废弃煤气制气厂设备拆除活动对土壤环境污染影响研究

邱志浩

摘 要：对某废弃煤气制气厂设备拆除前和拆除后地块内土壤进行监测，研究土壤中石油烃和有机污染物含量和分布的变化特征。结果表明，设备拆除后，土壤中石油烃、苯并（a）芘、萘和苯等污染物含量明显大于拆除前，设备洗消及拆解区、水处理区、危废临时贮存区及施工便道土壤环境均受到拆除活动的影响。在空间分布上，大型设备拆解区和设备洗消及拆解1区受拆除活动影响最大，拆除前其土壤样品检测浓度均低于相关标准限值，拆除后其土壤样品远高于相关标准限值。拆除设备前后土壤受污染程度变化的主要原因是由于拆除活动中污染防治措施未完全按照方案要求实施以及缺乏环境监督等因素。

关键词：煤气制气厂；拆除活动；土壤；污染防治

中图分类号：X53文献标志码：A文章编号：1673-9655（2024）02-00-05

0 引言

工业企业生产活动对地块及周边场地土壤环境会带来污染物的累积，其影响具有隐蔽性和长期性[1-3]。历史工业企业搬迁后，遗留下大量土壤污染地块，具有较大的生态环境安全隐患，若污染地块未得到安全利用，土壤中的污染物会通过食物链等方式传导进入人体，危害人体健康[4， 5]。化工企业搬迁过程设备装置拆除过程对土壤和地下水环境存在较大的影响，如何避免对地块土壤和地下水等环境造成更深的污染以及节约后期环境治理修复费用，是目前工业企业拆迁过程亟需解决的问题[6， 7]。《关于印发土壤污染防治行动计划的通知》（国发〔2016〕31 号）明确“有色金属冶炼、石油加工、化工、焦化、电镀、制革等行业企业拆除生产设施设备、构筑物和污染治理设施，要事先制定残留污染物清理和安全处置方案，并报所在地县级环境保护、工业和信息化部门备案；要严格按照有关规定实施安全处理处置，防范拆除活动污染土壤”。原环境保护部于2017年12月24日发布《企业拆除活动污染防治技术规定（试行）》，详细规定了企业拆除活动土壤污染防范的要求。后续有学者研究了工业企业拆除过程污染防治的相关案例[8-10]，但迄今，对于工业企业拆除过程对场地土壤环境污染的影响仍不清楚。有学者研究了废弃农药厂拆除前后周边土壤中DDTs分布特征，发现拆除1个月后土壤中DDTs 浓度是拆除前的3.4倍[11]。这表明企业拆除行为可能会加重对周边环境的污染。

本研究以上海某废弃的煤气制气厂为对象，分别采集设备拆除前和拆除后其范围内的土壤，研究土壤中石油烃及有机污染物的分布及变化特征，以了解煤气制气厂拆除活动对土壤环境的影响，为煤气制气厂后续地块调查评估提供依据，以及为企业拆除活动的污染防治提供参考。

1 材料与方法

1.1 煤气制气厂概况

煤气制气厂有近70年历史的燃气生产活动。1940年建成投产时，年供煤气4.3万m?，焦炭7000 t以上；后经多次改造、扩建升级，1992年煤气日产量达到 180万m?；1990年后，燃气生产规模和消纳天然气能力逐步扩大，停产前燃气日生产能力达210万m?，每日可消纳天然气90万m?。该厂于2014年全面停产，整个厂区主要分为主场区、生化和原料码头。本次主要拆除设施设备，不对建、构筑物进行拆除。

1.2 采样布点

本研究在项目厂界范围内，参考《HJ 1209—2021工业企业土壤和地下水自行监测技术指南（试行）》，结合现场实际施工各功能区分布情况进行布点采样。在设备洗消区、设备拆解区、危险废物临时贮存区、水处理区和施工便道等区域进行了布点，共设置6个土壤监测点位，其中，2个监测点布设在设备洗消及拆解区，1个监测点布设在危险废物临时贮存区域，1个监测点布设在水处理区及废水暂存区，1个监测点位布设在施工便道，1个监测点位布设在大型设备拆解区，布置详图见图1。

1.3 样品采集

本研究根据《HJ/T 166—2004土壤环境监测技术规范》《HJ 25.2-2019建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》《HJ 1019—2019地块土壤和地下水中挥发性有机污染物采样技术导则》相关要求进行样品的采集、保存和流转工作，每个采样点采集表层（0～50 cm）土壤（以扣除砼地面计）。用来分析土壤样品中的半挥发性有机物及石油烃样品，采用250 g 棕色广口玻璃瓶（Jar）作为容器；用来分析土壤样品中挥发性有机物，采用40 mL 棕色吹扫瓶（Vial）保存。本研究共采集了2批次样品，拆除前的2021年4月采集第一批次样品，拆除后的2022年9月采集第二批次样品，共计土壤样品14个（含2个平行样）。

