某化工厂污染地块土壤详细调查与风险评估
刘佳 薛文博
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刘佳 薛文博,. 某化工厂污染地块土壤详细调查与风险评估[J]. 中国土壤,20252. DOI:10.12721/ccn.2025.157009.
摘要: 本文以长江三角洲地区某化工厂污染地块为研究对象,开展了场地土壤环境污染状况详细调查及风险评估,结果表明,该场地主要受汞、铜、苯、苯并[a]芘、苯并[a]蒽污染,在第一类用地情景下,土壤关注污染物对人体健康风险不可接受,需在场地开发前开展修复治理。根据场地地层结构和污染物空间分布规律,土壤修复面积约为8486 m2,需要修复的土方量约为15236 m3。基于本项目研究,以期为类似项目提供参考,为政府有关部门对遗留场地的使用和开发决策提供科学依据。
关键词: 化工厂;详细调查;风险评估
DOI:10.12721/ccn.2025.157009
基金资助:

随着社会经济高速发展,为满足城市建设用地需要,在我国出台的“退二进三”、“退城进园”和“产业转移”等政策[1]推动下,大多工业企业关停或搬迁,由此遗留大量工业污染场地。这些工业场地高强度的生产活动导致重金属及有机物等各种污染物通过大气沉降、污水灌溉等途径进入土壤,并在土壤中不断富集造成污染[2],不仅对生态环境产生了极大的危害,更是对场地未来使用人群的健康可能产生不利影响。

土壤和地下水环境保护面临严峻形势,在场地环境调查方面,很多场地由于污染历史复杂、难以溯源,调查针对性不足[3],因此精度全面、系统规范的污染场地调查工作显得尤为重要[4]。土壤污染空间异质性、地下水污染物的迁移转化,污染物形态归趋变化的复杂性,使其风险评估具有很大的不确定性。开展精准调查、精细化风险评估和动态优化的风险管理技术体系[5]得以更加有效地刻画场地污染状况,评估场地环境质量,提出合理环境管理建议。

本文研究地块历史悠久,占地面积广,且地势陡峭高程落差大,本文以长江三角洲地区某化工厂污染地块开展的环境质量调查及风险评估为例,分析土壤中各污染物的分布特点及污染程度,在此基础上,采用健康风险评价方法,对污染区域内重点关注污染物进行“致癌性”与“危害性”的综合评价,以期为类似项目提供参考,为政府有关部门对遗留场地的使用和开发决策提供科学依据。

1 方法

1.1 场地概况

该化工厂于1989年投资建厂,占地面积约7.34公顷,主要从事有机颜料、染料中间体等生产加工,历史上地块内建构筑物主要有生产加工车间、原料仓库、办公区、污水处理池等,于2005年企业停产关闭,2010年陆续拆除地块内建构筑物,2013年全部设施拆除完毕。根据现场踏勘,目前地块空旷且平坦,整体为荒地,厂区内遗留少量建筑垃圾并覆盖绿色密目网。根据城市未来用地规划,该地块后续规划开发为二类居住用地,按照第一类用地进行评价。

根据地块地质勘察报告,调查区域揭露的地层由新到老依次有:全新统人工填土层(Q4ml)、全新统冲积层(Q4a)、上更新统冲积层(Q3a),岩土层特征分述如表1所示。

表 1 地层分布特征及物理性质1.png1.2 采样点布设

依据国家及地方相关导则或指南要求,采用系统布点法结合分区布点法进行点位布设,根据各个分区生产历史工艺与产污情况,将调查区域分为重点区域和非重点区域。如图1所示,本次调查在地块内重点区域布设23个采样点位,非重点区域布设采样点位67个,结合地下水流场方向,在地块内布设9口地下水监测井,为水土复合点位。2.png图 1 研究地块采样点位布设图

1.3 样品采集

土壤样品采集采用锤进式钻探工艺,根据不同土层的特征和污染情况确定采样深度。针对不同检测指标明确不同的采样方法:测定重金属的样品,尽量用竹铲、竹片直接采取样品,或用竹片刮去与金属采样器接触的部分,再用竹片采取样品,并将土样尽量揉碎。采集有机物样品时,采用非扰动采样方式防止待测物质挥发。

1.4 样品分析方法

结合污染识别确定土壤点位土壤样品检测项目为pH、GB 36600-2018表1中45项、氰化物、石油烃等。地下水检测项目为GB/T 14848-2017表1地下水质量常规指标35项、石油烃等。

土壤和地下水检测项目分析方法确定选择《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)和《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)推荐分析方法。

1.5 风险评估方法

基于前期调查基础上,按照《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ 25.3-2019)风险评估工作程序内容,选取土壤中浓度超过筛选值的污染物作为关注污染物。利用污染场地健康与环境风险评估模型(HERA),对地块土壤和地下水开展健康与环境风险评估分析工作并制定具有科学依据的污染场地土壤与地下水修复目标,在保障人体健康和水环境安全的同时,实现污染场地安全再开发。

2 结果与讨论

2.1 调查结果

(1)土壤检测结果

根据地块未来用地规划为二类居住用地,选择第一类用地筛选值作为评价标准。

通过检测分析,详细调查阶段有26个点位,31个土壤样品存在部分污染物超标的情况,主要污染物以重金属、有机物为主,超标污染物为:汞、铜、苯、苯并[a]芘、苯并[a]蒽共5种,其中汞最大超标倍数为0.35倍,铜最大超标倍数为0.74倍,苯最大超标倍数为11.5倍,苯并[a]芘最大超标倍数为4.22倍、苯并[a]蒽最大超标倍数为0.098倍。详细调查地所有土壤样品超标情况统计结果如表2所示。 

