化工園區(qū)周邊土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及修復(fù)技術(shù)

陳偉倫

（廣州檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深入推進(jìn)，大量工業(yè)企業(yè)被關(guān)停并轉(zhuǎn)、破產(chǎn)或搬遷，騰出的工業(yè)企業(yè)場(chǎng)地作為城市建設(shè)用地被再次開發(fā)利用[1]。但一些重點(diǎn)企業(yè)遺留場(chǎng)地的土壤和地下水受到污染，環(huán)境安全隱患突出。對(duì)于關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)的原工業(yè)企業(yè)遺留地，改變?cè)恋厥褂眯再|(zhì)時(shí)，為保障工業(yè)企業(yè)場(chǎng)地再開發(fā)利用的環(huán)境安全，工業(yè)企業(yè)場(chǎng)地再次進(jìn)行開發(fā)利用的，應(yīng)進(jìn)行環(huán)境評(píng)估和無害化治理。西溪工業(yè)區(qū)位于佛山市順德區(qū)龍江鎮(zhèn)文昌路一街，總占地面積為4 468.84 m2。該項(xiàng)目地塊內(nèi)歷史上進(jìn)駐企業(yè)為佛山市順德區(qū)某涂料制造有限公司，該地塊未來規(guī)劃為一類工業(yè)用地（M1）、道路和公園綠地（G1，非社區(qū)公園或兒童公園用地），應(yīng)開展土壤污染狀況初步調(diào)查。

目前關(guān)于化工園區(qū)土壤污染的研究主要集中于污染隱患點(diǎn)調(diào)查評(píng)估[2-3]、污染成因機(jī)途徑追溯[4-5]、污染時(shí)空分布特征[6]、污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及環(huán)境管理[7-8]、污染修復(fù)及治理等[9]方面。本文以西溪工業(yè)區(qū)某涂料制造有限公司地塊土壤污染評(píng)估為研究背景，在主要污染物識(shí)別的基礎(chǔ)上，布設(shè)土壤監(jiān)測(cè)、地下水監(jiān)測(cè)和雨水監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以對(duì)潛在污染因子進(jìn)行試驗(yàn)分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在此基礎(chǔ)上提出適用于化工園區(qū)土壤污染的修復(fù)治理措施，研究成果可為該園區(qū)土壤開發(fā)利用和環(huán)境保護(hù)提供有效參考。

1 化工園區(qū)自然環(huán)境概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)及地層條件

珠江三角洲地區(qū)地層隸屬華南地層?xùn)|南低層區(qū)，主體為東江地層分區(qū)，從震旦紀(jì)至第四紀(jì)均有出露，以泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二迭紀(jì)、侏羅紀(jì)、第四紀(jì)為主。第四紀(jì)沉積物隨古地形深淺不同而厚度各異，一般厚度為20～40 m。如圖1 所示，本項(xiàng)目地塊位于龍江鎮(zhèn)西溪工業(yè)區(qū)文昌路一街1 號(hào)，地層主要為第四系沖積層。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的鉆孔記錄，調(diào)查區(qū)域內(nèi)土層扣除地表混凝土硬化層，自上而下分為4 層，依次為雜填土、粉質(zhì)砂土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

順德區(qū)土壤分3 個(gè)土類，5 個(gè)亞類，9 個(gè)土屬，18 個(gè)土種。3 個(gè)土類分別為水稻土、基水地（人工堆疊土）和赤紅壤。水稻土主要為珠江三角洲沉積土，其中潴育型水稻土面積最大，其余為潛育型水稻土和沼澤型水稻土。基水地又稱人工堆疊土，原為珠江三角洲沉積土，由人工堆疊而成。赤紅壤成土母質(zhì)為紅色沙頁巖，部分為洪積赤紅壤。

1.2 水文地質(zhì)條件

順德境內(nèi)河流縱橫，水網(wǎng)交織。主要河道有16 條/段，總長212 km，將全區(qū)分割成13 塊沖積平原，水面積73.4 km2。項(xiàng)目附近主要河流有里海涌、溪河和龍江大涌。根據(jù)《廣東省地表水環(huán)境功能區(qū)劃》（粵環(huán)〔2011〕14 號(hào)），里海涌、溪河、龍江大涌水質(zhì)目標(biāo)為Ⅳ類。

珠江三角洲地區(qū)地下水分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水、基巖裂隙水三大類。如圖2 所示，本項(xiàng)目地塊位于龍江鎮(zhèn)西溪工業(yè)區(qū)，屬于珠江三角洲沖積平原區(qū)，地下水類型為松散巖類孔隙水。地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，以蒸發(fā)及向 下滲流的方式排泄，水位受季節(jié)影響。本項(xiàng)目地塊位于珠江三角洲佛山南海分散式開發(fā)利用區(qū)（代碼H074406001Q01），地下水功能區(qū)保護(hù)目標(biāo)為地下水水質(zhì)類別III 類標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 水文地質(zhì)圖

