石化企業(yè)土壤污染防控措施研究

劉天柱 張增迎 陳俊勇 孫佑安

（1 中海石油環(huán)保服務（天津）有限公司 天津 300450 2 海洋石油富島有限公司 海南東方 572633）

引言

土壤為植物提供必需的營養(yǎng)和水分，為動物提供賴以生存的棲息場所，與人類的身體健康和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展密切相關，也是人類衣食住行的基本條件。石油和化工行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱及配套產(chǎn)業(yè)，它可為農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等其它行業(yè)提供發(fā)展所需的原材料和配套產(chǎn)品[1]。石化行業(yè)作為土壤污染重點監(jiān)管對象，具有工藝原料高危性、產(chǎn)品應用廣等特點，其主要污染物包括揮發(fā)性有機物、酚、多環(huán)芳烴、石油烴、硫化物、氰化物、酸、Hg、Pb、Ni、Cd 等[2～5]。

自2016 年5 月國務院發(fā)布《土壤污染防治行動計劃》（“土十條”）以來，土壤污染防治相關法規(guī)標準體系不斷完善，各級職能部門的責任也不斷明晰。從2017年底開始，各地政府相繼對轄區(qū)內(nèi)的土壤污染重點行業(yè)企業(yè)開展土壤污染防治責任書的簽訂工作，要求企業(yè)開展土壤污染隱患排查。2018 年4 月頒布的《工礦用地土壤環(huán)境管理辦法》（試行）中也明確要求土壤污染重點監(jiān)管單位對土壤及地下水應承擔污染隱患排查、環(huán)境監(jiān)測和風險評估、污染應急、風險管控以及治理修復等責任。因此石化企業(yè)作為土壤污染重點監(jiān)管單位，識別生產(chǎn)過程中土壤污染風險點，構建一套行之有效的土壤污染防控體系尤為重要。石化企業(yè)生產(chǎn)過程中土壤環(huán)境污染途徑主要包括大氣沉降、地面漫流和垂直入滲。

1 土壤污染影響源分析

1.1 廢氣污染源

石化企業(yè)大氣污染源主要包括工藝加熱爐、生產(chǎn)裝置廢氣、其它有機廢氣排放口等有組織廢氣，以及設備動靜密封點泄漏、揮發(fā)性有機液體儲存和裝載揮發(fā)等產(chǎn)生的無組織廢氣，主要污染物包括揮發(fā)性有機物、二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、苯系物、瀝青煙、苯并（a）芘、丙烯腈、鎳及其化合物等，特別是苯系物、瀝青煙、苯并（a）芘、丙烯腈、鎳及其化合物等有毒有害污染物，排入大氣環(huán)境中，經(jīng)沉降后進入土壤環(huán)境，可能對石化企業(yè)周邊土壤環(huán)境造成污染。

1.2 廢水污染源

石化企業(yè)廢水污染源主要包括工業(yè)含堿廢水、含硫含氨酸性水、含苯系物廢水、煙氣脫硫和脫硝廢水、設備和管道檢維修過程化學清洗廢水、含苯系物廢水、初期雨水、生活污水等，主要污染物為石油類、苯、甲苯、二甲苯、總氰化物、總汞、烷基汞、總砷、總鎳、苯并（a）芘等，特別是第一類污染物總汞、烷基汞、總砷、總鎳、苯并（a）芘以及其它有毒有害物質危害性較大。廢水收集、輸送及處理過程中，一旦發(fā)生跑冒滴漏等情況，一般檢維修時較難發(fā)現(xiàn)，上述污染物泄漏通過垂直入滲進入土壤將對土壤環(huán)境造成較大危害。

1.3 固體廢物污染源

石化企業(yè)固體廢物主要包括危險廢物、一般工業(yè)固體廢物和生活垃圾。危險廢物主要包括廢機油、廢礦物油沾染物、含油污泥、廢催化劑、含樹脂廢催化劑、廢化工助劑桶、實驗廢液、廢堿渣、廢油漆桶、精餾塔釜殘、過濾器濾渣等，主要污染物為廢污油、鎳、廢化學藥劑等有毒有害物質。如果危險廢物收集、貯存環(huán)節(jié)未按照規(guī)范和操作規(guī)程進行作業(yè)，有毒有害物質泄漏可能對土壤環(huán)境造成較大污染。