1.4 分析方法

参照《HJ 1021—2019土壤和沉积物 石油烃（C10-C40） 的测定气相色谱法》测定土壤中石油烃（C10-C40）含量；参照《HJ 605—2011土壤和沉积物 挥发性有机物的测定吹扫捕集/气相色谱-质谱法》测定土壤中31项挥发性有机物（27个基本项和4个其它项）的含量；参照《HJ 834—2017半挥发性有机物的测定气相色谱-质谱法》测定土壤中21项半挥发性有机物（11个基本项和10个其它项）的含量。

1.5 评价标准

本地块暂无相关规划，暂以原用地性质（工业用地）进行评价，属于建设用地中的第二类用地类型，故土壤评价标准采用《GB 36600—2018土壤環境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》中二类用地筛选值。

2 结果与分析

2.1 土层分布

根据煤气制气厂区范围内土壤钻孔的土层情况，厂区范围内的土层分布情况大致相同。钻探6.0 m范围内，揭露的土层主要由砼地面（0～0.2 m）、填土（0.2～3.1 m），粉质粘土（3.1～4.5 m）、砂土（4.5～6.0 m）组成。填土层主要为杂填土，含有碎石。

2.2 土壤检测结果

本地块石油烃、挥发性有机污染物（VOCs）和半挥发性有机污染物（SVCs）均有检出，且拆除前后均有不同程度的超标，各物质检出及超标情况见表1。

由表1可见：拆除前后两次检出的污染物大体一致，共16种，包含石油烃、VOCs物质7种、SVOCs物质8种。拆除后各物质的检出率较拆除前有不同程度的升高，包含苯并（a）蒽、屈、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘、二苯并（a，h）蒽、萘、乙苯、對（间）二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯等12种；拆除后各物质的点位超标率较拆除前也存在不同程度的升高，包含石油烃、苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘、二苯并（a，h）蒽、萘、苯等8种。这初步判断本地块内的拆除活动对地块内土壤环境造成了影响。

2.3 拆除前后污染物浓度变化分析

将上述超标或拆除前后浓度变化较大的点位相关数据结果列于表2。

由表2可见：所有点位拆除后采集的土壤石油烃检测浓度较拆除前有较大的升高，拆除后S01～S06点位土壤石油烃检测浓度分别为拆除前的66.8、5、9.5、9.3、7.5和59.6倍，其中，点位S01和S06拆除后土壤石油烃含量较拆除前剧增，且S06拆除前土壤石油烃含量合格，拆除后却出现超标情况；多数点位拆除后采集的土壤苯并（a）芘检测浓度较拆除前有不同程度的升高，拆除后S01～S06点位土壤苯并（a）芘检测浓度分别为拆除前的512、5.5、1.1、3.9、2.1和23.5倍，其中，点位S01和S06点位拆除前土壤苯并（a）芘含量合格，拆除后出现超标情况，且升高倍数较大；拆除前点位S01土壤苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘和二苯并（a，h）蒽未检出，但拆除后均存在不同程度的超标；拆除前点位S06土壤石油烃、苯并（a）芘、萘和苯均未超标，但拆除后均存在不同程度的超标，且各污染物含量较拆除前升高较大；拆除前点位S03土壤苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽、苯并（a）芘、茚并（1，2，3-cd）芘和二苯并（a，h）蒽虽存在超标，但拆除后监测因子浓度基本与拆除前保持同一水平。拆除前后，土壤中各污染物超标倍数堆积柱形图见图2。

由图2可见：除S03点位，其他点位拆除前各污染物超标情况处于较低水平，且拆除前本地块土壤超标污染物主要以苯并（a）芘为主，如点位S02、S03、S04和S05；拆除后土壤超标污染物仍以苯并（a）芘为主，如点位S01～S05，其中，拆除活动对S01、S02、S04和S05都存在不同程度的影响，以苯并（a）芘为主、二苯并（a，h）蒽次之，尤其是点位S01受影响最大，苯并（a）芘超标倍数剧增；另外，点位S01和S06土壤拆除前无超标污染物，拆除后各污染物超标倍数总和显著升高，且S01以苯并（a）芘为主，S06以萘和苯为主。这进一步表明煤气厂设备拆除活动对土壤环境存在较大的影响。

