某石油化工園區(qū)土壤污染狀況調(diào)查研究

＊李方明 安金玲 張濟(jì)龍* 劉真 李偉

（1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局成都水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì) 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(fù)雜，原料產(chǎn)品具有存放量大、高危性、高污染性等特點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注[1-4]?？紤]園區(qū)工業(yè)“三廢”不斷排放進(jìn)入周邊環(huán)境，同時(shí)周邊多為農(nóng)田等較敏感脆弱環(huán)境，引起了很多學(xué)者對(duì)園區(qū)周邊環(huán)境污染的研究[5-8]。然而現(xiàn)代的石油化工園區(qū)在設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)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(shè)施，園區(qū)污染物的排放方式均比較固定和安全。同時(shí)，隨著人民群眾環(huán)保意識(shí)增加和地方環(huán)保部門(mén)的監(jiān)督加強(qiáng)，化工園區(qū)運(yùn)行期間對(duì)周邊環(huán)境的污染影響將會(huì)變得很小。

在園區(qū)內(nèi)部，對(duì)于正在正常運(yùn)行的石油化工園區(qū)，因其封閉性，很少受到關(guān)注[9-10]。而園區(qū)內(nèi)原料、產(chǎn)品等儲(chǔ)罐泄漏或管道的跑冒滴漏、有毒有害生產(chǎn)設(shè)施故障、檢修等非正常工況、污水處理池、應(yīng)急池等重點(diǎn)設(shè)施防滲局部破損，大氣污染沉降等影響，隨著企業(yè)運(yùn)行時(shí)間的推移，對(duì)園區(qū)內(nèi)部環(huán)境存在較大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。累積的環(huán)境影響隨著園區(qū)運(yùn)行時(shí)間變長(zhǎng)而逐步顯現(xiàn)，其中較為顯著的是土壤累積影響[11-12]，本文通過(guò)對(duì)某石油化工園區(qū)內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域布點(diǎn)，特征污染物的識(shí)別，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，來(lái)反映石油化工園區(qū)內(nèi)特征污染物空間污染分布情況，為園區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量后期監(jiān)管、預(yù)警和防治提供數(shù)據(jù)支持。

2.材料與方法

(1)研究區(qū)概況

本次調(diào)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(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為50萬(wàn)噸/年乙烯、800萬(wàn)噸/年煉油。乙烯項(xiàng)目由主體裝置及輔助工程和公用工程組成；煉油項(xiàng)目由主體工程、公用工程、輔助工程、儲(chǔ)運(yùn)和環(huán)保工程組成。

整個(gè)企業(yè)園區(qū)包括主廠(chǎng)區(qū)、場(chǎng)外輔助工程。項(xiàng)目主廠(chǎng)區(qū)包括罐區(qū)、裝置區(qū)、公用工程區(qū)、辦公區(qū)。廠(chǎng)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(lián)合裝置等生產(chǎn)裝置，在裝置運(yùn)行過(guò)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(chǎng)外輔助設(shè)施中污水處理場(chǎng)、氧化塘在運(yùn)行過(guò)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(xiàng)目場(chǎng)地重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域?yàn)闊捰凸こ谈餮b置區(qū)、乙烯工程各裝置區(qū)、項(xiàng)目?jī)?chǔ)罐區(qū)及倉(cāng)庫(kù)、污水處理廠(chǎng)。

(2)樣品布點(diǎn)及采集

根據(jù)廠(chǎng)區(qū)現(xiàn)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(fēng)力等水平遷移的影響，合理在每個(gè)潛在污染區(qū)域進(jìn)行布點(diǎn)：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(shè)7個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在裝置區(qū)（硫磺回收、常減壓、加氫等裝置）布設(shè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)17個(gè)，在污水處理場(chǎng)布設(shè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)2個(gè)，在場(chǎng)外布設(shè)土壤背景點(diǎn)1個(gè)，共布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)27個(gè)。土壤樣品的采集參照HJ/T 166-2004《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求執(zhí)行，采集好的樣品及時(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室，并做好采樣記錄。

圖1 采樣點(diǎn)位分布圖

(3)分析方法及項(xiàng)目

根據(jù)對(duì)公司各區(qū)域設(shè)施涉及工藝流程、原輔材料、中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品使用、貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)情況、三廢處理及排放情況這些方面的分析，決定對(duì)各點(diǎn)位的土壤樣品進(jìn)行無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，本文分析的特征污染物項(xiàng)目詳見(jiàn)表1。