1.4 事故狀態(tài)污染源

石化企業(yè)在正常運行中可能會發(fā)生泄漏、火災爆炸等事故。發(fā)生事故時，泄漏物料或消防廢水中石油類等有毒有害污染物通過垂直入滲進入土壤，對土壤環(huán)境造成較大污染。

2 土壤污染源隱患排查

2.1 有毒有害物質排查

對石化企業(yè)排查范圍內(nèi)的排查對象進行分類排查，涉及的有毒有害物質主要包括納入名錄的危險化學品，優(yōu)先控制化學品，大氣，水污染物和風險管控污染物及危險廢物[6][7]。以某石化企業(yè)為例，涉及的危險化學品包括原油、石腦油、液化氣、苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、MTBE、甲醇、丙烯、丙烷、戊烷等；根據(jù)《有毒有害大氣污染物名錄（第一批）》《有毒有害水污染物名錄（第一批）》和《土壤環(huán)境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》GB 36600-2018，識別廢水和風險管控有毒有害物質包括砷、鎘、六價鉻、銅、鉛、汞、鎳、苯、甲苯、二甲苯、鋅、鈷、釩、銻、鈹、鉬、氰化物、石油烴等；危險廢物主要包括廢催化劑、含樹脂廢催化劑、廢化工助劑桶、實驗廢液、廢堿渣等。

2.2 生產(chǎn)裝置或設施排查

2.2.1 散裝液體儲存設施

石化企業(yè)散裝液體儲存設施主要包括儲罐、廢水收集池、污水處理設施構筑物、初期雨水收集池等。儲罐、各種污水池等由于存有大量的散裝液體，一旦發(fā)生跑、冒、滴、漏或其它形式的突發(fā)環(huán)境事件時，極易造成土壤污染。特別是地下儲罐容易受到地面沉降和土壤腐蝕等因素的影響造成罐體與管路破損而導致泄漏。

2.2.2 散裝液體轉運及廠內(nèi)運輸

石化企業(yè)散裝液體轉運及廠內(nèi)運輸主要包括散裝液體物料裝卸、管道運輸、導淋、傳輸泵等過程。具體包括油品、化學品、生產(chǎn)廢水等管道運輸，油品、化學品、相關輔料的汽車裝載、運輸。

散裝液體物料裝卸可能造成土壤污染，主要包括：（1）液體物料的滿溢；（2）裝卸完成后，出料口及相關配件中殘余液體物料的滴漏；（3）由于管道的內(nèi)、外腐蝕造成泄漏、滲漏；（4）驅動軸或者配件的密封處發(fā)生泄漏、潤滑油的泄漏或者滿溢等。

2.2.3 貨物的儲存和傳輸

石化企業(yè)貨物的儲存和傳輸主要包括固態(tài)硫磺、化學試劑、相關輔料等，散裝貨物儲存和暫存造成的土壤污染主要有兩種情況：（1）散裝干貨物因雨水或者防塵噴淋水沖刷進入土壤；（2）散裝濕貨物因雨水沖刷，以及滲出有毒有害液體物質進入土壤。

2.2.4 生產(chǎn)裝置區(qū)

石化企業(yè)主要裝置包括常減壓蒸餾（含電脫鹽）裝置、輕烴回收裝置、催化裂化裝置、催化重整裝置、汽油加氫裝置、乙苯-苯乙烯裝置等。石化企業(yè)涉及裝置基本為密閉運行，物料主要通過管道填充和排空，對土壤污染隱患風險較低。對土壤污染較大的是開放和半開放類型，主要包括開展計量、加注、填充等活動，或生產(chǎn)中物料的泄漏、滲漏等。

2.2.5 其它活動區(qū)

