章丹婷,陳建挺,張欣慧,張躍進
(1 上海環聯生態科技有限公司,上海 201100;2 嘉興市智慧環保與機動車污染防治中心,浙江 嘉興 314001;3 嘉興學院,浙江 嘉興 314001)
城鎮化的推進推動了污染場地修復治理工作的必要性,隨著科技化程度不斷提高和標準的出臺及完善,污染場地的調查工作方法日趨完善[1],但是仍有復雜場地污染物不能完全識別,影響場地修復工作的進展以及周邊居民的日常生活,也成為污染場地修復過程中的亟待解決的問題。
場地污染物的定性分析[2]相較定量分析在復雜污染情況下有提高效率的作用,尤其是場地歷史情況不明確的條件下,可以確定污染物的性質,明確調查方向[1]。廢渣填埋事件[3]在遺留污染場地中出現頻次較多,尤其是農藥廠、化工廠[4]搬遷遺留場地中,惡臭污染物屢有發生,其定性識別有一定難度。本文以嘉興市某化工場地異味定性分析項目為案例分析惡臭物質定性對場地修復進展的影響。
嘉興市某化工場地在調查過程開展中有異味問題發生,嚴格按照土壤和地下水采樣標準[5],通過對項目的歷史沿革分析、現場踏勘、人員訪談以及資料分析確定疑似污染物類型,采集樣品按照《土壤環境 建設用地土壤污染風險管控標準》(GB36600-2018)[6]的相關標準要求進行分析測試,分析結果發現僅六價鉻超標。
修復過程中發現場地內有異味物質,其為前期場地調查過程中采用標準流程[1,7-8]過程中檢測未發現的常規污染物[6],目前場地調查過程中必須進行檢測的常規污染物中有機污染物種類并不多,非常規的污染物在前期的調查過程中并沒有檢出,說明該場地上可能存在較難檢出的有機污染物,揮發性有機污染物和半揮發性有機污染物在場地上濃度數量級較低[9],在非常規填埋場地上,如果沒有實際采集到填埋的污染物,無法直接檢測出特定的有機污染物。
調查中結合采樣在復雜場地上設置土壤氣檢測井方式,對場地氣體污染物采用蘇瑪罐[10]對污染物預濃縮后送至實驗室檢測。
通過對污染物的定性分析,確定污染物的性質,作為人員訪談內容佐證,明確具體訪談方向,推動場地補充調查及后續修復工程。
通過特定的檢測分析方法所檢測出的有機物為該分析方法下所能檢測的有機物,并不是該場地所需要檢測的所有有機物,本次調查的主要目的是分析該場地的惡臭污染物,故應采用對惡臭的評價方法對惡臭污染物進行定性分析。對于惡臭評價的方法,目前有嗅辨法和成分濃度分析法[11-14],其中通過成分濃度的分析和嗅閾值[15]的比較較適合本項目。
該化工場地在后期補充人員調查過程中了解到歷史上為某農藥廠的舊址,由此可推動有關部門對該場地進行補充調查確定目標污染物和污染情況。
結合前期場地調查數據及結論以及修復過程中發現的填埋物的位置及深度情況,采用Geoprobe直推式土壤鉆機[16]對該場地一個點位土壤樣品采集,采集深度7.5m,確定污染物的種類及深度,采用蘇瑪罐恒定流量[9-10,17]對填埋物廢渣樣品直接采集氣體,同時采集環境空氣和上風向參考氣體樣品,廢渣樣品同時送實驗室檢測。
現場采用便攜式光離子化檢測器(PID)[3]對廢渣樣品進行現場判斷,并將樣品送至實驗室進行分析,采用常規檢測方法(GC-MS[3,9,17-18])。
檢測結果為揮發性有機物和半揮發性有機物的定量和半定量結果,其結果并不能判斷造成異味的物質是濃度最高的污染物。根據《空氣質量 惡臭的測定三點比較式臭袋法》(GB/T 14675-1993)[19]指出臭氣的濃度是臭氣的物質濃度與嗅閾值之間的比值,為閾稀釋倍數[20-23]。
填埋物樣品為黃白色并伴有刺激性氣味。圖1為土壤樣品VOC掃描結果,圖2為SVOC掃描結果,表明樣品中檢出4種定量物質,為苯、甲苯、乙苯、苯酚;11種半定量物質,為乙硫醇、甲基乙基硫醚、二乙基硫醚、乙基甲基二硫醚、二乙基二硫、2-(乙基二硫基)丙烷、1,1-雙(乙基砜)乙烷、二乙基三硫醚、果蟲磷、二硫代磷酸二乙酯、Hexathiane。

