工業(yè)地塊污染狀況調查的污染識別精準化探討

周珍陽 仰慧

（天津綠緣環(huán)保工程股份有限公司 天津 300110）

0 引言

污染識別以資料收集、現(xiàn)場踏勘和人員訪談為主，確認地塊內及周圍區(qū)域當前和歷史上有無可能的污染源［1］。對于歷史用途單一的地塊或者農用地，污染識別較為簡單。建設用地土壤污染狀況調查主要依據(jù)《土壤污染狀況調查技術導則》（HJ 25.1—2019）開展，具體污染識別沒有統(tǒng)一定量實施細則，較為看重調查人員的技術水平和專業(yè)素養(yǎng)。對于生產時間久、內部建構筑物曾發(fā)生變化的工業(yè)地塊，歷史變遷資料復雜。場地污染是由地塊內的原輔料、中間產物和成品隨著時間推移形成多種污染物，并在土壤微生物與區(qū)域水文地質條件下交互形成更復雜的污染體系。因此，收集、甄別后獲取有效資料，進行精準化的污染識別則顯得尤為重要。探討精準化污染識別的手段和方法，為地塊建立污染概念模型提供翔實數(shù)據(jù)，也為后期污染地塊風險管理提供依據(jù)。本文以天津市多個工業(yè)地塊污染識別過程為例，闡述污染識別精準化的探索，探討優(yōu)化的精準識別手段推廣。

1 污染識別信息的檢驗

有效的豐富的信息采集是污染識別精準化的有效保證。根據(jù)《土壤污染狀況調查技術導則》（HJ 25.1—2019），調查一般采取資料收集、人員訪談和現(xiàn)場踏勘3 項結合。獲取各方資料后則通過土壤監(jiān)管中的全過程制度、生產的全生命周期、借鑒國外相關規(guī)范及結合區(qū)域歷史實況進行初步梳理、篩選有效信息。污染識別流程見圖1。

圖1 污染識別流程圖

1.1 全過程污染管控制度

自《土壤污染防治法》發(fā)布以來，我國逐步建立健全完善的土壤污染管理制度。污染識別時首先對全周期的行業(yè)監(jiān)管導則有充分了解。近年來發(fā)布的《重點監(jiān)管單位土壤污染隱患排查指南》（試行）、《土壤污染重點監(jiān)管單位自行監(jiān)測方案編制指南》和《土壤污染隱患排查技術指南》，地方指南如《天津市土壤污染重點監(jiān)管單位污染隱患排查報告審核技術指南》（試行）等，關注地方重點監(jiān)管單位隱患排查技術指南，按照行業(yè)類別分別設置潛在有毒有害物質類型，掌握調查地塊所屬行業(yè)污染物初步信息。同時查閱相關行業(yè)污染物排放標準，如《燒堿、聚氯乙烯工業(yè)污染物排放標準》（GB 15581—2016），通過了解行業(yè)水和大氣的污染物排放限值，從而掌握具體行業(yè)污染物主要管控物質、行業(yè)特征污染物信息，在保護大氣和水的基礎上，為土壤調查提供數(shù)據(jù)參考。

1.2 全生命周期分析

針對化工生產活動，進行生命周期分析（Life Cycle Assessment，LCA）［2］，根據(jù)化工產品生產過程中原料投加—反應—產品—三廢等物質生命周期內追溯物質流轉。借鑒化工生產原子利用率的綠色管控方式，明確生產各工序的原輔料、中間產物、成品、副產物、衍生物等，如氯苯生產過程以苯和氯氣為原料，化合反應生成氯苯后，產生氯化尾氣含有氯苯及副產物二氯苯。在適宜的條件下，二氯苯繼續(xù)發(fā)生氯化反應可以產生三氯苯。

全生命周期相關資料的整合可利用線上和線下結合，如天津統(tǒng)計年鑒線上版可追溯到2023 年前20 年，線下可通過檔案館、圖書館查閱資料，并參考周邊村志、廠志等信息，對地塊歷史生產過程有充分了解，初步掌握建筑、設施、工藝流程和生產污染、環(huán)境事故發(fā)生情況等。

1.3 借鑒國外識別規(guī)范

美國在1973 年發(fā)布油污染來源識別［3］，1994 年，美國環(huán)境保護署（EPA）發(fā)布土壤篩選指南（Soil Screening Guidance，SSG），德國于2002 年發(fā)布《聯(lián)邦防止土地不利改變和污染場地修復法》（簡稱《土地保護法》），以上均可為工業(yè)地塊污染識別提供參考。

1.4 結合區(qū)域歷史發(fā)展

進行環(huán)境與安全事故了解時，通過廠志或檔案館中查閱歷年紀事，并根據(jù)環(huán)境影響較大時間推斷對項目地塊的可能影響。如1976 年唐山大地震破壞范圍包括天津、北京部分地區(qū)，建廠時間在1976 年地震之前，地震發(fā)生時廠內表層土可能沉降，設施設備可能發(fā)生移位，物料可能灑落、泄露，由此造成的污染面可能擴大。在污染識別中需考慮地震的影響，劃定重點區(qū)域之外對非生產區(qū)適當關注。

2 污染識別結果的完善

前期信息采集決定污染識別的精準性。工業(yè)地塊污染一般具有多介質、多受體、多途徑性［4］，呈現(xiàn)復合型。信息收集后需進行專業(yè)判斷，有效甄別后進行信息分類。