石化企業(yè)其它活動區(qū)主要包括污水收集、處理與排放、固體廢物貯存場等。污水管道和各槽體發(fā)生破損時，含油污染物質（重金屬、有機物等）的污水溢流進入土壤；污水處理產(chǎn)生的污泥若存在露天隨意堆放等情況時，容易造成土壤污染。危險廢物含有毒有害成分，若將其露天存放或暫存場地未進行防滲防漏處置，易造成滲濾液進入土壤并造成土壤污染。

3 土壤污染防控措施

3.1 土壤污染防控原則

針對石化企業(yè)可能發(fā)生的土壤污染區(qū)域，依據(jù)“源頭控制、分區(qū)防治、污染監(jiān)控、應急響應”相結合的原則，從污染物的源強、途徑、擴散、應急響應等多維度進行控制[8][9]。土壤污染防控應從項目前期盡早介入，根據(jù)科學可行的全方位設計從源頭控制、污染防治分區(qū)等進行防控。

3.2 散裝液體存儲設施

石化企業(yè)裝置區(qū)采用DCS 等系統(tǒng)實現(xiàn)對整個裝置的集中監(jiān)視、控制和管理。地上、地下儲罐及構筑物在DCS 系統(tǒng)基礎上可通過高低位液位報警、電動閥聯(lián)鎖、雷達液位計等方式對儲存介質進行實時有效地監(jiān)控，以避免液位異常，有效防止儲罐冒罐等泄漏事故的發(fā)生。

此外，石化企業(yè)應設置完善的儲運系統(tǒng)工藝技術規(guī)程、操作規(guī)定及例行巡視檢查規(guī)定，其中包括對地上儲罐及地下儲罐、構筑物自動控制措施、對其它連接件等可能發(fā)生滲漏的位置進行定期檢查、維護，及時發(fā)現(xiàn)散裝液體儲存設施可能導致物料泄漏的隱患，有效防止發(fā)生物料泄漏事故。

3.3 散裝液體轉運及廠內(nèi)運輸

圖1 某石化企業(yè)儲罐區(qū)

圖2 某石化企業(yè)散裝液體裝車區(qū)

3.3.1 裝車與卸貨活動的平臺石化企業(yè)裝卸設施應設有自動控制裝置，通過流量計、緊急關斷閥聯(lián)鎖、防靜電接地連鎖開關等方式，可對整個裝卸流程進行有效控制及監(jiān)控，有效防止物料泄漏事故發(fā)生。同時石化碼頭工作區(qū)地面設置水泥圍堰，圍堰內(nèi)設置收集池，當有物料跑冒滴漏時，及時進行收集清掃并運回污水處理場進行處理。

石化企業(yè)應設有完善的儲運系統(tǒng)工藝技術規(guī)程、操作規(guī)定及例行巡視檢查規(guī)定，其中包括對汽車裝車站（如：《油品裝車站安全管理細則》）和碼頭（如：《碼頭作業(yè)管理細則》）具體崗位的操作、例行檢查規(guī)定，還有對管線檢查、容量檢查、滲漏檢測系統(tǒng)檢查的詳細要求。另外，應對法蘭、軟管等易發(fā)生滲漏的重點部位進行定期檢查和維護，及時發(fā)現(xiàn)問題并及時處理。

3.3.2 運輸管道

石化企業(yè)運輸管道根據(jù)輸送介質的不同采用相應主動防滲防腐設計，并采用以DCS 為主體的儲運監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過儲運系統(tǒng)儀表自動控制系統(tǒng)，對運輸管道進行集中控制、監(jiān)測、管理、記錄、報警，對運輸管道的介質輸送情況進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)泄漏事故及地點。

石化企業(yè)應對運輸管道防腐情況、泄漏風險及自動控制系統(tǒng)進行定期檢查檢測，并定期對管線進行維護和保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)可能導致物料發(fā)生泄漏的因素，防止事故發(fā)生。

3.3.3 傳輸泵

石化企業(yè)傳輸泵應設有接油盤，傳輸泵在整個DCS 控制系統(tǒng)的基礎上設有監(jiān)控管理子系統(tǒng)，可以完成儲運工藝管道上傳輸泵的遙控、聯(lián)鎖、運行狀態(tài)指示等功能，可以對傳輸泵是否發(fā)生泄漏等運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。輸送污染介質的傳輸泵放置在防滲處理的基礎硬化的圍堰中或放置于設有防雨功能的泵棚中。同時，設有完善儲運系統(tǒng)工藝技術規(guī)程、操作規(guī)定及例行巡視檢查規(guī)定，其中包括定期檢查傳輸泵運行情況，定期對傳輸泵進行維護等。

