焦化厂地块土壤污染状况分析

杜 恒

(中国冶金地质总局 内蒙古地质勘查院，内蒙古 呼和浩特 010000)

随着我国推进调整产业结构和城市化的快速发展，近年来大量高污染企业被关停并搬迁，遗留的污染地块由于存在环境风险，在开发开发利用过程中将对未来居民的健康、生态环境造成潜在危害。《土地储备管理办法》(国土资规[2017]17 号)指出：“储备土地必须符合土地利用总体规划和城乡规划。存在污染、文物遗存、矿产压覆、洪涝隐患、地质灾害风险等情况的土地，在按照有关规定由相关单位完成核查、评估和治理之前，不得入库储备。”

太原迎宪焦化集团有限公司场地位于太原市清徐县汾河西岸，场地分为东西2个厂区，中间为晋厦公路(原307 国道)，相隔距离约25 m，西厂区场地占地19.13 万m2，东厂区场地占地17.2 万m2。研究对象属于焦化行业，采用清洁型热回收“冷装冷出型”铸造焦生产工艺，企业2019 年5月停止运行，目前场地内构筑物正在拆除阶段。研究以国内外现有土壤健康风险筛选值和地下水质量标准值为依据，判断研究区地块的土壤、地下水是否存在污染，从而明确研究区场地是否为污染地块。

1 研究区概况

太原迎宪焦化集团有限公司场地位于太原市清徐县县城东北方汾河西岸。西厂区西南边界紧邻白石河，东邻晋厦公路(原307 国道)，西北边界距清泉湖62 m；东厂区边界紧邻晋厦公路(原307 国道)，东北边界紧邻南郊退水渠，东南边界紧邻白石河，厂区东侧距离汾河约570 m。针对研究区场地红线范围进行布点，分为东、西2个区，东厂区场地占地8.7 万m2，西厂区场地占地19.13 万m2；调查对象为土壤、地下水。研究区范围如图1所示。

图1 研究区范围Fig.1 Study area

2 场地污染识别

2.1 场地内潜在污染环节排查

研究区 1987 年以后为焦化用地，焦化工艺为无化产回收炼焦工艺，故场地内不存在化产及危化品储罐等可能发生危化品泄漏的区域。由场地内企业生产活动涉及的工艺可知，可能造成研究区污染的工艺环节主要有炼焦、熄焦、物料贮存、汽轮机发电、事故水收集、机修车间。根据调查范围的划定，除生产工艺外，东厂区设有1个正在运营的加油站。

(1)炼焦。西厂区炼焦区域位于厂区中偏北位置，贯穿整个西区生产区，配有2个熄焦池，分别位于焦炉西侧及焦炉中部位置。东区焦炉位于厂区东侧，熄焦池不在此调查范围内。该区域炼焦时产生主要污染物为 VOCs(苯系物)、SVOCs(多环芳烃)、氰化物、苯酚，以及脱硫产生的氟化物。污染途径主要是大气污染物的干湿沉降，污染介质主要为表层土壤。

(2)熄焦。西区熄焦池位于厂区西侧及中部焦场旁边，东区熄焦池未在调查范围内，东西2个厂区都配有熄焦水渠，分别位于炉体两侧。熄焦工艺主要污染物为 VOCs(苯系物)、SVOCs(多环芳烃)、总石油烃、氰化物、苯酚，污染途径主要为熄焦废水的外溢漫流以及熄焦池可能存在的泄漏。主要污染介质为表层土壤、深层土壤、地下水。

(3)汽轮机发电。西厂区发电区位于焦炉南侧，包括两个汽轮发电电机和循环水池、酸碱储罐及供热变电站。东区发电区域位于焦炉西侧办公楼东，包括1组汽轮发电机、循环水池、酸碱储罐、事故水池。该区域重点关注的构筑物为汽轮机发电油箱、循环水池、事故水池。汽轮机发电工艺中，冷却循环水有可能被机械油污染以及汽轮机油箱泄漏，故在发电工艺主要污染物为总石油烃、SVOCs(多环芳烃)，可能的污染途径主要为污染后的冷却循环水及油箱泄漏、外溢漫流，污染介质为表层土壤、深层土壤、地下水。

(4)物料贮存。研究区共有3个储焦场，都分布在西厂区。分别在西厂区北侧、东侧和中部。研究区涉及的物料贮存区域主要为堆焦场，主要污染物为重金属、SVOCs(多环芳烃)，可能的污染途径为物料贮存时雨水的淋溶，主要污染介质为表层土壤、深层土壤。

