化工园区周边土壤重金属污染风险评估及修复技术

陈伟伦

（广州检验检测认证集团有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

随着我国产业结构调整的深入推进，大量工业企业被关停并转、破产或搬迁，腾出的工业企业场地作为城市建设用地被再次开发利用[1]。但一些重点企业遗留场地的土壤和地下水受到污染，环境安全隐患突出。对于关、停、并、转的原工业企业遗留地，改变原土地使用性质时，为保障工业企业场地再开发利用的环境安全，工业企业场地再次进行开发利用的，应进行环境评估和无害化治理。西溪工业区位于佛山市顺德区龙江镇文昌路一街，总占地面积为4 468.84 m2。该项目地块内历史上进驻企业为佛山市顺德区某涂料制造有限公司，该地块未来规划为一类工业用地（M1）、道路和公园绿地（G1，非社区公园或儿童公园用地），应开展土壤污染状况初步调查。

目前关于化工园区土壤污染的研究主要集中于污染隐患点调查评估[2-3]、污染成因机途径追溯[4-5]、污染时空分布特征[6]、污染风险评估及环境管理[7-8]、污染修复及治理等[9]方面。本文以西溪工业区某涂料制造有限公司地块土壤污染评估为研究背景，在主要污染物识别的基础上，布设土壤监测、地下水监测和雨水监测点，以对潜在污染因子进行试验分析与风险评估，在此基础上提出适用于化工园区土壤污染的修复治理措施，研究成果可为该园区土壤开发利用和环境保护提供有效参考。

1 化工园区自然环境概况

1.1 区域地质及地层条件

珠江三角洲地区地层隶属华南地层东南低层区，主体为东江地层分区，从震旦纪至第四纪均有出露，以泥盆纪、石炭纪、二迭纪、侏罗纪、第四纪为主。第四纪沉积物随古地形深浅不同而厚度各异，一般厚度为20～40 m。如图1 所示，本项目地块位于龙江镇西溪工业区文昌路一街1 号，地层主要为第四系冲积层。根据现场的钻孔记录，调查区域内土层扣除地表混凝土硬化层，自上而下分为4 层，依次为杂填土、粉质砂土、粉质黏土、淤泥质土。

图1 区域地质图

顺德区土壤分3 个土类，5 个亚类，9 个土属，18 个土种。3 个土类分别为水稻土、基水地（人工堆叠土）和赤红壤。水稻土主要为珠江三角洲沉积土，其中潴育型水稻土面积最大，其余为潜育型水稻土和沼泽型水稻土。基水地又称人工堆叠土，原为珠江三角洲沉积土，由人工堆叠而成。赤红壤成土母质为红色沙页岩，部分为洪积赤红壤。

1.2 水文地质条件

顺德境内河流纵横，水网交织。主要河道有16 条/段，总长212 km，将全区分割成13 块冲积平原，水面积73.4 km2。项目附近主要河流有里海涌、溪河和龙江大涌。根据《广东省地表水环境功能区划》（粤环〔2011〕14 号），里海涌、溪河、龙江大涌水质目标为Ⅳ类。

珠江三角洲地区地下水分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水、基岩裂隙水三大类。如图2 所示，本项目地块位于龙江镇西溪工业区，属于珠江三角洲冲积平原区，地下水类型为松散岩类孔隙水。地下水主要接受大气降水补给，以蒸发及向 下渗流的方式排泄，水位受季节影响。本项目地块位于珠江三角洲佛山南海分散式开发利用区（代码H074406001Q01），地下水功能区保护目标为地下水水质类别III 类标准。

图2 水文地质图

1.3 化工园地块现状

经调查本项目地块内企业佛山市顺德区某涂料制造有限公司已停产，生产车间和仓库内生产设备和原辅材料已清空，仅办公楼尚在使用中。厂房建筑完好。危废间内存留有少量废空桶、成品仓库有少量成品样板存留。项目周边土地使用类型包括居住用地、工业用地和农业用地。地块周边敏感目标主要为居民区，如保利上城、威斯登堡、佛奥康桥水岸、文华花园、东胜坊、集北新村等；学校为龙江中学；医院为龙江医院；地表水主要有里海涌、溪河和龙江大涌。地块未来规划为一类工业用地（M1）、道路和公园绿地（G1，非社区公园或儿童公园用地），属于第二类用地。