1.3 化工園地塊現(xiàn)狀

經(jīng)調(diào)查本項(xiàng)目地塊內(nèi)企業(yè)佛山市順德區(qū)某涂料制造有限公司已停產(chǎn)，生產(chǎn)車間和倉庫內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備和原輔材料已清空，僅辦公樓尚在使用中。廠房建筑完好。危廢間內(nèi)存留有少量廢空桶、成品倉庫有少量成品樣板存留。項(xiàng)目周邊土地使用類型包括居住用地、工業(yè)用地和農(nóng)業(yè)用地。地塊周邊敏感目標(biāo)主要為居民區(qū)，如保利上城、威斯登堡、佛奧康橋水岸、文華花園、東勝坊、集北新村等；學(xué)校為龍江中學(xué)；醫(yī)院為龍江醫(yī)院；地表水主要有里海涌、溪河和龍江大涌。地塊未來規(guī)劃為一類工業(yè)用地（M1）、道路和公園綠地（G1，非社區(qū)公園或兒童公園用地），屬于第二類用地。

2 潛在污染源風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

2.1 地塊生產(chǎn)排污分析

根據(jù)環(huán)評(píng)資料，某涂料公司2016 年前主要生產(chǎn)聚酯漆和樹脂，生產(chǎn)的樹脂用作聚酯漆的原材料，所用原輔材料主要有醇酸樹脂、四醇、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。2016 年后主要生產(chǎn)水性木器漆，所用原輔材料有丙烯酸乳液、碳酸鈣、纖維素、防凍劑等。項(xiàng)目產(chǎn)生的污染物為員工生活污水；設(shè)備清洗廢水；投料分散產(chǎn)生的廢氣；員工生活垃圾，原輔材料消耗產(chǎn)生的空桶、廢包裝桶，設(shè)備維護(hù)更換的機(jī)油，廢氣處理產(chǎn)生的廢活性炭等，企業(yè)產(chǎn)排污情況見表1。

表1 要產(chǎn)污環(huán)節(jié)及污染物情況

2.2 污染源遷移途徑分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、資料收集，地塊內(nèi)存在1 個(gè)地下設(shè)備清洗廢水收集池，于2012 年被填平。地塊內(nèi)設(shè)有雨水管線、生活污水管線和生產(chǎn)廢水管線。雨水管線從生產(chǎn)區(qū)流向倉庫，最終匯入市政雨水管網(wǎng)。廠區(qū)內(nèi)設(shè)有2 條生活污水管線，1 條經(jīng)辦公室流向廠區(qū)外污水管網(wǎng)，另1 條分別經(jīng)由倉庫和停車場(chǎng)匯入生產(chǎn)車間旁邊的衛(wèi)生間后流向廠區(qū)外市政污水管網(wǎng)。廠區(qū)內(nèi)設(shè)有2 條生產(chǎn)廢水管線，1 條為設(shè)備清洗廢水收集管線，1 條為實(shí)驗(yàn)室廢水收集管線。

2.3 潛在污染源識(shí)別

地塊內(nèi)潛在污染的區(qū)域主要包括：涂料制造有限公司地塊的生產(chǎn)車間、停車場(chǎng)（原為廢空桶存放區(qū)）、設(shè)備清洗廢水收集池、實(shí)驗(yàn)室廢水收集區(qū)域和危廢間。

地塊內(nèi)潛在的關(guān)注污染物主要為苯、甲苯、二甲苯和石油烴（C10～C40）等。其主要在生產(chǎn)活動(dòng)中通過遺撒和滲漏等污染途徑，對(duì)地塊土壤和地下水造成污染。

3 污染源監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)及應(yīng)用

3.1 土壤監(jiān)測(cè)布置方案

本項(xiàng)目地塊總占地面積為4 468.84 m2，根據(jù)上述土壤采樣點(diǎn)的布點(diǎn)原則以及本次調(diào)查地塊平面布置和企業(yè)生產(chǎn)工藝，對(duì)重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域進(jìn)行布點(diǎn)，共布設(shè)5 個(gè)土壤采樣點(diǎn)，點(diǎn)位編號(hào)為SB1-1～SB1-5。

