典型有機污染場地環境調查評估與修復設計研究

許石豪，陳 晶

（1.常州市環境科學研究院；2.常州市環境信息中心，江蘇 常州 213022）

典型有機污染場地環境調查評估與修復設計研究

許石豪1，陳 晶2

（1.常州市環境科學研究院；2.常州市環境信息中心，江蘇 常州 213022）

當前，我國城市化進程持續推進，大量工廠不得不關閉或搬離郊區，遺留大量受到嚴重污染的土地。本文以某有機化工廠場地為研究對象，在污染識別的基礎上，制定調查采樣方案，利用GC/MS等檢測土壤和地下水中重金屬、揮發性/半揮發性有機化合物、總石油烴的含量，并分析其在土壤和地下水中的分布特征，然后根據場地污染情況研究場地的修復技術方法。

有機污染場地；土壤污染；地下水污染；環境評估；修復方案

隨著我國城市化進程的加快和用地規劃的調整，很多城市近郊工業企業停產或搬遷，遺留了大量受到污染、亟待調查評估和修復開發的工業場地。因此，我國頒布了一系列污染場地管理辦法和技術導則，對工業場地的調查評估、分析檢測和修復開發做了相關規定。

近年來，國內學者對污染場地的法律體系、管理制度、調查評估和修復工程做了大量研究[1-7]。但是，結合污染場地地勘調查和土壤物理樣土工試驗分析，對有機污染場地的土壤和地下水全面系統地開展調查評估工作，并根據場地污染程度和污染物分布特征進一步開展場地修復方案制定工作的研究較少。筆者基于多年污染場地調查和修復現場工作實踐積累，在對某有機污染場地現場踏勘、污染識別的基礎上開展場地調查評估工作，篩選出潛在的污染區域和污染因子，研究了場地土壤和地下水中典型污染物的污染規律和分布特征，并結合土壤理化性質和土工試驗參數開展健康風險評估工作，制定后續修復技術方案，為污染場地的防控管理、修復實施和后期開發提供科學指導。

1 樣品采集與評估方法

1.1 調查場地概況

本文研究場地為某有機化工廠搬遷遺留場地，占地面積2 500 m2，主要從事紡織粘合劑生產。該場地的平面布局和樣點布置如圖1所示，主要構筑物包括生產車間、原料倉庫、成品倉庫、污水處理設施和空桶堆場，現已拆除，未來場地土地利用類型將調整為商業和居住用地。

圖1 該場地的平面布局和樣點布置

1.2 場地環境污染初步分析

1.2.1 場地污染識別和關注區域

根據現場踏勘，生產車間地面硬化破損嚴重，防滲措施較差，原料倉庫、成品倉庫和空桶堆場地面硬化年久失修，有明顯破損裂紋，物料跑冒滴漏，可能造成土壤和地下水污染。地埋式污水管網和處理裝置使用多年，其下層土壤和地下水極易受到污染，是關注的重點。

1.2.2 場地污染物識別

本研究場地主要從事粘合劑生產，使用化工原料主要是苯、甲苯、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷等，因此重點關注的污染物主要為苯、甲苯、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷和總石油烴。

1.2.3 地層結構和水文試驗

本研究場地土層自上而下依次為雜填土（0～1.2 m）、黏土（1.2～5.7 m）、粉質黏土（5.7～7.0 m），粉砂土（7.0～10.1 m），土壤顆粒以粉粒（0.075～0.005）為主，形狀從松散到硬塑，密度較大，天然含水率為22.8%～23.6%。淺層承壓層地下水位埋深在-7.0 m左右，流向大致呈東南向西北方向，土壤滲透系數5.221 m/d，導水系數43.334 m2/d，有機質含量0.256%。地質勘探和水文試驗是確定土壤巖性和水文參數的重要手段，為后續健康風險評估提供技術支撐，土工試驗結果如表1、表2所示。

表1 本研究場地土工試驗結果（一）

表2 本研究場地土工試驗結果（二）

1.3 樣品采集

根據場地歷史調查和現場污染識別，按照《土壤環境監測技術規范》（HJ/T166-2004）、《地下水環境監測技術規范》（HJ/T164-2004）和《場地環境監測調查技術導則》（HJ25.2-2014），并結合場地生產布局、土壤理化性質差異性以及污染物遷移轉化行為的影響[8-9]，在車間、倉庫、污水管網和處理裝置區以及空桶堆場，采用專業判斷結合網格布點法設置8個土壤采樣點（S1～S5、M1～M3）。其中，3個土壤采樣點（M1～M3）布設為地下水監測井（見圖1），根據土層巖性和現場觀察確定分層采樣[9-10]，深度至少包括表層（0～1.0 m）、中層（1.0～3.0 m）、中下層（3.0～5.0 m）和下層（5.0～8.0 m），地下水從監測井中提取。

1.4 樣品分析方法

樣品分析參照US EPA規定的測試方法，其中重金屬8項參照US EPA6020A和US EPA7470A；VOCs參照US EPA 8260C，SVOCs參照US EPA8270D，總石油烴參照US EPA8260C和US EPA8015C。

1.5 評價標準

目前，國內現行頒布土壤質量標準主要適用于農林用地，不適用工業場地土壤污染評價，本文土壤評估采用《展覽會用地土壤環境質量評價標準（暫行）》（HJ/T350-2007）中A級標準。級標準為土壤環境質量目標值，代表了土壤未受污染的環境水平，符合A級標準的土壤可適用于各類土地利用類型。地下水評估采用《荷蘭土壤和地下水環境質量標準（DIV，2009）》中的干預值。

