某工业地块污染分析及调查中的问题和改进措施

2023-04-15张淑娴

资源节约与环保 2023年2期

张淑娴

（易景环境科技（天津）股份有限公司天津 300000）

引言

土壤环境与我们的生活有着紧密的联系，其质量的高低影响着我们的身体健康，保护好土壤环境是我们义不容辞的责任。我国工业化发展的进程中，早期粗放式的管理和生产方式使得工业区域受到污染，一些企业搬迁后遗留了大片的空地，需要对其土壤质量进行重新评估再用于城市化建设。如果不及时开展工业污染地块土壤污染状况调查，造成污染地块的闲置，就是对土地资源的浪费，也不利于污染的控制和治理，给周围人们的身体健康带来隐患的同时也制约着当地土地的利用和经济的发展。现以某工业遗留地块为研究区域，开展土壤污染状况调查，并以此为例分析调查工作中易存在的一些问题及相应改进措施。

1 研究区域

研究区域为某工业遗留场地。地块历史企业从事聚醋酸乙烯乳液生产，属于化学原料和化学制品制造业。为了改善该乳液粘接憎水性表面时的性能，需添加甲醇、丙酮、氯仿、苯、二甲苯等有机溶剂。

2 材料与方法

2.1 水文地质调查

在污染地块的土壤环境调查过程中，水文地质的调查至关重要。调查了解地块内的水文地质条件，有助于分析地块内污染物迁移途径及规律，建立完整的地块污染概念模型。故在正式进场采样前，要开展地块的水文地质调查工作。调查潜水层底板及以上土层的分布、厚度、水位埋深、地下水流向等。

2.2 采样点布设

依据《建设用地土壤污染状况调查技术导则》（HJ 25.1-2019）、《建设用地土壤环境调查评估技术指南》等文件要求，在该地块内布设土壤采样点。通过收集地块的历史生产布局，了解生产原料、辅料存储位置和生产车间位置等具体情况，分析地块内可能存在的潜在污染源分布，同时考虑地块内污染物的迁移和转化[1]，对地块进行布点采样。

采用系统布点法、专业判断法以及随机布点法等多种方式进行布点。采样点分布在整个工业厂区，其中生产车间区域、污水管线位置及有毒有害物质储存区域作为重点关注区域进行加密布点。在地块内共布设24 个土壤采样点位，其中生产车间12 个采样点，仓库内5 个土壤采样点，其它区域7 个采样点。

2.3 样品采集

采样位置用RTK 进行定位，使用冲击型30 钻机进行钻探取样。在记录单上详细记录采样过程，如土壤的颜色质地、取样深度、土层情况、初见水位及可疑物质或异常现象。取样的深度包含表层、初见老土、钻孔底部，不同性质的土层至少采集一个土壤样品，并考虑间距适当增加样品数量。采用无扰动式的快速压入法采集测定VOCs（挥发性有机物）的土壤样品，并放入甲醇保护液的螺纹样品瓶中；用于测定SVOCs（半挥发性有机物）、pH 值和重金属指标的土壤样品置于棕色广口玻璃瓶内；所有样品置于4℃以下的放有蓝冰的保温箱内，送至专业检测机构。

2.4 现场快速检测

样品现场采集过程中，及时使用XRF（X 射线荧光光谱分析仪）检测土壤中重金属的含量，使用PID（光离子化检测仪）快速扫描样品中挥发性有机物含量并记录。快速检测结果具有一定的指示作用，作为样品采集、送检的参考依据之一。

2.5 样品分析和质量控制

土壤检测指标为《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）中45 项基本项目[2]、石油烃（C10-C40））、pH 值指标。pH 值检测方法为HJ 962-2018，重金属铜、镍的检测方法为HJ 491-2019，铅、镉的检测方法为GB/T 17141-1997，砷的检测方法为HJ 803-2016，汞的检测方法为HJ 923-2017，六价铬的检测方法为HJ 1082-2019，挥发性有机物检测方法为HJ 605-2011，石油烃（C10-C40）检测方法为HJ 1021-2019，半挥发性有机物检测方法为HJ 834-2017。

