某石油化工園區(qū)土壤污染狀況調查研究

＊李方明 安金玲 張濟龍* 劉真 李偉

（1.四川省地質礦產勘查開發(fā)局成都水文地質工程地質隊 四川 610000 2.四川省天晟源環(huán)保股份有限公司 四川 610000）

1.概述

石油化工行業(yè)因其占地面積大，工藝流程復雜，原料產品具有存放量大、高危性、高污染性等特點，受到廣泛關注[1-4]。考慮園區(qū)工業(yè)“三廢”不斷排放進入周邊環(huán)境，同時周邊多為農田等較敏感脆弱環(huán)境，引起了很多學者對園區(qū)周邊環(huán)境污染的研究[5-8]。然而現代的石油化工園區(qū)在設計建設過程中均采用了集約一體化原則，配套了完善的環(huán)保處理設施，園區(qū)污染物的排放方式均比較固定和安全。同時，隨著人民群眾環(huán)保意識增加和地方環(huán)保部門的監(jiān)督加強，化工園區(qū)運行期間對周邊環(huán)境的污染影響將會變得很小。

在園區(qū)內部，對于正在正常運行的石油化工園區(qū)，因其封閉性，很少受到關注[9-10]。而園區(qū)內原料、產品等儲罐泄漏或管道的跑冒滴漏、有毒有害生產設施故障、檢修等非正常工況、污水處理池、應急池等重點設施防滲局部破損，大氣污染沉降等影響，隨著企業(yè)運行時間的推移，對園區(qū)內部環(huán)境存在較大的風險隱患。累積的環(huán)境影響隨著園區(qū)運行時間變長而逐步顯現，其中較為顯著的是土壤累積影響[11-12]，本文通過對某石油化工園區(qū)內重點區(qū)域布點，特征污染物的識別，監(jiān)測數據的分析，來反映石油化工園區(qū)內特征污染物空間污染分布情況，為園區(qū)土壤環(huán)境質量后期監(jiān)管、預警和防治提供數據支持。

2.材料與方法

(1)研究區(qū)概況

本次調查的企業(yè)為某石油化工企業(yè)園區(qū)。該企業(yè)占地7.0平方公里，裝置設計生產能力為50萬噸/年乙烯、800萬噸/年煉油。乙烯項目由主體裝置及輔助工程和公用工程組成；煉油項目由主體工程、公用工程、輔助工程、儲運和環(huán)保工程組成。

整個企業(yè)園區(qū)包括主廠區(qū)、場外輔助工程。項目主廠區(qū)包括罐區(qū)、裝置區(qū)、公用工程區(qū)、辦公區(qū)。廠區(qū)罐區(qū)主要包括原料罐區(qū)、中間品罐區(qū)、液體品罐區(qū)、其它罐區(qū)等，可能存在罐體及管道泄漏并污染土壤和地下水的情況，是潛在污染區(qū)域。裝置區(qū)主要包括常減壓蒸餾裝置、乙烯裂解裝置、柴油加氫精制裝置、重油催化裂化裝置、氣體分餾裝置、硫磺回收聯合裝置等生產裝置，在裝置運行過程中存在泄漏污染土壤和地下水的可能性，屬于潛在污染區(qū)域。

場外輔助設施中污水處理場、氧化塘在運行過程中均可能存在污水泄漏污染土壤和地下水的情況，是潛在污染區(qū)域。

公用工程區(qū)和辦公區(qū)，污染土壤和地下水的可能性較小，不作為潛在污染區(qū)域。

綜上所述，本項目場地重點關注區(qū)域為煉油工程各裝置區(qū)、乙烯工程各裝置區(qū)、項目儲罐區(qū)及倉庫、污水處理廠。

(2)樣品布點及采集

根據廠區(qū)現狀，考慮污染物在降雨或自身重力作用下垂直向下遷移和隨雨水、風力等水平遷移的影響，合理在每個潛在污染區(qū)域進行布點：在罐區(qū)（原油罐區(qū)、化工及中間品原料罐區(qū)、成品油罐區(qū)等）布設7個土壤監(jiān)測點，在裝置區(qū)（硫磺回收、常減壓、加氫等裝置）布設土壤監(jiān)測點17個，在污水處理場布設土壤監(jiān)測點2個，在場外布設土壤背景點1個，共布設監(jiān)測點27個。土壤樣品的采集參照HJ/T 166-2004《土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》要求執(zhí)行，采集好的樣品及時帶回實驗室，并做好采樣記錄。

圖1 采樣點位分布圖

(3)分析方法及項目

根據對公司各區(qū)域設施涉及工藝流程、原輔材料、中間產品、最終產品使用、貯存、轉運情況、三廢處理及排放情況這些方面的分析，決定對各點位的土壤樣品進行無機污染物和有機污染物進行監(jiān)測，本文分析的特征污染物項目詳見表1。

