缩略图

X 医药化工地块土壤环境调查与风险管理

作者

杨逸飞

湖北工业大学 430068

研究遵循 HJ25.1-2019 与 DB50/T725-2016 导则,通过历史资料回溯、现场踏勘、GIS 叠合分析及分层系统采样相结合构建场地概念模型,采用 ICP-MS 与 GC-MS 对重金属和挥发性有机物进行定量检测,结果显示砷、石油烃、苯系物及卤代烃最高超 GB36600-2018 第一类用地筛选值 8.38-63.58 倍, Cr(VI) 、镍与地下水中锰、硫酸盐等亦超标,整体风险以呼吸摄入与地下水迁移为主要通道。

针对高倍超标及迁移风险,提出“分区分级管控 + 组合式修复”一体化方案: 首先,依“风险递减—用途适配”原则将地块划分为居住敏感区、商业控制区与工业过渡区,分别对应筛选值、管控值与风险控制值并纳入国土空间规划锁定用途 ; 其次,在敏感区构建 30cm 黏土 -HDPE 覆盖层与地下连续墙形成“垂直阻挡 + 水平导排”双重屏障,并布设多参数监测井与土壤气采样管实现在线预警 ; 再次,针对表层至饱和带复合污染实施电阻加热 - 真空抽提原位热脱附,配合过硫酸盐活化化学氧化与硫铝酸盐 - 膨润土稳定固化处理重金属,末端采用嗜烃菌 - 循环渗滤体系强化石油烃共代谢降解,多元耦合工艺预计三年内使敏感区污染物浓度降至筛选值以下并将健康风险指数压降至安全阈值。

研究实现调查、评估、管控与修复闭环设计,为地方政府制定医药化工污染地块分区管理、资金测算与信息公开提供技术范式,并可推广应用于类似复合污染场地的治理与再开发决策支持。关键词:医药化工地块;土壤污染;风险评估;分区管控

1 研究背景

研究地块所属公司面积约 26605m2 (约 39.9 亩),所属行业类别为化学原料和化学制品制造业,北邻某医药集团有限公司,南邻某化工厂;东、西邻农用地。目前仅租用化工西南侧区域规划为公共管理与公共服务用地,规划地块编号为A21-2/01,已规划面积约4686m2,其余区域均暂无规划。调查地块 1979 年之前为农用地,1979 年 \~2021 年 11 月公司在调查地块内进行医药中间体的生产活动;2012 年租用某化工厂部分厂房用作原材料库房、食堂、机修车间等;2021 年 11 月企业全面停产搬迁;2022 年 1 月,公司停产后对厂内管道管线进行冲洗及设备拆除;2022 年 1 月至今,地块基本闲置。目前,企业原生产设备已全部拆除,厂区部分建构筑物墙体保存完整,厂内遗留多个池体,除西北侧原料库房旁的消防水池外,其余池体废水及底泥已进行了妥善处置。鉴于调查地块大部分区域暂无规划,本次调查基于从严原则,按照《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》(GB36600-2018)中的第一类用地进行评价。

2 调查内容与方法

2.1 调查内容

本次地块土壤污染状况调查内容包括:

(1)地块利用变迁资料、地块环境资料、地块相关记录、有关政府文件,以及地块所在区域的自然和社会信息等资料的收集;

(2)根据专业知识和经验识别资料中的错误和不合理的信息;

(3)对地块的现状与历史情况,相邻地块的现状与历史情况,周围区域的现状与历史情况,区域的地质、水文地质和地形等进行现场踏勘,识别污染痕迹和可能的污染区域;(4)针对资料收集和现场踏勘所涉及的疑问,对知情人员和相关机构进行咨询和人员访谈,达到信息补充、对已有资料的考证的目的;

(5)根据专业知识和经验,明确地块内及周围区域有无可能的污染源;

(6)客观、科学地制定地块环境监测方案,并通过采样分析,以检测结果判断地块是否受到污染。若确认污染事实,则明确地块存在的污染物类型及深度,从而为下阶段工作提供技术支持。

