某順酐廠區土壤與地下水污染狀況初步調查研究

黃海軍 張宇琦 王慧珍

［易景環境科技（天津）股份有限公司，天津 300384］

1 引言

某順酐廠從事順酐（即順丁烯二酸酐）生產30余年，由于經營不善已于多年前停產。相關政府部門擬改變該廠區所在地塊的用地性質，將其規劃為居住用地。為了解地塊土壤和地下水環境是否符合未來開發為居住用地的環境質量要求，開展了土壤污染狀況調查工作。調查工作分為初步調查和詳細調查兩部分。本次研究為初步調查，旨在分析地塊內土壤和地下水中的特征污染物、污染深度、污染程度，根據檢測數據劃分出清潔區域、輕度污染區域、重度污染區域，同時以初步調查作為一個階段，總結過程中的經驗和問題，為后續的詳細調查提供技術依據。

2 研究對象

2.1 基本情況

某順酐廠是在20 世紀80 年代末落戶于地塊內的，主要從事順酐和富馬酸（即反丁烯二酸）的生產。順酐是該廠區的主要產品，主要用于生產不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂［1］，是農藥、涂料、潤滑油添加劑和酒石酸等一系列精細化工產品的重要原料。富馬酸是順酐的重要衍生物之一，主要用作聚酯樹脂和醇酸樹脂的原料，也廣泛用于食品、制藥、合成材料、涂料等各個行業。

順酐廠自建成以來，陸續建成多套順酐和富馬酸生產裝置，還建有配套的原料儲罐區和循環水裝置、配電裝置等公用設施。廠區采用苯氧化法生產順酐，以苯和空氣為原料，五氧化二釩為催化劑，二甲苯為脫水劑，經過反應、冷凝、精制等工序制成成品。富馬酸為順酐的異構體，生產工藝前端與順酐相同，后端以硫脲為催化劑異構得到產品。

地塊周邊以生產型企業為主，如不飽和樹脂、機械加工等，均已停產。

2.2 水文地質情況

通過對地塊內18.5 m 以上潛水含水層進行鉆探、試驗，了解到順酐廠區地塊在埋深18.5 m 深度范圍內地層由上到下依次分為人工填土層（厚度0.70～3.40 m）、黏土層（厚度1.10～2.80 m）、淤泥質黏土層（厚度5.00～8.30 m）、黏土層（厚度5.00～8.40 m）、粉質黏土層（揭露最大厚度為1.10 m，未穿透）。

本次勘查期間最大勘探深度（18.5 m）范圍內揭露到1 層地下水，地下水類型為潛水。勘察地塊的地下水總體流向為自西北向東南，平均水力梯度約為1.0‰。

3 研究方法

順酐廠區地塊涉及苯、二甲苯、釩等原輔料的使用，采用判斷布點法，優先選擇在原料儲罐、生產裝置的溶苯罐、廢液暫存池、管線等位置布設點位。根據地塊土層情況，填土下的老土層為黏土，其滲透系數均較小，能夠較好地阻隔污染物向下遷移。故初步調查階段土壤采樣點重點關注填土層和填土層下的黏土層，原則上該層黏土不打穿，水、土復合采樣點深度需鉆探至潛水含水層底板。

本次初步調查研究共布設了30 個土壤采樣點位、3 個地下水采樣點位（均為叢式監測井），最大鉆探深度達18.5 m。

4 研究結果

4.1 檢測數據風險篩選

4.1.1 土壤

土壤樣品中檢出汞、釩、砷、銅、鉛、鎘、鎳7 種重金屬和石油烴、單環芳烴（苯、甲苯、鄰－二甲苯、苯乙烯、間＆對－二甲苯、乙苯）、鹵代脂肪烴（1，2，3－三氯丙烷、1，2－二氯乙烷）3 類有機物，六價鉻和其余有機物檢出值低于檢出限。其中，部分樣品的砷、苯、鄰－二甲苯、苯乙烯、間＆對－二甲苯、乙苯、1，2，3－三氯丙烷、1，2－二氯乙烷檢出值超過GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準》第一類用地土壤污染風險篩選值［2］。