2 調查評估結果

樣品分析結果表明，土壤和地下水中部分揮發性有機污染物均有不同程度檢出，土壤污染較重，在8個采樣點位分析的36個土壤樣品中，苯、甲苯、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷和總石油烴超過了展覽會A級標準，總石油烴最大檢出濃度是展覽會A級標準的2.95倍。地下水污染污染相對較輕，在3個采樣點位分析的3個地下水樣品中，苯、1,2-二氯乙烷和總石油烴超過了荷蘭干預值標準，超過標準的污染物將直接作為潛在關注污染物進行風險評估[11]，檢出污染物統計如表3所示。

表3 土壤和地下水檢出污染物統計

表4 場地暴露概念模型

表5 土壤和地下水中關注污染物的風險控制值及超標情況

3 風險評估

本研究依據《污染場地風險評估技術導則》（HJ25.3-2014），結合污染場地風險評估的基本流程開展場地危害識別、暴露評估（見表4）及風險表征，篩選出土壤關注污染物為苯、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷和總石油烴，地下水關注污染物為苯、1,2-二氯乙烷和總石油烴。借助HERA風險評估軟件，計算不同暴露途徑致癌風險及單一土壤污染物所有暴露途徑致癌風險，設定1E-06作為可以接受風險水平概率，1作為可接受的非致癌危害商值[12]，并基于本場地土壤理化性質差異性和其對污染物遷移轉化行為的影響，計算確定修復目標值，風險控制值和超標情況如表5所示。

風險計算結果顯示，土壤中超過健康風險控制值的污染物有苯、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷和總石油烴，地下水中超過健康風險控制值的污染物有苯、1,2-二氯乙烷和總石油烴。結合檢測數據和場地特征參數，利用條件模擬下的插值法將土壤和地下水中各污染物的超標區域進行疊加，確定土壤和地下水修復區域[13]，估算土壤修復面積（見圖2）約550 m2，污染深度0～-5.0 m；地下水修復面積（見圖3）約280 m2，污染深度主要在-7 m含水層。土壤和地下水的污染與該廠環境管理不到位、地面防滲效果較差有直接關系。

圖2 土壤污染修復范圍示意圖

圖3 地下水污染修復范圍示意圖

4 修復方案設計

美國超級基金在三十多年的修復實踐中，應用了近30種修復技術[14]。雖然有許多技術可用于污染場地的修復，但最終的技術選擇取決于場地條件、污染物特性、修復時間和成本要求等，遴選出最佳的修復技術，需綜合考慮各方面因素[15]。鑒于本場地污染特征，充分考慮修復成本和修復周期，筆者推薦以下幾種修復技術方案[16-22]，如表6所示。

表6 修復技術方案匯總

與歐美發達國家相比，目前，我國尚未建立成熟、完善的污染場地修復技術篩選方法和評價體系，更多依賴專家賦值評分法選擇修復方法[23]。本場地土壤中污染物主要為苯、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷和總石油烴等有機化合物，污染深度約表層～-5.0 m，綜合評比后原地異位氧化還原法最優，其處理效果、修復成本和施工周期都符合城市發展對土壤修復的要求[24]。地下水中污染物苯、1，2-二氯乙烷和總石油烴，污染深度≥7.0 m，原位化學氧化技術作為一種去除地下水有機污染物高效、迅速的修復方式[25-26]，是較為理想的修復技術方案，但藥劑選擇、注藥井位設置密度、注藥壓力和流速等控制設計應充分論證，在有條件的情況下，可開展中試試驗，獲取必要的技術參數[27]。

5 結論

場地調查點位設置應在現有技術規范、導則的基礎上充分考慮場地歷史生產布局、土壤理化性質以及污染遷移轉化行為的規律，并適度加密，以滿足后期修復范圍的劃定。此外，場地外周邊污染源也應重視。

修復目標值是在場地概念模型和特征參數的基礎上，計算得出的土壤和地下水風險控制值，因為場地修復是將污染場地的風險降至合適水平，而不是清除全部污染[28]，因此最終風險控制值的確定應綜合考慮我國當前的修復技術水平和經濟可行性。

修復技術方法的篩序應綜合考慮場地條件、污染特征、修復工期和經濟成本，應以場地污染特征為依據，根據技術成熟、經濟可行、工期合理、易于驗收的原則來確定。

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Study on Environmental Investigation & Assessment of an Organic Contaminated Sites and Remediation Design

Xu Shihao1,Chen Jing2
(1.Changzhou Academy of Environmental Science; 2.Changzhou Environmental Information Center,Changzhou 213022,China）

At present,the process of urbanization in our country continues to advance.A large number of factories have to shut down or move out of the suburbs,leaving a large number of heavily polluted lands.In this paper,a field of organic chemical plant as the research object,on the basis of pollution identification,the development of sampling programs,the use of GC / MS detection of soil and groundwater heavy metals,volatile / semi-volatile organic compounds,total petroleum hydrocarbon content,And analyze its distribution characteristics in soil and groundwater,and then study the site repair techniques according to the site pollution.

organic contaminated site; soil pollution; groundwater polluted; environmental assessment; repair method

X53

A

1008-9500(2017)11-0013-06

2017-09-23

許石豪（1980-），男，碩士研究生，中級工程師，從事污染場地調查評估、修復及環境監理等咨詢工作。