老舊污染場(chǎng)地污染分布特征及污染源識(shí)別

李 巍 （合肥東部新中心建設(shè)投資有限公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快、化肥的過(guò)度使用和各種工業(yè)和生活廢水的肆意排放，我國(guó)水土污染問(wèn)題逐漸明顯。同時(shí)，部分污染場(chǎng)地受污染時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)工藝更替、產(chǎn)品線多樣化等因素影響使得污染情況復(fù)雜、污染物分布規(guī)律性差，這給污染源的識(shí)別和污染治理帶來(lái)了較大的挑戰(zhàn)[1-3]。因此，對(duì)污染場(chǎng)地的水土進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)價(jià)，確定主要污染物的來(lái)源，在土地的開(kāi)發(fā)利用、管理保護(hù)以及污染防治等方面具有重要的意義。

近年來(lái)，針對(duì)水、大氣和沉積物中的污染及其分布特征，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量研究[4-5]，并初步建立了一系列研究方法，如單因子評(píng)價(jià)法、綜合評(píng)價(jià)法、灰色聚類(lèi)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等[6-9]。而關(guān)于土壤中污染，雖然當(dāng)前通過(guò)多層次定深度取樣法對(duì)復(fù)雜污染場(chǎng)地的三維分布特征開(kāi)展了研究，但是由于土壤的復(fù)雜性和對(duì)土壤污染的認(rèn)識(shí)和重視程度不足，對(duì)于污染源的識(shí)別以及污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的探究尚處于探索階段。

綜上所述，本文以安徽合肥市某典型污染場(chǎng)地為研究對(duì)象，通過(guò)系統(tǒng)采樣與測(cè)試，對(duì)污染場(chǎng)地中土壤、地下水和地表水污染狀況與分布進(jìn)行了研究，查清了土壤、地下水和地表水中的污染狀況，分析了污染物在土壤、地下水和地表水中的含量特征以及污染源，這不僅可以摸清土壤環(huán)境質(zhì)量狀況和風(fēng)險(xiǎn)，還可為土壤修復(fù)或風(fēng)險(xiǎn)管控和地塊的開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)和支撐。

2 取樣與測(cè)定

2.1 采樣點(diǎn)布設(shè)

本文選取合肥某典型污染場(chǎng)地，根據(jù)《建設(shè)用地土壤環(huán)境調(diào)查評(píng)估技術(shù)指南》（公告2017年第72號(hào)）、《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.1-2019）、《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.2-2019）、、《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166）等相關(guān)規(guī)范導(dǎo)則，布設(shè)采樣點(diǎn)位。按系統(tǒng)布點(diǎn)法和分區(qū)布點(diǎn)法相結(jié)合的方式布設(shè)土壤采樣點(diǎn)位。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和信息收集，勾勒重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域（見(jiàn)圖1灰色區(qū)域），在重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域按20×20系統(tǒng)布點(diǎn)，非重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域采用40×40系統(tǒng)布點(diǎn)法布設(shè)土壤采樣點(diǎn)位，布設(shè)土壤采樣點(diǎn)位195個(gè)，地下水采樣點(diǎn)位21個(gè)，地表積水采樣點(diǎn)1個(gè)，點(diǎn)位具體位置分布見(jiàn)圖1。

圖1 采樣點(diǎn)布置圖

2.2 樣品采集與測(cè)試

前期的調(diào)查報(bào)告顯示土壤最大污染深度為9.0m，本地塊鉆孔采樣深度為4.5～9.0m，3個(gè)采樣點(diǎn)鉆孔采樣深度為30m。

對(duì)于土壤分析檢測(cè)指標(biāo)，在《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB36600-2018）中項(xiàng)目使用標(biāo)準(zhǔn)中提供檢測(cè)方法，不在標(biāo)準(zhǔn)中項(xiàng)目，使用現(xiàn)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中方法。嚴(yán)格參照《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.1-2019）、《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.2-2019）、《地塊土壤和地下水中揮發(fā)性有機(jī)物采樣技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 1019-2019）等相關(guān)法律法規(guī)中相關(guān)內(nèi)容執(zhí)行，樣品采集并按要求保存后即刻送至檢測(cè)單位進(jìn)行前處理，待實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析。

