河北省焦化企業污染隱患排查現狀調研與建議

于海，徐玉，耿迪，徐鐵兵(河北省生態環境科學研究院，河北 石家莊 050037)

0 引言

隨著建設用地土壤與地下水風險管控技術和管理的發展，已有研究報道提出建議，根據企業的生產狀態，按照新建、在產、停產關閉和搬遷等狀態進行分類管理，對應采取污染源頭預防、清潔生產提升改造、土地安全利用、防污染擴散的風險控制措施[1]。在生產和管理實踐中，需要充分結合環保技術與有關政策，形成企業用地污染預防、環境調查評估、污染治理的全流程、綠色、可持續管理體系。同時，土壤污染隱患排查是落實企業社會責任的重要體現，土壤污染隱患排查有利于提前發現問題和解決問題，是實現精準治污、科學治污的重要依據。

焦化行業是存在土壤安全隱患的重點行業。前期文獻報道，從地市分布看，河北省焦化類企業主要集中在邯鄲市和唐山市，數量占全省總數70%以上，且生產年限較長；根據重點行業企業用地土壤污染狀況調查和風險篩查結果，目前，河北省焦化場地土壤污染情況較為嚴重，在產企業多數存在土壤和地下水污染問題，給生態環境和人居安全造成了較大的風險隱患[2]。河北省風險管控及修復名錄污染地塊調研信息顯示，截至2021年5月，邯鄲和唐山兩市的污染地塊數量約占全省總數的21%，其中，約四分之一的污染地塊涉及焦化。由此可見，焦化行業土壤污染情形不容樂觀。

目前，全國范圍內已有不少地方針對焦化、鋼鐵、鑄造等重點行業進行了綠色化提升改造，為實現土壤污染源頭預防，有必要推廣、應用針對在產企業污染隱患排查措施和方法。同時，考慮到企業的生產狀態，環保相關監管工作也需全面考慮，兼顧調查監測與治理技術的成熟性、適用性和創新性。

1 焦化企業生產與污染隱患排查概況

1.1 典型焦化生產工藝與產品

焦化廠典型生產工藝流程主要包括：原料、備煤工藝、煉焦工藝、化產工藝、化工產品，主要產品與產率如圖1所示。

圖1 焦化企業主要產品與煉焦產率

1.2 焦化污染特征

(1)生產環節污染分布情況

經調研相關資料，總結焦化產排污環節，與生產工藝流程環節大致對應，以河北某煤焦化公司為例，土壤和地下水易產生污染的環節主要有：備煤工段、煉焦工段、熄焦工段、篩焦工段、冷凝鼓風工段、脫硫工段、硫銨工段、粗苯、冷卻塔工段、污水處理站等。

(2)生產區域污染分布情況

調研結果顯示，焦化廠生產區域總體分為焦煤區(含原料、配煤、煉焦車間)、化產區(含回收、焦油車間)、固廢堆場、廢水處理廠；不同生產區域土壤的污染情況分布，依次由低到高為制氣車間、煉焦車間、焦油車間、老粗苯車間、回收車間，其中，污染情況最嚴重的，集中分布在焦油、洗油儲罐區、焦油回收點、瀝青傳送帶、粗苯加工車間等區域。

(3)焦化場地污染物種類及其分布情況

針對焦化污染物的種類及其分布特征進行調研分析，結果顯示，焦化場地土壤和地下水中的主要污染物有多環芳烴類、苯系物、重金屬等。其中，苯并(a)芘、萘和苯的污染情況最嚴重；重金屬污染物多為砷、汞、鉛、鎳、銅等，主要分布在硫酸罐區、焦爐區、洗煤堆場區等生產區域，而重金屬含量一般從表層到深層逐漸降低，且廠區內比廠區周邊環境重金屬含量高。研究人員結合焦化場地水文地質情況，對焦化特征污染物的垂向分布規律進行了探索[3]，結果顯示，重金屬和多環芳烴污染主要集中在淺層土壤；苯系物污染可達到深層土壤，且在粉土和黏土等低滲透性土層中的濃度大于其他地層。

1.3 在產焦化企業土壤污染隱患排查現狀

(1)土壤污染隱患排查范圍

經資料調研，河北省在產企業土壤污染隱患排查范圍分布情況見表1所示。

表1 在產企業土壤污染隱患排查范圍統計

(2)隱患排查歷史監測數據

進一步對河北省邯鄲市和唐山市的在產焦化企業污染隱患排查情況進行總結分析，發現僅約六分之一企業有土壤/地下水歷史監測數據，且年限較短，普遍為2年內監測數據；個別有2018年地下水監測歷史數據、少數地下水埋深較深(均在15 m以上，個別達50 m以上)，故未監測，其他均為2年內歷史數據，企業土壤和地下水歷史監測數據統計概況見圖2所示。

圖2 在產焦化企業土壤污染隱患排查歷史監測數據統計

(3)隱患排查土壤和地下水超標情況

①土壤和地下水點位超標概況

針對區域土壤和地下水點位的超標情況進行統計分析，結果顯示，土壤污染隱患排查過程中，不少企業存在點位超標現象，且部分區域存在土壤與地下水均超標的現象，點位超標情況統計結果如圖3所示。

