焦化企業遺留地土壤中多環芳烴污染分布研究

秦承剛，朱大成，梁 剛

(棗莊市環境監測站 ，山東棗莊 277800 )

焦化企業遺留地土壤中多環芳烴污染分布研究

秦承剛，朱大成，梁 剛

(棗莊市環境監測站 ，山東棗莊 277800 )

多環芳烴(PAHs)是煤化工企業的特征污染物之一，為弄清焦化企業廠區內土壤污染分布狀況，棗莊市環境監測站采用系統布點法，對搬遷后的某焦化企業遺留地土壤中的PAHs進行了采樣監測。監測結果表明，各監測點位的PAHs檢出率較高，且16種PAHs均有檢出，說明調查區域內的焦化遺留場地均已受到了不同程度的污染，化產車間附近測點污染較為突出。

焦化企業； 土壤； 多環芳烴；分布

焦炭、煤焦油是煤化工產業鏈的初級產品，在棗莊曾得到迅猛的發展。改革開放以來，棗莊的城市建設日新月異，城市規模不斷擴大，原來位于城市近郊的一些焦化企業逐漸進入到城區的范圍之內。為減輕焦化企業對城區的污染，棗莊市近年來采取措施將這些焦化企業關停或逐步遷出市區。

多環芳烴(以下簡稱PAHs)是煤化工企業的特征污染物之一[1]，為弄清焦化企業對廠區內土壤污染分布狀況，我站對搬遷后的某焦化企業遺留地土壤中的PAHs進行了采樣監測[2]。該焦化企業于2004年建成投產，2014年關停。公司曾擁有JNDK43-99D型焦爐1座，化產回收設備齊全，具有年入洗煤40萬噸的浮選洗煤裝置，配有8臺套500kw煤氣發電機組。年設計生產冶金焦炭60萬噸，回收煤焦油30400噸，粗苯7200噸，外供城市煤氣2000余萬立方米。

1 監測布點與采樣

1.1 布點原則

依據《場地環境監測技術導則》HJ25.2-2014，按系統布點法對遺留場地進行網格布點，布點網格基本要求為約100m×100m，可根據場地大小調整網格尺度，總布點數量10～20個。系統布點示意圖見圖1。

圖1 網格布點示意圖

1.2 監測點位實際布設情況

該焦化企業原占地20余萬平米，廠區呈長方形。按照上述原則布點，在該廠區遺留地共布設15個測點，測點涵蓋了原焦爐、化產車間、煤場等關鍵點位。采樣時，該企業遺留地地上所有附屬物均已拆除，后續用途不明。由于采樣時谷歌地球衛星圖尚未更新，該焦化企業在衛星圖中清晰可見，故利用谷歌地球衛星圖確定該企業遺留地測點坐標，見圖2。

圖2 某焦化企業遣留地實際布點(自左上角至右下角依次是非37號～151號測點)

1.3 樣品采集

以竹(木)鏟取采集0～20cm 表層土壤樣品約1.0kg左右，裝入1L棕色磨口廣口玻璃瓶中，裝滿裝實后用二氯甲烷沖洗過的錫紙包覆瓶塞，密封及時送實驗室置于4℃以下冷藏箱保存。

采樣時，現場填寫土壤采樣記錄表，進行GPS 衛星定位(經緯度格式設置為度，精確到小數點后4位。如：東經117.6164°)，用數碼相機記錄采樣點周圍情況(正面、側面、采樣點周圍標志性物體)，在采樣點位分布圖上做出標記。

2 監測項目及分析依據

監測項目為美國環境保護總署(EPA，1976年)確定的萘等16種作為優先控制對象的PAHs[3]，詳見表1。

表1 監測項目一覽表

PAHs的監測分析依據是《土壤和沉積物 多環芳烴的測定 高效液相色譜法》HJ 784-2016。同時，按照《山東省場地土壤污染狀況調查質量控制方案》的要求，對土壤樣品采集、保存及運輸、樣品制備、實驗室分析測試、數據處理等環節進行全程序質量控制。