2.6 土壤污染风险评估标准

该地块未来规划为居住用地，属于第一类用地。筛选值采用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的第一类用地筛选值。

3 结果与讨论

3.1 土壤污染状况

3.1.1 有机物检测结果

所有样品中检出多种有机物，分别是单环芳烃（苯、甲苯、乙苯、间&对二甲苯、邻二甲苯）、卤代烃（氯仿、氯苯、1,4-二氯苯），其中苯检测值超过第一类用地筛选值1mg/kg，地块内检出的苯的最大浓度为21mg/kg，超过第一类用地管制值。有机物苯含量超过第一类用地筛选值的点位集中在生产车间所在区域，分析与企业生产过程中使用苯等有机物不慎跑冒滴漏有关。

3.1.2 pH 值、重金属及无机物检测结果

样品中铜、镍、铅、镉、砷、汞6 种重金属均有检出，检测结果均未超过第一类用地土壤污染风险筛选值。六价铬检测结果低于实验室检出限。pH 在6.9～10.6。

3.2 建设用地土壤污染风险评估

3.2.1 确定关注污染物

地块内的有机物苯检出最大值超过相应筛选值，根据相关研究数据，苯具有致癌性，如果长期暴露在苯含量超标的环境中可能会使人患上贫血症和白血病。因此确定地块的关注污染物为有机物苯，并采用土壤中苯的检测最大值进行风险计算。

3.2.2 暴露评估

该地块按照第一类用地的暴露情景进行风险评估。未来地块的暴露人群主要为儿童、成人；根据儿童期和成人期的暴露来评估污染物的终生致癌风险，对于非致癌效应，根据儿童期暴露来评估。土壤污染物暴露途径共6 种，分别是经口摄入土壤、皮肤接触土壤、吸入土壤颗粒物、吸入室外空气中来自表层土壤的气态污染物、吸入室外空气中来自下层土壤的气态污染物、吸入室内空气中来自下层土壤的气态污染物。

3.2.3 毒性评估

根据《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ 25.3－2019）附录B 中的数据，苯经口摄入致癌斜率因子（SFo）为5.50E-02（mg/kg/day）-1，呼吸吸入单位致癌风险（IUR）为7.80E-03（mg/m3）-1，经口摄入参考剂量（RfDo）为4.00E-03mg/kg/d，呼吸吸入参考浓度（RfC）为3.00E-02mg/m3，消化道吸收因子（ABSgi）为1，苯无皮肤吸收效率因子（ABSd）。

苯的理化性质参数如下：亨利常数（H＇）为2.27E-01，土壤-有机碳分配系数（Koc）为1.46E+02（cm3/g），空气中扩散系数（Da）为8.95E-02（cm2/s），水中扩散系数（Dw）为1.03E-05（cm2/s），水溶解度（S）为1.79E+03（mg/L）。

3.2.4 风险表征

地块的风险控制值采用《污染场地风险评估电子表格》进行计算。有机污染物苯存在致癌风险和非致癌危害熵，可接受的致癌风险为10-6，非致癌危害熵为1。经计算苯的致癌风险为1.7E-4，不可接受。苯的非致癌危害熵为8.8E+0，不可接受。因此地块内土壤中的苯需要进行修复。

4 污染地块调查中易存在的问题

4.1 前期资料收集流于形式

前期资料收集是土壤污染状况调查工作的开始，也是制定布点方案的重要依据。但资料收集工作很难有一个量化的标准。对于生产历史较久远，且地块上的企业几经更替的情况，往往投入较多的人力和物力也只能获得有限的信息，且这些信息还需进一步查证其有效性。投入与产出的不对等以及工作的困难性，导致此项工作易流于形式[3]，简单问询或翻阅少量资料便开展下一阶段现场采样工作。这就导致收集到的有效信息太少，不能很好地指导采样方案的制定，容易对地块潜在污染情况产生误判。