2.2 调查方法

根据《建设用地土壤污染状况调查技术导则》(HJ25.1-2019)和《场地环境调查与风险评估技术导则》(DB50/T725-2016)的相关要求,土壤污染状况调查可分为三个阶段。根据本次调查实际工作内容,仅涉及两个阶段,第一阶段土壤污染状况调查以建立场地概念模型为核心,调研团队依据HJ25.1-2019 要求系统回溯地块工艺沿革与排污历史,收集环评档案、危险废物台账、地下水监测资料,并通过现场踏勘详细记录地表附属物、排放节点及可疑渗漏点,借助 GIS 定位与无人机影像综合判定潜在污染物种类、迁移途径和暴露受体,明确后续采样布点的重点区域。第二阶段初步采样分析遵循 DB50/T725-2016 布点指南和“由表及里、先平后垂”原则,在疑似高风险区布设 5m×5 m 高密度网格与 0-3m 分层采样,普通区采用 20m×20m 网格及剖面钻孔,现场设置平行样、空白样和加标样比例 ⩾5% 确保质量控制,样品低温保存后送 CMA 资质实验室采用 ICP-MS 与 GC-MS 检测重金属及挥发性有机物,结果与 GB36600 筛选值比对以评估超标程度并为详细调查提供依据,同时建立完整样品交接链和数据质控台账确保结果有效可追溯。

3 X 医药化工地块土壤环境调查结果

监测结果表明,部分土壤样品中镍、砷、铬(六价)、石油烃(C10-C40)以及挥发性有机物(苯、甲苯、乙苯、二氯甲烷、氯苯、氯仿)含量超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)第一类用地筛选值,锰、甲醛含量超过第一类用地方式下推导出的风险控制值,其中砷、石油烃(C10-C40)、苯、甲苯、乙苯、二氯甲烷、氯苯、氯仿超过第一类用地管制值;部分地下水样品中检测因子碘化物、硫酸盐、氟化物、氯化物、甲醛、锰、镍、铁、锶、硼、石油烃(C10-C40)、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿浓度超过了《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)中Ⅳ类标准限值要求;地表积水样品中各污染物浓度满足相应标准限值;固体废物样品浸出毒性未超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准限值;土壤气样品中甲苯浓度超过推导的风险控制值;土壤中各污染物最大超标倍数和含量范围分别为镍(0.39 倍 4~209mg/kg )、砷(11.9 倍,0.66~258mg/kg )、锰(0.77 倍, 112~7290mg/kg )、铬(六价)(2.67 倍,1.7\~11mg/kg)、甲醛(15.98 倍,0.14\~270mg/kg)、苯(15.5 倍,0.002\~16.5mg/kg)、甲苯(63.58 倍,0.0013\~77500mg/kg)、乙苯(11.72 倍,0.0012\~91.6mg/kg)、二氯甲烷(12.51 倍, 0.026~1270mg/kg )、氯苯(32.24倍,0.0012\~2260mg/kg)、氯仿(16.87 倍, 0.0035~5.36mg/kg )、石油烃(C10-C40)(8.38 倍,7\~7750mg/kg)。

4 X 医药化工地块土壤风险管理

4.1 分区分级风险管控体系构建

该对策依循“风险递减—用途适配”原则,通过空间划定和用途限制将地块划分为居住敏感区、商业控制区及工业过渡区,并分别衔接GB36600-2018 筛选值、管制值与风险控制值,进而形成差异化管控目标与技术准入门槛,同时借助地方土壤信息化平台对各分区管控成效进行实时追踪和动态调整,以最大程度降低砷、苯系物与石油烃等高倍超标组分对未来受体的累积健康风险。

4.1.1  划定功能暴露管控分区

调查团队依据污染分布热区图与城市更新规划,采用GIS 叠合分析划定三类使用功能区,对居住敏感区严格执行筛选值及地下水Ⅲ类标准,对商业控制区采取管控值并设置硬质铺装,对工业过渡区则允许限期治理与原位监控,分区成果纳入国土空间规划附图,并通过不动产登记系统锁定用途,从根源上阻断高浓度砷、甲苯与二氯甲烷进入生活链条的路径,同时为后续分区治理资金测算与责任分担提供法定依据。