表1 分析測試項目

3.評價標準和評價方法

(1)評價標準

本次調查評價標準采用《土壤環(huán)境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB36600-2018）中第二類用地篩選值。

(2)評價方法

本文研究土壤污染狀況時選用單因子指數法和尼梅羅綜合指數法來進行評價。

①單因子指數法

以《土壤環(huán)境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB36600-2018）中第二類用地篩選值標準為評價標準，采用單因子指數法評價時，計算公式如下：

式中：Pi為單因子污染指數；Ci為實測土壤結果（mg/kg）；Si為采用的評價標準（GB36600-2018中的第二類用地篩選值（mg/kg））。土壤污染程度根據Pi的大小分為了五級，分級標準見表2。

表2 單因子指數土壤污染分級標準

②內梅羅綜合污染指數法

內梅羅綜合污染指數法（PN）反映了各污染物對土壤環(huán)境質量的作用，考慮了單污染物指數的均值，也反應了高濃度污染物的影響。其計算公式如下：

式中：PI均為平均單項污染指數；PI最大為最大單項污染指數，內梅羅綜合污染指數土壤污染分級評價標準，見表3。

表3 內梅羅指數土壤污染分級標準

4.結果

(1)土壤檢測結果

從監(jiān)測結果可知，該企業(yè)園區(qū)調查區(qū)域土壤pH在5.95～8.48之間，其中背景點pH為6.77。調查區(qū)域內26個土壤樣品10種重金屬均有檢出，其中六價鉻0.49～0.86mg/kg，鎘為0.15～0.68mg/kg，鉛為11.0～62.8mg/kg，鉻為66.4～118mg/kg，銅為20.2～40.7mg/kg，鋅為71.0～147mg/kg，鎳為37.1～77.9mg/kg，汞為0.026～0.119mg/kg，砷為3.29～12.8mg/kg，釩為95.8～133mg/kg。背景點結果為六價鉻0.50mg/kg，鎘為0.29mg/kg，鉛為11.0mg/kg，鉻為38.6mg/kg，銅為26.2mg/kg，鋅為81.4mg/kg，鎳為21.0mg/kg，汞為0.013mg/kg，砷為4.03mg/kg，釩為94.8mg/kg。兩種無機物中氰化物所有點位均未檢出，氟化物為288～1.85×103mg/kg，背景點的氟化物為298mg/kg。

土壤揮發(fā)性有機物指標T16點位的鄰二甲苯為9.0×10-4mg/kg；T5、T19、T22、T26點位1,4-二氯苯有檢出，其值為9.0×10-4～4.4×10-3mg/kg，T19、T22點位的1,2-二氯苯有檢出，其值為4.3×10-3～4.8×10-3mg/kg。其余點位監(jiān)測指標及背景點位所有指標均未檢出。

土壤半揮發(fā)性有機物指標僅石油烴（C10～C40）有檢出，其中除T06、T22～T23、T26四個點位外，其余點位均有檢出，其值為9.28～43.6mg/kg。背景值10.7mg/kg。

其中，重金屬中鉻、鋅，無機物氟化物指標在《土壤環(huán)境質量標準建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600-2018）未列出其篩選值。其余各指標監(jiān)測結果均低于《土壤環(huán)境質量標準建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600-2018）第二類用地篩選值限值要求。

(2)污染評價

基于《土壤環(huán)境質量標準 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600-2018）第二類用地篩選值限值標準，評價結果見表4。

表4 評價結果一覽表

從單因子指數法評價結果看，園區(qū)內土壤中重金屬（8種）、揮發(fā)性有機物（9種）、半揮發(fā)性有機物（17種和石油烴（C10-C40））的單因子污染指數均小于1，無污染。從內梅羅綜合污染指數法評價結果看，土壤中重金屬、揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物的單項污染指數均小于0.7，該企業(yè)園區(qū)土壤整體狀況為安全清潔。

5.結論

通過對該石油化工園區(qū)內土壤污染情況的調查結果分析看，該園區(qū)企業(yè)的日常運行暫未對園區(qū)內土壤環(huán)境質量造成明顯的污染。一方面這可能是因為該企業(yè)投入運行時間不長，而且其罐區(qū)、生產裝置區(qū)、管道、污水處理場等重點區(qū)域和設施均采用了較有效的防腐、防泄露等防護措施。另一方面是因為作為重金屬污染主要來源的各類裝置使用的催化劑得到妥善收集、存儲和處理。但部分揮發(fā)性有機物有檢出，可能與大氣污染沉降等對土壤造成一定的影響。企業(yè)應建立土壤污染隱患排查制度，定期對重點設施、重點區(qū)域進行隱患排查。如果存在污染隱患，應及時制定治理整改方案，及時采取相應措施消除隱患，同時如實記錄隱患排查、治理情況并建立檔案。