3 結(jié)果與討論

3.1 污染狀況及分布

該地塊共采集725個(gè)土壤樣品，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)判斷及快速篩選結(jié)果，對(duì)其中615個(gè)樣品（不含平行樣）進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)包括重金屬、VOCs、SVOCs、氰化物、TPH、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥等。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，土壤樣品中共有70種污染物被檢出，包括：9種重金屬、31種VOCs，29種SVOCs，總石油烴等。其中檢出的污染物中23種污染物超過(guò)對(duì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，如圖2-圖10所示。該地塊總體污染特征呈現(xiàn)出有機(jī)無(wú)機(jī)污染物共存、污染物種類(lèi)多、污染濃度差異大等特點(diǎn)。具體描述如下：①重金屬：鉻、砷和汞含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。其中，鉻超標(biāo)（DB11/T 811-2011），砷和汞超標(biāo)（GB36600-2018）。鉻最大檢出濃度為421mg/kg，最大超標(biāo)1.74倍；汞最大檢出濃度為61.8mg/kg，最大超標(biāo) 7.73倍；②VOCs：苯、乙苯、氯乙烯、氯仿、1,2,3-三氯丙烷、甲醛濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。其中，甲醛超（DB11/T 811-2011）的標(biāo)準(zhǔn)，苯、乙苯、氯乙烯、氯仿、1,2,3-三氯丙烷超標(biāo)（DB 13/T 5216-2020）。苯最大檢出濃度為208mg/kg，最大超標(biāo)208倍；氯仿最大檢出濃度為130mg/kg，最大超標(biāo)433.33 倍。③SVOCs：苯并(a)芘、苯并(a)蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(g,h,i)苝、萘、2-甲基萘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽、菲、α-六六六、β-六六六、六氯苯、1,2,4-三氯苯含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。六氯苯最大檢出濃度為23.8mg/kg，最大超標(biāo)119倍。

圖2 土壤中砷濃度分布（左：深度0-0.5m,右：深度0.5-1.5m）

圖3 土壤中苯濃度分布

圖4 土壤中氯仿濃度分布（左：深度2.5-4.0m，右：5.5-7.5m）

圖5 地塊土壤中甲醛濃度分布（土壤深度2.5-4.5m范圍）

圖6 地塊土壤中苯并(a)芘濃度分布（左：土壤深度0-0.5m，右：1.5m-3.5m）

圖7 地塊土壤中菲濃度分布（土壤深度1.5m-3.0m范圍）

圖8 地塊土壤中α-六六六濃度分布（左：土壤深度0.5-2.5m，中：2.5-4.5m，右：4.5-6.0m）

圖9 地塊土壤中β-六六六濃度分布（土壤深度：2.5 m-4.5m）

圖10 地塊土壤中六氯苯濃度（左：上層，0.0-0.5m，中層，1.5-3.5m，右：下層，7.5-9.0 m）

3.2 污染源識(shí)別

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，調(diào)查地塊建筑物、構(gòu)筑物的現(xiàn)狀，調(diào)查地塊的地質(zhì)地貌、化學(xué)品和廢棄物的存放與處置設(shè)備、污水處理和排放系統(tǒng)、地塊使用留下的可能造成土壤和地下水污染的痕跡、地塊周邊土地利用現(xiàn)狀、周邊區(qū)域固體廢棄物堆放和污水排放。

3.2.1 地塊歷史空間信息

自1957年原合肥某廠建廠，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，先后建成聚氯乙烯、聚氯乙烯糊樹(shù)脂（MSP-3）、聚氯乙烯樹(shù)脂（PVC）、電石等化工產(chǎn)品，1997年改制后，發(fā)展成為以氯堿化工為基礎(chǔ)、以精細(xì)、塑料化工以及新能源新材料為主導(dǎo)的綜合性化工企業(yè)。地塊歷史功能區(qū)平面分布圖見(jiàn)圖11所示。

