廢棄煤氣制氣廠設(shè)備拆除活動對土壤環(huán)境污染影響研究

邱志浩

摘 要：對某廢棄煤氣制氣廠設(shè)備拆除前和拆除后地塊內(nèi)土壤進行監(jiān)測，研究土壤中石油烴和有機污染物含量和分布的變化特征。結(jié)果表明，設(shè)備拆除后，土壤中石油烴、苯并（a）芘、萘和苯等污染物含量明顯大于拆除前，設(shè)備洗消及拆解區(qū)、水處理區(qū)、危廢臨時貯存區(qū)及施工便道土壤環(huán)境均受到拆除活動的影響。在空間分布上，大型設(shè)備拆解區(qū)和設(shè)備洗消及拆解1區(qū)受拆除活動影響最大，拆除前其土壤樣品檢測濃度均低于相關(guān)標準限值，拆除后其土壤樣品遠高于相關(guān)標準限值。拆除設(shè)備前后土壤受污染程度變化的主要原因是由于拆除活動中污染防治措施未完全按照方案要求實施以及缺乏環(huán)境監(jiān)督等因素。

關(guān)鍵詞：煤氣制氣廠；拆除活動；土壤；污染防治

中圖分類號：X53文獻標志碼：A文章編號：1673-9655（2024）02-00-05

0 引言

工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)活動對地塊及周邊場地土壤環(huán)境會帶來污染物的累積，其影響具有隱蔽性和長期性[1-3]。歷史工業(yè)企業(yè)搬遷后，遺留下大量土壤污染地塊，具有較大的生態(tài)環(huán)境安全隱患，若污染地塊未得到安全利用，土壤中的污染物會通過食物鏈等方式傳導進入人體，危害人體健康[4， 5]。化工企業(yè)搬遷過程設(shè)備裝置拆除過程對土壤和地下水環(huán)境存在較大的影響，如何避免對地塊土壤和地下水等環(huán)境造成更深的污染以及節(jié)約后期環(huán)境治理修復費用，是目前工業(yè)企業(yè)拆遷過程亟需解決的問題[6， 7]。《關(guān)于印發(fā)土壤污染防治行動計劃的通知》（國發(fā)〔2016〕31 號）明確“有色金屬冶煉、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革等行業(yè)企業(yè)拆除生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備、構(gòu)筑物和污染治理設(shè)施，要事先制定殘留污染物清理和安全處置方案，并報所在地縣級環(huán)境保護、工業(yè)和信息化部門備案；要嚴格按照有關(guān)規(guī)定實施安全處理處置，防范拆除活動污染土壤”。原環(huán)境保護部于2017年12月24日發(fā)布《企業(yè)拆除活動污染防治技術(shù)規(guī)定（試行）》，詳細規(guī)定了企業(yè)拆除活動土壤污染防范的要求。后續(xù)有學者研究了工業(yè)企業(yè)拆除過程污染防治的相關(guān)案例[8-10]，但迄今，對于工業(yè)企業(yè)拆除過程對場地土壤環(huán)境污染的影響仍不清楚。有學者研究了廢棄農(nóng)藥廠拆除前后周邊土壤中DDTs分布特征，發(fā)現(xiàn)拆除1個月后土壤中DDTs 濃度是拆除前的3.4倍[11]。這表明企業(yè)拆除行為可能會加重對周邊環(huán)境的污染。

本研究以上海某廢棄的煤氣制氣廠為對象，分別采集設(shè)備拆除前和拆除后其范圍內(nèi)的土壤，研究土壤中石油烴及有機污染物的分布及變化特征，以了解煤氣制氣廠拆除活動對土壤環(huán)境的影響，為煤氣制氣廠后續(xù)地塊調(diào)查評估提供依據(jù)，以及為企業(yè)拆除活動的污染防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 煤氣制氣廠概況

煤氣制氣廠有近70年歷史的燃氣生產(chǎn)活動。1940年建成投產(chǎn)時，年供煤氣4.3萬m?，焦炭7000 t以上；后經(jīng)多次改造、擴建升級，1992年煤氣日產(chǎn)量達到 180萬m?；1990年后，燃氣生產(chǎn)規(guī)模和消納天然氣能力逐步擴大，停產(chǎn)前燃氣日生產(chǎn)能力達210萬m?，每日可消納天然氣90萬m?。該廠于2014年全面停產(chǎn)，整個廠區(qū)主要分為主場區(qū)、生化和原料碼頭。本次主要拆除設(shè)施設(shè)備，不對建、構(gòu)筑物進行拆除。