此次调查的工业污染地块，生产历史较长，又历经产品、工艺和布局的变迁，需要了解和收集的资料数量较多，且时间久远导致企业生产资料遗失，企业老员工不易联系到，给资料收集加大了难度。加之对前期资料收集重视程度低，在未完全了解清楚生产历史的情况下开展了现场采样工作，导致检测结果超出预期。随后立即对企业历史资料进行了补充收集和调查并重新梳理，分析造成污染的原因，查找潜在的污染源。

4.2 钻探和样品检测成本较高

为了清晰地了解和描述地块内的污染状况，需要采集一定数量的样品。在平面上，样品应覆盖全场地，疑似污染区域及重点区域更需要加密布点；在纵向上，样品采集需根据污染的深度钻探至不超标的位置。由于污染情况的不确定性，前期的采样方案及现场判断往往不能保证百分之百钻探至无污染的深度，待检测结果出具后，若点位最底层位置超标，则需要二次进场，继续加深采样点位，增加钻探的工作量及成本，二次进场取样后的检测也会使得整个工作的周期加长。

样品检测分析是一项非常专业的工作。为了保证检测数据的有效性，对现场样品采集及样品保存流转等环节都有十分严格的要求。检测机构需要有专业的资质，严格遵守国家标准中的检测方法及样品检测分析过程中的操作。污染地块样品成分较复杂，可能会对某些指标的检测结果有影响，为了满足检测条件的要求，有时需要增加额外的预处理。检测过程中，为了避免样品的交叉污染，检测的各个环节都需要以更高标准的操作来进行。这些使得现场采样及样品检测工作成为土壤污染状况调查工作中成本耗费最大的一个阶段。

4.3 对水文地质不够重视

水文地质调查在土壤污染状况调查工作中是必不可少的，对于简单的无污染地块，它的作用可能不够明显，但对于污染地块，如果对它不够重视则可能给地块的污染情况分析带来极大困难，严重的甚至影响调查分析的准确性。充分且准确地了解场地内的水文地质条件，对各土层的土质及地块内地下水情况掌握清楚有助于明确污染物的迁移转化规律，对布点方案有着指向性的作用。但由于水文地质情况的复杂性、专业性及隐蔽性，导致水文地质调查不够全面，水文地质调查结果也不能很好地与场地内污染物分布、迁移结合起来。

4.4 整个工作周期长

土壤污染状况调查工作涉及的内容较多，第一阶段包含资料收集与分析、现场踏勘、人员访谈；第二阶段包含制定采样方案、现场采样、数据评估与分析，参照分析结果，如有必要需进一步地制定详细采样方案，继续进行现场采样和分析数据；第三阶段土壤污染状况调查以补充采样和测试为主，为环境特征参数调查，受体暴露参数调查[4]。整个工作流程十分繁复，如遇地块情况复杂，制定采样方案、现场采样和检测分析工作可能需要反复开展。每一次的补充采样调查都是新一个调查周期的开始，分析检测的时间不断累加，这就使得调查的周期增长，占用大量的人力物力。