2 潜在污染源风险识别

2.1 地块生产排污分析

根据环评资料，某涂料公司2016 年前主要生产聚酯漆和树脂，生产的树脂用作聚酯漆的原材料，所用原辅材料主要有醇酸树脂、四醇、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。2016 年后主要生产水性木器漆，所用原辅材料有丙烯酸乳液、碳酸钙、纤维素、防冻剂等。项目产生的污染物为员工生活污水；设备清洗废水；投料分散产生的废气；员工生活垃圾，原辅材料消耗产生的空桶、废包装桶，设备维护更换的机油，废气处理产生的废活性炭等，企业产排污情况见表1。

表1 要产污环节及污染物情况

2.2 污染源迁移途径分析

根据现场踏勘、资料收集，地块内存在1 个地下设备清洗废水收集池，于2012 年被填平。地块内设有雨水管线、生活污水管线和生产废水管线。雨水管线从生产区流向仓库，最终汇入市政雨水管网。厂区内设有2 条生活污水管线，1 条经办公室流向厂区外污水管网，另1 条分别经由仓库和停车场汇入生产车间旁边的卫生间后流向厂区外市政污水管网。厂区内设有2 条生产废水管线，1 条为设备清洗废水收集管线，1 条为实验室废水收集管线。

2.3 潜在污染源识别

地块内潜在污染的区域主要包括：涂料制造有限公司地块的生产车间、停车场（原为废空桶存放区）、设备清洗废水收集池、实验室废水收集区域和危废间。

地块内潜在的关注污染物主要为苯、甲苯、二甲苯和石油烃（C10～C40）等。其主要在生产活动中通过遗撒和渗漏等污染途径，对地块土壤和地下水造成污染。

3 污染源监测方案设计及应用

3.1 土壤监测布置方案

本项目地块总占地面积为4 468.84 m2，根据上述土壤采样点的布点原则以及本次调查地块平面布置和企业生产工艺，对重点关注区域进行布点，共布设5 个土壤采样点，点位编号为SB1-1～SB1-5。

使用光电离子检测仪（PID）和X 射线荧光光谱分析仪（XRF）对每个监测点不同深度的土壤进行测试，现场初步判断土壤中挥发性有机物和重金属的污染情况，并用以筛选样品。经检测，本地块内PID 读数在0～0.3 ppm 之间，土壤PID 读数无异常偏高的现象。果显示As 仅在两个点位检出，检出读数为14.18×10-6、18.97×10-6，Cr 的读数在29.89～135.8×10-6，Cu仅在一个点位有检出，读数为46.02×10-6，Pb 的读数在13.36～23.08，Cd、Hg 和Ni 未检出。由结果可知地块内土壤没有重金属含量异常偏高的现象。本次调查土壤钻探深度为硬化以下6 m。根据地下水初见水位和各不同性质土层交接点，并结合现场PID 和XRF等辅助设备的快筛数据结果，确定土壤样品的采集深度。

3.2 地下水和收集池雨水监测布置方案

根据地块特点，本地块调查区域布设了3 口地下水监测井，为MW1-1～MW1-3，其中MW1-1 井深为5.5 m，MW1-2 和MW1-3 井深为6 m。监测井筛管位于地面以下0.5～5 m 范围内。土孔钻探完成后，钻孔直径127 mm，安装一根封底的外径63 mm 的高密度聚氯乙烯管作为井管。滤管段采用0.5 mm 宽切口的预制割缝管。硬质高密度聚氯乙烯管井管由底部密闭、管壁可滤水的筛管、上部延伸到地表的实管组成。地下水监测井结构示意图见图3。

图3 地下水监测井结构示意图

本项目对地下设备清洗废水收集池进行了揭露。揭露过程发现池内蓄积少量雨水，为监测收集池内蓄积雨水水质，采集1 个废水收集池内蓄积雨水进行补充监测。采样点位编号为SW1-1。

3.3 对照采样点布置方案

本项目设置了1 个土壤对照点和1 个地下水对照点。在地块东南方向740 m 处布设了1 个土壤对照采样点，编号为DZSB1。土壤对照点处历史使用过程中土壤扰动情况小，且地块历史上不涉及企业生产行为，无明显的污染痕迹，能反映出区域土壤的背景情况，适合作为本地块的土壤对照点。在地块东南方向785 m 处布设了1 个地下水对照采样点，编号为DZMW1。该对照点为民井，周边为居民区，受工业污染可能性较小。因此能反映出该区域地下水的背景情况，适合作为本地块的地下水对照点。