2.1 交互驗證

信息整合后，同一元素可能無法獲取有效信息，或者獲取同一元素有多條交叉或重疊信息，進行信息篩選則主要依據(jù)調查人員的專業(yè)判斷。前期進行信息采集中，查閱、掌握行業(yè)發(fā)展動態(tài)及相關規(guī)范，進行綜合對比分析，剔除無效信息。如我國國家經濟貿易委員會分別在1999 年、2000 年、2002 年發(fā)布第一、二、三批《淘汰落后生產能力、工藝和產品的目錄》，于1999 年即時淘汰汞法燒堿，2004 年徹底淘汰石墨陽極隔膜法燒堿。在人員訪談及收集工藝設備投產或停產信息模糊時，可結合建廠時間，對地塊及周邊非敏感目標調查時設置針對性問題之余，通過掌握的行業(yè)發(fā)展信息輔助了解地塊內建構筑物內工藝設備變化。

在具體調查建構筑物生產工藝時，一般盡可能獲取生產車間的歷史平面布置圖。以某化工地塊液堿廠地塊調查為例，從車間平面布置圖（圖2）可知，水銀電解車間內主要由3 排工藝設備平行布置，則污染識別的重點關注區(qū)域則集中在生產設備放置處；成品庫內袋裝成品主要碼放在倉庫西側，則污染識別時標注西側區(qū)域為污染重點關注區(qū)。以上確定的污染識別重點關注區(qū)作為采樣調查階段布點的依據(jù)。

圖2 某化工地塊生產污染識別

2.2 LCA 驗算

通過物料全生命周期分析，查清其來源和去向。尤其對化工生產中工藝線長、化學反應復雜的歷史地塊，廢水、廢氣、固廢來源和去向較難梳理清楚。全生命周期介入，可避免污染識別中遺漏中間產物或副產物，利于精準刻畫污染概念模型。通過分析化工產品的生命周期，對生產過程中使用的化工材料的種類、投加量進行分類和登記等，計算原料及產品的投入/產出比，分析廢氣、廢水、固廢的成分及產污量，從資源-產品-廢物不同階段進行污染識別分析，保證不漏識別、誤識別，完善污染物分析的來源，進行污染識別的驗證，提高識別精度。

2.3 自然降解分析

考慮地塊內土壤和沉積物隨時間變化。在土壤有機質、pH 值、陽離子交換量、粒徑組成等多重因素影響下，可能發(fā)生自然降解，并考慮自然降解對污染物的范圍和濃度變化影響，以及可能產生的衍生物。一般情況下，表層土壤含氧量大于下層土壤，污染物在表層土壤可能發(fā)生好氧降解，在下層土壤可能發(fā)生厭氧降解。并在地塊停產后，及時進行污染識別更新。

2.4 動態(tài)識別

建構筑物及設施設備拆除過程可能對地塊產生擾動，開挖擾動增加了空氣中污染物濃度，不同的功能區(qū)空氣中污染物濃度抬升倍數(shù)有差異［5］。尤其關注地下或半地下設施是否被拆除，建構筑物拆除影響的深度、范圍，在小尺度內進行詳細標注及污染識別，便于后期精準明確布點的深度和具體關注范圍。

3 初步污染概念模型確立

綜合資料收集、現(xiàn)場踏勘及人員訪談的資料，進行信息檢驗、交互驗證及完善后，可初步確定地塊內污染概念模型，明確對地塊產生影響的潛在污染源及對應的潛在污染物質、污染物類型和污染調查地塊的途徑?？紤]污染物灑落、泄露、滲透引起的水平和垂直遷移造成的污染，大氣污染物干濕沉降造成的污染，土壤和地下水中污染物的再傳輸?shù)仍斐傻奈廴?。如某化工生產地塊，初步確定潛在污染物為重金屬、揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、石油烴，該地塊處于該城鎮(zhèn)的地下水管理條例中的地下水禁采區(qū)，未來規(guī)劃為第二類用地，則考慮污染物在土壤中的6 種暴露途徑（經口攝入、皮膚接觸土壤、吸入土壤顆粒物、吸入室外空氣中來自表層土壤的氣態(tài)污染物、吸入室外空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物、吸入室內空氣中來自下層土壤的氣態(tài)污染物等）及地下水的3 種暴露途徑（皮膚接觸地下水、吸入室外空氣中來自地下水的氣態(tài)污染物和吸入室內空氣中來自地下水的氣態(tài)污染物）對人體健康造成的影響。

4 展望

（1）數(shù)據(jù)智能化收集，應用大體量、高速、多樣、高價值密度、真實的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，進行集成分析。利用5G 和互聯(lián)網(wǎng)，終端信息采集，網(wǎng)絡爬蟲，自然語言處理方法獲取場地環(huán)境數(shù)據(jù)的應用對策［6］。

（2）污染識別中關注異味源，便于后期污染控制。目前土壤污染調查中沒有明確異味源調查的項目，但針對復雜工業(yè)地塊，歷史生產有機磷、有機氯、氨基酸等生產過程都可能產生異味，并對周邊群眾造成影響，對后期評估中獲取輿論支持不利。目前已有團體標準《農藥污染地塊土壤異味物質識別技術指南》［7］，對農藥污染地塊異味源識別制定了實施細則，其他行業(yè)污染地塊也需及時跟進。

（3）借助間接技術輔助進行污染識別。目前場調中使用較多的是探地雷達、PID 和XRF。地塊現(xiàn)場踏勘中，應用探地雷達可輔助測定地塊內較淺地下管線埋深，PID 和XRF 對踏勘發(fā)現(xiàn)的異常點位可取表層樣進行初步探測揮發(fā)性污染及重金屬情況。還需要進一步推廣物探技術在土壤污染地塊調查中的應用，薄膜界面探測技術（Menmberane Interface Probe，MIP）安裝不同的檢測器可以有效偵測地塊內的苯系物、含氯有機物等的分布情況。地電阻探測技術（Resistivity Image Profiling，RIP）則通過地下土層電阻差可監(jiān)測污染物范圍和深度，為精準化污染識別提供有利支撐。