(5)事故水收集。事故池收集事故水后的泄漏、外溢漫流，经人员访谈，本厂东区事故水池没有使用过，故暂不考虑对地下水的污染。主要污染物为 VOCs(苯系物)、SVOCs(多环芳烃)、总石油烃、氰化物、酚类，主要污染介质为表层土壤、深层土壤。

(6)加油站。东厂区设有1个外包加油站，紧邻晋厦公路，位于主办公楼东北侧，处于使用阶段。加油站设有地下石油储罐，可能存在跑冒滴漏及石油气散逸的风险，主要污染物为重金属、总石油烃、VOCs(包括甲基叔丁基醚)，主要污染介质为深层土壤及地下水。

(7)机修车间。厂区内设有1个机修车间，位于西厂区东北角，内部曾有1个 3 m 维修坑。机修车间曾储存有机修用油，可能存在油桶泄漏或使用中跑冒滴漏的风险，主要污染物为 VOCs(苯系物)、SVOCs(多环芳烃)、总石油烃，主要污染介质为浅层土壤。

企业在产期间自行监测数据表明，企业熄焦废水中氰化物未检出，酚类物质有检出未超标。厂界大气污染物排放有苯并芘、苯、酚类、氰化物等物质的检出，但均未超过大气污染物排放浓度的限值。

2.2 场地外潜在污染途径排查

(1)农药厂。距离研究区西偏北约 150 m 处为农药厂，由于农药厂早已停产，且其成立时间较久，目前对于农药厂的历史生产情况已无法进行考证，依据我国农药生产历史发展情况推断，本企业最有可能生产过的农药为滴滴涕、六六六、乐果、敌敌畏等有机氯农药和有机磷农药。农药厂对研究区的潜在污染途径主要是大气干湿沉降和地下水污染的迁移。由于无法确定农药厂的主要产品，对比《工业企业场地环境调查评估与修复工作指南(试行)》附录 2 中杀虫剂类农药场地各工序及重点关注污染物清单，除GB36600 中规定的有机氯农药相关研究外，增加五氯酚，所以主要污染物为：重金属(砷、汞、六价铬)和乐果、敌敌畏等有机氯农药、有机磷农药。

(2)太原市宾帝陶瓷纤维有限公司。太原市宾帝陶瓷纤维有限公司与农药厂紧邻，距离研究区西偏北约150 m，该公司主要进行陶瓷纤维的煅烧，主要原材料为氧化铝粉、煤矸石，无工业废水产生，对研究区可能造成潜在污染的途径主要为大气干湿沉降。主要污染物为： 多环芳烃、重金属、氟化物等。

(3)中车双喜轮胎有限公司。中车双喜轮胎有限公司位于研究区西南侧约450 m，该公司主要生产轮胎，涉及到的原材料主要为炭黑，在生产过程中有废气产生，对研究区可能存在的潜在污染途径主要大气干湿沉降。该企业废气中主要的污染物为：多环芳烃、苯系物等。

(4)山西臻煜新型建筑材料有限公司。山西臻煜新型建筑材料有限公司位于研究区东区西北侧，紧邻研究区，为封闭厂房。主要生产聚苯乙烯泡沫板和聚苯乙烯挤塑板，生产工艺涉及聚苯乙烯颗粒混合搅拌、塑化加热、发泡、挤出成型，其中生产过程中可能对研究区造成影响的主要为塑化加热和发泡废气的排放，对本场可能存在的潜在污染途径为大气干湿沉降。由于工艺特点，其加热与发泡温度控制在160～190 ℃，在这个温度区间，聚苯乙烯可能释放出少量的热解产物，分别为甲苯、乙烯。由于乙烯作为气态物质不会在土壤中稳定存在，故影响研究区场地的主要特征污染物为甲苯。

(5)研究区原有洗煤厂。本次调查范围内不包括原场的洗煤区域，将洗煤区域划分为场外潜在污染。洗煤区域位于东厂区东北侧。洗煤工序中，主要污染物为重金属、VOCs、SVOCs、总石油烃、酚类，污染途径为洗煤废水的外溢漫流及浓缩池、循环水池可能存在的泄漏，对研究区场地的污染途径主要为污染物横向迁移(土壤、地下水污染物横向迁移)。