4.1.2  构建多层物理阻隔屏障

在居住敏感区与地下水补给带交汇处,先铺设 30cm 黏土隔离层并覆以 HDPE 复合防渗膜,再通过地下连续墙将受 Cr(VI) 渗漏影响的饱和带与旁侧洁净含水层物理切断,同步安装水平抽水井维持地下水水位差,形成“垂直阻挡 + 水平导排”双重屏障体系,该体系可在五年内将 Cr(VI) 与可溶性镍的迁移通量降低 80% 以上,保障下游饮用水源安全,并显著削弱

高迁移性VOC 向大气扩散的梯度。

4.1.3  建立动态环境监测网络

在重点分区布设多参数地下水监测井与土壤气采样管,采用在线色谱联动传感技术实现苯系物与石油烃实时预警,同时设置自动水位计与 ORP 探头追踪重金属形态变化,数据经物联网直传至生态环境大数据平台,市生态环境局按季度发布风险简报,若连续两期监测值超出预警阈值则自动触发应急抽提和异地处置程序,该闭环机制确保管控措施针对性调整,并提升公众对治理成效的可感知度。

4.2  组合式修复治理工程实施

该对策坚持“源削减—路径阻断—毒性削弱”理念,通过化学氧化、热脱附与生物共代谢等多元工艺的协同,针对石油烃、苯系物和高毒性卤代烃不同理化性质实施分区、分层、分期修复,并辅以稳定固化技术处理重金属,以期在三年内实现敏感分区污染物降至GB36600 筛选值以下,同时将地下水中锰、镍和硫酸盐等指标恢复至Ⅲ类标准,形成技术与管理并重的治理样板。

4.2.1  实施原位热脱附抽提耦合

针对甲苯、二氯甲烷与氯仿在表层土壤与饱和带交界处高倍超标现状,采用电阻加热—真空抽提协同技术,在污染蜂窝区埋设加热井维持 120 ℃等温场,配套负压管道收集废气并经活性炭吸附与催化氧化处理后达标排放,连续运行 180 d 可使 VOC 浓度降低 90% 以上,同时减少对深层含水层的二次扰动,技术实施前后对电耗、碳排与降本效益进行全生命周期评估,确保经济可行。

4.2.2  开展化学氧化稳定固化处置

针对地表至 2m 土层中砷、 Cr(VI) 和镍等重金属及石油烃混合污染,在热脱附完成后注入过硫酸盐活化剂进行原位化学氧化,随后掺加硫铝酸盐水泥与膨润土进行固化 / 稳定化,该双段工艺可在 14 d 内显著降低石油烃含量并将重金属浸出毒性抑制至危险废物限值以下,通过室内长周期浸水试验验证固化体安全性,最终形成达标稳定层,为后续地面景观再利用奠定基础。

4.2.3  强化微生物共代谢降解体系

在石油烃残留低浓度阶段,选用嗜烃菌和表面活性剂协同并采用循环渗滤系统维持溶解氧与营养盐平衡,借助复合菌群产生的共代谢作用将长链烃断裂为可生物降解短链,同时通过基因高通量测序监控群落演替,每月动态调整碳氮磷比例,预计六个月内可将 C10–C40石油烃浓度进一步削减 60% ,并显著提升土壤微生物多样性,达到生态修复与污染削减双重目标。

5 总结

医药化工旧址因原料多样及生产链复杂导致潜在污染物谱系繁复,其再开发亟须以科学风险识别为前置条件。本文依托 HJ25.1-2019 与 DB50/T725-2016 技术框架,采用历史资料检索、场地踏勘、分层系统采样与实验室定量分析相结合的方法,构建概念模型并量化多情景暴露风险。同时结合健康风险评估与 GIS 空间统计手段,精准获取污染物空间分布、超标倍数及关键暴露通道,为风险管控与修复决策奠定数据基础。

监测结果表明,砷、石油烃、苯系物及卤代烃最高超筛选值 8.38 至 63.58 倍, Cr(VI) 与镍亦局部超标,地下水中锰、硫酸盐及挥发性有机物超过Ⅳ类限值,整体风险以呼吸摄入与地下水迁移为主。研究构建功能暴露区划 - 物理屏障 - 动态监测三位一体的分区分级风险管控体系,并实施原位热脱附、化学氧化稳定固化与微生物共代谢组合修复,预计三年内可使敏感区污染物浓度降至 GB36600 筛选值以下并将健康风险指数压降至安全阈值,研究成果为医药化工地块治理提供了可复制的技术与管理范式。

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