圖3 在產焦化企業土壤污染隱患排查點位超標情況統計

②土壤和地下水超標點位區域分布情況

分析可知，上述土壤和地下水超標點位主要分布在：污水、廢水處理站、焦爐區、脫硫工段、煤場、棚區、化產區、罐區、硫銨粗苯工段、鋼鐵冶煉區、冷鼓區、初期雨水池、事故池區等區域。其中某些由于受地質條件影響，所在區域背景值較高而造成了點位超標，超標區域分布情況統計結果如表2所示。

表2 在產焦化企業土壤污染隱患排查點位超標區域統計

③土壤和地下水超標污染物種類分布情況

對企業土壤污染隱患排查過程中發現的超標污染物進行匯總分析(圖4)，結果表明，土壤和地下水重金屬污染和有機污染情況較嚴重，不少企業的生產活動已經對土壤和地下水產生了不良影響，企業相關環保措施亟需加強。

圖4 在產焦化企業土壤污染隱患排查超標污染物統計

排查過程發現的超標污染物共五類，包括重金屬、無機物、半揮發性有機物、揮發性有機物、石油烴。其中，重金屬以砷、汞、鎘、鉛、鎳、錳為主，土壤只有砷和鋅兩種重金屬出現點位超標情況，地下水監測點位重金屬超標情況較多，錳的超標頻率最高，具體污染物組成分析如圖5所示。無機物超標的現象主要出現在地下水監測點位，以氨氮、氟化物為主，其中，氨氮點位超標頻率最高，近60%，其次為氟化物，超標頻率約為42%，此外還有氰化物、硫化物等超標情況也較多，超標頻率均為17%左右；半揮發性有機物以多環芳烴、苯酚類為主，多環芳烴類污染物居多，尤其是其中的苯并[a]芘，在土壤監測點位超標頻率最高，達62%，且在地下水監測點位超標頻率也較高，約為25%；揮發性有機物以苯系物為主，超標頻率約為20%。

圖5 在產焦化企業地下水監測點位超標重金屬組成分析

此外，調查研究發現某些土壤和地下水污染因子在隱患排查監測過程中檢出，甚至部分污染因子點位檢出率為100%。但由于缺少對應的國家標準而暫時未作評價，這些污染物與其他經評價雖未超標卻有累積性的污染物同樣反映企業生產活動可能造成污染隱患。例如，土壤中的氟化物、氨氮、pH等以及地下水中的石油烴、苯酚等有機污染物，需進一步跟蹤檢測，密切關注污染物動態變化趨勢；針對污染物超標或累積的現象，需結合超標點位區域分布的排查結果，進行溯源分析，在企業重點隱患區域采取有效措施，解決設施和設備“跑冒滴漏”等污染隱患，從源頭上阻斷企業地塊污染風險，同時，做好土壤防滲，阻隔污染物擴散。

2 土壤污染隱患排查與管理優化建議

2.1 生產工藝優化建議

在含焦化工藝的企業實施污染預防、清潔生產工藝提升改造，對消減土壤與地下水污染隱患具有重要價值。以邯鄲某鋼鐵公司為例，該公司在焦爐煤氣凈化過程中，產生含有高濃度污染物的酚氰廢水，致使氰化物、SVOCs(苯并[a]芘)等污染物在酚氰廢水處理站附近檢測超標，而酚氰廢水具有水質波動大、污染物濃度高、可生化性差的特點，屬于冶金、煤化工廢水中最難處理的一類。通過改進廢水處理站工藝設計、提升運行效果，該公司采用了“重力除油+加壓溶氣氣浮+SDN(缺氧池與兩級好氧池、二沉池) +混凝沉淀”的核心處理工藝，在實現資源回用、無廢物外排的同時，保障了穩定的廢水處理與達標排水[4]。由此可見，企業清潔生產與治污工藝的提升改造，對焦化行業綠色發展與區域土壤和地下水環境保護具有重要的實踐意義。

2.2 在產企業環境調查與評估優化建議

在場地治理和修復實踐中，針對焦化污染特征，通過修復技術和設備創新，開展精密調查、精細評估、精確管理尤為重要。

(1)精準化調查監測

精細化的調查分析是企業用地污染防治和安全利用的重要前提，針對在產企業，開展詳細環境調查，才能明確土壤及地下水存在的污染隱患以及污染的分布情況。以我國某焦化場地為對象的研究表明，調查數據的統計特征能夠幫助判別污染物在場地中的空間變異特征、污染來源和成因，研究人員對土壤表層樣本中多環芳烴的含量數據進行了多元統計和空間特征分析，結果顯示，每種污染物的含量范圍差異顯著[5]。因此，企業土壤和地下水調查監測，需廣泛采用創新設備和技術方法，以實現精細化的調查分析。在采樣監測、污染物分析方面，通過研發并應用精細環境調查與精準監測的新技術、新設備，準確識別污染物，精準刻畫、定量分析污染物及污染風險的空間分布，已有研究或應用的創新方法包括無損探測、高效鉆探、溯源技術等精密監測技術。此外，精細刻畫焦化污染物的時空分布特征，闡明多介質污染過程也有利于高效開展污染源解析。