3.4 潜在污染因子分析

项目布设监测点主要监控潜在污染因子为：

1）地下水基本理化性质（1 项）为pH；

2）重金属（7 项）为砷、汞、铅、镉、六价铬、镍、铜；

3）挥发性有机物（27 项）为四氯化碳、氯仿、氯甲烷、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1-二氯乙烯、顺式-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、间二甲苯+对二甲苯、邻二甲苯；

4）半挥发性有机物（11 项）为硝基苯、苯胺、2-氯酚、苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、屈、二苯并[a，h]蒽、茚并[1，2，3-cd]芘、萘；

5）石油类（1 项）为可萃取性C10～C40。

4 土壤污染风险评估及修复

4.1 土壤风险评估筛选值

综合考虑公众安全及调查地块后续修复等工作的可行性，确定本项目检测土壤污染物风险筛选标准为《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600—2018）中第二类用地筛选值。地下水的评价标准优先采用《地下水质量标准》（GBT14848—2017）中Ⅲ类标准。设备清洗废水收集池内蓄积雨水风险评估筛选值，选用《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）IV 类标准。

4.2 土壤污染风险分析评估

通过对本地块内土壤样品、地下水样品和废水收集池蓄积水样品的监测数据分析可知：

1）地块内各土壤样品检出的污染物有重金属：砷、镉、铜、铅、汞、镍；挥发性有机物污染物：氯仿、二氯甲烷、乙苯、甲苯、间二甲苯+对二甲苯、邻二甲苯；石油烃。其中重金属：砷、镉、铜、铅、汞、镍和石油烃检出率为100%。土壤样品中检出污染物浓度，均不超过《土壤环境质量建设用地土壤污染 风险管控标准（试行）》（GB36600—2018）第二类用地筛选值，但部分超过第一类用地筛选值。

2）地块内各地下水样品检出的污染物包括重金属：砷、铜、铅、汞、镍；有机物：二氯甲烷、四氯乙烯、乙苯、甲苯、间二甲苯+对二甲苯、邻二甲苯；石油烃（C10-C40）。其中重金属：砷、铜、铅、汞、镍、石油烃（C10-C40）检出率为100%。对照引用筛选值，石油烃（C10-C40）不超过《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ25.3—2019）的风险控制值。其他检出污染物浓度均不超过《地下水质量标准》（GBT14848—2017）中Ⅲ类标准。

3）废水收集池内蓄积雨水样品中检出的污染物包括重金属：六价铬、铜、镍、砷，石油烃（C10～C40）。对照引用筛选值，废水收集池内蓄积雨水中检出的5 项污染物浓度均不超出《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅳ类标准。

4.3 土壤潜在污染修复治理

通过土壤取样监测可知，本地块存在一定的重金属污染风险，部分污染物浓度超过第一类用地筛选值。结合场地于土壤环境的复杂性和不确定性，本次提出化学修复与生物修复相结合的污染修复措施。在土壤污染分区的基础上，应用ALLU 设备对土壤进行稳定化修复处理，保证土壤污染物浓度减小到建设用地筛选值标准，再进行合理回填，后期配合以植被绿化的生物修复措施，以解决工业园区的土壤重金属污染问题，主要技术方案见图4。

图4 土壤潜在污染修复治理技术方案

5 结论与展望

本文针对西溪工业区某涂料制造有限公司地块潜在土壤重金属污染进行风险识别和监测，进而开展土壤污染风险评估及修复研究，得到主要结论如下：

1）园区潜在污染物主要为苯、甲苯、二甲苯和石油烃等，其主要在生产活动中通过遗撒和渗漏等污染途径，对地块土壤和地下水造成污染。

2）通过对本地块内土壤样品、地下水样品和废水收集池蓄积水样品的监测数据分析可知，本项目地块土壤污染物含量未超过第二类用地的土壤污染风险管控标准，部分超过第一类用地筛选值。地下水环境状况符合相应标准，经土壤修复后可进行土地开发利用。修复技术措施为ALLU 稳定化化学修复和植被绿化生物修复相结合。

3）在本次场地污染调查采样后至后续开发建设前，建议业主做好场地管理，不得在该场地从事其他可能会对土壤和地下水造成污染的生产活动。