使用光電離子檢測(cè)儀（PID）和X 射線熒光光譜分析儀（XRF）對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)不同深度的土壤進(jìn)行測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)初步判斷土壤中揮發(fā)性有機(jī)物和重金屬的污染情況，并用以篩選樣品。經(jīng)檢測(cè)，本地塊內(nèi)PID 讀數(shù)在0～0.3 ppm 之間，土壤PID 讀數(shù)無異常偏高的現(xiàn)象。果顯示As 僅在兩個(gè)點(diǎn)位檢出，檢出讀數(shù)為14.18×10-6、18.97×10-6，Cr 的讀數(shù)在29.89～135.8×10-6，Cu僅在一個(gè)點(diǎn)位有檢出，讀數(shù)為46.02×10-6，Pb 的讀數(shù)在13.36～23.08，Cd、Hg 和Ni 未檢出。由結(jié)果可知地塊內(nèi)土壤沒有重金屬含量異常偏高的現(xiàn)象。本次調(diào)查土壤鉆探深度為硬化以下6 m。根據(jù)地下水初見水位和各不同性質(zhì)土層交接點(diǎn)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)PID 和XRF等輔助設(shè)備的快篩數(shù)據(jù)結(jié)果，確定土壤樣品的采集深度。

3.2 地下水和收集池雨水監(jiān)測(cè)布置方案

根據(jù)地塊特點(diǎn)，本地塊調(diào)查區(qū)域布設(shè)了3 口地下水監(jiān)測(cè)井，為MW1-1～MW1-3，其中MW1-1 井深為5.5 m，MW1-2 和MW1-3 井深為6 m。監(jiān)測(cè)井篩管位于地面以下0.5～5 m 范圍內(nèi)。土孔鉆探完成后，鉆孔直徑127 mm，安裝一根封底的外徑63 mm 的高密度聚氯乙烯管作為井管。濾管段采用0.5 mm 寬切口的預(yù)制割縫管。硬質(zhì)高密度聚氯乙烯管井管由底部密閉、管壁可濾水的篩管、上部延伸到地表的實(shí)管組成。地下水監(jiān)測(cè)井結(jié)構(gòu)示意圖見圖3。

圖3 地下水監(jiān)測(cè)井結(jié)構(gòu)示意圖

本項(xiàng)目對(duì)地下設(shè)備清洗廢水收集池進(jìn)行了揭露。揭露過程發(fā)現(xiàn)池內(nèi)蓄積少量雨水，為監(jiān)測(cè)收集池內(nèi)蓄積雨水水質(zhì)，采集1 個(gè)廢水收集池內(nèi)蓄積雨水進(jìn)行補(bǔ)充監(jiān)測(cè)。采樣點(diǎn)位編號(hào)為SW1-1。

3.3 對(duì)照采樣點(diǎn)布置方案

本項(xiàng)目設(shè)置了1 個(gè)土壤對(duì)照點(diǎn)和1 個(gè)地下水對(duì)照點(diǎn)。在地塊東南方向740 m 處布設(shè)了1 個(gè)土壤對(duì)照采樣點(diǎn)，編號(hào)為DZSB1。土壤對(duì)照點(diǎn)處歷史使用過程中土壤擾動(dòng)情況小，且地塊歷史上不涉及企業(yè)生產(chǎn)行為，無明顯的污染痕跡，能反映出區(qū)域土壤的背景情況，適合作為本地塊的土壤對(duì)照點(diǎn)。在地塊東南方向785 m 處布設(shè)了1 個(gè)地下水對(duì)照采樣點(diǎn)，編號(hào)為DZMW1。該對(duì)照點(diǎn)為民井，周邊為居民區(qū)，受工業(yè)污染可能性較小。因此能反映出該區(qū)域地下水的背景情況，適合作為本地塊的地下水對(duì)照點(diǎn)。

3.4 潛在污染因子分析

項(xiàng)目布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要監(jiān)控潛在污染因子為：

1）地下水基本理化性質(zhì)（1 項(xiàng)）為pH；

2）重金屬（7 項(xiàng)）為砷、汞、鉛、鎘、六價(jià)鉻、鎳、銅；

3）揮發(fā)性有機(jī)物（27 項(xiàng)）為四氯化碳、氯仿、氯甲烷、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1-二氯乙烯、順式-1，2-二氯乙烯、反式-1，2-二氯乙烯、二氯甲烷、1，2-二氯丙烷、1，1，1，2-四氯乙烷、1，1，2，2-四氯乙烷、四氯乙烯、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、三氯乙烯、1，2，3-三氯丙烷、氯乙烯、苯、氯苯、1，2-二氯苯、1，4-二氯苯、乙苯、苯乙烯、甲苯、間二甲苯+對(duì)二甲苯、鄰二甲苯；