土壤樣品pH 值在8.24～9.94 之間。

4.1.2 地下水

地下水樣品中檢出釩、鎳、銅、砷、鎘、鉛6 種重金屬和單環芳烴類（苯、甲苯、鄰－二甲苯、苯乙烯、間＆對－二甲苯、乙苯）有機物，汞、六價鉻和其余有機物檢出值低于檢出限。其中，部分樣品中砷、苯、二甲苯、乙苯的檢出值超過GB/T 14848—2017《地下水質量標準》Ⅳ類標準［3］。

地下水樣品pH 值在7.32～8.02 之間。

4.2 污染狀況分析

為全面了解該順酐廠區所在地塊的土壤與地下水污染狀況，本次研究采用內梅羅污染指數法綜合分析地塊土壤、地下水的污染程度。

土壤中超篩選值物質的污染程度見表1。

表1 土壤中超篩選值物質的污染程度

地下水中超標物質的污染程度見表2。

表2 地下水中超標物質的污染程度

由表1、表2 可知，該順酐廠區地塊土壤中重金屬砷為輕度污染，有機物（苯、鄰－二甲苯、苯乙烯、間＆對－二甲苯、乙苯、1，2，3－三氯丙烷、1，2－二氯乙烷）為重度污染。地塊內地下水中重金屬砷為輕度污染，有機物（苯、二甲苯、乙苯）為重度污染。

地塊內土壤中的主要污染物是苯。苯污染集中在原料儲罐區域以及靠近原料儲罐的管線位置，最大污染深度達到整個潛水含水層，其余區域為清潔區域；鄰－二甲苯、間＆ 對－二甲苯、苯乙烯、乙苯、1，2，3－三氯丙烷、1，2－二氯乙烷在原料儲罐、靠近原料儲罐附近的管線及廢液暫存池等區域零星檢出，為重度污染，其余區域如生產裝置、公用配套設施、成品庫等大多為清潔、尚清潔區域。

地塊內地下水中主要污染物是苯。苯污染集中在原料儲罐區域，污染深度達到整個潛水含水層。二甲苯、乙苯集中在原料儲罐位置檢出，為重度污染，且淺井的污染程度明顯大于深井。

4.3 PID 檢測結果與特征污染物關系分析

PID（光離子化檢測儀）是利用高能紫外光照射有機物使其發生電離，通過檢測電子形成的微弱電流得出有機物濃度的檢測器［4］，廣泛應用于土壤與地下水污染狀況調查過程中。樣品采集過程中利用PID 快速掃描土壤樣品中有機物含量并記錄。通常情況下，PID 對目標化合物檢測的靈敏度排序為芳烴＞烯烴、酮類、醚類、胺類＞酯類、醛類、醇類、脂肪烴＞氯代脂肪烴、乙烷＞甲烷（無響應）［5］。

本次研究的順酐廠區地塊土壤樣品中檢出的有機物是以苯為主的單環芳烴類物質，PID 在快速檢測中表現出了較好的靈敏性。

5 結語

根據初步調查結果，分析出該順酐廠區地塊重金屬（砷）為輕度污染，有機物為重度污染，土壤和地下水的污染類型具有較高的一致性。重污染區域主要集中在原料儲罐區域及其周邊。其中，有機物中苯為主要污染物，主要體現在超標點位數量、污染深度、污染程度遠高于其他指標。

（2）由于該順酐廠區地塊污染物以單環芳烴類為主，PID 對其檢測的靈敏度較高。在后續詳細調查的現場采樣過程中，建議參考PID 的快速檢測結果，作為判斷終孔深度的重要依據之一。

本次研究的順酐廠區地塊土壤和地下水的調查結果僅為階段性成果，最終地塊的污染程度、污染范圍等還需結合詳細調查階段的成果綜合分析得出。