圖11 地塊歷史功能區(qū)分布圖

通過(guò)分析地塊內(nèi)主要生產(chǎn)工藝及可能產(chǎn)生的污染，地塊涉及的車(chē)間有樹(shù)脂分區(qū)（乙炔廠房、電石渣池、氯乙烯裝置區(qū)、樹(shù)脂聚合車(chē)間、樹(shù)脂系統(tǒng)循環(huán)水、單體泵房、樹(shù)脂干燥、樹(shù)脂包裝、樹(shù)脂倉(cāng)庫(kù)）、藍(lán)寶石玻璃生產(chǎn)區(qū)、污水處理區(qū)和辦公機(jī)修區(qū)，還包含了部分電化車(chē)間。

3.2.2 污染源分析

通過(guò)上述分析，污染主要分為土壤污染、地下水污染以及地表積水污染三種，具體描述如下。

①土壤中重金屬污染物：鉻超標(biāo)點(diǎn)位主要分布在樹(shù)脂倉(cāng)庫(kù)，砷超標(biāo)點(diǎn)位分布在冷凍廠房和樹(shù)脂系統(tǒng)循環(huán)水車(chē)間之間，汞超標(biāo)點(diǎn)位主要分布在樹(shù)脂系統(tǒng)循環(huán)水車(chē)間及樹(shù)脂干燥車(chē)間，主要污染層位為1.5m以下，0-0.5m地層污染濃度較高，且點(diǎn)位集中，可以判斷鉻、砷、汞為近期污染，且在大氣降水的作用下發(fā)生了擴(kuò)散。

②土壤中VOCs污染物：苯系物污染超標(biāo)點(diǎn)位主要位于樹(shù)脂生產(chǎn)區(qū)（電石渣池旁邊及樹(shù)脂倉(cāng)庫(kù)）和污水處理區(qū)二沉池附近，最大濃度層位位于1.5-2.0m處；氯仿污染超標(biāo)點(diǎn)位主要分布于原污水處理區(qū)初沉池附件，最大濃度主要分布于4.5-7.5m處；氯乙烯無(wú)人超標(biāo)點(diǎn)位主要分布于樹(shù)脂聚合車(chē)間，最大濃度主要分布于3.0-4.5m處；甲醛污染超標(biāo)點(diǎn)位主要分布在電石渣池及二沉池旁，主要超標(biāo)層位分布于0-0.5m、2.5-3.0m和4.0-4.5m。

③土壤中SVOCs污染物：檢出的SVOCs分為多環(huán)芳烴（PAHs）、農(nóng)藥類(lèi)及其他SVOCs三類(lèi)，其中有9種多環(huán)芳烴污染物濃度超過(guò)參考標(biāo)準(zhǔn)，2種六六六污染物濃度超過(guò)參考標(biāo)準(zhǔn)，菲污染超標(biāo)點(diǎn)位主要位于藍(lán)寶石玻璃生產(chǎn)區(qū)，污染深度集中在1.5-3.0m；苯并（a）芘污染超標(biāo)點(diǎn)位主要分布于樹(shù)脂生產(chǎn)區(qū)、污水處理區(qū)及藍(lán)寶石玻璃生產(chǎn)區(qū)，污染層位集中于0-3.0m處；β-六六六污染超標(biāo)點(diǎn)位主要位于樹(shù)脂倉(cāng)庫(kù)和藍(lán)寶石生產(chǎn)區(qū)，超標(biāo)層位主要位于2.5-3.0m；α-六六六污染超標(biāo)點(diǎn)位主要分布于電石渣池旁，超標(biāo)層位主要分布于2.5-3.0m；1,2,4-三氯苯、六氯苯污染較為嚴(yán)重，污染點(diǎn)位主要分布在樹(shù)脂生產(chǎn)區(qū)（樹(shù)脂系統(tǒng)循環(huán)水、電石渣池）、污水處理區(qū)（初沉池和二沉池旁）及藍(lán)寶石玻璃生產(chǎn)區(qū)。