表 2 土壤样品超标统计表3.png注:“ND”表示未检出。

根据检测结果分析其超标原因,超标点位大多位于生产车间及配套设施内,超标原因可能是生产原料、废料输送管道的跑冒滴漏所带来的影响,与生产息息相关。

(2)地下水检测结果

通过检测分析,12口地下水井采集的水样中重金属部分有检出,VOCs和SVOCs大部分未检出,检出的指标均未超过相应标准限值。

2.2 风险评估

本研究针对超过土壤筛选值的污染物启动风险评价工作,根据地块污染物及污染分布特征、水文地质条件等实际情况,构建地块暴露评估概念模型,具体工作程序如下。

(1)危害识别

通过对初步采样和详细采样检测数据及调查结果分析,场地内部分点位汞、铜、苯、苯并[a]芘、苯并[a]蒽检测值高于GB 36600-2018第一类用地筛选值,确定风险评估的关注污染物为汞、铜、苯、苯并[a]芘、苯并[a]蒽。

(2)暴露评估

根据地块用地规划,在第一类用地情景下场地的暴露人群主要为成人和儿童,场地上的活动人群主要通过以下几种途径摄入土壤中的污染物:直接摄入污染土壤;经皮肤接触污染土壤而吸收土壤中污染物;通过呼吸系统吸入土壤粉尘和蒸汽而吸入污染物。

污染物理化和毒性参数、人体暴露特征参数主要选择HJ 25.3-2019中规定的参数推荐值,对于地块的特征参数,主要通过水文地质调查、土工试验等方式实际获取数据。

(3)毒性评估

涉及到的污染物毒性参数主要参照HJ 25.3-2019进行取值。关注污染物毒性参数见表3。 

表 3 关注污染物毒性参数4.png(4)风险表征

单个污染物的致癌风险可接受水平规定为10-6;单个污染物非致癌风险可接受水平规定为l。在第一类用地条件下,通过计算所得土壤关注污染物总致癌风险高于可接受风险水平。

(5)修复目标值

通过分析比较健康风险计算的风险控制值和GB 36600-2018第一类用地筛选值,在保证环境健康风险合理可控,又满足技术、经济可行性,最终确定采用第一类用地筛选值作为修复目标值。

(6)修复范围

污染土壤方量估算时,保守考虑污染物的最大空间分布,同时考虑地形变化和污染样品高程情况等因素,合理划分修复区域。本研究地块污染深度0-7.0 m,依照土壤中污染物空间分布规律,将污染土壤划分为0~1.5 m,1.5~3.0 m,3.0~5.0 m,5.0~7.0 m 4个层次。土壤修复范围采用无污染点位连线法(见图2),汇总计算各层次土壤修复面积及土方量,最终计算得出土壤修复面积约为8486 m2,需要修复的土方量约为15236 m35.png图 2 土壤修复范围示意图

3 结论及建议

3.1 结论

(1)本研究地块土壤污染范围大多集中在生产车间、污水处理设施等重点区域,污染程度较重,污染深度0-7 m,随着土壤深度污染浓度逐步降低。调查地块的土壤修复范围采用无污染点位连线法,土壤修复面积约为8486 m2,需要修复的土方量约为15236 m3。

(2)通过分析污染物分布特征及污染来源,确定造成土壤环境超标的原因为地块长期生产活动的影响。

(3)通过整合初步调查和详细调查检测数据开展风险评估工作,风险评估表明,在第一类用地情景下,土壤关注污染物对人体健康风险不可接受,综合考虑环境健康风险,确定修复目标值:汞为8 mg/kg、铜为2000 mg/kg、苯为1.0 mg/kg、苯并[a]芘为0.55 mg/kg、苯并[a]蒽为5.5 mg/kg。

通过对某化工厂污染地块实施土壤详细调查与风险评估,以期利用污染物分布特征、迁移变化规律和暴露类型,构建污染场地概念模型,为土壤污染的有效治理提供技术支持与参考依据。

3.2 建议

(1)我国是当今世界上的化工大国,化工行业是类别和品种最多应用范围最广的工业,本文对长江三角洲地区某化工厂污染地块调查结果与风险评估结果表明,在生产设施和管控措施不够严格的条件下,极易对土壤环境造成污染,影响人群健康,因此建议类似企业严格管理生产,积极推广清洁生产技术,在原料选择、工艺流程设计等方面减少资源消耗和废弃物排放,防止因不当生产引起污染事件的发生。

(2)由于场地调查、风险评估以及修复技术可行性研究工作的开展存在较大的不确定性,建议在各阶段实施过程中,严格执行相应标准及技术规范等的要求,精准化调查、精细化风险评估。通对对场地修复过程监测与评估,不断更新概念模型,调整优化修复工艺。

(3)建议同类型在产企业建立完善的环境污染监测系统,及时掌握环境指标变化,定期开展环境风险评估,及时发现和解决潜在的环境问题。

(4)同类型企业应强化事故管理与防控,加强事故案例学习与分析,总结经验教训,完善事故应急处理措施和防范措施;强化设备管理和维护,及时检修、维护生产设备,避免设备老化带来的隐患,减少事故发生的可能性。

(5)鼓励化工企业主动与同行业、地方政府、科研机构等进行信息共享,促进行业内环保标准的提高。

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