(6)铸造厂。东厂区西南方向，白石河南侧曾有一个铸造厂，现已拆除设备平整场地。主要污染物为重金属、总石油烃、VOCs，污染途径为大气沉降，因与研究区相隔白石河，不考虑污染物通过土壤及地下水迁移对调查地块的影响。

2.3 场地潜在污染识别结果

通过分析场地内可能的污染来源及场地内外潜在污染环节排查和场地外可能影响研究区污染环节排查，见表1。

2.4 潜在污染区域识别

通过收集场地历史及现状平面布置图，结合场地潜在污染排查结果，对研究区潜在污染区域进行识别。

(1)潜在重污染区域。①东区和西区的生产区(炼焦区、发电区)，可能引起污染的重点设施/构筑物为熄焦水收集渠、熄焦池、事故池、循环水池、汽轮机油箱；②东区的加油站；③西区机修车间。

表1 场地潜在污染识别汇总Tab.1 Summary of potential site contamination identification

(2)潜在轻污染区域。①东西区的办公生活区；②东区和西区的堆焦场。

3 现场采用

(1)土壤样品采集方法。针对不同类型的检测研究，采用不同的采样容器采样：①采集土壤VOCs样品时，选择3个40 mL 棕色玻璃瓶采样。用非扰动采样器采样。其中，2个采取5 g左右的土壤装入瓶中，旋紧，另一个采取满瓶土壤装入瓶子，旋紧。②采集土壤氰化物、SVOCs、TPH 和有机农药样品时，选择500 mL棕色广口玻璃瓶采样，采满压实，旋紧。③采集土壤重金属样品时，选择8号自封袋采样，采样量1 kg土壤，封紧自封口。

(2)地下水样品采集方法。地下水采样在采样前的洗井完成后2 h内完成。使用一次性贝勒管，一井一管。在地下水位以下 1.0 m 处采集水样。针对不同检测采用不同类型的采样容器，添加相应的保存抑制剂。现场采样如图2所示。

图2 现场采样Fig.2 On-site adoption

(3)样品现场检测方法。①土壤样品。均采用PID进行现场测试，并记录数值，作为判断样品是否受到挥发性和半挥发性有机物污染，样品是否送检与判断采样深度的依据之一。采用 PGM-7320/mini RAE 3000对土壤样品进行现场检测，每个土壤点位垂向每隔0.5 m取1个土壤样品测定PID值。将需测定的土壤取100～300 g放置于塑封袋中，捏散，使其稳定10 min后将PID 探头伸入自封袋内，读取样品的读数。将数据记录在采样记录单中。测试完毕后，将测试后的土壤样品封好，放置于特定回收容器中。②地下水样品。采用HANNA(哈纳沃德)的高精度多水质测定仪(HI9829T-04)进行现场地下水样品的现场检测，现场检测的项目有：温度、pH值、浊度、电导率(EC)、氧化还原点位(ORP)、溶解氧(DO)等指标。

4 检测结果及分析

4.1 土壤污染物检测

该地块设置 4个土壤对照点，位于场地的4个方向，分别为东于镇农用地(DZX)、姚村镇荒地(DZB)、王吴村农用地(DZD)、汾河附近未利用地(DZN)。采样深度为 0.5 m。检测指标为氰化物、重金属、SVOCs、VOCs、农药、氟化物、TPH。土壤对照点污染物浓度见表2。

初步调查阶段共布设45个土壤采样点位，送检土壤样品共计136件，检出率接近100%污染物主要为重金属、多环芳烃和总石油烃，另外卤代脂肪烃也有部分点位检出。污染物的主要来源是企业的炼焦熄焦工艺以及堆焦。卤代脂肪烃的检出点位主要集中在西厂区，与西厂区北侧的农药厂使用氯代有机物有关。苯并[a]芘在IDS41和IDS37号点检出值较高，深度位于填土层附近，与填土中煤渣含量较高有关。加油站3个点位甲基叔丁基醚均有检出，且地埋油箱下游石油烃检出值较高，说明加油站油箱中油类的挥发对区域土壤有影响。

4.2 地下水污染物检测

研究区地块初步环境调查共新建 8 个地下水监测井，水井编号分别为 IX10、IX11、IX12、IX19、ID31、ID33、ID36、ID40，井深为5.0～8.0 m，成井时间为4月9—19日。洗井时间为4月20—22日，洗井体积在84.5～127.0 L。对以上8口井的水质进行了现场测定并采集8口井的地下水样品9件，检测指标包括氰化物、氟化物、重金属(砷、铅、铜、镉、镍、汞、六价铬)、SVOCs、VOCs、TPH。

