老旧污染场地污染分布特征及污染源识别

李 巍 （合肥东部新中心建设投资有限公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

随着我国城市化进程的加快、化肥的过度使用和各种工业和生活废水的肆意排放，我国水土污染问题逐渐明显。同时，部分污染场地受污染时间长、生产工艺更替、产品线多样化等因素影响使得污染情况复杂、污染物分布规律性差，这给污染源的识别和污染治理带来了较大的挑战[1-3]。因此，对污染场地的水土进行检测与评价，确定主要污染物的来源，在土地的开发利用、管理保护以及污染防治等方面具有重要的意义。

近年来，针对水、大气和沉积物中的污染及其分布特征，国内外开展了大量研究[4-5]，并初步建立了一系列研究方法，如单因子评价法、综合评价法、灰色聚类法、神经网络等[6-9]。而关于土壤中污染，虽然当前通过多层次定深度取样法对复杂污染场地的三维分布特征开展了研究，但是由于土壤的复杂性和对土壤污染的认识和重视程度不足，对于污染源的识别以及污染物迁移转化规律的探究尚处于探索阶段。

综上所述，本文以安徽合肥市某典型污染场地为研究对象，通过系统采样与测试，对污染场地中土壤、地下水和地表水污染状况与分布进行了研究，查清了土壤、地下水和地表水中的污染状况，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，这不仅可以摸清土壤环境质量状况和风险，还可为土壤修复或风险管控和地块的开发利用提供依据和支撑。

2 取样与测定

2.1 采样点布设

本文选取合肥某典型污染场地，根据《建设用地土壤环境调查评估技术指南》（公告2017年第72号）、《建设用地土壤污染状况调查技术导则》（HJ 25.1-2019）、《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》（HJ 25.2-2019）、、《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166）等相关规范导则，布设采样点位。按系统布点法和分区布点法相结合的方式布设土壤采样点位。根据现场踏勘和信息收集，勾勒重点关注区域（见图1灰色区域），在重点关注区域按20×20系统布点，非重点关注区域采用40×40系统布点法布设土壤采样点位，布设土壤采样点位195个，地下水采样点位21个，地表积水采样点1个，点位具体位置分布见图1。

图1 采样点布置图

2.2 样品采集与测试

前期的调查报告显示土壤最大污染深度为9.0m，本地块钻孔采样深度为4.5～9.0m，3个采样点钻孔采样深度为30m。

对于土壤分析检测指标，在《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）中项目使用标准中提供检测方法，不在标准中项目，使用现行检测标准中方法。严格参照《建设用地土壤污染状况调查技术导则》（HJ 25.1-2019）、《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》（HJ 25.2-2019）、《地块土壤和地下水中挥发性有机物采样技术导则》（HJ 1019-2019）等相关法律法规中相关内容执行，样品采集并按要求保存后即刻送至检测单位进行前处理，待实验室检测分析。

3 结果与讨论

3.1 污染状况及分布

该地块共采集725个土壤样品，结合现场判断及快速筛选结果，对其中615个样品（不含平行样）进行了检测，检测指标包括重金属、VOCs、SVOCs、氰化物、TPH、有机磷农药、有机氯农药等。根据检测结果，土壤样品中共有70种污染物被检出，包括：9种重金属、31种VOCs，29种SVOCs，总石油烃等。其中检出的污染物中23种污染物超过对标标准，如图2-图10所示。该地块总体污染特征呈现出有机无机污染物共存、污染物种类多、污染浓度差异大等特点。具体描述如下：①重金属：铬、砷和汞含量超过标准。其中，铬超标（DB11/T 811-2011），砷和汞超标（GB36600-2018）。铬最大检出浓度为421mg/kg，最大超标1.74倍；汞最大检出浓度为61.8mg/kg，最大超标 7.73倍；②VOCs：苯、乙苯、氯乙烯、氯仿、1,2,3-三氯丙烷、甲醛浓度超过标准。其中，甲醛超（DB11/T 811-2011）的标准，苯、乙苯、氯乙烯、氯仿、1,2,3-三氯丙烷超标（DB 13/T 5216-2020）。苯最大检出浓度为208mg/kg，最大超标208倍；氯仿最大检出浓度为130mg/kg，最大超标433.33 倍。③SVOCs：苯并(a)芘、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、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过标准。六氯苯最大检出浓度为23.8mg/kg，最大超标119倍。

图2 土壤中砷浓度分布（左：深度0-0.5m,右：深度0.5-1.5m）

图3 土壤中苯浓度分布

图4 土壤中氯仿浓度分布（左：深度2.5-4.0m，右：5.5-7.5m）

图5 地块土壤中甲醛浓度分布（土壤深度2.5-4.5m范围）

图6 地块土壤中苯并(a)芘浓度分布（左：土壤深度0-0.5m，右：1.5m-3.5m）

图7 地块土壤中菲浓度分布（土壤深度1.5m-3.0m范围）

图8 地块土壤中α-六六六浓度分布（左：土壤深度0.5-2.5m，中：2.5-4.5m，右：4.5-6.0m）

图9 地块土壤中β-六六六浓度分布（土壤深度：2.5 m-4.5m）

图10 地块土壤中六氯苯浓度（左：上层，0.0-0.5m，中层，1.5-3.5m，右：下层，7.5-9.0 m）

3.2 污染源识别

通过现场踏勘，调查地块建筑物、构筑物的现状，调查地块的地质地貌、化学品和废弃物的存放与处置设备、污水处理和排放系统、地块使用留下的可能造成土壤和地下水污染的痕迹、地块周边土地利用现状、周边区域固体废弃物堆放和污水排放。