(2)精細化風險評估

精細化的風險評估是環境污染治理和土地安全利用的重要保障，結合在產企業隱患排查與自行監測的結果，科學地進行人體健康風險評估和環境安全風險評估，以便準確判斷區域環境的受污染程度，預測污染的變化趨勢，采取合理有效的補救措施和治理方案。已有課題研究針對焦化用地土壤與地下水進行精細化的健康風險分析，建立了關鍵因子評估方法，推進了層次化風險評估方法的應用，因而，對風險評估結論的判定、修復技術的篩選、治理工程的實踐等，均起到科學有效的指導作用，具體方法包括：

(1)基于生物可給性的風險評估

基于生物可給性的風險分析已有不少研究報道，涉及不同地區的焦化廠、鋼鐵廠、農藥廠等污染場地，研究人員針對焦化污染物(多環芳烴、重金屬等)的生物可給性開展體外模擬研究，輔助實際評估中人體可給性的分析，在考慮生物可給性的情況下進行健康風險評估，可實現健康風險的量化評估，并在一定程度克服土壤修復目標計算結果過于嚴格的現實難題[6-8]。

(2)基于土壤氣揮發通量的風險評估

在企業用地區域開展土壤氣監測，將土壤氣中關注污染物檢出濃度與土壤氣的健康風險篩選值進行比較，可進一步判斷賦存于土壤氣中的揮發性污染物是否存在健康風險，該方法具有對在產企業正常生產經營活動擾動較小的優點[9-10]。

(3)基于有效暴露劑量的概率風險評估

該方法使用概率模型模擬某一人群不同風險水平的可能性，或表征風險評估中不確定性，在概率風險評估中，一個或多個變量被定義為服從特定的概率分布函數后，輸入風險評估模型，并以概率分布的形式輸出風險計算結果，作為傳統確定性健康風險的重要補充，概率風險評估突破了對環境風險的保守單點估計，適用于人體暴露健康風險精細評估[11]。

2.3 在產企業環境監管政策優化建議

(1)土壤環境管理政策、依據

2019年，在北京市發布并實施的地方標準《建設用地土壤污染狀況調查與風險評估技術導則》中，已經對土壤氣揮發性通量測試方法、土壤污染物人體可給性、概率風險評估原理及案例等土壤環境調查、評估相關管理工作，進行了明確規定和示例[12]；2021年，生態環境部發布《重點監管單位土壤污染隱患排查指南(試行)》公告，規范了土壤污染重點監管單位土壤污染隱患排查工作[13]，明確了工作程序和要點，同年，環境標準《工業企業土壤和地下水自行監測技術指南(試行)》發布，并于2021年開始實施，對工業企業土壤和地下水的環境質量監管進行了詳細規定和示例，涵蓋了監測過程與方法、資料收集、重點監測單元、污染物變化分析、監測報告編制等內容[14]。

(2)企業與政府管理建議

一是企業方面。通過調研河北省目前焦化行業污染隱患排查現狀，建議在產企業科學開展調查監測與環境風險評估，嚴格執行土壤環境管理制度，按照有關規定落實土壤和地下水監測，完善隱患排查制度，并將隱患排查結果與已有監測數據綜合分析。企業重點關注區域按要求布設或加密土壤與地下水監測點位，跟蹤監測土壤特征污染物的垂向分布規律及其變化趨勢，對容易造成土壤污染隱患的生產活動提出明確要求，確保操作人員遵守操作規程，保障環保措施效果，及時消除污染隱患。針對排查出現的隱患問題和污染物點位超標的情況，需及時采取治理與修復等補救、應急措施，并加強日常生產監督、巡查管理。

二是政府方面。建議生態環境管理部門充分協調環境保護與發展，在環境監管過程中，積極推行土壤和地下水監測的新方法、新技術，并指導和監督企業落實隱患排查、土壤及地下水監測相關工作，針對某些土壤/地下水特征污染物(如：氟化物、氨氮、重金屬、pH、苯酚、二噁英等檢測因子)標準值仍有欠缺的情況，需進一步完善土壤污染隱患排查相關指南、標準，以便對企業區域土壤和地下水環境實施精準管理。

3 結語

本文通過調研分析，列舉了典型焦化生產工藝流程及產排污環節，概括描述了焦化場地的污染特征及河北省在產焦化企業土壤污染隱患排查現狀，匯總整理了企業土壤污染隱患排查范圍、土壤和地下水監測超標情況，重點總結并分析了土壤和地下水超標點位的區域分布與超標污染物的種類組成。根據目前焦化場地的污染特征，結合企業污染隱患排查的現狀結論，本文提出了針對企業生產管理、土壤環境調查評估、污染源頭預防、土壤污染隱患排除等方面的優化建議，便于以創新、高效的環保技術和環境管理為焦化行業經濟高質量發展服務，確保企業生產安全、保障土壤與地下水環境質量安全，防范風險，促進綠色、可持續發展。