顯示調(diào)查區(qū)域內(nèi)污染物的超標(biāo)情況及污染物水平分布情況，使用克里金插值法制作污染物分布圖。第一層（表層0—50cm）各污染物污染面積統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4，第二層（50—150cm）污染物污染面積計(jì)算結(jié)果見表5。

表4 第一層（0-50cm）各污染物污染面積統(tǒng)計(jì)

表5 第二層（50-150cm）污染物污染面積計(jì)算

4.2 面積整合

因每個(gè)污染物存在相重合的污染區(qū)域，因此需對相重合的污染區(qū)域進(jìn)行整合，從而得出準(zhǔn)確的污染面積及污染邊界。采用保守計(jì)算方法，當(dāng)區(qū)域內(nèi)只受一種污染物污染時(shí)，該區(qū)域內(nèi)土壤污染方量=污染面積×該污染物的最大污染深度；當(dāng)區(qū)域內(nèi)受多種污染物污染時(shí)，該區(qū)域內(nèi)污染土壤方量=污染面積×多種污染物中最大的污染深度。依據(jù)此方法，將每一種污染物的污染范圍進(jìn)行疊加（見圖7），疊加后合并范圍見圖8、圖9。

圖7 第一層（表層0-50cm）污染范圍疊加圖

圖8 第一層（表層0-50cm）污染范圍分布圖

圖9 第二層（表層50cm-150cm）污染范圍分布圖

經(jīng)計(jì)算，本地塊土壤污染土方量為2686m3，其中0—50cm 處的污染方量為2301m3、50-150cm 處的污染方量為385m3，具體計(jì)算結(jié)果見表6。

表6 該地塊污染物修復(fù)方量計(jì)算結(jié)果

5 結(jié)語

5.1 土壤

本次詳細(xì)調(diào)查共布設(shè)土壤點(diǎn)位72 個(gè)，2 次進(jìn)場采集并送往實(shí)驗(yàn)室檢測的樣品共計(jì)387 個(gè)（其中包含平行樣36 個(gè)）。采用《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）中第一類用地的篩選值對檢測結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。在所檢測的污染因子中共有2 個(gè)污染因子超過篩選值，分別為砷、鉛。

（1）在所有檢測的樣品中有兩個(gè)點(diǎn)位的砷污染因子超過一類篩選值，分別為位于煤球庫車間的S27 點(diǎn)位和S32 點(diǎn)位，其中砷污染因子檢出最大值為位于煤球庫車間的S27 點(diǎn)位表層（0—50cm）土壤樣品，砷最大檢測值為129mg/kg，是篩選值的5.45 倍。位于造氣車間的S32 號點(diǎn)位最大污染深度可達(dá)150cm，其他點(diǎn)位砷污染因子均未超過篩選值。

通過分析該地塊的生產(chǎn)工藝及企業(yè)歷史可知，S27 點(diǎn)位所在區(qū)域?yàn)槊呵驇燔囬g，在生產(chǎn)過程中原材料及煤球等均堆放在該車間，長時(shí)間原材料堆放導(dǎo)致砷污染因子超過篩選值；S32 點(diǎn)位位于造氣車間，該車間的生產(chǎn)會涉及廢熱鍋爐和造氣鍋爐燃燒，使用的原材料為煤球，長時(shí)間生產(chǎn)導(dǎo)致該點(diǎn)位的砷污染因子超過一類篩選值。因此，需對土壤中的砷進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，確定風(fēng)險(xiǎn)水平。

（2）在所有檢測的樣品中有兩個(gè)點(diǎn)位的鉛污染因子超過一類篩選值，分別為位于煤球庫車間的S27 點(diǎn)位和S32 點(diǎn)位，其中鉛污染因子檢出最大值為位于煤球庫車間的S27 點(diǎn)位表層（0—50cm）土壤樣品，鉛最大檢測值為638mg/kg，是篩選值的0.595 倍，最大污染深度為50cm。其他點(diǎn)位鉛污染因子均未超過篩選值。

通過分析該地塊的生產(chǎn)工藝及企業(yè)歷史可知，超標(biāo)的這兩個(gè)點(diǎn)位位于大量使用煤球的車間，煤球的長期使用導(dǎo)致其粉塵在表層堆積，經(jīng)過雨水沖刷溶解及循環(huán)水池積水影響造成鉛污染物在該點(diǎn)位表層堆積，長時(shí)間生產(chǎn)作業(yè)導(dǎo)致這兩個(gè)點(diǎn)位的鉛污染因子超過一類篩選值。因此，需對這些區(qū)域內(nèi)土壤中的鉛進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，確定風(fēng)險(xiǎn)水平。

（3）初步調(diào)查位于碳化車間的CS4 點(diǎn)位污染物鎳超過篩選值，位于造氣車間附近的CS8 點(diǎn)位污染物汞超過篩選值，這可能是由于場地表土堆存的金屬顆粒物經(jīng)長期雨水沖刷溶解到土壤造成的，需對初步調(diào)查CS4 點(diǎn)位土壤中的鎳及CS8 點(diǎn)位土壤中的汞進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，確定風(fēng)險(xiǎn)水平。

綜上所述，土壤中超標(biāo)的污染物主要為砷、鉛、鎳、汞、總鉻，這些污染物與該企業(yè)主要從事合成氨原輔材料燃燒等生產(chǎn)工作有關(guān)，與地塊的特征污染物的分析具有一致性，可以判斷該企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動對地塊內(nèi)土壤造成了污染。

5.2 地下水

按《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)對該化工企業(yè)地塊內(nèi)地下水水質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果顯示在所檢測的污染因子中氨氮指標(biāo)超過Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)限值。位于地塊下游的地下水14 點(diǎn)位氨氮檢測值最高，最大值為3.19mg/L，超標(biāo)倍數(shù)為1.13 倍。該企業(yè)從事合成氨生產(chǎn)，兩個(gè)超標(biāo)點(diǎn)位W1 和W14 位于生產(chǎn)車間下游，而且循環(huán)水池積水處測得氨氮超過篩選值，推測可能是由于地塊歷史久遠(yuǎn)，循環(huán)水池泄漏，導(dǎo)致其超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)限值。因此可以判定企業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致了地下水污染，同時(shí)污染有向地塊其他地方擴(kuò)散的趨勢。

該地塊的地下水已經(jīng)受到污染，需要對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，以確定下一步工作計(jì)劃。