5 污染地块调查存在的问题及改进措施

5.1 提高对资料收集工作的重视程度

资料收集工作作为制定布点方案的重要基础，资料收集得越充分，越准确，制定的方案就越接近污染的真实情况。前期收集到的资料如果比较完善能在一定程度上避免反复进场、采样、检测的过程，节约大量时间，降低工作成本。因此需要提高对资料收集工作的重视程度，在工作的推进过程中应采取有效策略来确保资料收集工作的有效实施。第一，要提高调查人员对该项工作的认知，使其了解资料收集在整个土壤污染状况调查工作中的作用，明确调查人员在工作中的具体责任，通过引进专项管理体系来提高工作人员的工作能力，保证工作质量。第二，统筹土壤污染状况调查项目的管理人员要以身作则，发挥引导和指挥棒的作用，在工作中控制调查工作的各个环节，保证制度的落地，确保调查工作有条不紊地开展。第三，为了从不同维度收集资料且使获得的资料可以互相佐证，保证其真实有效，要采用更多样的调查方式，避免资料调查收集手段过于单一和形式化。查询资料和现场走访等多种方式多管齐下，可以通过与地块所有权人访谈、查阅企业档案、与企业员工或周边居民交流来获取信息。对于一些较大型的企业，还可以查询企业所在区或市的档案馆或查询企业排污许可搜集资料，对于村间作坊可以走访村民。第四，安排调查人员进行培训，不断提高工作人员专业性和综合素质，从而保证工作质量。土壤污染状况调查是一项比较综合的工作，涉及的企业种类多样，要通过收集资料了解地块的潜在污染源，必须从企业的布局和生产工艺及原辅料入手。只有不断提高调查人员的专业水平，才能保证收集到有效的信息并对信息进行整合，精准地识别污染源和潜在的污染物以及可能的污染途径，为后续工作打下坚实的基础。

5.2 钻探取样阶段应用新设备

根据项目复杂程度的不同，目前土壤污染状况调查周期在几个月到几年不等。较长的工作周期既不利于调查单位的发展，也不利于污染的有效控制和及时治理。随着各项钻探技术的改进，目前新型的钻探设备如geoprobe 液压钻机相较于早期的30 钻机大大提高了进场钻探取样的效率，缩短了时间，减少了成本支出。随着科学技术的发展，更多新技术和新型设备被研发并应用到土壤污染状况调查工作当中，设备的更新换代给此项工作注入了新的活力。

5.3 加强水文地质调查

对于污染地块，为了更好地分析污染物的迁移及分布情况，准确地了解地块的水文地质情况是十分必要的。不同性质的土壤，如粘土、粉质粘土、粉土等对污染物的吸附作用是不同的，甚至差别巨大。由于粉质粘土和粘土的渗透系数较小，污染物在其中的迁移性较差，污染向周边扩散较慢，在制定采样方案，划定污染范围时，布点距离往往较近。如果污染物集中在粉土中，则污染可能会随着水的流动形成范围比较大的污染区域，为了了解污染的范围则要考虑地下水的流动方向，地块内的水力梯度，分析污染物迁移扩散的速度，更好地制定布点方案。对于污染较严重的地块，污染物浓度大，污染迁移较深，有时可达潜水层底板。水文地质调查可以了解地块相对隔水层位置、厚度以及是否连续稳定存在，便于进一步分析污染物是否有向下一层地下水中迁移的可能性。因此土壤污染状况调查单位在调查工作中应充分重视水文地质调查的作用，不应简单粗暴地人为缩短工期或压缩成本而忽视水文地质调查工作，对于调查获取的土层情况、水文等资料应与检测的数据和污染物平面、纵向污染情况相结合，科学地分析和解释污染地块内污染物迁移和分布的情况。

5.4 创新工作模式

为了尽可能缩短土壤污染状况调查工作的周期，减少成本，需创新工作模式。根据工作的特性，可以在第二阶段土壤环境污染状况调查的现场采样及检测工作过程中采用动态调查的方式，即首日现场采样完成，及时将样品送至实验室，同步其它采样点位开展采样工作，此时第一批样品已在检测，随着检测数据的出具，若有超标的样品，即刻围绕超标点位开展污染源调查，分析造成污染的原因及途径，制定新的布点方案，在前期进场设备未撤离的情况下继续采集新一轮样品。这种同步、动态的工作模式，使得采样、检测、数据分析时间大大压缩，避免了重复进场、撤场，使每项工作紧密相连又互相衔接，提高了工作效率，减少了无效等待时间。相信随着更多先进技术的引入，可以使采样方案得到及时优化和调整，修正采样点位的位置，准确划定污染区域，最大程度缩短调查的周期。