1.2 采樣布點

本研究在項目廠界范圍內(nèi)，參考《HJ 1209—2021工業(yè)企業(yè)土壤和地下水自行監(jiān)測技術(shù)指南（試行）》，結(jié)合現(xiàn)場實際施工各功能區(qū)分布情況進行布點采樣。在設(shè)備洗消區(qū)、設(shè)備拆解區(qū)、危險廢物臨時貯存區(qū)、水處理區(qū)和施工便道等區(qū)域進行了布點，共設(shè)置6個土壤監(jiān)測點位，其中，2個監(jiān)測點布設(shè)在設(shè)備洗消及拆解區(qū)，1個監(jiān)測點布設(shè)在危險廢物臨時貯存區(qū)域，1個監(jiān)測點布設(shè)在水處理區(qū)及廢水暫存區(qū)，1個監(jiān)測點位布設(shè)在施工便道，1個監(jiān)測點位布設(shè)在大型設(shè)備拆解區(qū)，布置詳圖見圖1。

1.3 樣品采集

本研究根據(jù)《HJ/T 166—2004土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》《HJ 25.2-2019建設(shè)用地土壤污染風險管控和修復監(jiān)測技術(shù)導則》《HJ 1019—2019地塊土壤和地下水中揮發(fā)性有機污染物采樣技術(shù)導則》相關(guān)要求進行樣品的采集、保存和流轉(zhuǎn)工作，每個采樣點采集表層（0～50 cm）土壤（以扣除砼地面計）。用來分析土壤樣品中的半揮發(fā)性有機物及石油烴樣品，采用250 g 棕色廣口玻璃瓶（Jar）作為容器；用來分析土壤樣品中揮發(fā)性有機物，采用40 mL 棕色吹掃瓶（Vial）保存。本研究共采集了2批次樣品，拆除前的2021年4月采集第一批次樣品，拆除后的2022年9月采集第二批次樣品，共計土壤樣品14個（含2個平行樣）。

1.4 分析方法

參照《HJ 1021—2019土壤和沉積物 石油烴（C10-C40） 的測定氣相色譜法》測定土壤中石油烴（C10-C40）含量；參照《HJ 605—2011土壤和沉積物 揮發(fā)性有機物的測定吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法》測定土壤中31項揮發(fā)性有機物（27個基本項和4個其它項）的含量；參照《HJ 834—2017半揮發(fā)性有機物的測定氣相色譜-質(zhì)譜法》測定土壤中21項半揮發(fā)性有機物（11個基本項和10個其它項）的含量。

1.5 評價標準

本地塊暫無相關(guān)規(guī)劃，暫以原用地性質(zhì)（工業(yè)用地）進行評價，屬于建設(shè)用地中的第二類用地類型，故土壤評價標準采用《GB 36600—2018土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風險管控標準（試行）》中二類用地篩選值。

2 結(jié)果與分析

2.1 土層分布

根據(jù)煤氣制氣廠區(qū)范圍內(nèi)土壤鉆孔的土層情況，廠區(qū)范圍內(nèi)的土層分布情況大致相同。鉆探6.0 m范圍內(nèi)，揭露的土層主要由砼地面（0～0.2 m）、填土（0.2～3.1 m），粉質(zhì)粘土（3.1～4.5 m）、砂土（4.5～6.0 m）組成。填土層主要為雜填土，含有碎石。

2.2 土壤檢測結(jié)果

本地塊石油烴、揮發(fā)性有機污染物（VOCs）和半揮發(fā)性有機污染物（SVCs）均有檢出，且拆除前后均有不同程度的超標，各物質(zhì)檢出及超標情況見表1。

由表1可見：拆除前后兩次檢出的污染物大體一致，共16種，包含石油烴、VOCs物質(zhì)7種、SVOCs物質(zhì)8種。拆除后各物質(zhì)的檢出率較拆除前有不同程度的升高，包含苯并（a）蒽、屈、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘、二苯并（a，h）蒽、萘、乙苯、對（間）二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯等12種；拆除后各物質(zhì)的點位超標率較拆除前也存在不同程度的升高，包含石油烴、苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘、二苯并（a，h）蒽、萘、苯等8種。這初步判斷本地塊內(nèi)的拆除活動對地塊內(nèi)土壤環(huán)境造成了影響。