4）半揮發(fā)性有機(jī)物（11 項(xiàng)）為硝基苯、苯胺、2-氯酚、苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、屈、二苯并[a，h]蒽、茚并[1，2，3-cd]芘、萘；

5）石油類（1 項(xiàng)）為可萃取性C10～C40。

4 土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及修復(fù)

4.1 土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估篩選值

綜合考慮公眾安全及調(diào)查地塊后續(xù)修復(fù)等工作的可行性，確定本項(xiàng)目檢測(cè)土壤污染物風(fēng)險(xiǎn)篩選標(biāo)準(zhǔn)為《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）中第二類用地篩選值。地下水的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GBT14848—2017）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備清洗廢水收集池內(nèi)蓄積雨水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估篩選值，選用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）IV 類標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 土壤污染風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估

通過對(duì)本地塊內(nèi)土壤樣品、地下水樣品和廢水收集池蓄積水樣品的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可知：

1）地塊內(nèi)各土壤樣品檢出的污染物有重金屬：砷、鎘、銅、鉛、汞、鎳；揮發(fā)性有機(jī)物污染物：氯仿、二氯甲烷、乙苯、甲苯、間二甲苯+對(duì)二甲苯、鄰二甲苯；石油烴。其中重金屬：砷、鎘、銅、鉛、汞、鎳和石油烴檢出率為100%。土壤樣品中檢出污染物濃度，均不超過《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）第二類用地篩選值，但部分超過第一類用地篩選值。

2）地塊內(nèi)各地下水樣品檢出的污染物包括重金屬：砷、銅、鉛、汞、鎳；有機(jī)物：二氯甲烷、四氯乙烯、乙苯、甲苯、間二甲苯+對(duì)二甲苯、鄰二甲苯；石油烴（C10-C40）。其中重金屬：砷、銅、鉛、汞、鎳、石油烴（C10-C40）檢出率為100%。對(duì)照引用篩選值，石油烴（C10-C40）不超過《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ25.3—2019）的風(fēng)險(xiǎn)控制值。其他檢出污染物濃度均不超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GBT14848—2017）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

3）廢水收集池內(nèi)蓄積雨水樣品中檢出的污染物包括重金屬：六價(jià)鉻、銅、鎳、砷，石油烴（C10～C40）。對(duì)照引用篩選值，廢水收集池內(nèi)蓄積雨水中檢出的5 項(xiàng)污染物濃度均不超出《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 土壤潛在污染修復(fù)治理

通過土壤取樣監(jiān)測(cè)可知，本地塊存在一定的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，部分污染物濃度超過第一類用地篩選值。結(jié)合場(chǎng)地于土壤環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，本次提出化學(xué)修復(fù)與生物修復(fù)相結(jié)合的污染修復(fù)措施。在土壤污染分區(qū)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用ALLU 設(shè)備對(duì)土壤進(jìn)行穩(wěn)定化修復(fù)處理，保證土壤污染物濃度減小到建設(shè)用地篩選值標(biāo)準(zhǔn)，再進(jìn)行合理回填，后期配合以植被綠化的生物修復(fù)措施，以解決工業(yè)園區(qū)的土壤重金屬污染問題，主要技術(shù)方案見圖4。

圖4 土壤潛在污染修復(fù)治理技術(shù)方案

5 結(jié)論與展望

本文針對(duì)西溪工業(yè)區(qū)某涂料制造有限公司地塊潛在土壤重金屬污染進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和監(jiān)測(cè)，進(jìn)而開展土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及修復(fù)研究，得到主要結(jié)論如下：

1）園區(qū)潛在污染物主要為苯、甲苯、二甲苯和石油烴等，其主要在生產(chǎn)活動(dòng)中通過遺撒和滲漏等污染途徑，對(duì)地塊土壤和地下水造成污染。

2）通過對(duì)本地塊內(nèi)土壤樣品、地下水樣品和廢水收集池蓄積水樣品的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，本項(xiàng)目地塊土壤污染物含量未超過第二類用地的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)，部分超過第一類用地篩選值。地下水環(huán)境狀況符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)土壤修復(fù)后可進(jìn)行土地開發(fā)利用。修復(fù)技術(shù)措施為ALLU 穩(wěn)定化化學(xué)修復(fù)和植被綠化生物修復(fù)相結(jié)合。

3）在本次場(chǎng)地污染調(diào)查采樣后至后續(xù)開發(fā)建設(shè)前，建議業(yè)主做好場(chǎng)地管理，不得在該場(chǎng)地從事其他可能會(huì)對(duì)土壤和地下水造成污染的生產(chǎn)活動(dòng)。