化工助剂企业搬迁场地的土壤污染及环境风险

2021-11-13马黎

江西化工 2021年5期

马黎

(无锡柯铭环保科技有限公司，江苏无锡 214072)

土壤是人类赖以生存的基础，但是随着工业化进程的加速，土壤污染问题日趋严重。根据环境保护的法律法规，靠近耕地或居民区的化工厂必须搬迁，遗留地块中存在的有害污染物必须严格分析和处置。芳香族化合物[1]、重金属[2]等是检测出频次较高的污染物，它们不仅会影响局部的生态环境，也会对周围耕地或居民健康产生负面影响。芳香族化合物有较强的毒性和致癌作用[3]，重金属离子能够导致蛋白质变性失活，对人体的神经系统、循环系统等有严重的危害[4]。这些污染物可以通过水体、扬尘、食物等在人体中富集并造成严重损害。根据报道，约有三成中国儿童的血铅含量超出国家标准(100 mg/L)，其中污染程度较高的城市占比约60%[5]。本文的研究对象是江苏省某典型化工助剂厂搬迁后的遗留地块，由于污染物种类较多，风险评估存在一定的难度，导致该地块已闲置数年。本文调查分析了该地块中土壤的各种芳香族化合物和重金属的浓度分布情况，进行污染程度定级，可为污染地块的治理和环境风险评估提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区域

图1 研究地块实景图

图1是江苏省某化工助剂厂搬迁后的遗留地块。厂区土质主要以壤土为主扬尘，污染物不易进入周围地表或地下的水系。在评估前调查了该厂的产品结构，主要以芳香族化合物为主，生产时需要各种有机溶剂和金属催化剂，这可能导致多环芳烃、重金属等有害污染物输入场地土壤。

1.2 样品采集

研究地块共设计了10处土壤采样点，见图1。取样点A1～A4区域位于原厂的生产车间；B1～B3区域位于原厂的产品包装车间或储存仓库；C1～C3区域靠近工业水渠。采用“蛇形布点法”取样，使用四分法[6]进行混合和制样。

1.3 分析方法

芳香族化合物等有机污染物采用气相色谱-质谱法(GC-MS)进行分析检测[7]。金属离子采用电感耦合等离子体光谱法(ICP-AES)进行分析检测[8]。

1.4 评价方法

采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法，污染分级标准见表1[6]。

Pi=ci/Si

(1)

(2)

式中，Pi是样品中污染物i的单因子污染指数；ci是污染物i的浓度，mg/kg；Si是污染物i的标准限值，mg/kg；P是内梅罗综合污染指数；Pj，max、Pj，ave分别是j区域中污染物单因子污染指数最大值和平均值。

表1 土壤污染的分级标准

2 结果与讨论

2.1 芳香族化合物含量的分布特征

表2 研究地块土壤中芳香族化合物含量统计

表2是地块土壤中芳香族化合物的种类的含量，整体上含量高低次序是苯酚>萘>苯>异丙基苯>叔丁基苯>邻苯二甲酸二丁酯>菲。A区土壤中三种污染物的含量明显高于其他区域，表明苯、异丙基苯和叔丁基苯可能是原厂生产车间的常用溶剂或物料，存在一定程度的泄漏。苯酚和菲的含量远低于标准限值，两种物质对土壤的污染可以忽略，但是土壤中苯酚的含量最高，可能是与当地的土壤环境有关。此外，对于苯酚、萘在土壤中的含量分布，A区和B区比较相近，但是显著小于C区，这在某种程度上表明原厂可能通过工业水渠排放了含苯酚、萘的废水，导致两种污染物渗入水渠周边土壤中。

2.2 重金属含量的分布特征

表3 研究地块土壤中重金属含量统计

表3是研究地块土壤中重金属的种类和含量。整体上重金属含量顺序为Cr>Ni>Pb>Cu>Zn>As>Cd>Hg。Ni和Cr金属的化合物是原厂的主要生产助剂，其土壤中的含量分布情况是C区>A区>B区，C区的含量显著高于其他两个区域。说明原厂可能曾排放过未经处理的Ni、Cr废水，也可能受到周围厂区排放的影响，Ni和Cr应该作为重点关注和处理的土壤污染物。其他金属的含量均在合格水平，一定程度上说明土壤金属含量与工业生产密切相关。

2.3 土壤污染程度风险评估

表4 研究地块土壤的有机物污染程度

根据式1～2，计算了地块土壤中两种类型污染物的单因子污染指数和内梅罗综合污染指数。苯的污染程度最高，属于重度污染，且高于污染严重限值的15～38倍，异丙基苯和叔丁基苯属于轻度污染，其他有机物的污染等级是尚清洁或清洁。此外，作为生产车间的A区污染程度最高，C区一定程度上受到水流冲刷和汇集的影响，污染程度次之，B区的污染程度相对较低。内梅罗综合污染指数高达60～155，整个研究地块均存在不同程度的有机污染，内梅罗综合污染指数与苯的单因子污染指数接近，苯是主要污染物，需要针对性地处理。

表5 研究地块土壤的重金属污染程度

对于重金属污染，由表5可知，Ni和Cr是主要的重金属污染物，不同的区域污染程度不同。C区中Ni属于轻度污染，Cr属于中度污染，其他地块中Ni、Cr的污染等级是尚清洁或清洁。根据内梅罗综合污染指数，C区被重金属中度污染；A区尚清洁，主要污染物是Ni；B区的重金属污染程度最低。除生产和排放外，重金属的含量分布一定程度上也受到了地势的影响，B区的地势高于A区和C区，C区靠近低洼的水渠，土壤中一部分的重金属呈离子态，容易随雨水流向水渠附近土壤汇集，导致C区的重金属污染程度较大。