3.3.4 散裝和包裝貨物的儲存與運輸設施設備

石化企業(yè)固態(tài)硫磺造粒、包裝過程均在車間廠房內(nèi)進行，車間內(nèi)保持清潔，及時清掃散落的硫磺粉末和粉塵，車間內(nèi)部地面進行硬化且增加防滲處理，滿足防雨和防滲的要求，裝車過程配有專職安全管理人員現(xiàn)場監(jiān)督，倉庫內(nèi)定期進行巡檢。

3.4 生產(chǎn)裝置區(qū)

石化企業(yè)主要裝置包括常減壓蒸餾（含電脫鹽）裝置、輕烴回收裝置、催化裂化裝置、催化重整裝置、汽油加氫裝置、乙苯-苯乙烯裝置等，以上裝置均采用全封閉式的設計，且裝置區(qū)設有圍堰，圍堰內(nèi)地面均進行了硬化及防滲處理，可對事故導致的物料泄漏或事故水進行有效收集。各裝置在DCS 系統(tǒng)的基礎上，可進行過程控制和監(jiān)測，可對各生產(chǎn)裝置的溫度、壓力、液位、流量、可燃氣體檢測以及機泵狀態(tài)等進行有效控制及監(jiān)測。

同時，石化企業(yè)應設有完善的生產(chǎn)裝置工藝技術規(guī)程、操作規(guī)定及例行巡視檢查規(guī)定，定期對生產(chǎn)裝置進行檢查、檢測及維護，其中包括進行密閉系統(tǒng)檢測和對自動控制系統(tǒng)進行定期維護等。

圖4 某石化企業(yè)生產(chǎn)裝置區(qū)

3.5 其它活動區(qū)

3.5.1 污水收集、處理與排放

石化企業(yè)的污水處理場屬于重點污染防治區(qū)，防滲方案應滿足相關標準和規(guī)范設計，污水池池體、地下管道應按要求進行防滲。污水處理場各污水池、污水罐、調節(jié)池等構筑物均應根據(jù)要求選擇防滲防腐材料或進行相應的防滲處理，均應滿足重點污染防治區(qū)的防滲要求。

污水處理場外排污水應設有完善的排放水質監(jiān)測計劃，均應符合 《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》（GB31570-2015）、《石油化學工業(yè)污染物排放標準》（GB31571-2015）等限值要求，可對污水處理場水質進行有效監(jiān)控。除此之外，石化企業(yè)應設有完善的污水處理場工藝技術規(guī)程、操作規(guī)定及例行巡視檢查規(guī)定，包括定期對污水處理場各設施進行檢查、檢測，定期進行管線檢查等。

3.5.2 固體廢物堆放

石化企業(yè)危險廢物應定期交由有資質的單位進行處置。危險廢物暫存間應符合防風、防雨、防滲、防腐、防曬要求，同時對危險廢物進行分類存放，應滿足《危險廢物貯存污染控制標準》（GB 18597-2001）。危險廢物暫存間屬于重點污染防治區(qū)，危險廢物應及時外委處置，減少土壤環(huán)境的污染風險。

結語

石化企業(yè)生產(chǎn)工藝復雜、涉及有毒有害易燃易爆物質眾多，造成土壤污染的風險較大。石化企業(yè)土壤污染防控的關鍵在于建設階段嚴格按要求設計和施工，運行階段識別土壤污染風險源，定期開展土壤污染隱患排查，針對隱患編制整改方案并形成記錄。通過收集、分析石化企業(yè)土壤污染相關法律法規(guī)，提出適用性較強的土壤污染防范措施，有利于促進石化企業(yè)土壤污染防范制度的建立和完善，有效防范和遏制土壤污染事故的發(fā)生，促進石化企業(yè)健康、協(xié)調、可持續(xù)高質量發(fā)展。