3 監測結果

目前我國現行有效的土壤環境質量標準是《土壤環境質量標準》GB15618-1995，其中只規定了10項污染物的限值，未包括有PAHs類污染物含量限值，故本次調查只研究焦化企業遺留場地中PAHs分布規律，不作超標分析。

16種PAHs毒性各不相同，為便于比較，須對這些PAHs作歸一化處理[4]。為此，人們引入了TEF(Toxic Equivalent Factor)的概念，中文譯為“毒性當量因子”。通常采用Crnkovic的定義，即將Bap的毒性定義為1，其它的PAHs毒性與之比較，給出相應的TEF值[5-6]。某種PAHs的TEF當量等于其實測值乘以TEF值。

按項目統計監測結果以及各種PAHs的TEF值、TEF當量詳見表2。16種PAHs實測總量以及經歸一化處理后的TEF當量占比見圖3、圖4。

圖3 多環芳烴實測總量占比(按項目統計)

圖4 多環芳烴歸一化當量占比(按項目統計)

按點位統計監測結果及各點位的TEF當量詳見表3。15個測點PAHs實測總量以及經歸一化處理后的TEF當量占比見圖5、圖6。

圖5 多環芳烴實測總量占比(按測點統計)

圖6 多環芳烴歸一化當量占比(按測點統計)

4 結論與討論

由表2可知，所監測的16種PAHs中，除二氫苊(Ace)的檢出率較低(6.67%)外，其余15種檢出率均較高，其中二苯并[a,h]蒽(DBA)為86.7%、芴(Fl)和茚并[1,2,3-cd]芘(InP)為93.3%，其它12種均為100%。經比較歸一化處理后的PAHs，苯并[a]芘(BaP)的TEF當量最大，為26.6050 mg/kg，其余各種PAHs的TEF當量在0.0006～3.7530 mg/kg之間。16種PAHs中的13種最大值出現在148號點，其余3次均出現在144號點。

由圖3可以看出，所監測的16種PAHs中，熒蒽(Flu)實測總量占比最高，為18%，其它占比在10%(含)以上的由大到小依次為芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、菲(Phe)。16種PAHs 的TEF當量占比排序有很大變化，如圖4所示，苯并[a]芘(BaP)雖然實測總量占比僅為7%，但其TEF當量占比高達65%，其余15種PAHs的TEF當量占比均不超過10%。

表2 監測結果(按項目統計) mg/kg

*：Ace、Fl檢出限均為0.01 mg/kg，未檢出結果統計時按照檢出限的一半即0.005 mg/kg計算。括號內為最大值所在監測點位。

表3 監測結果(按點位統計) mg/kg

*：括號內為測得最大值的PAHs項目。

由表3可知，15個監測點位的PAHs檢出率均較高，檢出率范圍87.5%～100%，其中，144號點檢出率最高，為100%。各測點的16種PAHs之TEF總當量，148號點最大，為23.6197 mg/kg，其次是144號點，為8.6706 mg/kg，其余各測點的TEF當量在0.0358 mg/kg～1.9595 mg/kg之間。

由圖5可以看出，15個測點中，148號點實測總量占比最高，為48%，其次是144號點的27%，這兩個測點累積占比達75%，其余各測點的占比均不大于5%。由圖6可知，TEF當量占比最高的仍是148號點，達58%，其次是144號點， TEF當量為21%，兩測點的累積占比高達79%。其余各測點的TEF當量占比均不大于5%。

由上述的監測分析結論可知，調查區域內，16種PAHs均被檢出，且各監測點位的PAHs檢出率也較高，說明調查區域內的焦化遺留場地均受到了不同程度的污染。16種PAHs中，3環以上的PAHs實測含量相對較高，4環以上PAHs的TEF當量相對較高。從監測點位的污染分布情況來看(見圖2)， 144號點位于化產車間和焦爐附近，148則鄰近化產車間，這兩點位的污染較為突出，是被調查焦化企業的土壤重污染區域。監測也證明，焦爐、煤場等下方的土壤雖然也受到了污染，但污染程度較輕。

