孫嬰嬰,李 燕,羅玉虎
(1.陜西地建西安交大土地工程與人居環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新中心,陜西 西安 710000;2.陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責任公司,陜西 西安 710075)
隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,環(huán)境中各類無機、有機污染風險也不斷加劇。其中,揮發(fā)性有機物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是極為嚴重的一類污染物,其主要特點是濃度低,活性強,危害大,是大氣臭氧和二次有機氣溶膠污染的關(guān)鍵前體物。所以,VOCs對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、人、動物和植物的生命健康都可能產(chǎn)生嚴重的危害[1-2]。而化工行業(yè)是產(chǎn)生揮發(fā)性有機污染的重要來源之一。因此,化工廠、化工園區(qū)的運行期帶來的VOCs污染,在生產(chǎn)工藝落后、管控手段缺乏等情況下,可能會導致在上述地區(qū)運行結(jié)束、拆遷后,所在區(qū)域的水、土、氣仍然存在不同程度的污染問題[3-5]。所以,必須對這些污染進行及時、全面地監(jiān)測,并制定相應(yīng)的治理措施,以保證土地再次開發(fā)利用的潔凈。
因空氣污染的特殊性,尤其是室外空氣中VOCs顯著的流動性特征,在化工廠停產(chǎn)后,如果能有效切斷排放源,其VOCs濃度會在一定時間內(nèi)快速下降。但如果其他環(huán)境載體尤其是土體中受到VOCs的污染,則可能會源源不斷地持續(xù)向大氣中釋放VOCs。因此,盡管目前國家尚未出臺對于室外空氣中VOCs的限值標準,但對于化工廠拆遷后空氣中的VOCs進行檢測,仍然是對區(qū)域內(nèi)VOCs污染風險進行預判的快速有效的方式。因此,本次調(diào)查研究選取了陜西省渭南市某化工廠拆遷區(qū)作為研究區(qū),通過采取速測儀器設(shè)備,對近地表大氣中的揮發(fā)性有機污染物進行初判,從而為后期的水體、土體的詳細調(diào)查提供依據(jù)。
該化工廠前期運行是生產(chǎn)農(nóng)藥,后期改制后主要生產(chǎn)食品級富馬酸。富馬酸,即反丁烯二酸,其制備流程為:在催化劑(V2O5-Mn2O3等)存在下將苯(或丁烯)氧化生成順丁烯二酸(或順丁烯二酸酐),再經(jīng)異構(gòu)化而得。將苯與過量空氣在流化床或固定床反應(yīng)器中進行氧化反應(yīng)生成順丁烯二酸酐,被循環(huán)的酸液吸收成順丁烯二酸。再經(jīng)脫色過濾,順丁烯二酸在硫脲催化劑作用下進行異構(gòu)化,反應(yīng)物經(jīng)過濾,洗滌,干燥即得反丁烯二酸。
化工廠廠區(qū)主要分為7塊區(qū)域,具體分布情況如圖1所示。其中,重點污染區(qū)集中在蒸餾區(qū)、反應(yīng)堆、污水池這3塊區(qū)域,根據(jù)其前身及現(xiàn)在的富馬酸生產(chǎn)工藝,初步判斷其土、水、大氣環(huán)中存在揮發(fā)性-半揮發(fā)性有機污染物。
圖1 化工廠平面圖(1∶1000)
使用便攜式氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀Mars-400 Plus,對化工廠及其周邊區(qū)域的蒸餾區(qū)、反應(yīng)堆、苯反應(yīng)區(qū)三個典型點位,進行近地表大氣中的揮發(fā)性有機污染物的快速識別檢測,并根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風險管控標準》(GB36600-2018),對各檢出指標進行判別歸類。
根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示,在該化工廠區(qū)域近地表空氣中均檢測出了不同程度的揮發(fā)性有機污染物。其中萘、甲苯、乙苯、間/對二甲苯作為污染風險基本項目,在三個采樣點中均有檢出,且以反應(yīng)堆處近地空氣中含量最高。以萘為例,在反應(yīng)堆近地表空氣中含量達到了1.525 μg/m3,分別是蒸餾區(qū)和苯反應(yīng)區(qū)的6.1倍和2.2倍。而反應(yīng)堆近地表空氣中甲苯的含量更是高達9.597 μg/m3,分別達到了蒸餾區(qū)和苯反應(yīng)區(qū)的141.1倍和53.1倍,可見反應(yīng)堆處有機污染程度最高。在污染風險非基本項目中,蒸餾區(qū)和苯反應(yīng)區(qū)都檢測出了二聚環(huán)戊二烯和茚,且以蒸餾區(qū)含量更高。同時,還在反應(yīng)堆處檢測出了乙硫醚、順式-1,3-二氯丙烯、1,2,4-三甲基苯、五氯乙烷四種物質(zhì),多數(shù)是苯、甲苯等物質(zhì)的衍生物,或其下游產(chǎn)物苯、甲苯等。盡管屬于污染非基本項目,但還是檢測出了一定的含量,所以,建議適當對采樣點的土樣進行檢測,驗證其是否存在嚴重污染。具體調(diào)查數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 化工廠拆遷后區(qū)域內(nèi)近地表大氣揮發(fā)性有機污染物快速識別結(jié)果
由表1可以看出,在3個采樣點中,以反應(yīng)堆處檢測出的揮發(fā)性有機污染物種類最多、濃度也相對較高,而蒸餾區(qū)檢測出的污染物則相對種類最少、濃度也較低,苯反應(yīng)區(qū)居中。這與3個采樣點在拆遷之前所開展的生產(chǎn)工藝內(nèi)容也是基本相符的。其中,反應(yīng)堆是化工廠在實際生產(chǎn)中涉及化學物質(zhì)最多、最易產(chǎn)生污染排放問題的區(qū)域,應(yīng)將該區(qū)域土體、地下水的有機污染情況列為污染調(diào)查的重點內(nèi)容。苯系物中苯、甲苯、乙苯、鄰二甲基苯、間/對二甲苯、三氯乙烯、苯乙烯、四氯乙烯、1,2-二氯苯、萘等項目相對濃度較高、檢出頻次較多,且為《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風險管控標準》(GB36600-2018)中揮發(fā)性有機污染物基本項目的指標,應(yīng)作為該化工廠拆遷后水土中污染調(diào)查的重點指標。