3.2.3 污染源特征分析

結(jié)合已經(jīng)識(shí)別的污染源分析，分別對(duì)不同深度的污染源特征進(jìn)行分析，按照淺層（0-1.5m）、中層（1.5-3.0m）、深層（3.0m以上）進(jìn)行劃分。

淺層：鉻、砷、汞、甲醛、苯并（a）芘存在淺層污染，污染位置主要集中于樹(shù)脂倉(cāng)庫(kù)、樹(shù)脂系統(tǒng)循環(huán)水車(chē)間、樹(shù)脂干燥車(chē)間、電石渣池及二沉池旁、樹(shù)脂生產(chǎn)區(qū)、污水處理區(qū)及藍(lán)寶石玻璃生產(chǎn)區(qū)，即淺層污染主要集中于整個(gè)地塊的東北部，污染組分種類(lèi)復(fù)雜，且重金屬與有機(jī)污染物共存。

中層：苯、甲醛、菲、苯并（a）芘、β-六六六、α-六六六、1,2,4-三氯苯、六氯苯等污染物的污染主要集中在中層土壤中，位置主要分布于樹(shù)脂生產(chǎn)區(qū)（電石渣池旁邊及樹(shù)脂倉(cāng)庫(kù)）和污水處理區(qū)二沉池附近、電石渣池及二沉池旁、藍(lán)寶石玻璃生產(chǎn)區(qū)、樹(shù)脂生產(chǎn)區(qū)、污水處理區(qū)，主要為有機(jī)污染，在微生物的作用下會(huì)發(fā)生降解，但涉及到的污染物種類(lèi)較多，其降解途徑多樣，自然降解時(shí)間較長(zhǎng)，且在降解過(guò)程中可能產(chǎn)生其他新的污染物。

深層：氯仿、氯乙烯、甲醛存在深層污染，污染點(diǎn)位主要集中在原污水處理區(qū)初沉池附近、樹(shù)脂聚合車(chē)間、電石渣池及二沉池旁，以鹵代烴污染為主。

氯乙烯在厭氧條件下，能通過(guò)天然的微生物菌種還原脫氯發(fā)生生物降解，降解產(chǎn)生乙烯，最終轉(zhuǎn)化為甲烷；六氯苯在一定條件下會(huì)發(fā)生降解，生成1,2,4-三氯苯；甲醛在微生物作用可發(fā)生異化，最終氧化降解為二氧化碳；菲在微生物作用下會(huì)降解成為苯，最終開(kāi)環(huán)降解成為二氧化碳和水。自然條件下有機(jī)物降解過(guò)程復(fù)雜，受pH、溫度、壓力、營(yíng)養(yǎng)物成分等多種條件的控制，降解途徑多樣、中間產(chǎn)物復(fù)雜，在污染治理過(guò)程中需對(duì)降解途徑進(jìn)行調(diào)控，以促進(jìn)污染地塊的污染物降解和治理。

4 結(jié)論

本文利用三維采樣和歷史重現(xiàn)法對(duì)合肥東部某污染場(chǎng)地進(jìn)行了污染特征分析和污染源識(shí)別，得出以下結(jié)論：

①綜上所述，本地塊涉及的特征污染物為：苯系物、鹵代烴、六六六、樂(lè)果、草甘膦、殺蟲(chóng)雙（單）、甲醛、氯丙烯、二氯乙烷、氯乙烯、多環(huán)芳烴、石油烴、酚類(lèi)、汞、鐵、砷、鉛、銅、鋅；

②地塊污染主要集中在地塊的東北部，淺層重金屬、有機(jī)污染并存，中深層以有機(jī)污染為主；

③本地塊查明的多種有機(jī)污染物在自然條件下會(huì)發(fā)生降解，降解途徑復(fù)雜多變，本文查明的污染物和識(shí)別的污染源指明了地塊污染修復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域和重點(diǎn)層位，為污染地塊的精準(zhǔn)修復(fù)提供可靠的依據(jù)。