圖1 S1 2.5-3.0 VOC

圖2 S2 VOC
圖3和圖4為廢渣樣品的VOC及SVOC掃描結果,表明廢渣中檢出物質為5種定量物質:苯、甲苯、乙苯、間&對-二甲苯和鄰二甲苯;10種半定量物質:乙硫醇、乙基甲基二硫醚、二乙基二硫、2-(乙基二硫基)丙烷、二乙基二硫醚、二乙基硫代磷酰氯、二乙基三硫醚、三乙基硫代磷酸酯、二硫代磷酸二乙酯、O,ODiethylO-phenyl phosphorothioate、治螟磷。

圖3 S1 2.5-3.0 SVOC

圖4 S2 SVOC
圖5為采用蘇瑪罐采集的廢渣的氣體樣品,樣品中檢出20種定量物質:氯乙烷、乙醇、丙酮、乙硫醇、2-丙醇、二硫化碳、甲乙硫醚、苯、1,2-二氯丙烷、乙硫醚、甲苯、乙基甲基二硫醚、乙苯、間&對-二甲苯、1,2,4-三甲苯、1,2-二氯苯、間二乙基苯、正十一烷、正十二烷、萘;3 種半定量物質:二乙基二硫醚、2-(乙基二硫基)丙烷、O,O,O-三乙基硫代磷酸酯。
其中,圖1、圖2為基于USEPA8260D-2018方法的掃描結果;圖3、圖4為基于USEPA8270E-2018方法的掃描;圖5為基于USEPAT015-1999方法的掃描結果。

圖5 廢渣VOC
基于臭氣濃度的數值進行排序篩選出該場地的特征污染物,在后續的調查及修復過程中作為重點關注的惡臭類物質,處理過程需充分考慮環境影響。
表1和表2通過對惡臭物質的閾稀釋倍數進行排序,確定該場地特征性惡臭類物質為:乙硫醇、乙硫醚、甲乙硫醚、二硫化碳、苯系物(苯、甲苯、乙苯)、乙基甲基二硫醚、二乙基二硫醚和O,O,O-三乙基硫代磷酸酯等8種。

表1 場地惡臭類物質檢測結果及閾稀釋倍數

表2 場地惡臭類物質檢測結果及閾稀釋倍數
直接對填埋區的土壤及廢渣樣品進行檢測,部分檢出污染物與土壤中檢出污染物一致:苯系物(苯、甲苯、乙苯)、甲乙硫醚、乙基甲基二硫醚、二乙基二硫醚、2-(乙基二硫基)丙烷,均為惡臭污染物,通過對其閾稀釋倍數的計算進行排序發現污染物濃度的高低與其閾稀釋倍數無關。其中苯系物(苯、甲苯、乙苯)在土壤中的濃度也較高,通過擴散的途徑遷移到下層土壤中,在后期補充調查中應重點關注。
后期再對該場地進行了解時發現原化工廠生產前還有一化工廠,主要生產農藥類,其與后期檢測發現的果蟲磷和治螟磷中得到證實,該工廠主要的產品是乙基氯化物,故生產乙基氯化物過程中的各種中間產物、副產品及原輔材料都應該作為后期補充調查的特征因子,而在本次定性調查階段確定的惡臭類污染物也進一步完善了特征因子。
該項目中直接對廢渣樣品采集只是一個定性的手段從而確定該場地上典型的惡臭污染物質,指導后期的補充調查工作,但是這并不能判斷該場地上的這種惡臭性特征污染物的濃度,能指導定量。
該場地的惡臭類特征污染物為乙硫醇、乙硫醚、甲乙硫醚、二硫化碳、苯系物(苯、甲苯、乙苯)、乙基甲基二硫醚、二乙基二硫醚和O,O,O-三乙基硫代磷酸酯,在后期場地調查及修復過程中應注意這些物質對周邊環境產生的影響,惡臭類物質的處理也應作為該場地修復方案中需要考慮的重點。
對于復雜的非典型退役遺留場地,尤其是化工、農藥生產型場地,應在場地調查階段判斷該遺留場地是否有填埋物,以及歷史上至農田以來的場地歷史沿革情況分析,但是因資料的缺失等原因,可以考慮是否采用物探等手段對場地的情況進行一個判斷,確定該復雜場地是否在歷史上有偷埋亂倒廢渣、廢水等情況。
遇到不能確定的惡臭類物質,可參考本項目的方案,先對該場地的惡臭類物質定性,確定其成分,再進行定量分析,確定其人體健康風險。