2.3 拆除前后污染物濃度變化分析

將上述超標或拆除前后濃度變化較大的點位相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果列于表2。

由表2可見：所有點位拆除后采集的土壤石油烴檢測濃度較拆除前有較大的升高，拆除后S01～S06點位土壤石油烴檢測濃度分別為拆除前的66.8、5、9.5、9.3、7.5和59.6倍，其中，點位S01和S06拆除后土壤石油烴含量較拆除前劇增，且S06拆除前土壤石油烴含量合格，拆除后卻出現(xiàn)超標情況；多數(shù)點位拆除后采集的土壤苯并（a）芘檢測濃度較拆除前有不同程度的升高，拆除后S01～S06點位土壤苯并（a）芘檢測濃度分別為拆除前的512、5.5、1.1、3.9、2.1和23.5倍，其中，點位S01和S06點位拆除前土壤苯并（a）芘含量合格，拆除后出現(xiàn)超標情況，且升高倍數(shù)較大；拆除前點位S01土壤苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘和二苯并（a，h）蒽未檢出，但拆除后均存在不同程度的超標；拆除前點位S06土壤石油烴、苯并（a）芘、萘和苯均未超標，但拆除后均存在不同程度的超標，且各污染物含量較拆除前升高較大；拆除前點位S03土壤苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘和二苯并（a，h）蒽雖存在超標，但拆除后監(jiān)測因子濃度基本與拆除前保持同一水平。拆除前后，土壤中各污染物超標倍數(shù)堆積柱形圖見圖2。

由圖2可見：除S03點位，其他點位拆除前各污染物超標情況處于較低水平，且拆除前本地塊土壤超標污染物主要以苯并（a）芘為主，如點位S02、S03、S04和S05；拆除后土壤超標污染物仍以苯并（a）芘為主，如點位S01～S05，其中，拆除活動對S01、S02、S04和S05都存在不同程度的影響，以苯并（a）芘為主、二苯并（a，h）蒽次之，尤其是點位S01受影響最大，苯并（a）芘超標倍數(shù)劇增；另外，點位S01和S06土壤拆除前無超標污染物，拆除后各污染物超標倍數(shù)總和顯著升高，且S01以苯并（a）芘為主，S06以萘和苯為主。這進一步表明煤氣廠設(shè)備拆除活動對土壤環(huán)境存在較大的影響。

2.4 超標污染物空間分布特征

本地塊設(shè)備拆除活動前，6個監(jiān)測點位中有4個

點位監(jiān)測到污染物超標，超標污染物以苯并（a）芘為主。其中，1個點位超標較為嚴重，位于焦油罐區(qū)，其他3個超標點位于天然氣改制爐區(qū)、廢水生化處理區(qū)及水爐煤氣制工段區(qū)域旁主干道，而天然氣改制爐東側(cè)空地區(qū)域以及三提苯和三精制工段區(qū)域旁空地沒有檢測到超標有機物和石油烴。這說明該地塊在設(shè)備拆除前已存在土壤污染情況，但除焦油管區(qū)，整體污染程度處于較低水平。

本地塊設(shè)備拆除活動后，6個監(jiān)測點位均檢測到污染物超標，除三提苯和三精制工段區(qū)域旁空地區(qū)域以萘和苯超標為主，其他區(qū)域超標污染物仍以苯并（a）芘為主，且超標情況均較拆除前有不同程度的加重。其中，1個點位苯并（a）芘超標倍數(shù)劇增，拆除前未超標，拆除后超標34.1倍，位于拆除活動設(shè)備洗消及拆解1區(qū)（原天然氣改制爐東側(cè)熱水池及空地區(qū)域）。3個點位苯并（a）芘超標倍數(shù)明顯升高，位于危廢倉庫（臨時搭建，原天然氣改制爐區(qū)）、水處理及廢水暫存區(qū)（原廢水生化處理區(qū)）和施工便道（原水爐煤氣制工段區(qū)域旁主干道），超標倍數(shù)較拆除前分別增加8.8、7.5和3.6倍。1個點位萘和苯超標倍數(shù)明顯升高，拆除前未超標，拆除后分別超標5.69和4.6倍，位于大型設(shè)備拆解區(qū)（原三提苯和三精制工段區(qū)域旁空地）。