表2 土壤对照点污染物浓度Tab.2 Concentration of pollutants in soil control point mg/kg

(1)无机物(重金属、氰化物、氟化物)。根据地下水监测井样品重金属、氟化物、氰化物的检测结果，六价铬未检出，铜、镍、镉、砷、汞、铅、氰化物、氟化物都有检出，但均未超标。检出及超标结果见表3。可知，铅在1件样品中有检出，样品检出率11.1%；镉在2件样品中有检出，样品检出率为22.2%；镍、铜在全部 9 件样品中均有检出，样品检出率为100%。砷在6个样品中有检出，样品检出率为66.7%。汞和氟化物在8个样品中有检出，样品检出率为88.9%；氰化物在4件样品中有检出，样品检出率为44.4%。

(2)VOCs。8 个地下水监测井 VOCs 的检出及超标结果见表4。VOCs 仅有 3 项检出，且均未超标。

表3 地下水重金属检出及超标分析Tab.3 Detection of heavy metals in groundwater and analysis of exceeding standards

表4 地下水 VOCs 检出及超标分析Tab.4 Groundwater VOCs detection and over-standard analysis

(3)SVOCs。8 个地下水监测井 SVOCs 的检出及超标结果见表5。VOCs 仅有 3 项检出，且均未超标。

表5 地下水 SVOCs 检出及超标分析Tab.5 Groundwater SVOCs detection and over-standard analysis

(4)TPH。地下水监测井 TPH 的检出及超标结果见表6。TPH 均有检出，但未超标。

表6 地下水TPH检出及超标分析Tab.6 Detection of groundwater TPH and analysis of exceeding standard

研究地块所有地下水样品特征污染物检出值均未超过《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)Ⅳ类水质标准。

5 场地风险筛选

根据《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ 25.3—2019)和《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)，将太原迎宪焦化集团有限公司场地地块的初步调查结果与国家、地方等相关筛选值进行对比，结果可知：①地块所有土壤点位检测的污染物均未超过筛选值；②地块 8 个地下水点位检测的特征污染物均未超过筛选值(表7)。

表7 场地风险筛选污染Tab.7 Site risk screening pollution

结果表明，调查场地土壤、地下水含量均未超过国家或地方有关建设用地土壤污染风险管控标准(筛选值)，对人体健康的风险可以忽略。因此，研究场地不属于污染地块，针对研究场地的环境调查工作结束，无需开展后续详细调查和风险评估。

6 结语

(1)污染识别表明，研究地块潜在污染物为重金属、氰化物、氟化物、VOCs、SVOCs(主要是 PAHs 和苯酚)、农药、TPH。潜在污染介质为表层土壤、深层土壤和地下水。初步调查阶段在地块内共布设土壤采样点位45个，共计检测土壤样品140件，检测指标为重金属、氟化物、氰化物、VOCs、SVOCs、TPH、农药。场内布设地下水采样点8个，共计检测地下水样品9件。检测指标为常规指标、重金属、氰化物、氟化物、SVOCs、VOCs、TPH、农药。

(2)土壤检测结果表明，检出污染物为 6 种重金属(铜、镍、铅、镉、砷、汞)、氟化物、氰化物、12 种 VOCs(苯、甲苯、乙苯、间&对-二甲苯、邻-二甲苯、苯乙烯、四氯乙烯、1，2-二氯丙烷、氯仿、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、甲基叔丁基醚)、17 种 PAHs(萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、结语、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1，2，3-cd]芘、二苯并[a，h]蒽、苯并[g，h，i]苝)、TPH(C10—C40)，但所有检出污染物均未超过《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)》一类用地筛选值和根据《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ 25.3—2019)要求计算筛选值。

(3)地下水检测结果表明，8 口地下水井的地下水样品检出污染物为 6 种重金属(铜、镍、镉、砷、汞、铅)、3 种 VOCs(氯仿、1，2-二氯乙烷、甲基叔丁基醚)、3 种 SVOCs(萘、芴、菲)和 TPH(C6—C40)，但所有检出污染物均未超过《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)等相关标准值。

(4)风险筛选结果表明，调查场地土壤、地下水含量均未超过国家或地方有关标准，对人体健康的风险可以忽略。根据《工业企业场地环境调查评估与修复工作指南(试行)》第二部分，研究场地不属于污染地块。