2.4 超标污染物空间分布特征

本地块设备拆除活动前，6个监测点位中有4个

点位监测到污染物超标，超标污染物以苯并（a）芘为主。其中，1个点位超标较为严重，位于焦油罐区，其他3个超标点位于天然气改制炉区、废水生化处理区及水炉煤气制工段区域旁主干道，而天然气改制炉东侧空地区域以及三提苯和三精制工段区域旁空地没有检测到超标有机物和石油烃。这说明该地块在设备拆除前已存在土壤污染情况，但除焦油管区，整体污染程度处于较低水平。

本地块设备拆除活动后，6个监测点位均检测到污染物超标，除三提苯和三精制工段区域旁空地区域以萘和苯超标为主，其他区域超标污染物仍以苯并（a）芘为主，且超标情况均较拆除前有不同程度的加重。其中，1个点位苯并（a）芘超标倍数剧增，拆除前未超标，拆除后超标34.1倍，位于拆除活动设备洗消及拆解1区（原天然气改制炉东侧热水池及空地区域）。3个点位苯并（a）芘超标倍数明显升高，位于危废仓库（临时搭建，原天然气改制炉区）、水处理及废水暂存区（原废水生化处理区）和施工便道（原水炉煤气制工段区域旁主干道），超标倍数较拆除前分别增加8.8、7.5和3.6倍。1个点位萘和苯超标倍数明显升高，拆除前未超标，拆除后分别超标5.69和4.6倍，位于大型设备拆解区（原三提苯和三精制工段区域旁空地）。

2.5 污染物含量升高原因分析

设备拆除活动后洗消及拆解1区（原天然气改制炉东侧热水池及空地区域）土壤点位样品苯并（a）芘超标倍数剧增，分析是由于项目开工初期场地受限等原因，洗消区及拆解区尚未建设完成时该区域已进行设备喷砂清洗及拆解工作，场地原有地坪老旧防渗不到位导致。危险废物临时贮存区（临时搭建，原天然气改制炉区）土壤点位苯并（a）芘超标倍数明显升高，分析是由于危险废物仓库建设前该区域原天然气改制炉区设备拆除扰动导致污染加剧。水处理及废水暂存区（原废水生化处理区）土壤点位苯并（a）芘超标倍数明显升高，分析是由于该区域未对场地原有老旧地坪进行防渗处理，污水处理虽然是全部通过管道泵送，但该区域存在危险废物的收集及短驳作业。大型设备拆解区土壤点位萘和苯超标倍数明显升高，分析是由于该区域利用原三提苯和三精制工段区域旁空地地坪，未对地坪进行防渗处理，导致该区域特征污染物渗漏迁移至土壤环境。另外设备拆除后6个区域土壤石油烃含量均存在大幅度升高，分析是由于现场设备拆解以及遗留物料、残留污染物的清理和短驳时未做好相关区域的防渗措施导致污染物渗漏。

总体来看，该企业设备拆除活动虽已制定污染防治方案且基本按方案要求进行施工作业，但实施过程中拆除和设备清洗工作由两家单位分别独立完成，因各方相互配合情况、现场作业空间、物料及污染物清理技术能力以及安全等因素，导致设备拆除过程中污染防治措施等工作很难完全按方案要求落实到位，同时拆除过程缺少驻场的环境监督，这也是导致设备拆除活动容易造成土壤环境进一步污染的重要原因。

3 结论和建议

（1）废弃煤气制气厂拆除活动造成厂区内遗留物料及残留污染物等进入土壤环境，拆除后采集的6个点位土壤样品石油烃含量全部远高于拆除前的水平，土壤石油烃检测浓度为拆除前的5～66.8倍；

拆除后5个点位污染物超标以苯并（a）芘为主，

1个点位污染物超标以萘和苯为主，分析判断企业设备拆除活动是加重各区域土壤环境污染的重要因素。

（2）企业拆除活动中高环境风险设备拆解、洗消，以及遗留物料、残留污染物的清理、收集、转移等活动是容易造成土壤环境污染的关键环节。综合考虑安全、作业空间等因素，建议污染防治措施落实到位后方可进行设备拆除及清洗工作，将污染风险降至最低。

（3）企业拆除活动中拆除作业和污染物清理往往是由两家单位分别独立开展，两家单位相互的配合是污染防治工作有效推进的关键，而拆除过程的不规范容易造成土壤或地下水的进一步污染，且拆除活动造成的污染会对后续地块调查评估带来极大困难，会严重影响调查评估结果，甚至会大幅增加修复成本和时间，影响地块后续安全利用。故建议企业拆除活动请环境监理对拆除过程污染防治行为进行全过程监督，最大限度地减轻拆除过程中的二次污染，同时对拆除前后土壤和地下水环境质量进行监测，为污染地块后续调查评估提供有力支撑。

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