2.5 污染物含量升高原因分析

設(shè)備拆除活動后洗消及拆解1區(qū)（原天然氣改制爐東側(cè)熱水池及空地區(qū)域）土壤點位樣品苯并（a）芘超標倍數(shù)劇增，分析是由于項目開工初期場地受限等原因，洗消區(qū)及拆解區(qū)尚未建設(shè)完成時該區(qū)域已進行設(shè)備噴砂清洗及拆解工作，場地原有地坪老舊防滲不到位導致。危險廢物臨時貯存區(qū)（臨時搭建，原天然氣改制爐區(qū)）土壤點位苯并（a）芘超標倍數(shù)明顯升高，分析是由于危險廢物倉庫建設(shè)前該區(qū)域原天然氣改制爐區(qū)設(shè)備拆除擾動導致污染加劇。水處理及廢水暫存區(qū)（原廢水生化處理區(qū)）土壤點位苯并（a）芘超標倍數(shù)明顯升高，分析是由于該區(qū)域未對場地原有老舊地坪進行防滲處理，污水處理雖然是全部通過管道泵送，但該區(qū)域存在危險廢物的收集及短駁作業(yè)。大型設(shè)備拆解區(qū)土壤點位萘和苯超標倍數(shù)明顯升高，分析是由于該區(qū)域利用原三提苯和三精制工段區(qū)域旁空地地坪，未對地坪進行防滲處理，導致該區(qū)域特征污染物滲漏遷移至土壤環(huán)境。另外設(shè)備拆除后6個區(qū)域土壤石油烴含量均存在大幅度升高，分析是由于現(xiàn)場設(shè)備拆解以及遺留物料、殘留污染物的清理和短駁時未做好相關(guān)區(qū)域的防滲措施導致污染物滲漏。

總體來看，該企業(yè)設(shè)備拆除活動雖已制定污染防治方案且基本按方案要求進行施工作業(yè)，但實施過程中拆除和設(shè)備清洗工作由兩家單位分別獨立完成，因各方相互配合情況、現(xiàn)場作業(yè)空間、物料及污染物清理技術(shù)能力以及安全等因素，導致設(shè)備拆除過程中污染防治措施等工作很難完全按方案要求落實到位，同時拆除過程缺少駐場的環(huán)境監(jiān)督，這也是導致設(shè)備拆除活動容易造成土壤環(huán)境進一步污染的重要原因。

3 結(jié)論和建議

（1）廢棄煤氣制氣廠拆除活動造成廠區(qū)內(nèi)遺留物料及殘留污染物等進入土壤環(huán)境，拆除后采集的6個點位土壤樣品石油烴含量全部遠高于拆除前的水平，土壤石油烴檢測濃度為拆除前的5～66.8倍；

拆除后5個點位污染物超標以苯并（a）芘為主，

1個點位污染物超標以萘和苯為主，分析判斷企業(yè)設(shè)備拆除活動是加重各區(qū)域土壤環(huán)境污染的重要因素。

（2）企業(yè)拆除活動中高環(huán)境風險設(shè)備拆解、洗消，以及遺留物料、殘留污染物的清理、收集、轉(zhuǎn)移等活動是容易造成土壤環(huán)境污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。綜合考慮安全、作業(yè)空間等因素，建議污染防治措施落實到位后方可進行設(shè)備拆除及清洗工作，將污染風險降至最低。

（3）企業(yè)拆除活動中拆除作業(yè)和污染物清理往往是由兩家單位分別獨立開展，兩家單位相互的配合是污染防治工作有效推進的關(guān)鍵，而拆除過程的不規(guī)范容易造成土壤或地下水的進一步污染，且拆除活動造成的污染會對后續(xù)地塊調(diào)查評估帶來極大困難，會嚴重影響調(diào)查評估結(jié)果，甚至會大幅增加修復成本和時間，影響地塊后續(xù)安全利用。故建議企業(yè)拆除活動請環(huán)境監(jiān)理對拆除過程污染防治行為進行全過程監(jiān)督，最大限度地減輕拆除過程中的二次污染，同時對拆除前后土壤和地下水環(huán)境質(zhì)量進行監(jiān)測，為污染地塊后續(xù)調(diào)查評估提供有力支撐。

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