3.2.1 地块历史空间信息

自1957年原合肥某厂建厂，经过40多年的发展，先后建成聚氯乙烯、聚氯乙烯糊树脂（MSP-3）、聚氯乙烯树脂（PVC）、电石等化工产品，1997年改制后，发展成为以氯碱化工为基础、以精细、塑料化工以及新能源新材料为主导的综合性化工企业。地块历史功能区平面分布图见图11所示。

图11 地块历史功能区分布图

通过分析地块内主要生产工艺及可能产生的污染，地块涉及的车间有树脂分区（乙炔厂房、电石渣池、氯乙烯装置区、树脂聚合车间、树脂系统循环水、单体泵房、树脂干燥、树脂包装、树脂仓库）、蓝宝石玻璃生产区、污水处理区和办公机修区，还包含了部分电化车间。

3.2.2 污染源分析

通过上述分析，污染主要分为土壤污染、地下水污染以及地表积水污染三种，具体描述如下。

①土壤中重金属污染物：铬超标点位主要分布在树脂仓库，砷超标点位分布在冷冻厂房和树脂系统循环水车间之间，汞超标点位主要分布在树脂系统循环水车间及树脂干燥车间，主要污染层位为1.5m以下，0-0.5m地层污染浓度较高，且点位集中，可以判断铬、砷、汞为近期污染，且在大气降水的作用下发生了扩散。

②土壤中VOCs污染物：苯系物污染超标点位主要位于树脂生产区（电石渣池旁边及树脂仓库）和污水处理区二沉池附近，最大浓度层位位于1.5-2.0m处；氯仿污染超标点位主要分布于原污水处理区初沉池附件，最大浓度主要分布于4.5-7.5m处；氯乙烯无人超标点位主要分布于树脂聚合车间，最大浓度主要分布于3.0-4.5m处；甲醛污染超标点位主要分布在电石渣池及二沉池旁，主要超标层位分布于0-0.5m、2.5-3.0m和4.0-4.5m。

③土壤中SVOCs污染物：检出的SVOCs分为多环芳烃（PAHs）、农药类及其他SVOCs三类，其中有9种多环芳烃污染物浓度超过参考标准，2种六六六污染物浓度超过参考标准，菲污染超标点位主要位于蓝宝石玻璃生产区，污染深度集中在1.5-3.0m；苯并（a）芘污染超标点位主要分布于树脂生产区、污水处理区及蓝宝石玻璃生产区，污染层位集中于0-3.0m处；β-六六六污染超标点位主要位于树脂仓库和蓝宝石生产区，超标层位主要位于2.5-3.0m；α-六六六污染超标点位主要分布于电石渣池旁，超标层位主要分布于2.5-3.0m；1,2,4-三氯苯、六氯苯污染较为严重，污染点位主要分布在树脂生产区（树脂系统循环水、电石渣池）、污水处理区（初沉池和二沉池旁）及蓝宝石玻璃生产区。

3.2.3 污染源特征分析

结合已经识别的污染源分析，分别对不同深度的污染源特征进行分析，按照浅层（0-1.5m）、中层（1.5-3.0m）、深层（3.0m以上）进行划分。

浅层：铬、砷、汞、甲醛、苯并（a）芘存在浅层污染，污染位置主要集中于树脂仓库、树脂系统循环水车间、树脂干燥车间、电石渣池及二沉池旁、树脂生产区、污水处理区及蓝宝石玻璃生产区，即浅层污染主要集中于整个地块的东北部，污染组分种类复杂，且重金属与有机污染物共存。

中层：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层土壤中，位置主要分布于树脂生产区（电石渣池旁边及树脂仓库）和污水处理区二沉池附近、电石渣池及二沉池旁、蓝宝石玻璃生产区、树脂生产区、污水处理区，主要为有机污染，在微生物的作用下会发生降解，但涉及到的污染物种类较多，其降解途径多样，自然降解时间较长，且在降解过程中可能产生其他新的污染物。

深层：氯仿、氯乙烯、甲醛存在深层污染，污染点位主要集中在原污水处理区初沉池附近、树脂聚合车间、电石渣池及二沉池旁，以卤代烃污染为主。

氯乙烯在厌氧条件下，能通过天然的微生物菌种还原脱氯发生生物降解，降解产生乙烯，最终转化为甲烷；六氯苯在一定条件下会发生降解，生成1,2,4-三氯苯；甲醛在微生物作用可发生异化，最终氧化降解为二氧化碳；菲在微生物作用下会降解成为苯，最终开环降解成为二氧化碳和水。自然条件下有机物降解过程复杂，受pH、温度、压力、营养物成分等多种条件的控制，降解途径多样、中间产物复杂，在污染治理过程中需对降解途径进行调控，以促进污染地块的污染物降解和治理。

4 结论

本文利用三维采样和历史重现法对合肥东部某污染场地进行了污染特征分析和污染源识别，得出以下结论：

①综上所述，本地块涉及的特征污染物为：苯系物、卤代烃、六六六、乐果、草甘膦、杀虫双（单）、甲醛、氯丙烯、二氯乙烷、氯乙烯、多环芳烃、石油烃、酚类、汞、铁、砷、铅、铜、锌；

②地块污染主要集中在地块的东北部，浅层重金属、有机污染并存，中深层以有机污染为主；

③本地块查明的多种有机污染物在自然条件下会发生降解，降解途径复杂多变，本文查明的污染物和识别的污染源指明了地块污染修复的重点区域和重点层位，为污染地块的精准修复提供可靠的依据。