焦化企業的PAHs主要污染來源是焦爐排放的廢氣(包括有組織和無組織)以及工業廢水收集處理或化產品回收過程中的跑冒滴漏[2，7-8]。焦化廢水的收集處理或化產品回收過程中，跑冒滴漏難以避免，其中所含的PAHs會通過下滲方式進入土壤，應為上述兩個測點形成局部重污染原因。焦爐排放的廢氣溫度比環境大氣溫度高，會產生熱抬升效應，一般情況下(靜風情況除外)，隨風產生水平輸送后才沉降，因此隨廢氣排放的PAHs反而不一定會直接影響到焦爐下方的土壤。此外，焦化企業廠區內的土壤污染程度也與其原廠區地面是否硬化直接相關，原廠區的地面硬化率曾達80%以上，硬化后的地面阻水性好，不易受跑冒滴漏以及沉降的PAHs污染影響，所以本次調查的各點位PAHs結果未能揭示污染程度與本地區風向的關系，是可以理解的。

[1] 張亦馳，于玲紅，王培俊，等. 某焦化生產場地典型污染物的垂向分布特征[J].煤炭學報，2015,37(7)：1211-1218.

[2] 賈曉洋，姜 林，夏天翔，等. 焦化廠土壤中PAHs的累積_垂向分布特征及來源分析[J].化工學報，2011,62(12)：3525-3531.

[3] 陳 剛，周瀟雨，吳建會，等. 成都市冬季PM2.5中多環芳烴的源解析與毒性源解析[J].中國環境科學，2015,35(10)：3150-3156.

[4] 唐 銳，王福生，韓學斌，等. 焦化廠環境中多環芳烴的分布規律和危害分析[J].天津化工，2009,23(3)：50-52.

[5] Dragan Crnkovic,Mirjana Ristic,Anka Jovanovic,et al. Levels of PAHs in the soils of Belgrade and its environs[J].Environ Monit Assess,2007,125:75-83.

[6] 王 偉. 鞍山市大氣中多環芳烴健康影響評價[J].環境科學與管理，2013,38(6)：192-194.

[7] 劉大錳，王 瑋，李運勇. 首鋼焦化廠環境中多環芳烴分布賦存特征研究[J].環境科學學報，2004,24(4)：746-749.

[8] 劉 庚，郭觀林，南 鋒，等. 某大型焦化企業污染場地中多環芳烴空間分布的分異性特征[J]. 環境科學，2012,33(12)：4256-4262.

(本文文獻格式：秦承剛，朱大成，梁 剛.焦化企業遺留地土壤中多環芳烴污染分布研究[J].山東化工，2016，45(14)：135-138.)

A Study on Distribution of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Pollution in the Soil of the Coking Enterprise Legacy

QinChenggang，ZhuDacheng，LiangGang

(Zaozhuang Environmental Monitoring Station,Zaozhuang 277800， China)

PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) is one of the characteristics of pollutants in coal chemical industry. In order to understand the distribution of soil pollution in the coking plant, system distribution method was applicated by Zaozhuang Environmental Monitoring Station, and carried on sampling and monitoring of PAHs in the soil of a coking enterprise after removal. Monitoring results show that, the detection rate of PAHs was higher in each monitoring point. And all of 16 kinds of PAHs are detected. It shows that the coking enterprise legacy site in the investigation area have been polluted by different degrees. The pollution is more prominent in the vicinity of the chemical products workshop.

coking enterprise；soil；polycyclic aromatic hydrocarbons；distribution

2016-05-19

秦承剛(1963—)，青島人，學士，高級工程師，從事環境監測工作。

X833

A

1008-021X(2016)14-0135-04