表1 分析測(cè)試項(xiàng)目

3.評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法

(1)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本次調(diào)查評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB36600-2018）中第二類(lèi)用地篩選值。

(2)評(píng)價(jià)方法

本文研究土壤污染狀況時(shí)選用單因子指數(shù)法和尼梅羅綜合指數(shù)法來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

①單因子指數(shù)法

以《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB36600-2018）中第二類(lèi)用地篩選值標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)時(shí)，計(jì)算公式如下：

式中：Pi為單因子污染指數(shù)；Ci為實(shí)測(cè)土壤結(jié)果（mg/kg）；Si為采用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（GB36600-2018中的第二類(lèi)用地篩選值（mg/kg））。土壤污染程度根據(jù)Pi的大小分為了五級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 單因子指數(shù)土壤污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

②內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法（PN）反映了各污染物對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的作用，考慮了單污染物指數(shù)的均值，也反應(yīng)了高濃度污染物的影響。其計(jì)算公式如下：

式中：PI均為平均單項(xiàng)污染指數(shù)；PI最大為最大單項(xiàng)污染指數(shù)，內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)土壤污染分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表3。

表3 內(nèi)梅羅指數(shù)土壤污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

4.結(jié)果

(1)土壤檢測(cè)結(jié)果

從監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，該企業(yè)園區(qū)調(diào)查區(qū)域土壤pH在5.95～8.48之間，其中背景點(diǎn)pH為6.77。調(diào)查區(qū)域內(nèi)26個(gè)土壤樣品10種重金屬均有檢出，其中六價(jià)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(diǎn)結(jié)果為六價(jià)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(wú)機(jī)物中氰化物所有點(diǎn)位均未檢出，氟化物為288～1.85×103mg/kg，背景點(diǎn)的氟化物為298mg/kg。

土壤揮發(fā)性有機(jī)物指標(biāo)T16點(diǎn)位的鄰二甲苯為9.0×10-4mg/kg；T5、T19、T22、T26點(diǎn)位1,4-二氯苯有檢出，其值為9.0×10-4～4.4×10-3mg/kg，T19、T22點(diǎn)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(diǎn)位監(jiān)測(cè)指標(biāo)及背景點(diǎn)位所有指標(biāo)均未檢出。

土壤半揮發(fā)性有機(jī)物指標(biāo)僅石油烴（C10～C40）有檢出，其中除T06、T22～T23、T26四個(gè)點(diǎn)位外，其余點(diǎn)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(wú)機(jī)物氟化物指標(biāo)在《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）未列出其篩選值。其余各指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）第二類(lèi)用地篩選值限值要求。

(2)污染評(píng)價(jià)

基于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 36600-2018）第二類(lèi)用地篩選值限值標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 評(píng)價(jià)結(jié)果一覽表

從單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果看，園區(qū)內(nèi)土壤中重金屬（8種）、揮發(fā)性有機(jī)物（9種）、半揮發(fā)性有機(jī)物（17種和石油烴（C10-C40））的單因子污染指數(shù)均小于1，無(wú)污染。從內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果看，土壤中重金屬、揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物的單項(xiàng)污染指數(shù)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(jié)論

通過(guò)對(duì)該石油化工園區(qū)內(nèi)土壤污染情況的調(diào)查結(jié)果分析看，該園區(qū)企業(yè)的日常運(yùn)行暫未對(duì)園區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量造成明顯的污染。一方面這可能是因?yàn)樵撈髽I(yè)投入運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，而且其罐區(qū)、生產(chǎn)裝置區(qū)、管道、污水處理場(chǎng)等重點(diǎn)區(qū)域和設(shè)施均采用了較有效的防腐、防泄露等防護(hù)措施。另一方面是因?yàn)樽鳛橹亟饘傥廴局饕獊?lái)源的各類(lèi)裝置使用的催化劑得到妥善收集、存儲(chǔ)和處理。但部分揮發(fā)性有機(jī)物有檢出，可能與大氣污染沉降等對(duì)土壤造成一定的影響。企業(yè)應(yīng)建立土壤污染隱患排查制度，定期對(duì)重點(diǎn)設(shè)施、重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行隱患排查。如果存在污染隱患，應(yīng)及時(shí)制定治理整改方案，及時(shí)采取相應(yīng)措施消除隱患，同時(shí)如實(shí)記錄隱患排查、治理情況并建立檔案。