某顺酐厂区土壤与地下水污染状况初步调查研究

黄海军 张宇琦 王慧珍

［易景环境科技（天津）股份有限公司，天津 300384］

1 引言

某顺酐厂从事顺酐（即顺丁烯二酸酐）生产30余年，由于经营不善已于多年前停产。相关政府部门拟改变该厂区所在地块的用地性质，将其规划为居住用地。为了解地块土壤和地下水环境是否符合未来开发为居住用地的环境质量要求，开展了土壤污染状况调查工作。调查工作分为初步调查和详细调查两部分。本次研究为初步调查，旨在分析地块内土壤和地下水中的特征污染物、污染深度、污染程度，根据检测数据划分出清洁区域、轻度污染区域、重度污染区域，同时以初步调查作为一个阶段，总结过程中的经验和问题，为后续的详细调查提供技术依据。

2 研究对象

2.1 基本情况

某顺酐厂是在20 世纪80 年代末落户于地块内的，主要从事顺酐和富马酸（即反丁烯二酸）的生产。顺酐是该厂区的主要产品，主要用于生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂［1］，是农药、涂料、润滑油添加剂和酒石酸等一系列精细化工产品的重要原料。富马酸是顺酐的重要衍生物之一，主要用作聚酯树脂和醇酸树脂的原料，也广泛用于食品、制药、合成材料、涂料等各个行业。

顺酐厂自建成以来，陆续建成多套顺酐和富马酸生产装置，还建有配套的原料储罐区和循环水装置、配电装置等公用设施。厂区采用苯氧化法生产顺酐，以苯和空气为原料，五氧化二钒为催化剂，二甲苯为脱水剂，经过反应、冷凝、精制等工序制成成品。富马酸为顺酐的异构体，生产工艺前端与顺酐相同，后端以硫脲为催化剂异构得到产品。

地块周边以生产型企业为主，如不饱和树脂、机械加工等，均已停产。

2.2 水文地质情况

通过对地块内18.5 m 以上潜水含水层进行钻探、试验，了解到顺酐厂区地块在埋深18.5 m 深度范围内地层由上到下依次分为人工填土层（厚度0.70～3.40 m）、黏土层（厚度1.10～2.80 m）、淤泥质黏土层（厚度5.00～8.30 m）、黏土层（厚度5.00～8.40 m）、粉质黏土层（揭露最大厚度为1.10 m，未穿透）。

本次勘查期间最大勘探深度（18.5 m）范围内揭露到1 层地下水，地下水类型为潜水。勘察地块的地下水总体流向为自西北向东南，平均水力梯度约为1.0‰。

3 研究方法

顺酐厂区地块涉及苯、二甲苯、钒等原辅料的使用，采用判断布点法，优先选择在原料储罐、生产装置的溶苯罐、废液暂存池、管线等位置布设点位。根据地块土层情况，填土下的老土层为黏土，其渗透系数均较小，能够较好地阻隔污染物向下迁移。故初步调查阶段土壤采样点重点关注填土层和填土层下的黏土层，原则上该层黏土不打穿，水、土复合采样点深度需钻探至潜水含水层底板。

本次初步调查研究共布设了30 个土壤采样点位、3 个地下水采样点位（均为丛式监测井），最大钻探深度达18.5 m。

4 研究结果

4.1 检测数据风险筛选

4.1.1 土壤

土壤样品中检出汞、钒、砷、铜、铅、镉、镍7 种重金属和石油烃、单环芳烃（苯、甲苯、邻－二甲苯、苯乙烯、间＆对－二甲苯、乙苯）、卤代脂肪烃（1，2，3－三氯丙烷、1，2－二氯乙烷）3 类有机物，六价铬和其余有机物检出值低于检出限。其中，部分样品的砷、苯、邻－二甲苯、苯乙烯、间＆对－二甲苯、乙苯、1，2，3－三氯丙烷、1，2－二氯乙烷检出值超过GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准》第一类用地土壤污染风险筛选值［2］。

土壤样品pH 值在8.24～9.94 之间。

4.1.2 地下水

地下水样品中检出钒、镍、铜、砷、镉、铅6 种重金属和单环芳烃类（苯、甲苯、邻－二甲苯、苯乙烯、间＆对－二甲苯、乙苯）有机物，汞、六价铬和其余有机物检出值低于检出限。其中，部分样品中砷、苯、二甲苯、乙苯的检出值超过GB/T 14848—2017《地下水质量标准》Ⅳ类标准［3］。

地下水样品pH 值在7.32～8.02 之间。

4.2 污染状况分析

为全面了解该顺酐厂区所在地块的土壤与地下水污染状况，本次研究采用内梅罗污染指数法综合分析地块土壤、地下水的污染程度。

土壤中超筛选值物质的污染程度见表1。

表1 土壤中超筛选值物质的污染程度

地下水中超标物质的污染程度见表2。

表2 地下水中超标物质的污染程度

由表1、表2 可知，该顺酐厂区地块土壤中重金属砷为轻度污染，有机物（苯、邻－二甲苯、苯乙烯、间＆对－二甲苯、乙苯、1，2，3－三氯丙烷、1，2－二氯乙烷）为重度污染。地块内地下水中重金属砷为轻度污染，有机物（苯、二甲苯、乙苯）为重度污染。

地块内土壤中的主要污染物是苯。苯污染集中在原料储罐区域以及靠近原料储罐的管线位置，最大污染深度达到整个潜水含水层，其余区域为清洁区域；邻－二甲苯、间＆ 对－二甲苯、苯乙烯、乙苯、1，2，3－三氯丙烷、1，2－二氯乙烷在原料储罐、靠近原料储罐附近的管线及废液暂存池等区域零星检出，为重度污染，其余区域如生产装置、公用配套设施、成品库等大多为清洁、尚清洁区域。

地块内地下水中主要污染物是苯。苯污染集中在原料储罐区域，污染深度达到整个潜水含水层。二甲苯、乙苯集中在原料储罐位置检出，为重度污染，且浅井的污染程度明显大于深井。

4.3 PID 检测结果与特征污染物关系分析

PID（光离子化检测仪）是利用高能紫外光照射有机物使其发生电离，通过检测电子形成的微弱电流得出有机物浓度的检测器［4］，广泛应用于土壤与地下水污染状况调查过程中。样品采集过程中利用PID 快速扫描土壤样品中有机物含量并记录。通常情况下，PID 对目标化合物检测的灵敏度排序为芳烃＞烯烃、酮类、醚类、胺类＞酯类、醛类、醇类、脂肪烃＞氯代脂肪烃、乙烷＞甲烷（无响应）［5］。

本次研究的顺酐厂区地块土壤样品中检出的有机物是以苯为主的单环芳烃类物质，PID 在快速检测中表现出了较好的灵敏性。

5 结语

根据初步调查结果，分析出该顺酐厂区地块重金属（砷）为轻度污染，有机物为重度污染，土壤和地下水的污染类型具有较高的一致性。重污染区域主要集中在原料储罐区域及其周边。其中，有机物中苯为主要污染物，主要体现在超标点位数量、污染深度、污染程度远高于其他指标。

（2）由于该顺酐厂区地块污染物以单环芳烃类为主，PID 对其检测的灵敏度较高。在后续详细调查的现场采样过程中，建议参考PID 的快速检测结果，作为判断终孔深度的重要依据之一。

本次研究的顺酐厂区地块土壤和地下水的调查结果仅为阶段性成果，最终地块的污染程度、污染范围等还需结合详细调查阶段的成果综合分析得出。